Цифровая рентгенографическая установка МЦРУ “Сибирь-Н” с ионизационной камерой в качестве детектора

В Институте ядерной физики в 1984 г. была разработана и запущена цифровая рентгенографическая установка сканирующего типа для медицинской диагностики на основе многопроволочной пропорциональной камеры, работающей в режиме прямого счёта рентгеновских квантов.

Камера имела 640 каналов шириной 0,6 мм. В том же году она была передана Всесоюзному центру охраны здоровья матери и ребёнка в Москве, в котором после двух модернизаций работает до настоящего времени. В 1994-95 гг. установка прошла технические и клинические испытания в Москве. Комитет по новой медицинской технике МЗ РФ 15.01.96 г. рекомендовал установку к серийному производству и приказом №10 от 21.01.97 г. разрешил применение Молодозовой Цифровой Рентгенографической Установки (МЦРУ) “Сибирь-Н” в медицинской практике. ИЯФ СО РАН выпустил и поставил в клиники 15 установок МЦРУ “Сибирь-Н”. С 1997 года ЗАО “Научприбор” (г. Орёл) освоил выпуск установок МЦРУ по документации ИЯФ СО РАН, изготовил и поставил в рентгеновские кабинеты около 80 таких установок.

С 2001 г. выпускаемая новая модификация является одной из последних разработок установки МЦРУ “Сибирь-Н” в области цифровой рентгенографии, только с другим приемником излучения - многоканальной ионизационной камерой (ИК) с высокой квантовой эффективностью. От стандартных диагностических аппаратов установка МЦРУ отличается тем, что для регистрации рентгеновского излучения вместо фотоплёнки используется однокоординатная ионизационная камера. Высокая квантовая эффективность ИК позволяет снизить дозы облучения в 30 раз и более по сравнению с экрано-плёночными системами, а линейный принцип сканирования практически исключает регистрацию излучения, рассеянного в теле пациента. Это позволило создать аппарат с высокими диагностическими характеристиками.

Установка МЦРУ “Сибирь-Н” включает в себя стандартный рентгеновский излучатель, штатив с механической системой сканирования, детектор рентгеновского излучения (ионизационная камера) с электроникой регистрации и систему управления механикой и рентгеновским аппаратом. Коллиматор со щелью вырезает из излучения, генерируемого трубкой, плоский веерообразный пучок, который проходит через тело пациента и попадает во входное окно ионизационной камеры, на входе которой стоит диафрагма 0,5 мм.

Во время съёмки происходит одновременное, равномерное перемещение рентгеновской трубки, коллиматора и детектора в вертикальном направлении, обеспечивающее механическое сканирование снимаемого объекта. Ионизационная камера имеет 1024 канала регистрации рентгеновских квантов, шириной 0,4 мм, обладающих эффективностью 70%. Информация, накопленная за время экспозиции строки, составляющей 5 мс, переписывается в промежуточную память и затем начинается регистрация следующей по вертикали строки. Малое время экспозиции строки исключает размазывание изображения за счёт возможного движения пациента.

Размер канала по вертикали определяется шириной щели диафрагмы на входе ИК (0,

5 мм), временем экспозиции строки (5 мс) и скоростью движения балки сканирующей механики (7 см/с). Форма канала по вертикали с учётом движения имеет вид трапеции с шириной на полувысоте равной 0,5 мм и “столиком” 0,15 мм. Размер коллиматора 1,5 мм выбран с запасом, необходимым для устойчивой юстировки. При этом учитываются колебания излучателя и камеры при сканировании, неточность изготовления коллиматора и диафрагмы, возможное биение фокуса при вращении анода трубки и неточность юстировки. При указанных выше значениях элемент изображения в середине тела пациента будет иметь размер по горизонтали и вертикали на полувысоте соответственно 0,35 мм и 0,35 мм. По окончанию съёмки кадра в память компьютера переписывается цифровое изображение – матрица 1024х1024 чисел, описывающая распределение излучения после прохождения через тело пациента. Размер снимка по горизонтали составляет 410 мм, размер по вертикали регулируется врачом. Число элементов изображения на 1 см в середине тела пациента составляет 1000. Изображение появляется на экране дисплея через 10 с после завершения сканирования.

Ионизационная камера позволила улучшить в полтора раза разрешающую способность, по сравнению с пропорциональной камерой при тех же дозах облучения. Динамический диапазон расширен до 480, улучшена однородность каналов при одновременном резком упрощении нормировки отснятого кадра, значительно упрощена технология изготовления ионизационной камеры по сравнению с многопроволочной пропорциональной камерой.

Одновременно срок службы детектора без смены газа, по сделанным оценкам, возрастает с двух до 6-10 лет. Уменьшено количество электроники регистрации, повышена надежность аппарата.

Предприятия ЗАО “Научприбор”, Бердский электромеханический завод (г. Бердск, Новосибирская область) и комбинат “Электрохимприбор” (г. Лесной, Свердловская область) в настоящее время серийно выпускают установки МЦРУ “Сибирь-Н” с ионизационными камерами. Производство ионизационных камер для них осуществляется на ФГУП “НПП “Восток” (г. Новосибирск). Производственная мощность НПП “Восток” позволяет оснастить все установки МЦРУ “Сибирь-Н” новыми детекторами рентгеновского излучения, которые вместе с Институтом будут выпускать эти предприятия. Три года назад, лицензию на производство МЦРУ “Сибирь-Н” приобрела китайская фирма Medical System, Ltd (г. Пекин). В настоящее время фирмой выпущено и установлено более 50 аппаратов. Продажи фирмы резко возросли в связи с успешной диагностикой заболеваний атипичной пневмонии с помощью МЦРУ.

В 90-х годах в Новосибирской области разработаны и выпускаются сканирующие системы, использующие в качестве детектора фотодиодные линейки. По сравнению с ионизационными камерами линейки на фотодиодах имеют более узкий динамический диапазон (200 вместо 480 для ИК) и для получения снимков одинакового качества требуют более высоких доз облучения пациентов.

По сравнению с ионизационной камерой шумы фотодиодов больше по величине и зависят от температуры из-за наличия темнового тока.

В России и других странах мира в последние годы сложилась критическая ситуация в связи с быстрым ростом числа заболеваний туберкулёзом лёгких, в том числе таких, которые трудно поддаются лечению стандартными средствами. Флюорографические аппараты, на которых проводились ФЛГ обследования, во многих клиниках России устарели или эксплуатируется больше, чем предусмотрено сроком службы этого оборудования. В связи с этим возросла необходимость оснащения рентгенодиагностических кабинетов новой аппаратурой. Наиболее подходящим для этих целей являются микродозовые цифровые рентгенографические установки, имеющие доступную стоимость и высокие диагностические возможности.

По заключению фтизиатров и рентгенологов на МЦРУ Сибирь-Н достигается самый высокий уровень диагностики легочных патологий при не менее чем 50-ти кратном снижении дозы облучения по сравнению с пленочной флюорографией. А раннее выявление легочного туберкулеза в начальной стадии с надлежащей изоляцией и лечением больных – весьма эффективный и пока единственный способ предупреждения заболевания.

http://medafarm.ru/php/content.php?group=2&id=2174

Источник: