Устройство и принцип действия рентгеновских аппаратов

Рентгеновские аппаратысовокупность оборудования для получения и использования рентгеновского излучения. В зависимости от назначения Р. а. делят на медицинские и технические.

Рентгеновские аппараты состоят из одного или нескольких рентгеновских излучателей (рентгеновских трубок); питающего устройства, обеспечивающего электрической энергией рентгеновский излучатель; устройства для преобразования рентгеновского излучения, прошедшего через исследуемый объект, в видимое изображение, доступное для наблюдения, анализа или фиксации (экран, рентгеновская кассета с рентгенографической пленкой, усилитель рентгеновского изображения, телевизионное видеоконтрольное устройство, видеомагнитофон, фотокамеры, кинокамеры и др.); штативных устройств, служащих для взаимной ориентации и перемещения излучателя, объекта исследования и приемника излучения: систем защиты и управления Р. а. Медицинские Р. а. делятся на рентгенодиагностические и рентгенотерапевтические.

Рентгенодиагностические аппараты в зависимости от конструкции и условий эксплуатации разделяют на стационарные, передвижные и переносные. Стационарные Р. а. предназначены для эксплуатации в специально оборудованных помещениях.Передвижные Р. а. бывают трех типов: перевозимые на специальных автомобилях, например флюорографы; разборные полевые, предназначенные для исследования больных и раненых в военно-полевых, экспедиционных и экстремальных условиях; палатные, используемые для рентгенодиагностики в условиях стационара, вне рентгеновского отделения. Переносные рентгенодиагностические аппараты используют для рентгенодиагностики на дому, в полевых условиях. Рентгенодиагностические аппараты могут быть общего назначения и специализированные. Последние по методам и условиям исследования подразделяют на флюорографические, например флюорографы 12Ф7, 12Ф7-Ц с 70 и 100 мм фотокамерами, главным образом для массовых профилактических исследований), стимуляторы для планирования лучевой терапии, для работы в операционных, например аппарат хирургический передвижной 10×4, и др. По области применения различают Р. а. для ангиографии,для нейрорентгенодиагностики, урологических исследований, маммографии, дентальные, в т.ч. панорамные — ортопантомографыи др.

В зависимости от назначения современные Р. а. снабжаются разнообразными штативно-механическими устройствами — напольно-потолочными (или потолочными) штативами, столами и стойками для снимков поворотными столами-штативами для просвечивания и снимков, обеспечивающими проведение соответствующих рентгенологических исследований.

Существуют специальные штативы для томографии, рентгенокимографии, нейрорентгенодиагностики, катетеризации, ангиографии и других исследований, различающиеся диапазоном взаимных перемещений излучателя, пациента и приемника излучения и особыми устройствами.

Экраноснимочное приспособление современного стационарного Р. а. включает экран для просвечивания, перемещаемый кассетодержатель с кассетой, тубус, защитные устройства, отсеивающий растр и устройство программного управления, обеспечивающее возможность получения на одной рентгенографической пленке в процессе просвечивания последовательно нескольких снимков меньшего формата (так называемых прицельных снимков). Отсеивающий растр (отсеивающая решетка) представляет собой набор тонких чередующихся полос из рентгенопрозрачного и рентгенопоглощающего материала, ориентированных на фокус рентгеновской трубки. Растр устанавливается между пациентом и приемником излучения и служит для уменьшения влияния на качество изображения вторичного (рассеянного) излучения. В большинстве современных диагностических Р. а между растром и кассетой с рентгенографической пленкой располагается камера рентгеноэкспонометра — прибора, который автоматически отключает напряжение на рентгеновской трубке при накоплении пленкой экспозиционной дозы излучения, обеспечивающей заданное значение плотности ее почернения после фотографической обработки. В отечественной рентгеновской аппаратуре применяются рентгеноэкспонометры ионизационного типа РЭР-3, РЭР-3БМ-50-20, которые автоматически, под действием ионизации воздуха, подают в реле времени сигнал на отключение аппарата.

Рентгеновская кассета обычно заряжается рентгенографической пленкой между двумя усиливающими экранами. Свечение усиливающих экранов под действием рентгеновского излучения в 60—100 раз повышает чувствительность рентгенографической пленки (при этом снижается доза радиационной нагрузки на пациента), фотографический эмульсионный слой которой состоит из микроскопических кристаллов бромистого серебра в желатине. Получают распространение малосеребряные и бессеребряные способы регистрации рентгеновского изображения с использованием специальных полупроводниковых преобразователей.

Для медицинских усиливающих экранов используют вольфраматные, цезиевые, лантановые, иттриевые люминофоры — вещества, светящиеся под действием рентгеновского излучения. Так,лантановые усиливающие экраны применяют для рентгенографии желудочно-кишечного тракта, поясничного отдела позвоночника, мочевыделительной системы, иттриевые — для исследования сердца и крупных сосудов. При некоторых исследованиях, не требующих особой резкости изображения (например, при рентгенографии костей), производят съемку без экранов.

Все шире в Р. а. применяют средства цифровой регистрации рентгеновских изображений. В этих случаях видеосигнал телевизионной передающей трубки поступает в аналого-цифровой преобразователь, а с него в электронную память, что позволяет в ряде случаев заменить непрерывное просвечивание импульсным и существенно снизить дозу облучения, как это делается, например в рентгеновских аппаратах для операционных.

Применение в Р. а. средств вычислительной техники позволяет производить преобразования изображения: выделение малых контрастов, подчеркивание контуров, фильтрацию. С помощью вычислительной техники осуществляется так называемая субтракционная цифровая ангиография, когда производят цифровое вычитание двух изображений, полученных в разные фазы введения контрастного вещества в кровеносную систему. При этом одинаковые элементы изображения исчезают, а движение контрастного вещества по сосудам становится отчетливо видимым.

Рентгенотерапевтические аппараты предназначены для лечения ряда заболеваний тормозным рентгеновским излучением. По назначению их подразделяют на аппараты для поверхностной терапии (максимальное напряжение на трубке 10—60 кВ), аппараты для внутриполостной терапии (максимальное напряжение 60—100 кВ) и аппараты для средней и глубокой терапии (максимальное напряжение 100—300 кВ), например РУТ-250-15-2 (РУМ-17). По способу движения излучателя в процессе облучения различают аппараты для статического и подвижного (ротационного, конвергентного и маятникового) облучения. Существуют также рентгенотерапевтические аппараты для контактной, близкодистанционной (близкофокусной) и дальнедистанционной лучевой терапии.

Принцип работы рентгенотерапевтического аппарата практически аналогичен принципу работы рентгенодиагностического аппарата, с той лишь разницей, что в его блок-схеме отсутствуют приемники рентгеновского излучения, поскольку объектом воздействия при рентгенотерапии является пациент. Для автоматического ограничения дозы облучения в пределах заданного уровня используют реле дозы.