РЕНТГЕНОВСКИЕ АППАРАТЫ

РЕНТГЕНОВСКИЕ АППАРАТЫ — устройства для получения рентгеновского излучения и применения его в медицине в целях диагностики и терапии, для рентгеноструктурного и рентгеноспектрального анализов, а также в промышленности для рентгенодефектоскопии и облучения различных объектов в технологических целях.

Создание Р. а. в нашей стране связано с именами А. С. Попова и Н. Г. Егорова, к-рые в 1896 г., т. е. вскоре после открытия рентгеновского излучения, начали производить рентгенографию на первых отечественных Р. а.— электрически не защищенных индукторных генераторах высокого напряжения, питающих ионные рентгеновские трубки непосредственно или через механические выпрямители. В 1946 г. под руководством В. В. Дмоховского и А. Г. Сулькина был создан электрически защищенный отечественный Р. а. РУМ-2 с электровакуумными выпрямителями-кенотронами и электронными рентгеновскими трубками. В отечественных аппаратах РУМ-5 и РУМ-10, созданных в начале 60-х гг., применены рентгеновские трубки с вращающимся анодом, позволившие существенно увеличить радиационный выход излучателя. В 1968 г. создан отечественный трехфазный Р. а. с полупроводниковыми выпрямителями (РУМ-16).

С 1972 г. интенсивно разрабатываются Р. а. для компьютерной томографии, в к-рых на основе ряда многоракурсных проекций узкого рентгеновского пучка, прошедшего через исследуемый объект, с помощью электронной цифровой вычислительной машины синтезируется поперечная томограмма (см. Томография компьютерная), что позволяет исследовать любой участок тела.

В состав Р. а. входят один или несколько рентгеновских излучателей; питающее устройство, обеспечивающее электрической энергией рентгеновский излучатель (рентгеновскую трубку) и регулирующее его радиационные параметры; устройство для преобразования рентгеновского излучения (см.), 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.); штативные устройства, служащие для взаимной ориентации и перемещения излучателя, объекта исследования и приемника излучения; системы защиты и управления Р. а. Для формирования потока излучения применяются диафрагмы, тубусы, фильтры, отсеивающие растры, формирующие излучение в пространстве коллиматоры, автоматические рентге-ноэкспонометры и стабилизаторы яркости, формирующие его поток во времени.

Р. а. для мед. целей по своему назначению делятся на рентгенодиагностические и рентгенотерапевтические.

Рентгенодиагностические аппараты

Рентгенодиагностические аппараты в зависимости от конструкции и условий эксплуатации разделяют на стационарные (рис. 1), предназначенные для эксплуатации в специально оборудованных помещениях (см. Рентгеновский кабинет); передвижные для эксплуатации в палатах (рис. 2), операционных (в т. ч. травматологические); перевозимые на специальных автомобилях (см. Флюорография); переносные, напр, импульсные (рис. 3), транспортируемые силами не более 2 чел. Передвижные Р. а. выпускаются также разборными для исследования в палатах, на дому, а также в военно-полевых и экспедиционных условиях (рис. 4).

По назначению рентгенодиагностические аппараты разделяют на аппараты общего назначения и специализированные. Последние по методам и условиям исследования разделяют в свою очередь на флюорографические, гл. обр. для массовых профилактических исследований (см. Флюорография), томографические (см. Томография), симуляторы для планирования лучевой терапии, для работы в палатах, операционных и др. По области применения различают Р. а. для ангиографии (см.), для нейрорентгенодиагностики, урологических исследовании, маммографии (см.), дентальные, в т. ч. панорамные — пантомографы (см. Пантомография) и др.

Краткая техническая характеристика рентгенодиагностических аппаратов приведена в табл. 1.

На принципиальной блок-схеме рентгенодиагностического аппарата (рис. 5) указаны основные его элементы. Питающее напряжение подается в регулятор напряжения, включение к-рого на заданную длительность экспозиции осуществляют с помощью реле времени. Повышение и выпрямление напряжения для питания рентгеновской трубки осуществляется в генераторном устройстве (размещено в стальном баке, заполненном трансформаторным маслом), содержащем одно- или трехфазный повышающий трансформатор и выпрямители. Различают однополупериодное выпрямление тока, когда выпрямители отсутствуют, а их функции выполняет рентгеновская трубка, обладающая свойством односторонней проводимости, напр, в дентальных и переносных Р. а.; двухнолупериодное выпрямление, применяемое в разборных, передвижных и нек-рых стационарных Р. а. небольшой мощности, а также шести-и двенадцатифазное выпрямление тока в стационарных Р. а. большой мощности, осуществляемое посредством последовательно включаемых полупроводниковых селеновых или кремниевых диодов. Высокое напряжение от генераторного устройства подается на рентгеновскую трубку с помощью высоковольтных кабелей, имеющих наружную заземляемую оболочку. Рентгеновская трубка (рис. 6, а) — электровакуумный прибор с источником электронов (катод) и мишенью, в к-рой они тормозятся (анод). В большинстве мед. рентгеновских трубок используются термоэмиссионные накаливаемые катоды и вольфрамовые неподвижные или вращающиеся аноды. Энергия для нагрева катода подается через трансформатор накала, размещаемый в баке генераторного устройства. Управление анодным током осуществляется путем изменения силы тока накала. Площадь анода, на к-рую попадают электроны, называют фокусом. Различают одно- или двухфокусные аноды. В аноде св. 95% энергии электронов превращается в тепловую энергию, нагревающую анод до 2000 и более градусов. По этой причине с увеличением длительности экспозиции допустимая мощность снижается. Предусмотрена защита рентгеновской трубки от перегрузки в виде цифровых или аналоговых вычислительных устройств, к-рые формируют сигнал, препятствующий подаче на рентгеновскую трубку чрезмерного количества электрической энергии. Рентгеновская трубка размещается в защитном кожухе со свинцовой оболочкой для защиты от неиспользуемого излучения, заполненном трансформаторным маслом, содержащем, помимо трубки, гнезда для подсоединения высоковольтных кабелей и выходное окно, через к-рое выводится рабочий пучок излучения (рис. 6, б). В передвижных, разборных, дентальных Р. а. излучатель (рентгеновская трубка) находится в защитном кожухе вместе с генераторным устройством, что часто называют моноблоком. Характеристики основных рентгеновских трубок отечественных Р. а. приведены в табл. 2.

К выходному окну излучателя крепится диафрагма, ограничивающая пучок излучения заданными параметрами. Различают нерегулируемые, регулируемые и сменные диафрагмы (последние иногда называют тубусами или коллиматорами). Диафрагма может снабжаться оптическим имитатором для освещения белым светом поверхности, соответствующей рабочему пучку излучения, и набором сменных фильтров для изменения энергетического спектра излучения.

В зависимости от назначения современные Р. а. снабжаются разнообразными штативно-механическими устройствами — колоннами, потолочными штативами, столами и стойками для снимков, поворотными столами-штативами для просвечивания и снимков и др. (рис. 1),— обеспечивающими проведение соответствующих рентгенол. исследований.

Существуют специальные штативы для томографии, рентгенокимографии (см.), нейрорентгенодиагностики, катетеризации и ангиографии (рис. 7, а), урологических исследований (рис. 7, б) и др., отличающихся диапазоном взаимных перемещений излучателя, пациента и приемника излучения и особыми устройствами. К штативно-механическим устройствам относятся также экраноснимочные приспособления, кассетосменники и др.

Экраноснимочное приспособление современного стационарного Р. а. содержит экран для просвечивания, перемещаемый кассетодержатель с кассетой, тубус, защитные устройства, отсеивающий растр и программное управление, обеспечивающее возможность получения на одной рентгенографической пленке последовательно нескольких снимков меньшего формата (так наз. прицельных снимков) в процессе просвечивания. 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, к-рый автоматически отключает напряжение на рентгеновской трубке при накоплении пленкой экспозиционной дозы излучения, обеспечивающей заданное значение плотности ее почернения после фотообработки. В отечественной аппаратуре применяются рентгеноэк-спонометры ионизационного типа РЭР-3, РЭР-ЗБМ-50-20, к-рые автоматически под действием ионизации воздуха подают в реле времени сигнал на отключение Р. а. Рентгеновская кассета обычно заряжается двусторонней рентгенографической пленкой и двумя усиливающими экранами, расположенными в непосредственном контакте с пленкой. Свечение усиливающих экранов под действием рентгеновского излучения в 60—100 раз повышает чувствительность рентгенографической пленки, фотографический эмульсионный слой к-рой состоит из микроскопических кристаллов бромистого серебра в желатине. При нек-рых исследованиях, требующих особой резкости изображения (напр., снимках костей), производят съемку и без экранов. Для экранов используют ка л ьций-вольфраматные, свинцово-баритные, сульфидные, оксисульфидные и оксигалогенидные люминофоры — вещества, светящиеся под действием рентгеновского излучения. Постепенно приобретают широкое распространение малосеребряные или беесеребряные регистраторы рентгеновского изображения.

К бессеребряным системам регистрации рентгеновского излучения относятся полупроводниковые преобразователи, в качестве к-рых используются устройства для электрорентгенографии (см.), приемником излучения в к-рых является предварительно заряженная ксерорентге-нографическая селеновая пластина, являющаяся фотопроводником. Под действием рентгеновского излучения на пластине происходит формирование скрытого электростатического изображения, к-рое проявляют заряженным окрашенным порошком, переносят на бумагу и закрепляют на ней. Для этой цели выпускаются отечественные электрорентгеногра-фические аппараты ЭРГА-01 и ЭРГА-02.

Для визуализации рентгеновского изображения при просвечивании используют флюоресцентный экран, аналогичный усиливающему экрану, защищенный свинцовым стеклом. В современных Р. а. вместо экранов применяются электронно-оптические усилители рентгеновского изображения с телевизионным видеоконтрольным устройством, основной частью к-рых является электроннооптический преобразователь, что позволяет многократно увеличить яркость изображения, а дозу излучения снизить в 4—5 раз. При этом существенно улучшается выявление мелких деталей рентгеновского изображения, отпадает необходимость в затемнении помещения процедурной и затрат времени на адаптацию зрения врача. Фокусирующая система обеспечивает передачу изображения на выходной экран с минимальными искажениями, а затем через оптическую систему на телевизионную передающую трубку и экран видеоконтрольного устройства. Одновременно изображение может регистрироваться фото- или кинокамерой, записываться на видеомагни-тофонную ленту. Отечественные усилители рентгеновского изображения используются в рентгенодиагностических комплексах РУМ-20П и РУМ-20М.

Рентгенотерапевтические аппараты

Рентгенотерапевтические аппараты или комплексы устройств предназначены для лечения ряда заболеваний тормозным рентгеновским излучением. По назначению они делятся на: аппараты для поверхностной терапии (макс. напряжение генерирования 10—60 кв); для внутриполот стной терапии (макс. напряжение 60—100 кв); для глубокой терапии (макс. напряжение 100—300 кв). По способу движения излучателя в процессе облучения различают аппараты для статического и подвижного (ротационного, конвергентного и маятникового) облучения.

Различают также рентгенотерапевтические аппараты для контактной, близкодистанционной (близкофокусной) и дальнедистанционной лучевой терапии (см.).

Принцип работы рентгенотерапевтического аппарата аналогичен изложенному выше, с той разницей, что в его блок-схеме отсутствуют приемники рентгеновского излучения, поскольку объектом воздействия при рентгенотерапии (см.) является пациент. Для автоматического ограничения дозы облучения в пределах заданного уровня используется реле дозы. В рентгенотерапевтических аппаратах применяются рентгеновские трубки с неподвижным анодом и системы принудительного их охлаждения проточным трансформаторным маслом. Иногда используются схемы умножения напряжения: удвоения, утроения и т. д.

Эксплуатация рентгеновских аппаратов

Основные характеристики Р. а. нормируются ГОСТ 7248—75 «Аппараты рентгеновские. Общие технические условия». Основные требования безопасности изложены в ГОСТ 12.0018.06. ССБТ «Рентгеновские аппараты. Требования безопасности».

При эксплуатации Р. а. необходимо тщательное соблюдение инструкции по эксплуатации. Нек-рые элементы Р. а. подвергаются повышенному износу и требуют своевременной периодической замены. О необходимости замены можно судить по снижению качества получаемого изображения. Это относится прежде всего к рентгеновским трубкам, срок службы к-рых ограничен определенным числом включений (15—20 тыс.). В процессе работы рентгеновской трубки под действием электронной бомбардировки происходит разрушение анода и поток рентгеновского излучения снижается. Подлежат периодической замене также усиливающие экраны, ксерорентгенографиче-ские селеновые пластины электро-рентгенографических аппаратов и др.

Полевые рентгенодиагностические аппараты

Предназначены для рентгенологического исследования раненых и больных в полевых условиях. Это достаточно мощные, сравнительно легкие и надежные в эксплуатации Р. а., обеспечивающие обследование больших контингентов пострадавших в различных климатических условиях. Отличительной особенностью полевых Р. а. является возможность их быстрой сборки и разборки без применения специальных инструментов (до 30 мин.), устойчивость к длительным транспортировкам, надежность защиты от неиспользованного и рассеянного рентгеновского излучения. Отечественные полевые рентгеновские аппараты РУМ-4 (РУМ-4м) и РУМ-24 выпускаются в ящичной укладке или в комплекте, размещаемом в кузове специального автомобиля (авторентген).

Аппарат РУМ-4м (рис. 8) электрически безопасен, рассчитан на питание от маломощных источников переменного тока. Основные части аппарата: пульт управления, разборный универсальный штатив и моноблок, содержащий высоковольтный трансформатор, трансформатор накала трубки и рентгеновскую трубку, к-рые помещены в защитный кожух с трансформаторным маслом. В схему Р. а. включено электронное реле времени для осуществления рентгенографии с выдержками от 0,04 до 10 сек. Штатив аппарата позволяет выполнять рентгеноскопию и рентгенографию в вертикальном и горизонтальном положениях раненого (больного), а также в латеропозиции (с отсеивающей решеткой или без нее). Защита врача от вторичного рентгеновского излучения осуществляется трехлопастным подэкранным фартуком из про-свинцованной резины и ширмой, прикрепленной к стойке штатива.

Аппарат РУМ-24 представляет собой более совершенную модель полевого рентгеновского аппарата (рис. 9). Имеет большую мощность при относительно небольших габаритах и простом управлении. Электрически безопасен. Для питания используют обычную электрическую сеть переменного тока или бензоэлек-трический агрегат. Конструкция Р. а. позволяет быстро осуществлять сборку и разборку его основных узлов. РУМ-24 состоит из моноблока, универсального штатива и пульта управления. Снабжен острофокусной рентгеновской трубкой с вращающимся анодом, оптическим центратором со щелевой диафрагмой и рент-геноэкспонометром. Рентгенол. исследование может быть выполнено в вертикальном, горизонтальном положениях и латеропозиции, а также непосредственно на носилках. Перемещение штатива из вертикального положения в горизонтальное и подача кассет для рентгенографии осуществляются автоматически. Достаточная мощность рентгеновской трубки позволяет получать хорошие снимки всех анатомических областей при относительно короткой выдержке. Краткая техническая характеристика отечественных полевых Р. а. представлена в табл. 3.

Аппараты РУМ-4м и РУМ-24 могут эксплуатироваться с электроннооптическим усилителем типа УРИ-60 и УРИ-135, а также в комплексе с крупнокадровым флюорографом и полевьгм электрорентгенографическим аппаратом ЭРГА-МП, к-рый выполняется в виде приставки к Р. а. Предназначен для быстрого получения электрорентгенограмм в полевых и стационарных условиях (рис. 10). Состоит из трех блоков. Может развертываться на одном или двух рабочих местах. Общий вес (масса) аппарата в ящиках с расходным имуществом на 3000 электрорентгенограмм размером 300×400 мм составляет около 200 кг. Вес самого аппарата без упаковки — 53,2 кг. Может питаться от сети переменного однофазного тока или передвижной электростанции. Максимальная потребляемая мощность — 600 вт. В комплект входят специальные пластины, покрытые фотополупроводником (селеном), порошок для проявления, закрепитель изображения и писчая бумага. С одного снимка можно получить 3—4 оттиска, производительность аппарата 30 рентгенограмм в час. Использование аппарата позволяет существенно упростить и ускорить обследование раненых в полевых условиях.

Полевые Р. а. используются в лечебных учреждениях госпитальных баз. Их эксплуатация должна осуществляться в строгом соответствии с прилагаемыми к ним инструкциями. При этом гарантируется длительная безаварийная работа при массовом обследовании раненых и больных в полевых условиях.

Хранение Р. а. осуществляется, как правило, в сухих отапливаемых помещениях.

Транспортировка может производиться любыми видами транспорта при температуре окружающего воздуха от —60 до +60° с соблюдением установленных правил упаковки и обработки неокрашенных деталей защитными смазками.

Таблицы

Таблица 1. КРАТКАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ РЕНТГЕНОДИАГНОСТИЧЕСКИХ АППАРАТОВ (КОМПЛЕКСОВ)

Основные показатели	Наименование аппаратов и их краткая техническая характеристика
	РУМ-20М	РУМ-20	РУМ-10М	12Ф7	12Ф4	12П5	8ЛЗ-Ф	5Д1
Назначение	Стационарный аппарат общего назначения			Флюорограф		Передвижные, палатные аппараты		Дентальный аппарат
Вид излучателя	Две трубки в кожухах			Трубка в кожухе		Трубка в кожухе	Моноблок 1
Схема выпрямления	Мостовая трехфазная с 6 селеновыми выпрямителями		Мостовая однофазная с 4 кенотронами	Мостовая однофазная с селеновыми выпрямителями		Мостовая однофазная с селеновыми вентилями	Полуволновая безвентильная
Напряжение при снимках, кв	35-125	40-125	40-145	35-125	40-125	40-125	75	50
Ток при снимках,ма	25-800	25-600	40-400	40 — 100	40-150	40-100	18	7
Напряжение при просвечивании, кв	40-100	40-100	40-100	Применяются только для производства снимков
Ток при просвечивании, ма	0,3-3	0,3-3	1-5	Применяются только для производства снимков
Напряжение сети, в	Трехфазное	220/380	Однофазное 220/380	Однофазное 220/380			220	220
Минимальная длительность экспозиции, сек.	0,005	0,01	0,02	0,02	0,02	0,04	0,1	0,1
Тип рентгеновской трубки	14-30БД10-150 и 2-ЗОБД11-150			14-30БД10- 150	6-10БД8-125	6-10БД8-125	1,6БДМ9-90	0,2-БДМ7- 50

Таблица 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОСНОВНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ ТРУБОК ОТЕЧЕСТВЕННЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ АППАРАТОВ

Группы рентгеновских аппаратов по их назначению	Основные характеристики трубок
	Тип рентгеновской трубки	Скорость вращения анода (тыс. об/мин)	Анодное напряжение, кв	Сила анодного тока, ма	Размер фокуса, мм	Размеры в мм
						длина	диаметр
Стационарные рентгенодиагностические аппараты и флюорографы	6-1ОБД10-125	2,8—3, 0	125	100	0,8×0,8 1,5×1,5	225	85
	6-10БД8-125	2,8-3,0	125	150	0,8×0,8 1 ,5X1 ,5	225	85
	14-30 БД10-150	2,8-3,0	150	250 600	1X1 2X2	300	140
	2-30 БД 11-150	2,8-3,0	150	60 600	0,3×0,3 2X2	300	140
	24-60 БД16-150	8,5-9,0	150	400 1000	0,6×0,6 1,2X1,2	310	140
Передвижные полевые и переносные рентгеновские аппараты	5БД1 3-125	3,0	125	60	1 , 0x1, 0	200	65
	З-БДМ-2-1 00	Анод неподвижный	100	40	2,8×2,8	65	42
	1,6 БДМ-9-90		90	18	2, 0x2, 0	156
	6-1 0БД8-125	то же	125	150	1 ,5×1,5	225	85
Дентальные рентгеновские аппараты	0,2-БДМ7-50	то же	50	7	0,8×0,8	68	31
Рентгенотерапевтические аппараты	0,25-БТВ-5-100	то же	5-100	5	8X12	364	58
	1-БТВ-4-1 00		8-100	10—25	8×12	272	58
Рентгеновские аппараты для дальнедистанционной лучевой терапии	4-БТМ-3-250	то же	100-250	15	8X14	400	105

Таблица 3 КРАТКАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ПОЛЕВЫХ РЕНТГЕНОДИАГНОСТИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Основные показатели	Наименование аппарата и краткая техническая характеристика
	РУМ-4 м	| РУМ-24
Назначение	Полевой разборный аппарат
Схема выпрямления	Полуволновая мостовая однофазная с селеновыми выпрямителями
Напряжение при снимках, кв	40-100	40-125
Ток при снимках, ма	20-40	30-100
Напряжение при просвечивании, кв	40-100	40-90
Ток при просвечивании, ма	1-3	0,1-3
Напряжение сети, в	127/22 0	220
Потребляемая мощность, кВА	ДО 6	до 12
Максимальная длительность экспозиции, сек.	0,04	0,02
Тип рентгеновской трубки	З-БДМ-2- 100	5БД13- 125
Вес (масса), кг	300	400
Вес (масса) в укладках, кг	550	до 700

Библиография: Блинов H. Н. и др. Технические средства рентгенодиагностики. М.. 1981; К и ш к о в с к и й А. Н. и Т ю т и н Л. А. Военно-полевая рентгенология, Л., 1979; они же, Методика и техника электрорентгенографии, М., 1982; Пустов ойтенко В. Т. Электрорентгенография в нейрохирургии, Минск, 1978; Рентгено-диагностические аппараты, под ред. H. Н. Блинова, М., 1976; Тих онов К. Б. Техника рентгенологического исследования, Л., 1978; Ч и к и р д и н Э. Г. Рентгеновские флюорографические аппараты, М., 1970; он же, Рентгеновские томографические аппараты, М., 1976.

H. Н. Блинов; А. Н. Кишковский (воен.).