RU174003U1

RU174003U1 - X-RAY FILTER

Info

Publication number: RU174003U1
Application number: RU2017101423U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Черний; Борис Менделевич Кантер; Геннадий Викторович Ратобыльский; Татьяна Сергеевна Зазымкина; Наталия Владимировна Шелина; Валентин Николаевич Дружинин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Совместное русско-французское предприятие "СпектрАп"
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2017-09-25

Abstract

Предложенное техническое решение относится к разделу медицинской техники, точнее к рентгеновской и предназначено для использования в составе рентгеновского излучателя диагностического аппарата сканирующего типа, оснащенного щелевым коллиматором, для формирования рабочего пучка в определенном диапазоне рентгеновского спектра.Технический результат заявляемой полезной модели выражается в расширении арсенала технических средств фильтрации рентгеновского излучения. Он достигается тем, что в рентгеновском фильтре, содержащем плоскопараллельную пластину из однородного металла, которая могут быть установлена посредством держателя в рентгеновском пучке излучателя, оснащенного щелевым коллиматором, торец плоскопараллельной пластины закреплен на оси, проходящей перпендикулярно относительно центрально луча рентгеновского пучка излучателя, оснащенной механизмом ее плавного разворота в пределах от arc sinα=2h/0,5s до 90° относительно направления центрально луча рентгеновского пучка излучателя, где h - ширина щелевого канала коллиматора, a s - длина плоскопараллельной пластины.The proposed technical solution relates to the section of medical equipment, more specifically to X-ray, and is intended for use as a part of an X-ray emitter of a scanning type diagnostic apparatus equipped with a slit collimator to form a working beam in a certain range of the X-ray spectrum. The technical result of the claimed utility model is expressed in expanding the arsenal of technical means X-ray filtering. It is achieved by the fact that in an X-ray filter containing a plane-parallel plate of homogeneous metal, which can be installed by means of a holder in the X-ray beam of the emitter equipped with a slotted collimator, the end face of the plane-parallel plate is mounted on an axis that is perpendicular to the central ray of the X-ray beam of the radiator, equipped with its mechanism smooth rotation in the range from arc sinα = 2h / 0.5s to 90 ° relative to the direction of the central beam of the x-ray beam of the emitter, where h is the width the slot channel of the collimator, and s is the length of the plane-parallel plate.

Description

Предложенное техническое решение относится к разделу медицинской техники, точнее к рентгеновской и предназначено для использования в составе рентгеновского излучателя диагностического аппарата сканирующего типа, оснащенного щелевым коллиматором, для формирования рабочего пучка в определенном диапазоне рентгеновского спектра.The proposed technical solution relates to the section of medical equipment, more specifically to X-ray, and is intended for use as a part of an X-ray emitter of a scanning-type diagnostic apparatus equipped with a slit collimator to form a working beam in a certain range of the X-ray spectrum.

Рентгеновские фильтры используются главным образом для ослабления мягкой компоненты спектра, что приводит к снижению облучения пациентов и медицинского персонала.X-ray filters are mainly used to attenuate the soft components of the spectrum, which reduces the exposure of patients and medical personnel.

Известен рентгеновский фильтр на основе полимерной пленки, покрытой слоем серы (Авторское свидетельство СССР №432698 от 29.09.1969 г. [1])Known x-ray filter based on a polymer film coated with a layer of sulfur (USSR Author's Certificate No. 432698 of 09/29/1969 [1])

Известен также рентгеновский фильтр из однородного материала в форме ступенчатого клина (Патент РФ №2367122 от 11.02.2008 г. [2])Also known is an X-ray filter made of a homogeneous material in the form of a stepped wedge (RF Patent No. 2367122 of 02/11/2008 [2])

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является рентгеновский фильтр, содержащий плоскопараллельную пластину из однородного металла, которая могут быть закреплена посредством держателя в рентгеновском пучке излучателя, оснащенного щелевым коллиматором. В комплект рентгеновского аппарата входит несколько фильтров, отличающихся своей толщиной (Основы рентгенодиагностической техники/ Под ред. Н.Н. Блинова. - М.: Медицина, 2002, С. 40[3]). Наибольшее применение нашли плоские фильтры из алюминия, вставленные в прямой пучок излучателя на входе диафрагмы. Вставные фильтры изготавливают в виде пластин размером (80-100)×(100-120) мм разной толщины (от 1 до 2 мм). Выбор того или иного фильтра определяется анодным напряжением на рентгеновской трубке. Замена фильтров производится рентгенологом вручную при изменении энергетического режима рентгенографии.The closest technical solution to the claimed object is an x-ray filter containing a plane-parallel plate of a homogeneous metal, which can be fixed by means of a holder in the x-ray beam of the emitter equipped with a slit collimator. The set of X-ray apparatus includes several filters that differ in their thickness (Fundamentals of X-ray diagnostic technology / Edited by NN Blinov. - M .: Medicine, 2002, S. 40 [3]). The most widely used are flat aluminum filters inserted into a direct emitter beam at the diaphragm inlet. Insert filters are made in the form of plates of size (80-100) × (100-120) mm of different thicknesses (from 1 to 2 mm). The choice of a filter is determined by the anode voltage on the x-ray tube. Filter replacement is done by the radiologist manually when changing the energy mode of the radiography.

Аналог [3] выбран в качестве прототипа.The analogue [3] is selected as a prototype.

Недостатком прототипа [3] является наличие в его составе набора пластин различной толщины и ручная установка (замена) соответствующей пластины при изменении энергетического режима рентгенографии. Кроме того, отсутствие возможности плавной регулировки толщины фильтра не позволяет врачу произвести более тонкую настройку рентгеновского аппарата, например при съемке анатомических препаратов.The disadvantage of the prototype [3] is the presence in its composition of a set of plates of various thicknesses and manual installation (replacement) of the corresponding plate when changing the energy mode of radiography. In addition, the lack of the possibility of smooth adjustment of the filter thickness does not allow the doctor to make finer tuning of the x-ray apparatus, for example, when shooting anatomical preparations.

Технический результат заявляемой полезной модели выражается в расширении арсенала технических средств фильтрации рентгеновского излучения. Он достигается тем, что в рентгеновском фильтре, содержащем плоскопараллельную пластину из однородного металла, которая могут быть установлена посредством держателя в рентгеновском пучке излучателя, оснащенного щелевым коллиматором, боковой торец плоскопараллельной пластины закреплен на оси, проходящей перпендикулярно относительно центрально луча рентгеновского пучка излучателя, оснащенной механизмом ее плавного разворота в пределах от arc sinα=2h/0,5s до 90° относительно направления центрально луча рентгеновского пучка излучателя, где h - ширина щелевого канала коллиматора, as- длина плоскопараллельной пластины.The technical result of the claimed utility model is expressed in expanding the arsenal of technical means of filtering x-ray radiation. It is achieved by the fact that in the X-ray filter containing a plane-parallel plate of homogeneous metal, which can be installed by means of a holder in the X-ray beam of the emitter equipped with a slotted collimator, the lateral end of the plane-parallel plate is mounted on an axis that is perpendicular to the central beam of the X-ray beam of the radiator, equipped with a mechanism its smooth turn in the range from arc sinα = 2h / 0.5s to 90 ° relative to the direction of the central beam of the x-ray beam of the emitter, where h - width of the slit channel of the collimator, as- length of the plane-parallel plate.

На прилагаемых рисунках поясняется конструкция предлагаемого устройства: на фиг. 1 показан вид сбоку в разрезе, на фиг. 2 - вид по стрелке А, фиг. 1. На фиг. 3 показана геометрия минимального угла arc sinα=2h/0,5s.The accompanying drawings explain the design of the proposed device: in FIG. 1 is a sectional side view; FIG. 2 is a view along arrow A, FIG. 1. In FIG. 3 shows the geometry of the minimum angle arc sinα = 2h / 0.5s.

Рентгеновский фильтр установлен на входе рентгеновского щелевого коллиматора 1, жестко соединенного с рентгеновским излучателем 2. Рентгеновский щелевой коллиматор 1 изготовлен из материала с высоким атомным номером, например вольфрама, с шириной щелевого канала 3, равным h, например 1 мм. Рентгеновский фильтр имеет корпус 4 цилиндрической формы, изготовленный из материала с высоким атомным номером, например вольфрама. Внутри цилиндрического корпуса 4 находится плоскопараллельная пластина 5 из однородного металла, например алюминия, толщиной, например 1 мм. Боковой торец 6 плоскопараллельной пластины 5 закреплен на оси 7, снабженной рукояткой 8 (фиг. 2), обеспечивающей плавный разворот плоскопараллельной пластины 5 в пределах от arc sinα=2h/0,5s до 90° относительно направления центрально луча i рентгеновского пучка γ излучателя 2, где h - ширина щелевого канала 3 коллиматора 1, а s - длина плоскопараллельной пластины 5. В основании рукоятки 8 закреплена стрелка 9, а на боковой поверхности 10 установлена шкала 11 для определения оптимального значения угла разворота плоскопараллельной пластины 5, например равного 45°.An x-ray filter is installed at the input of the x-ray slit collimator 1, which is rigidly connected to the x-ray emitter 2. The x-ray slit collimator 1 is made of a material with a high atomic number, for example, tungsten, with a slit channel 3 width equal to h, for example 1 mm. The x-ray filter has a cylindrical body 4 made of a material with a high atomic number, for example tungsten. Inside the cylindrical body 4 is a plane-parallel plate 5 of a homogeneous metal, such as aluminum, with a thickness of, for example, 1 mm. The lateral end 6 of the plane-parallel plate 5 is fixed on the axis 7, equipped with a handle 8 (Fig. 2), providing a smooth turn of the plane-parallel plate 5 ranging from arc sinα = 2h / 0.5s to 90 ° relative to the direction of the central beam i of the x-ray beam γ of the emitter 2 , where h is the width of the slot channel 3 of the collimator 1, and s is the length of the plane-parallel plate 5. An arrow 9 is fixed at the base of the handle 8, and a scale 11 is mounted on the side surface 10 to determine the optimal angle of rotation of the plane-parallel plate 5, for example, 45 °.

Работа рентгеновского фильтра основана на частичном поглощении рентгеновских квантов телом фильтра. Степень поглощения определяется материалом фильтра и его толщиной. Когда плоскопараллельная пластина 5 развернута относительно центрального луча i на 90° рентгеновские кванты проходят в ее теле расстояние

, равное толщине пластины 5 (фиг. 1). При уменьшении угла разворота α путь рентгеновских квантов в пластине увеличивается (фиг. 1, фиг. 3):The operation of the X-ray filter is based on the partial absorption of X-ray quanta by the filter body. The degree of absorption is determined by the filter material and its thickness. When the plane-parallel plate 5 is rotated relative to the central beam i by 90 °, x-ray quanta pass a distance in its body

equal to the thickness of the plate 5 (Fig. 1). With a decrease in the angle of rotation α, the path of x-ray quanta in the plate increases (Fig. 1, Fig. 3):

что приводит к увеличению поглощения рентгеновских квантов.which leads to an increase in the absorption of x-ray quanta.

Минимальный угол разворота α плоскопараллельной пластины 5 определяется следующей формулой (фиг. 3):The minimum turning angle α of the plane-parallel plate 5 is determined by the following formula (Fig. 3):

где h - ширина щелевого канала коллиматора, a s - длина плоскопараллельной пластины.where h is the width of the slit channel of the collimator, and s is the length of the plane-parallel plate.

При уменьшении угла разворота (2) торец плоскопараллельной пластины 5 может попасть в щелевой канал 3, что приведет к искажению формулы (1).With a decrease in the angle of rotation (2), the end face of the plane-parallel plate 5 can fall into the slotted channel 3, which will lead to a distortion of formula (1).

Кроме рентгенодиагностики заявляемый фильтр может оказаться полезным для рентгенотерапии, где требуется более тонкая настройка излучателя по спектру излучения.In addition to x-ray diagnostics, the inventive filter may be useful for x-ray therapy, where a finer adjustment of the emitter according to the radiation spectrum is required.

Claims

An X-ray filter comprising a plane-parallel plate made of a homogeneous metal, which is mounted by means of a holder in an X-ray beam of the emitter equipped with a slotted collimator, characterized in that the end face of the plane-parallel plate is mounted on an axis that is perpendicular to the central ray of the X-ray beam of the emitter, equipped with a mechanism for its smooth rotation within from arcsinα = 2h / 0.5s to 90 ° relative to the direction of the central beam of the x-ray beam of the emitter, where h is the width of the slot channel collimator, and s - the length of the parallel plate.