» »

Из чего состоит рентген аппарат. Рентгеновские аппараты: устройство, виды и принцип работы

производители

Россия Молдова Китай Беларусь Армада НДТ YXLON International Time Group Inc. Testo Sonotron NDT Sonatest SIUI SHERWIN Babb Co (Шервин) Rigaku RayCraft Proceq Panametrics Oxford Instrument Analytical Oy Olympus NDT NEC Mitutoyo Corp. Micronics Metrel Meiji Techno Magnaflux Labino Krautkramer Katronic Technologies Kane JME IRISYS Impulse-NDT ICM HELLING Heine General Electric Fuji Industrial Fluke FLIR Elcometer Dynameters DeFelsko Dali CONDTROL COLENTA CIRCUTOR S.A. Buckleys Balteau-NDT Andrew AGFA

Техника рентгенографирования импульсными аппаратами серии АРИНА

ТЕХНИКА РЕНТГЕНОГРАФИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСНЫМИ АППАРАТАМИ СЕРИИ АРИНА

В последнее время появилось большое количество рентгенографиче-ских аксессуаров (рентгеновских плёнок, усиливающих экранов, другой тех-ники регистрации), как и большое количество фирм-изготовителей импульс-ных аппаратов. Это изобилие зачастую вызывает у потребителей проблемы, как с выбором аппарата, так и с выбором регистрирующих устройств.

Цель данной статьи - попытаться выработать некоторые конкретные рекомендации для выбора, как аппарата, так и типа плёнки и усиливающих экранов при использовании аппаратов серии АРИНА.

Прежде всего, несколько слов о методе рентгенографического контро-ля. Известно, что стандартная технология рентгенографического контроля подразумевает наличие источника проникающего излучения - рентгеновско-го аппарата с одной стороны объекта и рентгеновской плёнки с другой его стороны (рис. 1).

Рис.1 Принцип рентгенографического контроля

Формирование изображения объекта на плёнке подчиняется всем зако-нам геометрической оптики, а также зависит от энергии излучателя и пара-метров плёнки. Качество полученной рентгенограммы оценивается рентгено-графической чувствительностью

где d - минимальный размер дефекта, D - толщина контролируемого изделия

Чувствительность, равная 1% обозначает, что на толщине материала в 10 мм можно рассмотреть дефект размером 0,1 мм.

Рентгенографическая чувствительность зависит от множества факто-ров, которые условно можно разделить на две группы:

  1. Аппаратные факторы
  2. Факторы регистрации изображения

Аппаратные факторы

а. Энергия излучателя, от которой напрямую зависит так называемая рентгенографическая контрастность.

Совершенно очевидно, что для каждой толщины контролируемого из-делия существует оптимальное напряжение, которое и определяет контраст-ность, то есть выявляемость дефектов вдоль пучка просвечивания. При меньшем напряжении снимок вуалируется за счёт рассеянного из-лучения. При большем - уменьшается поглощение, а стало быть, также вы- являемость. Итак, напряжение - это контрастность - выявляемость по глубине.

б. Фокус рентгеновской трубки - непосредственно влияет на резкость изображения, то есть на выявляемость дефектов в направлении, перпендикулярном пучку излучения. Геометрическая нерезкость (рис. 2) является обла-стью полутени от дефекта из-за конечного размера фокусного пятна.

где Ф- размер фокусного пятна трубки d - толщина контролируемого изделия F - фокусное расстояние Следовательно, чем больше фокус и толщина, тем больше нерезкость, чем больше фокусное расстояние, тем меньше нерезкость.


Рис. 2 Фокусное пятно

в. Мощность излучения (мощность рентгеновской трубки) Из предыдущего видно, что, имея определённый источник излучения, единственный способ уменьшить нерезкость это увеличить фокусное рас-стояние. Однако увеличение расстояния - это уменьшение дозы излучения обратно пропорционально квадрату фокусного расстояния. Следовательно, большая мощность излучения позволяет работать при больших фокусных расстояниях, имея сравнительно небольшую экспозицию и хорошую рез-кость снимка, а, следовательно, хорошую рентгенографическую чувстви-тельность.

Итак, напряжение, фокус, мощность - вот те аппаратные характеристи-ки, от которых напрямую зависит рентгенографическая чувствительность контроля.

Факторы техники контроля (регистрация изображения)

К этим факторам прежде всего относятся рентгеновская плёнка и уси-ливающие экраны. Важнейшим свойством плёнки является зависимость ме-жду степенью потемнения и полученной дозой излучения (экспозицией). Эта зависимость достаточно сложна, но для всех плёнок существует участок, который называется областью нормальных экспозиций, где степень потемнения приблизительно пропорциональна логарифму экс-позиции.

где P 1 и P o - дозы (экспозиции), D 1 -D o - плотность потемнения

Коэффициент у называется коэффициентом контрастности плёнки. Он как правило, в зависимости от типа плёнки колеблется в пределах от 2 до 5 единиц. В соответствии с величиной этого коэффициента рентгеновские плёнки делятся на два класса.

Первый класс - высококонтрастные рентгеновские плёнки (у = 4^5).

Как правило, они используются без усиливающих экранов или в ком-бинации со свинцовыми экранами.

Обладая большим коэффициентом контрастности, данные плёнки име-ют сравнительно низкую чувствительность. Чувствительность плёнок приня-то оценивать обратной величиной дозы излучения, необходимой для превы-шения оптической плотности почернения плёнки на 0,85 единиц над плотно-стью неэкспонированной плёнки (вуали).

Например, чувствительность плёнки в 100 единиц обозначает, что для превышения её плотности почернения над вуалью на 0,85 единиц необходи-ма доза излучения 10 мР.

На сегодняшний день наибольшее распространение получили высоко-контрастные плёнки

Отечественные: РТ-5, РТ-4М

Фирмы AGFA-GEVERT (Бельгия): Д5, Д7

Рентгенологическое исследование – это довольно простая и недорогая процедура, которая позволяет получить двумерное изображение структур тела, необходимое для диагностики многих распространенных заболеваний.

Рассказываем, как это работает.

Немного истории

Рентгеновское излучение открыл в 1895 году выдающийся немецкий физик Вильгельм Кондрад Рентген, который впоследствии стал первым лауреатом Нобелевской премии по физике.

Именно он получил первый рентгеновский снимок – это была рука его жены с обручальным кольцом. В честь ученого и был назван новый тип излучения.

Прототип рентгеновской трубки, которая сейчас используется во всех современных рентгеновских аппаратах, изобрел американский физик Уильям Кулидж.

Как получается снимок?

Принцип получения изображения при помощи рентгеновских лучей построен на особенностях их поглощения различными тканями тела.

Рентгеновские лучи, испускаемые трубкой, проходят сквозь тело человека и проецируются на специальной пленке – почти как в фотоаппарате.

Это значит, что диагностические преимущества метода значительно перевешивают тот ущерб, которое излучение успевает причинить клеткам организма.

Важно! Рентгеновское исследование противопоказано маленьким детям и беременным женщинам. Оно назначается только в том случае, если этот диагностический метод жизненно необходим.

Самое важное

Рентгенографическое исследование позволяет получить двумерное изображение тела, на котором самыми светлыми участками будут кости, а темными – полости, содержащие воздух.

Этот вид диагностики позволяет определить повреждения и заболевания костей, а также наличие опухолей и заболеваний легких.

Цель занятия. Изучить устройство рентгеновских аппаратов 12-ВЗ, 9-Л5, ДИНА и порядок работы на них.

Объекты исследования и оборудование. Рентгеновские аппараты, технические паспорта, индивидуальные средства защиты.

Общая характеристика рентгеновских аппаратов. В настоящее время в России и за рубежом выпускают различные диагностические аппараты. В зависимости от мощности и особенностей эксплуатации их подразделяют на переносные, передвижные и стационарные. Каждый аппарат состоит из автотрансформатора, рентгеновской трубки, повышающего и понижающего (накального) трансформаторов, выпрямителя тока высокого напряжения. Питание рентгеновских аппаратов предусмотрено от сети переменного тока (некоторые переносные модели могут запитываться от аккумулятора).

Основные требования ко всем рентгенодиагностическим аппаратам: их мощность должна быть достаточной для того, чтобы исследовать любую анатомическую область животного; рентгеновская трубка - иметь хорошую маневренность (легко поворачиваться в любую сторону, что позволяет делать снимки отвесным, горизонтальным или косым рентгеновским пучком) и быть снабженной оптическим центратором со щелевой диафрагмой. Оптимально, если в комплекс рентгенодиагностической установки входит усилитель рентгеновского изображения и телевизионное устройство - это существенно облегчает исследование и повышает его эффективность.

Передвижной ветеринарный рентгеновский аппарат 12-ВЗ (рис. 9.4). Указанный аппарат получил наибольшее распространение в нашей стране.

Он предназначен для рентгенологического исследования животных в клиниках, рентгеновских кабинетах учреждений и животноводческих хозяйств. У аппарата относительно высокая мощность (до 15 кВт кратковременно), что позволяет получать при короткой экспозиции высококачественные снимки любой анатомической области как мелкого, так и крупного животного. Кроме того, он рассчитан

Рис. 9.4. Передвижной рентгенодиагностический аппарат 12-ВЗ:

  • 1 - тормоза; 2 - рукоятка включения аппарата;
  • 3 - рукоятка выбора тока; 4 - выключатель высокого напряжения; 5- кнопка снятия блокировки; 6 - излучатель; 7- колонка; 8- миллиамперметр; 9 - переключатель выдержки;
  • 10 - сигнальные лампы; 11 - вольтметр; 12- кнопка включения высокого напряжения; 13 - регулятор тока;
  • 14 - рукоятка «подгонки» под сеть;
  • 15- рукоятка коррекции напряжения сети;
  • 16- шкала напряжения (жесткости);
  • 17 - рукоятка выбора напряжения (жесткости)

на режим просвечивания, которое можно выполнить с помощью криптоскопа или специального экрана. Питание аппарата - от сети однофазного переменного тока с номинальным напряжением 220 или 380 В и частотой 50 Гц.

Основные составные части установки: пульт управления, генераторное устройство, тележка, штатив, двухфокусная рентгеновская трубка типа 6-10БД8-125 с вращающимся анодом, помещенная в защитный кожух со щелевой диафрагмой и оптическим центратором, высоковольтные и низковольтные кабели. Напряжение на трубке (жесткость излучения) регулируется в пределах 40-125 кВ, сила тока (интенсивность) - 3-100 мА (ступенями 3, 25, 40, 60 и 100 мА). Необходимое рабочее напряжение на трубке и анодный ток устанавливают на панели управления до включения высокого напряжения. Благодаря электронному реле времени можно делать снимки с выдержкой от 0,04 до 6 с.

Предусмотрена защита персонала и лиц, фиксирующих животных, от высокого напряжения и неиспользованного излучения. Конструкция штатива такова, что удается перемещать рентгеновскую трубку и фиксировать ее практически во всех необходимых для исследования положениях.

Для обслуживания аппарата в режиме снимков достаточно одного человека; в режиме просвечивания необходимы двое: ветврач- рентгенолог и его помощник, который работает за пультом управления.

Режим снимков. Чтобы получить рентгеновский снимок, необходимо следующее.

  • 1. Выбрать кассету соответствующего размера и зарядить ее в фотокомнате рентгеновской пленкой.
  • 2. Включить аппарат в сеть.
  • 3. Подстроить аппарат к сопротивлению сети.
  • 4. Переключатель рода работ перевести в положение «Включено. Работа с трубкой».
  • 5. Установить на панели управления необходимый для снимка режим.
  • 6. Зафиксировать животное и выполнить укладку исследуемой области.
  • 7. Установить фокусное расстояние и с помощью светового центратора шторкой диафрагмы ограничить поле исследования.
  • 8. Нажав кнопку включения высокого напряжения в режиме снимков (на пульте или выносном шнуре), сделать снимок. При этом автоматически раскаляется до необходимой температуры спираль катода рентгеновской трубки и разгоняется анод. Во время снимка на пульте управления светится сигнальная лампа включения высокого напряжения. При съемке кнопку держат нажатой до тех пор, пока не погаснет сигнальная лампа (т.е. пока не сработает реле времени), если отпустить кнопку раньше, то съемка прекратится.
  • 9. Аппарат выключить.
  • 10. В фото комнате обработать проэкспонированную ренгенов- скую пленку и проанализировать рентгенограмму.

Режим просвечивания. В указанном режиме аппарат может работать в комплексе с экранно-снимочной и фиксационной приставкой, а также с помощью криптоскопа. При использовании криптоскопа необходимо строго выдерживать направление и рамки первичного пучка рентгеновского излучения. Высокое напряжение не должно превышать 70-75 кВ.

Порядок работы скедующий.

  • 1. Включить аппарат в сеть.
  • 2. Переключатель рода работ перевести в положение «Включено. Работа с трубкой».
  • 3. Переключатель вида работ перевести в положение режима просвечивания.
  • 4. Установить на шкале выбранную для исследования жесткость излучения.
  • 5. На панели управления включить, нажав на кнопку, высокое напряжение, а с помощью регулятора интенсивности установить необходимое значение силы анодного тока рентгеновской трубки.
  • 6. Выключить высокое напряжение.
  • 7. Выполнить укладку животного.
  • 8. Включить высокое напряжение и приступить к исследованию (с помощью экрана для просвечивания или криптоскопа).
  • 9. Выключить высокое напряжение.
  • 10. Выключить аппарат.
  • 11. Результаты исследования записать в журнал или историю болезни.

Переносной диагностический рентгеновский аппарат 9-Л5 (рис. 9.5). Аппарат предназначен для рентгенографии нетранспортабельных животных непосредственно в условиях стационара или при выездах в хозяйства. У него значительно меньшая мощность (до 2,8 кВт), поэтому, чтобы получить рентгенограмму, необходима большая экспозиция и меньшее фокусное расстояние. Существенное достоинство аппарата - независимость рабочего напряжения от колебаний напряжения и сопротивления питающей сети. Указанная особенность обеспечивает получение рентгенограмм хорошего качества. Управление аппаратом упрощается благодаря реле миллиамперсе- кунд (экспозиции).

Масса аппарата 36 кг. В разобранном виде его размещают в трех специальных чемоданах. Рассчитан на питание от однофазной сети переменного тока при частоте 50 Гц и номинальном напряжении 220 В. Рабочее напряжение на трубке регулируется в пределах от 40 до 90 кВ ступенчато через 10 кВ. Экспозиция меняется от 1,5 до 100 мАс. Аппарат состоит из моноблока, разборного передвижного штатива и миниатюрного пульта управления с кабелем до 7 м. Штатив обеспечивает вертикальное перемещение рентгеновской трубки в пределах от 36 до 175 см (от пола) и горизонтальное (относительно

Рис. 9.5. Переносной рентгенодиагностический аппарат 9-Л5: а - общий вид: 1 - штатив; 2 - пульт управления; 3 - моноблок;

  • 4 - шторная диафрагма; б - пульт управления: 1 - кнопка включения высокого напряжения; 2 - переключатель напряжения;
  • 3 - сигнальные лампы; 4 - переключатель экспозиции

колонны) от 40 до 62 см. Моноблок может поворачиваться в вилке на 30° и 120° в сторону и на ±180° вокруг оси вилки, благодаря чему рентгенография становится возможной практически при любом направлении пучка рентгеновского излучения. Порядок работы на аппарате следующий.

  • 1. Собрать рентгеновский аппарат.
  • 2. Закрыть выходное окно шторной диафрагмы листовым свинцом или просвинцованной резиной.
  • 3. Заземлить аппарат и подключить его к сети.
  • 4. Проверить аппарат, сделав один-два пробных включения, при этом должна гореть сигнальная лампочка на пульте управления.
  • 5. Снять защиту с выходного окна шторной диафрагмы.
  • 6. Выполнить укладку животного.
  • 7. Установить в требуемое положение заряженную кассету.
  • 8. Сориентировать высоковольтный блок аппарата относительно исследуемой области и кассеты, установить нужное фокусное расстояние.
  • 9. Ограничить исследуемое поле с помощью светового центратора шторной диафрагмы.
  • 10. Установить переключателем ручного пульта необходимую экспозицию и рабочее напряжение.
  • 11. Включить высокое напряжение, нажав на кнопку ручного пульта. Поступление напряжения на полюса рентгеновской трубки контролировать по сигнальной лампочке на пульте (при съемке на кнопку нажимать до тех пор, пока не погаснет сигнальная лампочка).
  • 12. Отключить аппарат от сети.
  • 13. В фотокомнате обработать проэкспонированную рентгеновскую пленку, после чего проанализировать рентгенограмму.

Диагностический импульсный наносекундный аппарат ДИНА

(рис. 9.6). Предназначен для исследования мелких животных при выездах на дом. Его отличительная особенность: компактность, небольшая масса (15 кг), высокая энергия генерируемого рентгеновского излучения и небольшая потребляемая мощность. Рабочее напряжение на рентгеновской трубке 150 кВ, время экспонирования фотоматериалов от 0,3 до 5 с. Электрическое питание может осуществляться от сети переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц или автономного источника постоянного напряжения

Рис. 9.6.

  • 1 - блок питания;
  • 2 - высоковольтный блок; 3 - кнопка включения;
  • 4 - штатив
  • 12± 10% В. Аппарат состоит из моноблока, штатива и пульта управления. Кроме того, в комплект входят высоковольтный кабель для соединения пульта управления с моноблоком, сетевой кабель, преобразователь и съемные тубусы. Благодаря универсальному штативу рентгеновскую трубку можно вращать в любом направлении и исследовать животное в различных положениях.

Рентгенодиагностические установки типа РУМ-20 (рис. 9.7). Они рекомендованы для крупных ветеринарных диагностических комплексов. Эти стационарные аппараты значительно сложнее в сравнении с рассмотренными выше; их размещают в специально оборудованных рентгеновских кабинетах.


Рис. 9.7.

/ - стабилизатор яркости входного экрана усилителя изображения;

  • 2 - пульт УРИ; 3 - шкаф питания с электрическими элементами управления; 4- высоковольтный генератор; 5,11 - излучатели;
  • 6 - усилитель рентгеновского изображения (УРИ); 7- пульт управления; 8- потолочный уравновешиватель; 9- поворотный стол-штатив; 10- стойка снимков; 12 - регулируемые диафрагмы;
  • 13 - напольно-потолочный штатив снимков; 14 - стол для снимков;
  • 15 - приставка для томографии; 16 - монитор
предназначен для получения полной клинической картины о состоянии органов внутри организма и костей, для установления патологических изменений и последующего лечения. Действие аппарата основано на применении рентгеновского излучения.

По конструкции аппарат включает в себя:

Прибор, позволяющий обеспечить подключение электричества и регулировать интенсивность степени радиационного излучения;
излучатель в виде трубки – один или несколько;
преобразователь, который трансформирует информацию, полученную с помощью излучения в снимок;
штатив, позволяющий манипулировать аппаратом.
Вся конструкция помещена в корпус из свинца. Его атомы обладают способностью нейтрализации жесткого излучения. Свинцовый корпус предназначен для защиты медицинского работника, управляющего агрегатом, и позволяет с максимальной точностью направить излучение на исследуемый объект. На него лучи рентгена направляются через специальные отверстия, которые имеются в корпусе.

Рентген аппараты имеют различные конструкции, в зависимости от которых их подразделяют на:

Статические – предназначены для проведения исследований в специализированных комнатах;
дентальные, мобильные, предназначенные для переноски и импульсные;
конструкции, которые возможно доставить к месту их использования на специально предназначенных для этого автомобилях;
аппараты, которые возможно передвигать, например, в палаты к больным, в операционных или в травмпунктах, а также при проведении исследований на дому, если есть подобная необходимость.

От того, в какой области исследований применяются аппараты, они различаются на несколько видов:

  1. Дентальные – для исследований в стоматологической практике.
  2. Для проведения исследований в урологии.
  3. Для проведения диагностики кровеносных сосудов (ангиографии);
  4. Для проведения нейродиагностики.
    Для начала работы рентген аппарата на его пульт управления подается электричество, которое после регулирования попадает на основной трансформатор. После этого усиленное напряжение перенаправляется в излучатель, генерирующий возникновение лучей. Рентгеновский луч беспрепятственно проникает сквозь кожу исследуемого, достигает мышц и костей. Они в свою очередь поглощают излучение с различной интенсивностью.

В наибольшей степени поглощают лучи кости благодаря наличию в них кальция. В связи с этим на итоговом снимке они отображаются интенсивным белым цветом. Серыми на снимке изображены мышечные ткани, жиры и жидкость. Это связано не с таким интенсивным поглощением излучения. В наименьшей степени оно воздействует на воздушную область. Поэтому те места внутри организма, которые содержат воздух, на снимке будут отображаться, как наиболее затемненные.
Преобразователь обрабатывает данные, полученные с помощью рентгена, и выводит их на снимок. На нем отчетливо видны кости и исследуемые органы. Часто внутренние структуры для большей четкости проявления на снимке наполняют контрастной жидкостью. Этот способ позволяет с большей вероятностью обнаружить различные изменения и поставить точный диагноз.

Широко используются в современной медицинской практике. С их помощью осуществляется диагностика и лечение различных заболеваний. Что же касается работы непосредственно диагностических моделей - это аппараты, позволяющие проводить неинвазивную оценку состояния внутренних органов и костно-мышечных тканей организма.


Изображение формируется на основании различной степени поглощения лучей внутренними тканями пациента и называется рентгенограммой. Может отображаться как на специальной пленке, так и на компьютере (для цифровых моделей) .


На рентгенограмме хорошо видны внутренние органы и кости. С целью более четкой визуализации отдельных органов и тканей используется контрастная субстанция, что позволяет точнее диагностировать имеющиеся патологии.



Как устроен рентген-аппарат


В рентгеновском аппарате присутствуют следующие детали и узлы:

  • Одна или несколько трубок-излучателей, генерирующих рентгеновские лучи;
  • Питающее устройство, которое снабжает прибор электроэнергией (с его помощью происходит регулирование радиационных параметров);
  • Устройство, преобразующее рентгеновское излучение в доступное для визуализации изображение;
  • Распределительное устройство (блок управления прибором);
  • Штативы, посредством которых осуществляется управление установкой;
  • Средства защиты от излучения.


Рентген-аппарат имеет достаточно толстый свинцовый корпус, выполняющий защитную функцию. Данный металл хорошо поглощает рентгеновское излучение, обеспечивая максимальную безопасность медперсонала.

Принцип работы рентгеновской установки

В основе принципа работы рентген-аппарата лежит подача напряжения к пульту управления для настройки силы излучения, а затем на главный трансформатор, где и генерируется и злучение . Лучи , проникая через область исследования оказываются на входном экране, вызывая его свечение. Под действием данного излучения фотокатод выбивает электроны, в результате ускоренные электрическим полем фотоэлектроны поступают на выходной малый экран, на котором электронное изображение преобразуется в световое.


Особенностью большинства современных рентгеновских аппаратов является использование электронно-оптических преобразователей или усилителей для минимизации лучевой нагрузки на пациента и персонал.

Виды рентгеновских аппаратов

  • В зависимости от назначения все рентгеновские установки делятся на терапевтические и диагностические. Последние в свою очередь подразделяются на:
  • Передвижные (применяются в операционных блоках и отделениях травматологии, больничных палатах и на дому);
  • Стационарные (используются в основном в рентгенологических кабинетах);
  • /переносные (удобны для транспортировки, поэтому они незаменимы при оказании экстренной медицинской помощи).


    • В диагностических аппаратах используется большая сила тока, проходящего через трубку-излучатель, и небольшое напряжение. В терапевтических устройствах, напротив, применяется малая сила тока и большое напряжение. Различаются рентгеновские аппараты и по типу питания трубки-излучателя.