Устройство для рентгенометрии

 

Изобретение относится к рентгенотехнике, а именно к устройствам, предназначенным для юстировки рентгенографических штативов. Устройство для рентгенометрии содержит плоскопараллельное рентгенопрозрачное основание с координатными метками Х, Y, маркирующими прямоугольную систему координат, на котором закреплены четыре идентичных и равномерных растра из материала с высоким атомным номером. Элементы растров расположены перпендикулярно плоскости основания и параллельно соответствующим осям координат. Введена также плоскопараллельная пластина из материала с высоким атомным номером с центральным окном квадратной формы. Пластина жестко закреплена на основании устройства посредством четырех стоек таким образом, что плоскость пластины параллельна основанию устройства, а стороны квадратного окна параллельны соответствующим осям координат, при этом их ортогональная проекция на плоскость основания совпадает с началом элементов соответствующего растра. Изобретение позволяет более точно определить положение действительного фокуса рентгеновской трубки для планирования хирургических операций. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.

Предлагаемое изобретение относится к рентгенотехнике, а именно к устройствам, предназначенным для юстировки рентгенографических штативов.

Известно устройство для рентгенометрии, содержащее измерительную шкалу, щелевую диафрагму, сцинтилляционный детектор, электрически соединенный с усилителем и измерительным прибором, вертикальный лимб, снабженный оцифрованной шкалой со светопроводом, и механизм дистанционного управления в виде тросика в защитном шланге, соединенного с системой микрометрической передачи при помощи винтовой пары [1].

Известно также устройство для рентгенометрии, содержащее плоское основание с координатными метками Х и Y, на котором вдоль координатных осей симметрично относительно их центра установлены четыре линейки детекторов, подключенных к системе регистрации сигналов детекторов, причем устройство заключено в корпус коробчатой формы, выполненный из металла с высоким атомным номером, верхняя часть которого представляет собой плоскопараллельную пластину, расположенную параллельно основанию устройства, и имеет щелевую диафрагму, состоящую из четырех частей, расположенных вдоль сторон квадрата в плоскости, проходящей перпендикулярно направлению соответствующей линейки детекторов, на равном расстоянии от начала системы координат [2].

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для рентгенометрии, содержащее плоскопараллельное рентгенопрозрачное основание с координатными метками, маркирующими прямоугольную систему координат, на котором установлены четыре идентичных растра из материала с высоким атомным номером, элементы которых перпендикулярны плоскости основания [3].

Известное устройство для рентгенометрии, выбранное в качестве прототипа, предназначено для определения главной точки рентгеновского снимка. Этой точкой является основание перпендикуляра, опущенного из действительного фокуса (фокусного пятна) рентгеновской трубки на плоскость рентгеновской пленки или другого приемника излучения, находящихся в кассете во время рентгенографии. В то же время конструкция известного устройства не позволяет определить расстояние от главной точки до действительного фокуса рентгеновской трубки и тем самым найти положение фокусного пятна в системе координат рентгенографического штатива. В то же время, знание координат действительного фокуса рентгеновской трубки является актуальным для рентгенолога, особенно при проведении рентгенотопографических исследований, например для планирования хирургической операции.

Цель изобретения - обеспечение возможности определения положения действительного фокуса рентгеновской трубки в системе координат рентгенографического штатива для планирования хирургических операций.

На фиг.1, 2, 3 поясняется конструкция предложенного нами устройства для рентгенометрии. На фиг. 1 приведен общий вид устройства, на фиг.2а показан вид устройства сверху, на фиг.2б - поперечный разрез устройства, а на фиг.3 - продольный разрез устройства (сечение в плоскости ZX).

Устройство для рентгенометрии имеет основание 1, представляющее собой плоскопараллельную пластину квадратной формы из рентгенопрозрачного материала, например органического стекла. По краям основания 1 закреплены рентгеноконтрастные метки 2 треугольной формы, маркирующие прямоугольную систему координат X, Y устройства. Прямые, проведенные через вершины противоположных координатных меток 2, взаимно перпендикулярны Точка пересечения этих прямых является началом системы координат. Она отмечена маркером 3 - шариком маленького диаметра (1,5-2,0 мм), изготовленным из материала с высоким атомным номером, например свинца. На основании 1 закреплен элемент 4 квадратной формы, изготовленный из материала с высоким атомным номером, например вольфрама. На его боковых сторонах выполнены идентичные равномерные растры 5, содержащие сквозные пазы 6 и перегородки 7. Элементы растров (6, 7) расположены перпендикулярно плоскости основания 1 и параллельно соответствующим осям координат X или Y. В центральной части элемента 4 имеется отверстие 8 круглой формы. Оно предназначено для обеспечения возможности регистрации центрального маркера 3 на рентгенограмме. Над элементом 4 посредством четырех стоек 9 и винтов 10 закреплена плоскопараллельная пластина 11, изготовленная из материала с высоким атомным номером, например вольфрама. Пластина 11 расположена параллельно плоскости основания 1. В центральной части пластина 11 находится окно 12 квадратной формы. Стенки окна 12 проходят параллельно соответствующим осям координат X или Y. Они имеют заостренные границы 13. Это сделано для повышения четкости изображения стенок окна 12 на рентгенограмме. Ортогональная проекция границ 13 окна 12 на плоскость элемента 4 совпадает с началом растров 5. Такое геометрическое расположение является наиболее оптимальным, так как обеспечивает теневое наложение границ 13 окна 12 на изображение растров 5 при любом рабочем фокусном расстоянии рентгенографии. В боковых стенках пластины 11 имеются овальные вырезы 14. Они сделаны с целью предотвращения затенения внешней части растров 5 рентгеноконтрастной пластиной 11.

Рассмотрим принцип работы устройства для рентгенометрии, используя фиг.4 и фиг.5.

Устройство для рентгенометрии устанавливают на деке 15 (фиг.5) горизонтального рентгеновского стола и ориентируют с помощью координатных меток 2 таким образом, чтобы оси координат Х, Y устройства были параллельны соответствующим осям координат рентгенографического штатива. Положение устройства в координатной системе рентгенографического штатива Х₀, Y₀ записывают в журнале регистрации юстировки штатива. Под декой 15 рентгеновского стола находится кассетодержатель 16 с рентгеновской кассетой 17, заряженной рентгеновской пленкой 18 или другим приемником рентгеновского излучения, например полномасштабной полупроводниковой матрицей для цифровой рентгенографии (фиг.5). Рентгеновский излучатель 19 устанавливают над окном 12 устройства для рентгенографии на заданном фокусном расстоянии и при включенном световом центраторе (не показан) ориентируют таким образом, чтобы световое перекрестие центратора проходило через координатные метки 2 устройства. При этом центр светового перекрестия должен совпасть с центральным маркером 3 устройства. После этого включают рентгеновский аппарат в режиме рентгенографии.

Рентгеновские лучи излучаются действительным фокусом F рентгеновской трубки 19 и распространяются пучком 20 (фиг.4). Поэтому центральный луч 21 свободно проходит через сквозное отверстие (паз) растра 5 и производит на фотопленке 18 максимальную засветку 22. Боковые лучи рентгеновского пучка 20 частично задерживаются стенками перегородок 7 растра 5 и поэтому доносят до эмульсионного слоя фотопленки 18 меньшую энергию. Поэтому боковые отверстия растра 5 на фотопленке 18 изображаются более узкими 23 После проявления фотопленки производят дешифрирования изображения, в результате которого определяют положение главной точки снимка в системе его координат X, Y. Главной точкой рентгеновского снимка принято считать основание перпендикуляра, опущенного из действительного фокуса F рентгеновской трубки на плоскость приемника излучения. Поэтому главная точка рентгеновского снимка будет находится в точке пересечения прямых, проведенных через изображения пазов растра с максимальным почернением 22. Положение главной точки измеряется в системе координат рентгеновского снимка, маркированной четырьмя координатными метками 24. Полученные результат х₀, y₀ фиксируется в журнале юстировки штатива. Положение рентгеновской кассеты известно в системе координат рентгенографического штатива Х'У'Z', поэтому после этой операции положение ортогональной проекции действительного фокуса рентгеновской трубки будет известно в системе координат штатива.

Фокусное расстояние f - дистанция от действительного фокуса F рентгеновской трубки 19 до главной точки снимка о (фиг.5) вычисляется по следующей формуле: где Н - расстояние от нижней плоскости пластины 11 до нижней плоскости основания 1 устройства для рентгенометрии: s - ширина окна 12; h - расстояние от деки 15 рентгеновского стола до рентгеновской пленки 18; l - расстояние на рентгеновском снимке между изображениями противоположных сторон 13 окна 12 в плоскости главного луча.

Координаты главной точки снимка и фокусное расстояние рентгенографии однозначно определяют положение действительного фокуса рентгеновской трубки в системе координат рентгенографического штатива.

Литература 1. Авторское свидетельство СССР 381344, кл. А 61 В 6/00, 30.06.71.

2. Авторское свидетельство СССР 1670832, кл. А 61 В 6/00, 05.05.89.

3. Черний А.Н. Рентгенотопография. - Москва, Недра, 1981, с.32-34.

Формула изобретения

1. Устройство для рентгенометрии, содержащее плоскопараллельное рентгенопрозрачное основание с координатными метками, маркирующими прямоугольную систему координат, на котором установлены четыре идентичных растра из материала с высоким атомным номером, элементы которых перпендикулярны плоскости основания, отличающееся тем, что растры выполнены равномерными, а их элементы расположены параллельно соответствующим осям координат, на основании, параллельно ему посредством стоек жестко закреплена дополнительная плоскопараллельная пластина из материала с высоким атомным номером и центральным окном квадратной формы, стороны которого параллельны соответствующим осям координат, а ортогональная проекция границ окна на плоскость основания совпадает с началом элементов растров.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что растры установлены на основании посредством плоскопараллельного элемента квадратной формы.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в центральной части плоскопараллельного элемента выполнено сквозное отверстие, относительно центра которого на основании закреплен рентгеноконтрастный маркер начала системы координат.

4. Устройство по пп.2 и 3, отличающееся тем, что границы окна дополнительной пластины выполнены заостренными.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5