Ядерно-медицинская установка


 


Владельцы патента RU 2464658:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (RU)

Изобретение относится к средствам для диагностики и динамического мониторирования с виртуальным отображением органов пациента и процедуры разрешения проблемных диагностических и лечебно-реабилитационных ситуаций, а также при повышении квалификации и в научной деятельности. Заявленная установка содержит проекционно-оптический блок, проекционно-голографический блок, блок супервычислительной мощности и блок системной интеграции. При этом проекционно-оптический блок включает в себя от 4-х до 6-ти короткофокусных компьютерных проекторов по числу покрываемых компьютерными изображениями плоскостей лаборатории виртуальной реальности и сервер; проекционно-голографический блок включает в себя аппаратуру получения и восстановления динамической голограммы объекта сканирования и исследования; блок супервычислительных мощностей включает в себя многопроцессорную параллельную вычислительную систему, суперхранилище информации и высокоскоростной канал доступа к ним; блок системной интеграции включает в себя узел мониторирования когнитивного потенциала врача-исследователя-аналитика, узел ресурсов, систему знаний с подсказчиком и коммуникатор. Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей рабочего места врача, улучшении качества его работы, повышении наглядности объяснения пациенту его проблем. 1 ил.

 

Изобретение относится к области медицинских облучающих устройств, разработано для автоматизации рабочего места врача-исследователя-аналитика, может быть использовано для диагностики и динамического мониторирования с виртуальным отображением органов пациента и процедуры разрешения проблемных диагностических и лечебно-реабилитационных ситуаций, а также при повышении квалификации и в научной деятельности.

В литературе описаны ядерно-медицинские установки-аналоги (см., например, «Лучевая диагностика (МРТ, КТ, УЗИ, ОФЭКТ и ПЭТ) заболеваний печени» / под ред. Г.Е.Труфанова, - М.: ИГ ГЭОТАР-Медиа, 2008, - 264 с.).

Известна также ядерно-медицинская установка (Ter-Pogossian M.M., Raichle M.E., Sobel B.E. Position-emission tomography. Scientific American. 1980; 243(4): 170-81.), содержащая позитронно-эмиссионный томограф-сканер, циклотрон и радионуклидный комплекс. Известная установка-прототип имеет ограничения в части визуализации результатов сканирования, не обеспечивает интеллектуальную подсказку по разрешению врачебно-исследовательской ситуации и ее визуализацию, не позволяет врачу-исследователю-аналитику опереться на системно-интегративную и интеллектуально-информационную поддержку в виде новейших средств системотехники и когнитологии, не соответствует современному уровню научных исследований, не обеспечивает должного уровня повышения квалификации, что в конечном итоге негативно сказывается на результатах научной и практической деятельности, в т.ч. на качестве жизни больных.

Задача настоящего технического решения состоит в повышении качества научных исследований и лечения пациентов за счет применения новых инструментальных средств, улучшения организации рабочего места, организации диалога с системой искусственного интеллекта.

Для решения поставленной задачи ядерно-медицинская установка содержит позитронно-эмиссионный томограф-сканер (при необходимости сопряженный с компьютерным томографом, с магнитно-резонансным томографом, с УЗИ и т.п.) с программным обеспечением, циклотрон и радионуклидный комплекс, проекционно-оптический блок, проекционно-голографический блок, блок супервычислительной мощности и блок системной интеграции. При этом проекционно-оптический блок включает в себя несколько (по числу покрываемых компьютерными изображениями плоскостей лаборатории виртуальной реальности) короткофокусных компьютерных проекторов и сервер. Проекционно-голографический блок включает в себя аппаратуру получения и восстановления динамической голограммы объекта сканирования и исследования. Блок супервычислительных мощностей включает в себя многопроцессорную параллельную вычислительную систему, суперхранилище информации и высокоскоростные каналы доступа к ним. Блок системной интеграции включает в себя узел мониторирования когнитивного потенциала врача-исследователя-аналитика, узел ресурсов, систему знаний с подсказчиком и коммуникатор.

Сущность предложенного решения заключается в том, что врачу-исследователю-аналитику обеспечена системно-интегративная и интеллектуально-информационная поддержка для объемной динамической визуализации объекта и пространственной динамической визуализации процесса разрешения диагностической, лечебной и исследовательской проблемных ситуаций за счет введения в структуру установки дополнительных блоков.

Технический результат, который может быть достигнут при реализации заявленного решения, состоит в расширении функциональных возможностей рабочего места врача-исследователя-аналитика, улучшении качества его работы, более высоком значении информационной производительности (в кбайтах с единичной поверхности в единицу времени), повышении наглядности объяснения пациенту его проблем и, в конечном итоге, в обеспечении требуемого качества жизни больных.

Предлагаемое решение иллюстрирует рисунок, где изображены основные структурные единицы установки и связи между ними. Установка состоит из позитронно-эмиссионного томографа-сканера 3, циклотрона 1, радионуклидного комплекса 2, технологических каналов 4 и 5, проекционно-оптического блока 8, проекционно-голографического блока 7, блока супервычислительной мощности 10, блока системной интеграции 9, а также информационных каналов 6, 11-20. При этом вход циклотрона 1 связан с внешним источником рабочего газа, выход циклотрона 1 соединен с входом радионуклидного комплекса 2 через технологический канал 4, выход радионуклидного комплекса 2 соединен с входом позитронно-эмиссионного томографа-сканера 3 через технологический канал 5, причем первый выход томографа 3 представлен информационным каналом 6, второй выход связан информационным каналом 11 с входом проекционно-голографического блока 7, третий выход томографа 3 соединен через информационный канал 12 с третьим входом блока системной интеграции 9, первый выход блока 7 представлен информационным каналом 13, второй выход блока 7 связан через информационный канал 14 со вторым входом блока 9, первый вход блока 9 соединен с первым выходом проекционно-оптического блока 8 через информационный канал 15, первый выход блока 9 соединен через информационный канал 16 с входом блока 8, второй выход которого представлен информационным каналом 17, второй выход блока 9 представлен информационным каналом 18, четвертый вход блока 9 представлен информационным каналом 19, выход блока супервычислительной мощности 10 соединен с пятым входом блока 9 и со вторым входом блока 8.

Ядерно-медицинская установка используется следующим образом. Врач-исследователь-аналитик сканирует орган больного с помощью ПЭТ-сканера 3, оснащенного короткоживущим радиофармизотопом, полученным в циклотроне 1 из рабочего газа и выделенным в радионуклидном комплексе 2. В штатных ситуациях врач-исследователь-аналитик ограничивается «зашитым» в компьютере ПЭТ-сканера программным обеспечением и средствами визуализации, предоставляемыми компьютерными мониторами канала 6, после чего принимает диагностическое решение. В проблемных ситуациях повышенной сложности врач-исследователь-аналитик имеет возможность по запросу через канал 19 воспользоваться анализом динамической голограммы органа больного и динамических проекций проблемной ситуации, предоставляемых блоками 7 и 8 виртуальной реальности по каналам 13 и 17. При этом естественному интеллекту врача помогает искусственный интеллект системно-интеграционного подсказчика 9, предоставляя ответ-подсказку по каналу 18. Процесс хранения массива данных и знаний обеспечивает суперхранилище информации, передачу потока информации - высокоскоростной канал, а ее обработку - параллельный вычислитель, представленные блоком 10 супервычислительной мощности. Кроме того, блок системной интеграции 9, оценивая когнитивный потенциал врача-исследователя-аналитика, может обеспечить повышение исходного уровня этого потенциала до требуемого, а также помочь в систематизации и оформлении эмпирического материала до интересного или прорывного научного результата.

Ядерно-медицинская установка, содержащая позитронно-эмиссионный томограф-сканер с программным обеспечением, циклотрон и радионуклидный комплекс, соединенные технологическими каналами, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит проекционно-оптический блок, проекционно-голографический блок, блок супервычислительной мощности и блок системной интеграции, при этом проекционно-оптический блок включает в себя от 4 до 6 короткофокусных компьютерных проекторов по числу покрываемых компьютерными изображениями плоскостей лаборатории виртуальной реальности и сервер, проекционно-голографический блок включает в себя аппаратуру получения и восстановления динамической голограммы объекта сканирования и исследования, блок супервычислительных мощностей включает в себя многопроцессорную параллельную вычислительную систему, суперхранилище информации и высокоскоростной канал доступа к ним; блок системной интеграции включает в себя узел мониторирования когнитивного потенциала врача-исследователя-аналитика, узел ресурсов, систему знаний с подсказчиком и коммуникатор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам радиационной терапии. .

Изобретение относится к мишеням, преобразующим излучение в фотонейтроны, и источникам рентгеновского излучения и фотонейтронов. .

Изобретение относится к мишеням, преобразующим излучение в фотонейтроны. .

Изобретение относится к радиационным методам обработки минералов для изменения их оптико-механических свойств, в частности повышения их ювелирной ценности. .

Изобретение относится к области методологии формирования полей гамма-нейтронного излучения на исследовательских реакторах и может быть использовано при испытаниях объектов, в первую очередь крупногабаритных, на радиационную стойкость.

Изобретение относится к устройствам для получения экстремального ультрафиолетового (ЭУФ) излучения из плазмы импульсно- периодического вакуумного разряда, инициируемого лазером между вращающимися электродами.

Изобретение относится к устройствам для получения экстремального ультрафиолетового (ЭУФ) излучения высокой средней мощности из плазмы импульсно-периодического вакуумного разряда, инициируемого лазером между вращающимися электродами.

Изобретение относится к генераторам разовых импульсов нейтронов и рентгеновского излучения и предназначено для проведения ядерно-физических исследований, изучения радиационной стойкости и генерирования нейтронных пучков.

Изобретение относится к способу и устройству для вентиляции устройства для облучения пучком электронов по меньшей мере одной стороны полотна. .

Изобретение относится к ядерной медицине и может быть использовано при терапии онкологических заболеваний. .

Изобретение относится к получению радиоактивных изотопов в ядерных реакторах

Изобретение относится к области испытаний на радиационную стойкость крупногабаритных объектов военного или гражданского назначения, в том числе предназначенных для выполнения работ в радиационных полях ядерно-технических установок или при ликвидации последствий радиационных аварий. Заявленный способ характеризуется тем, что в поле излучений с размерами объекта испытаний устанавливают функциональные зависимости отношения экспозиционной дозы гамма-излучения к флюенсу нейтронов и флюенса нейтронов, приведенного к одному выходящему из активной зоны нейтрону, от длины объекта, толщины и количества конверторов излучения при выбранном варианте их размещения относительно активной зоны и объекта испытаний. Далее с учетом полученных данных и расчетных параметров выбирают толщину и количество конверторов и рассчитывают длительность облучения объекта, после чего объект подвергается соответствующему облучению. Технический результат изобретения заключается в одновременном воспроизведении заданных значений параметров гамма-нейтронного излучения в более широком диапазоне. 5 ил., 1 табл.

Заявленное изобретение относится к источнику рентгеновских лучей. Заявленное устройство содержит генератор пучка электронов, предназначенный для генерации пучков электронов, сходящихся в направлении мишени. Генератор пучка электронов может, в частности, содержать искривленную поверхность эмиттерного устройства с матрицей эмиттеров электронов на основе углеродных нанотрубок и связанное с ним электродное устройство. При этом пространственное распределение рентгеновских фокальных пятен на мишени может быть сделано более плотным, чем распределение источников электронов, причем последнее обычно определяется аппаратными ограничениями. Техническим результатом является возможность гибкого управления испусканием рентгеновских лучей, обеспечение высокого пространственного разрешения шага точки фокального пятна при достижении требуемого позиционирования результирующих фокальных пятен по траектории. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к средствам моделирования параметров гамма и нейтронного излучений ядерного взрыва на исследовательских ядерных реакторах с отражателями нейтронов. Устройство представляет собой двухслойную оболочку у активной зоны ядерного реактора, включающей делящийся материал (1) и отражатель нейтронов (2). Первый слой оболочки выполнен из водородсодержащего материала (3) толщиной, обеспечивающей замедление нейтронов до энергий, характерных для типового ядерного взрыва. Второй слой оболочки расположен с внешней стороны водородсодержащего слоя и выполнен из материала с большим сечением радиационного захвата тепловых нейтронов толщиной (4), обеспечивающей получение характерного для типового ядерного взрыва соотношения доз нейтронов и гамма-излучения. Устройство также содержит детектор излучений (5). Техническим результатом является возможность проведения испытания изделий электронной техники на моделирующих установках в соответствии с требованиями государственных стандартов с использованием параметров излучений, характерных для типового ядерного взрыва. 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройствам для гамма-лучевой терапии. Опора установки для инсталляции радиоактивных имплантатов выполнена с возможностью монтажа ее корпуса на столе томографа посредством направляющих типа «ласточкин хвост», установленных с возможностью перемещения в ответных направляющих стола, снабжена фиксатором опоры к столу и вертикальными штангами, несущими закрепленную на их направляющих телескопическую консоль, на свободном конце подвижной части которой закреплена матрица с направляющими отверстиями для игл с радиоактивными имплантатами. Часть одной из направляющих типа «ласточкин хвост» корпуса опоры выполнена подвижной с возможностью возвратно-поступательных перемещений относительно корпуса опоры, связана с корпусом винтовой связью через резьбовое отверстие, выполненное в корпусе, и размещена в сквозном проеме корпуса опоры. Использование изобретения позволяет расширить арсенал технических средств для инсталляции радиоактивных имплантатов. 3 ил.

Изобретение относится к средствам охраны окружающей среды и объектов от загрязнений, анализа состояния радиоактивных веществ и может быть использовано при испытаниях ядерного оружия и других ядерно-физических установок (ЯФУ). Способ определения ядерного энерговыделения включает измерение наведенной активности содержащегося в почве Na-24, образовавшегося от потока нейтронов вследствие ядерной реакции деления (ЯРД) на исследуемом объекте, выполнение нейтронно-физических расчетов, определение величины энерговыделения по выведенным зависимостям. Нейтронно-физические расчеты включают корректировку измеренной активности Na-24 от нейтронного потока по глубине почвы, концентрации природного Na-23 и алгоритмы перехода к энерговыделению. Техническим результатом является возможность определения факта энерговыделения и его величины при возникновении внештатных аварийных ситуаций на ЯФУ в отсутствие предварительно установленных систем регистрации ионизирующих излучений при возникновении любых ЯРД. 2 н.п. ф-лы.

Изобретение относится к устройству облучения для ввода распределения дозы в подлежащем облучению целевом объеме, а также к способу облучения, соответствующему устройству облучения. Заявленное устройство (11) содержит ускорительное устройство (27) для предоставления пучка (15) частиц для облучения целевого объема (13), сканирующее устройство (25, 23) для модификации свойства пучка у пучка (15) частиц, так что при работе ускорительного устройства (11) пучок (15) частиц последовательно направляется в различные места в заранее установленном объеме (19) сканирования и таким образом сканируется по объему (19) сканирования. При этом сканирующее устройство (25, 23) выполнено таким образом, чтобы сканировать объем (19) сканирования вдоль постоянной, установленной независимо от целевого объема (13) траектории сканирования и обеспечивать согласование вводимого распределения дозы с целевым объемом (13) тем, что во время сканирования пучка (15) частиц вдоль траектории (21) сканирования интенсивность пучка (15) частиц модулируется. Техническим результатом является возможность регулирования и оптимизации распределения дозы облучения в целевом объеме посредством управления установкой во время облучения. 2 н. и 11 з. п. ф-лы, 2 ил.
Наверх