Схемы Флюорографа ФЦ-01 Электрон

Инструкция и схема флюорографа ФЦ-01 Электрон

С АРМ лаборанта подается на РПУ сигнал разрешения выработки высокого напряжения по нажатию кнопки включения экспозиции (с пульта управления РПУ). После нажатия кнопки включения экспозиции (с пульта управления РПУ), рентгеновской трубкой генерируется рентгеновское излучение. Прямой рентгеновский пучок проходит через коллиматор, ограничивающий поле облучения.

На входное окно ЭОБ (камеры КФЦ-«Электрон») попадает (после прохождения через пациента) диафрагмированный рентгеновский пучок. Затем, он проходит через растр отсеивающий, служащий для задержки рассеянного излучения, возникающего в органах пациента, и пропускания только прямых лучей с рентгеновской трубки (что повышает качество снимков). Далее, рентгеновский пучок проходит через ионизационную камеру, служащую для прекращения подачи рентгеновского излучения на пациента при наборе определенной дозы излучения во входной плоскости ЭОБ (камеры КФЦ-«Электрон»). Ионизационная камера соединена с рентгеновским питающим устройством. При облучении экрана рентгеновского, в нем возбуждается флуоресцентное излучение видимого диапазона, содержащее характеристические линии элементов (теневое изображение), входящих в состав исследуемого органа.

Далее, световое изображение с рентгеновского экрана переносится объективом ПЗС камеры на светочувствительный слой ПЗС-матрицы (блок сенсоров). ПЗС камера преобразует полученное изображение и на выход электронно-оптического блока камеры КФЦ-«Электрон» (с ПЗС камеры) поступает цифровой сигнал рентгеновского изображения. Работа ПЗС камеры синхронизирована с работой рентгеновского питающего устройства

Камера КФЦ «Электрон»

Несущая конструкция электронно-оптического блока (ЭОБ) камеры флюорографической цифровой КФЦ- «Электрон» представляет собой сварную раму (тубус), выполненную в виде усеченной пирамиды, на которую сверху устанавливается декоративный пластмассовый кожух. Аналогичный пластмассовый кожух закрывает блок ПЗС камеры. Несущая пирамида с внутренней стороны обклеена свинцом, что обеспечивает радиационную безопасность эксплуатации ЭОБ камеры КФЦ-«Электрон». Передняя крышка ЭОБ КФЦ-«Электрон» является рентгенопрозрачной. Внутри ЭОБ КФЦ-«Электрон» расположены отсеивающий растр, ионизационная камера, рентгеновский экран, ПЗС камера (объектив и блок сенсора). Для фиксации положения пациента во время экспозиции, на верхней поверхности электронно-оптического блока камеры КФЦ-«Электрон» имеется подбородник. Рентгеновский экран преобразует невидимое рентгеновское изображение в излучение видимого диапазона. Изображение (с рентгеновского экрана) фокусируется высоко-светосильным объективом на ПЗС матрицу блока сенсора.

В блоке сенсора используется ПЗС матрица с 6 миллионами свето-чувствительных элементов. Емкость каждого пиксела составляет 300000 электронов, что обеспечивает высокий динамический диапазон, позволяющий сохранить информацию на одном снимке как о мягких тканях, так и о костных структурах. Чувствительность матрицы – не менее 4 кило-электрон на люкс. Такая чувствительность для излучения экрана из люминофора оксисульфида гадолиния (активированного тербием) обеспечивает квантовую эффективность не менее 0,3. Использование в электронно-оптическом блоке камеры КФЦ-«Электрон» высокочувствительного экрана, светосильного объектива и ПЗС матрицы с высокой квантовой эффективностью, позволяет производить цифровые рентгеновские снимки с дозами на снимок не более 1 мР (в плоскости ЭОБ), что не превышает дозы при рентгенографии на пленку с высокочувствительными усиливающими экранами. К поверхности электронно-оптического блока камеры КФЦ-«Электрон» закрепляется ручной съемный пульт управления перемещением кронштейна вверх-вниз (через ЭОБ камеры КФЦ-«Электрон» проходит кабель его соединения с Устройством вертикального перемещения).

При поступлении на рентгеновское питающее устройство с АРМ-1 команды «экспозиция», формируется сигнал ENABLE («разрешение»), разрешающий формирование рентгеновского излучения в РПУ. Сигнал ENABLE поступает по кабелю CAB10_2 (одного из кабелей, входящих в жгут кабеля ЦФК2-6210-04), соединяющему РПУ и ПЗС камеру (КФЦ-«Электрон»).

При поступлении данного сигнала, система переходит в режим ожидания съемки. После нажатия на пульте управления РПУ кнопки экспозиции, РПУ формирует сигнал ALE – поступающий по этому же кабелю в камеру, сопровождающий подачу рентгеновского излучения (начало и конец подачи высокого напряжения).

Сигнал ALE включает режим накопления заряда электронов в пикселах ПЗС-матрицы. Рентгеновское изображение (после прохождения рентгеновских лучей через пациента, растр отсеивающий и ионизационную камеру) преобразуется в видимое с помощью рентгеновского экрана, который установлен перед ПЗС камерой. С помощью светосильного объектива, видимое изображение на рентгеновском экране передается на ПЗС матрицу.

Накопление заряда электронов в пикселах ПЗС-матрицы продолжается на протяжении всего времени экспозиции. По окончании экспозиции (и завершении сигнала ALE), накопленный (во время экспозиции) в пикселах матрицы заряд электронов считывается через выходное устройство матрицы. По кабелю CAB10_2 (одного из кабелей, входящих в жгут кабеля ЦФК2-6210-04) от ПЗС камеры на РПУ поступает запрет (снимается сигнал ENABLE) на включение следующей экспозиции до окончания считывания и передачи данных на АРМ-1. Считываемый аналоговый сигнал, через буферный операционный усилитель, подается на 16-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), в котором происходит квантование на 65536 уровня.

На выходе АЦП формируется 16-разрядный цифровой поток данных, который передаётся на плату цифрового интерфейса. С платы цифрового интерфейса данные передаются на плату (по кабелю CAB10_1 (одного из кабелей, входящих в жгут кабеля ЦФК2-6210-04)) PCI интерфейса, которая установлена в системном блоке автоматизированного рабочего места АРМ-1 (лаборанта). Плата PCI интерфейса передаёт получаемые данные в ОЗУ системного блока АРМ?1. Суммарное время считывания сигнала изображения и передачи цифрового потока данных зависит от установленной частоты считывания данных с ПЗС матрицы и не превышает 1 с для наиболее часто используемой частоты 4МГц. По окончании передачи данных ЭОБ камеры КФЦ-«Электрон» готов к следующей экспозиции.

Коллиматор

Коллиматор рентгеновских лучей – многослойный, с прямоугольным ограничением поля. Сборочный чертеж (разнесенный вид) чертеж представлен в Альбоме схем и сборочных чертежей, RALCO R302F/4A. Корпус коллиматора имеет стальные двойные стенки, а также внутреннее, свинцовое покрытие для максимальной защиты от рентгеновского излучения. Ограничение пучка рентгеновского излучения (генерируемого трубкой) осуществляется в соответствии с выбранным рабочим полем, в пределах 0-430 мм по вертикали и горизонтали.

Коллиматор содержит 6 пар освинцованных шторок: 2 пары шторок расположены вблизи фокуса, 2 - вблизи входного окна и 2 - вблизи выходного окна, где пучок рентгеновских лучей выходит из коллиматора. Установка ограничения рентгеновского пучка осуществляется ручками на передней панели коллиматора (цифровые шкалы у ручек позволяют оценить размер поля на входном окне ЭОБ камеры КФЦ-«Электрон»).

Прямая визуализация поля рентгеновского облучения обеспечивается световым пучком, который соответствует пучку рентгеновского излучения (в пределах допуска). Центр светового поля определяется точкой пересечения двух перпендикулярных, тонких линий, проецируемых на поле облучения световым пучком. Световой центратор коллиматора служит для выбора области съемки на пациенте (и расположения исследуемого органа в центре снимка).

Световое поле (с центратором) включается нажатием кнопки на лицевой панели коллиматора. В коллиматор встроена дополнительная регулируемая фильтрация, которая добавляется вручную, вращением алюминиевого диска толщиной 1 мм. Диск имеет отверстие для прямого прохождения рентгеновских лучей, а также три дополнительных фильтра - слой меди в 0,1 мм в дополнение к алюминиевой основе 1 мм, слой меди в 0,2 мм в дополнение к алюминиевой основе 1 мм, слой алюминия 1мм в дополнение к алюминиевой основе 1 мм

Рентгеновский излучатель

Рентгеновская трубка – это вакуумный прибор, по принципу действия, с точки зрения электротехники, представляющий собой диод, работающий в условиях насыщения накала. Когда высокое напряжение прикладывается между анодом и катодом, рентгеновская трубка генерирует рентгеновское излучение во всей полусфере, ограниченной плоскостью касательной к поверхности анода.

По этой причине трубка должна использоваться внутри защищенного корпуса – кожуха, который отсекает всю нежелательную часть потока рентгеновского излучения, пропуская через выходное отверстие кожуха только полезный поток излучения, используемый во время исследований. Полезный поток (далее) ограничивается коллиматором с постоянным или регулируемым полем облучения. Коллиматор не является частью кожуха, но, также как и кожух, она служит для улучшения защиты от утечки нежелательного потока рентгеновского излучения. Кожух, также, обеспечивает защиту от высокого напряжения, приложенного к аноду и катоду.

Высокое напряжение подается от генератора с помощью высоковольтных кабелей. Генерирование рентгеновского излучения требует большого количества энергии, значительная часть которой превращается в тепловую, поглощаемую элементами конструкции излучателя. Энергия в трубке первоначально концентрируется на фокальной точке (миллисекунды), затем она рассеивается по всей длине фокальной дорожки (доли секунды), затем накапливается в массе анода (от единиц секунд до минут), а затем тепло за счет рассеяния передается изолирующему маслу, находящемуся внутри кожуха, и металлическим стенкам кожуха.

Стенки кожуха рассеивают тепло в окружающее пространство за счет естественного теплообмена. Этот процесс теплообмена приводит к нагреву элементов конструкции рентгеновского излучателя до очень высоких температур, которые должны поддерживаться в заданных пределах, чтобы избежать процесса разрушения рентгеновской трубки. Температура фокальной точки и фокальной дорожки ограничиваются выбором соответствующих параметров экспозиции (напряжения kV, параметра ток-время mAs), которые должны ограничиваться генератором на основе максимально допустимых нагрузок, рассчитываемых по нагрузочным кривым.

Температура анода должна ограничиваться правильным выбором соотношения времени нагрузки и времени охлаждения, как функции от прилагаемой энергии. Соблюдение необходимого времени охлаждения должно выполняться программным обеспечением генератора с помощью процесса вычисления накопленного тепла. В случае отсутствия такой возможности, соблюдение времени охлаждения должно выполняться пользователем с помощью графика нагрузки, составленного на основе кривых нагрева и охлаждения.

Температура кожуха определяется правильным выбором соотношения времени нагрузки и времени охлаждения, так же, как и для анода. В этом случае, рабочие циклы рассчитываются для больших интервалов времени, например, для половины рабочего дня, на основе кривых нагрева и охлаждения кожуха. При вычислении рассеиваемой энергии необходимо учитывать энергию, затрачиваемую в статоре для раскрутки ротора, которая составляет примерно 10 кДж на один цикл (при скоростной раскрутке ротора). Кривые зависимости тока анода, как функции тока накала, приводятся графиками нагрузочных кривых.

По производственным причинам допуск на значения тока накала, определяющие анодный ток, достаточно широк (примерно 3%). Поэтому нагрузочные кривые могут быть приняты за базовые значения, но не могут заменить индивидуальную калибровку каждого излучателя при монтаже. Программные средства генераторов должны обеспечивать возможность проведения калибровки во всем рабочем диапазоне анодного тока трубки. Полезный поток излучения фильтруется элементами конструкции излучателя – стекло, масло, пластик.

Однако эта внутренняя фильтрация недостаточна для требуемого подавления части спектра рентгеновского излучения с низкой энергией, так называемого мягкого излучения, которое представляет опасность для пациента, не внося вклада в получение изображения. Поэтому, на пути полезного потока должна устанавливаться дополнительная фильтрация, гарантирующая соответствие существующим требованиям (с учетом других предметов, находящихся в потоке – коллиматора и др.) Дополнительный фильтр обычно уже установлен в излучателе, но установщик обязан проверить соответствие величины общей фильтрации существующим требованиям.

Раскрутка анода

Схема питания статора излучателя должна быть способной формировать такие значения напряжения и тока питания статора излучателя, которые соответствуют значениям, указанным в технической документации. Кроме того, эта схема должна быть способной обнаруживать короткое замыкание или обрыв в цепи статора и отключать подачу высокого напряжения на излучатель в этом случае.

Подача на статор напряжения запуска должна быть ограничена временем, необходимым для раскрутки ротора до номинальной скорости вращения, после чего на статор должно подаваться пониженное напряжение поддержки вращения ротора, с целью снизить бесполезный нагрев статора и излучателя в целом. По этой же причине количество циклов запуска должно быть ограничено значением, указанным в технической документации. Опасность перегрева статора из-за повторяющихся циклов запуска особенно велика во время калибровки. Статор может быть поврежден повторяющимися циклами запуска при калибровке, что впоследствии может привести к неисправностям излучателя в процессе эксплуатации.

Таким образом, предпочтительно, чтобы оборудование имело возможность калибровки трубки при постоянной поддержке вращения ротора, чтобы избежать повторных циклов запуска. Это также относится и к нормальной эксплуатации излучателя при интервалах между экспозициями менее одной минуты