Модуль ввода-вывода информации системы цифровой рентгенографии (стр. 4 из 12)
Оставшееся на экране скрытое изображение стирается интенсивной засветкой видимым светом, после чего экран можно использовать вновь, многократно.
Считается, что качество цифрового изображения можно существенно улучшить, применяя метод прямой регистрации рентгеновского излучения с помощью детектора, работающего в непосредственной связи с компьютером. Одним из вариантов прямого детектирования рентгеновского излучения является цифровая селеновая рентгенография. Она представляет собой систему, основной частью которой служит детектор в виде барабана покрытого слоем аморфного селена. Селеновая рентгенография в настоящее время используется только в системах рентгенографии грудной клетки. Но преимуществом селенового детектора является высокий коэффициент отношения сигнал/шум.
Таким образом, из краткого обзора о цифровых методах рентгеновских изображений вытекает, что к настоящему времени наиболее распространенными являются системы с оцифровкой рентгеновского электронного изображения. Однако возможности их ограничены малым размером рабочего поля электронно-оптического преобразователя. Последнее обстоятельство компенсируется методом сшивания изображения, который используется в приборах для исследования грудной полости.
Меньшее распространение получили технологии, работающие на основе запоминающих люминофоров.
Их широкое внедрение, прежде всего, ограничивается высокой стоимостью.
В последние годы, особенно, в нашей стране получает практическое применение полупроводниковая и газовая рентгенография, работающие по принципу сканирующей линейки. Несмотря на не очень высокое линейное разрешение, эти технологии имеют ряд существенных преимуществ, которые, прежде всего, определяются большой площадью изображения, низкой себестоимостью приборов и чрезвычайно малой дозой облучения, необходимой для производства изображения.
Эти положительные качества являются определяющими для широкого использования указанной технологии, в первую очередь в установках для исследования грудной клетки, как с целью профилактических осмотров, так и для диагностики.
3 Техническое обеспечение системы цифровой рентгенографии
Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем (см. рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 – Структура информационной системы как совокупность обеспечивающих подсистем
Среди обеспечивающих подсистем обычно выделяют информационное, техническое, математическое, программное, организационное и правовое обеспечение.
Техническое обеспечение – комплекс технических средств, предназначенных для работ информационной системы, а также соответствующая документация на эти средства и технологические процессы.
Комплекс технических средств составляют:
· компьютеры любых моделей;
· устройства сбора, накопления, обработки, передачи и вывода информации;
· устройства передачи данных и линий связи;
· оргтехника и устройства автоматического съема информации;
· эксплуатационные материалы и др. [7].
В дипломном проекте представлено только техническое обеспечение цифровых систем.
3.1 Анализ существующих цифровых рентгенографических систем
Рентгенодиагностика и рентгенодефектоскопия явились первыми областями практического применения рентгеновских лучей. Они сохраняют свое доминирующее положение и в настоящее время.
Первые рентгеновские аппараты представляли собой электрически незащищенные индукторные генераторы высокого напряжения, питающие ионные рентгеновские трубки через механические выпрямители.
Первый электрически защищенный отечественный однофазный аппарат РУМ-2 был создан в 1946 году под руководством В.В. Домоховского и А.Г. Сулькина.
Вначале создание трехфазного рентгеновского аппарата было сопряжено со множеством трудностей, так как аппарат из-за наличия трех фаз был перегружен выпрямителями, а также имел большие габариты и высокую себестоимость. Первые подобные аппараты были созданы фирмами Philips и Siemens. Появление полупроводниковых высоковольтных выпрямителей позволило уменьшить трудоемкость изготовления трехфазных высоковольтных генераторов, а появление рентгеновских трубок с вращающимся анодом сделало еще более явственным преимущества трехфазного питания.
Первый отечественный трехфазный аппарат РУМ-16 был разработан во ВНИИ радиационной техники в 1968 году [3].
Современная технология рентгенографии – это довольно сложный и ответственный процесс в визуализационной диагностике.
В зависимости о назначения, мощности, питающей схемы и других показателей, все питающие устройства подразделяются на следующие классы.
· Аппараты высшего класса – трехфазные аппараты с наибольшим напряжение 150 кВ и наибольшей мощностью 100 кВт (100 кВ, 1000 мА). Они обеспечивают проявление всех рентгенологических исследований на самом высоком уровне и предназначены для специализированных лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ). К таким рентгеновским аппаратам относятся Prestige (GE, США), MultistarT.O.P., Serigraph (Siemens), MultiDiagnost 97 (Philips), Emerix-80HFPlus (Medicor) и др.
· Аппараты первого класса – трехфазные аппараты с наибольшим напряжение 125 кВ и с наибольшей мощностью 50 кВт (90кВ, 600мА и 125 кВ, 400 мА). Они тоже обеспечивают проведение любых видов рентгенологических исследований и предназначены, прежде всего, для стационаров общего назначения. Такие аппараты поставляют почти все известные фирмы, а именно: Diagnost-97 (Philips), SirescopSX (Siemens), Emerix-65 HFPlus, Emerix-50 HFPlus (Medicor) и др.
· Аппараты второго класса – однофазные аппараты мощностью 27-30 кВт (125-150 кВ при токе 250-300 мА и 90-100 кВ при токе 400-500 мА). Эти аппараты обеспечивают проведение основных видов рентгенологических исследований. Ими комплектуются как стационары, так и поликлиники. К таким аппаратам относятся: Silhouette 20 S, Silhouette 20 (GE, США), SirescopCX (Siemens), Eurascop 3 (Swissray), Emerix-30 HFPlus, Emerix 2P/500 (Medicor) и др.
· Аппараты третьего класса – однофазные с напряжением 125 кВ при токе 150-200 мА и 90 кВ при токе 250-300 мА. Они предназначены для рентгенографии и должны быть во всех ЛПУ. Их поставляют фирмы: GE (SolarixFV, Compax – 40, 40 E), фирма Siemens (Polimobil-10, Multix), фирма Philips (MRS), фирма Swissray (Atlas), фирма Medicor (Emerix 2P/300, Emerix 30 HFC) и др.[1].
3.2 Датчики рентгеновского излучения
Датчик предназначен для преобразования рентгеновского излучения в электрический аналог. Ниже представлена характеристика стандартного датчика для рентгенографических исследований.
Таблица 3.1 – Характеристики цифрового рентгеновского датчика
| Полный размер | 25´42´5.8 мм (456´684 пикселей) |
| Размер пикселя | 44´44 микрона |
| Чувствительная область | 20´30 мм |
| Пространственное разрешение | лучше чем 10 линий на мм |
| Совместимость с любыми дентальными рентгеновскими аппаратами | диапазон высокого напряжения от 50 до 70 кВ |
| Время экспозиции | более 80 мс |
3.3 Приемники изображения ЦР
В цифровой рентгенологии могут найти применение два класса приемников изображения:
· приемники с непосредственным формированием изображения;
· приемники с частичной регистрацией изображения, в которых полное изображение формируется путем сканирования либо рентгеновским пучком, либо приемным устройством (сканирующая проекционная рентгенография).
В цифровой рентгенографии применяют усилитель изображения, ионографическую камеру и устройство с вынужденной люминесценцией. Эти приемники могут непосредственно формировать цифровые изображения без промежуточной регистрации и хранения. Усилители изображения не обладают наилучшим пространственным разрешением или контрастом, однако имеют высокое быстродействие. Аналого-цифровое преобразование флюорограммы с числом точек в изображении 512х512 может занимать время менее 0,03 с.
Матрицы изображения из 512х512 элементов может быть вполне достаточно для целей цифровой флюороскопии, тогда как система рентгеноскопии грудной клетки может потребовать матрицы с числом элементов 1024х1024 при размерах элемента изображения 0,4 мм. Но даже при числе точек 2048х2048 в изображении время преобразования изображения в цифровую форму составляет всего несколько секунд. Время считывания изображения с пластины с вынужденной люминесценции или ионографической камеры значительно больше, хотя последнее выгодно отличается лучшим разрешением и динамическим диапазоном.