Назначение и технические характеристики

Цифровой флюорографический аппарат ФЦ-01 «Электрон» предназначен для проведения массового профилактического рентгенологического обследования населения в целях своевременного выявления туберкулеза, онкологических и других легочных заболеваний при малой лучевой нагрузке.

В настоящее время в нашей стране для проведения профилактического обследования населения применяются в основном морально устаревшие пленочные флюорографы. Их недостатки: недопустимо высокие лучевые нагрузки, низкая информативность снимков, большой процент брака. Избавиться от этих недостатков позволяет применение современной цифровой техники взамен устаревшей.

Частичным решением проблемы стало применение в некоторых медицинских учреждениях сканирующих флюорографов. Такие системы, хоть и относятся к цифровым, имеют ряд конструктивных недостатков. Это лишь первый шаг к полноценным цифровым технологиям.

Цифровой флюорографический аппарат ФЦ-01 «Электрон» значительно превосходит все отечественные аналоги по качеству изображения и техническим параметрам. Детектором изображения в ФЦ-01 является цифровая камера на основе ПЗС матрицы. Матрица содержит 2048×2048 чувствительных элементов по всему полю изображения. Таким образом, для получения флюорограммы не требуется перемещения механических деталей и длительной выдержки — снимок делается мгновенно, за долю секунды.

Отличительными особенностями изображений ФЦ-01 являются:

• • Высокая разрешающая способность — 2.5−2.8 пар линий на мм
• • Широкий динамический диапазон
• • Короткая экспозиция (отсутствие динамической нерезкости)

Такого высокого качества изображения удалось достичь благодаря тому, что электроника комплекса построена на самых современных компонентах: цифровая камера КФЦ «Электрон», высокомощное питающее устройство, двухфокусный рентгеновский излучатель, коллиматор с 2-мя диафрагмами и сменными фильтрами и пр. Особую роль здесь играет слаженная работа всех компонентов.

Благодаря внедрению цифровых технологий комплекс ФЦ-01 «Электрон» позволяет снизить дозу облучения по сравнению с пленочной флюорографией в 8 -10 раз.

При разработке флюорографа инженеры компании «Электрон» отказались от традиционной конструкции с кабиной. Штатив, обеспечивающий перемещение камеры и излучателя вдоль тела пациента, значительно удобнее для лаборанта и безопаснее для пациента. Штатив ФЦ-01 разработан с учетом современных требований СанПин.

Комплекс ФЦ-01 «Электрон» обеспечивает высокую пропускную способность — не менее 60 исследований в час. Высокая пропускная способность обеспечивается продуманной эргономикой всего комплекса, коротким временем экспозиции и удобной конструкцией штатива.

В состав комплекса ФЦ-01 «Электрон» входит программно-аппаратный комплекс, состоящий из двух АРМ (Автоматизированных Рабочих Мест), различных по конфигурации: АРМ-1 лаборанта и АРМ-2 врача рентгенолога. АРМ это сложный программно-аппаратный комплекс, включающий специализированное оборудование и программное обеспечение, а также некоторые элементы высокопроизводительных персональных компьютеров. Все компоненты АРМ специально разработаны для эксплуатации во флюорокабинете. При монтаже каждый АРМ индивидуально настраивается в соответствии с особенностями работы конкретного медицинского учреждения.

В результате внедрения автоматизированных рабочих мест лаборанты и врачи рентгенологи получают целый ряд новых возможностей:

• • Автоматическое управление экспозицией непосредственно на мониторе АРМ лаборанта (органавтоматика)
• • Мгновенный контроль качества снимка
• • Организация компактного архива в виде базы данных с моментальным и удобным поиском
• • Автоматизированное создание статистических отчетов с помощью выборок по любым параметрам.
• • Печать флюорограмм и заключений на бумаге или пленке
• • Цифровая обработка изображений.

Комплекс ФЦ-01 «Электрон» до мелочей продуман с точки зрения качества, удобства и надежности работы. Так, например, в нашем комплексе используются:

• • Коллиматор с двумя шторочными диафрагмами и сменными фильтрами
• • Стационарная защита пациента от рентгеновского излучения
• • Удобная ручка для позиционирования пациента в боковой проекции

Высокая надежность комплекса обеспечивается отсутствием сканирующей механики, большим запасом мощности питающего устройства и излучателя, а также использованием только самых высококачественных комплектующих.

Технические параметры:

характеристики значения.

• 1. Камера флюорографическая цифровая «КФЦ Электрон»
• 1.1 Размер рабочего поля 390×390 мм
• 1.2 Разрешающая способность, не менее 2.5 — 2.8 п.л./мм
• 1.3 Производительность, не менее 60 снимков/час
• 1.4 Экспозиционная доза на одну флюорограмму, не более 1 мР
• 1.5 Число активных элементов изображения флюорографической камеры 2048×2048 пикселей
• 1.6 Градационная разрешающая способность (уровней серого) 16 384
• 2. Штативная часть
• 2.1 Высота камеры над полом в крайнем верхнем положении, не менее 190 см
• 2.2 Высота камеры над полом в крайнем нижнем положении, не более 15 см
• 2.3 Тип привода штатива Эл. двигатель
• 2.4 Фокусное расстояние 100 см
• 3. Рентгеновский излучатель
• 3.1 Количество фокусных пятен в рентгеновской трубке 2
• 3.2 Максимальное напряжение на трубке 150 кВ
• 4. Рентгеновское питающее устройство
• 4.1 Тип устройства среднечастотное
• 4.2 Мощность генератора 55 кВт
• 4.3 Диапазон изменения анодного напряжения 40…150 кВ
• 4.4 Диапазон тока рентгеновской трубки 50…640 мА
• 4.5 Диапазон параметра мАс (ток*время) 1…500 мАс
• 4.6 Минимальное время экспозиции 0,002с
• 4.7 Микропроцессорное устройство автоматического управления экспозицией наличие
• 5. Программно-аппаратный комплекс АРМ-1, АРМ-2
• 5.1 Количество АРМ 2
• 5.2 Объем памяти базы данных, не менее 30 000 снимков
• 5.3 Размер монитора АРМ лаборанта, не менее 19″
• 5.4 Размер монитора АРМ врача, не менее 22″

• 6. Коллиматор
• 6.1 Минимальная площадь коллимации 0×0 см
• 6.2 Максимальная площадь коллимации 43×43 см

Устройство и принцип работы.

Описание оборудования

Флюорограф изготавливается в двух исполнениях: с креплением штатива к плите основания или креплением штатива к полу и стене. Принцип работы флюорографа при обоих вариантах исполнения идентичен.

Комплект оборудования флюорографа включает:

вертикальный штатив с комплектом высоковольтных кабелей, с напольной плитой (или с креплением к стене); модуль трубки, включающий:

излучатель рентгеновский; коллиматор;

электронно-оптический блок (ЭОБ) камеры флюорографической цифровой КФЦ-" Электрон" ;

рентгеновское питающее устройство с пультом управления и кнопкой снимка;

автоматизированное рабочее место лаборанта (АРМ-1), состоящее из:

• — системного блока (клавиатуры, манипулятора «мышь» (с ковриком), микрофона, громкоговорителя);
• — монитора 19″ ;
• — источника бесперебойного питания;
• — стола и стула оператора.

автоматизированное рабочее место врача-рентгенолога (АРМ-2). Комплектация АРМ-2 аналогична комплектации АРМ-1. Различие между АРМ-1 и АРМ-2 состоит во внутренней компоновке системного блока и возможности поставки монитора с диагональю большей, чем у монитора в АРМ-1.

Излучатель рентгеновский. Марка излучателя Е 7242 FX (или аналогичный). Подключается к рентгеновскому питающему устройству. Имеет генерирующую рентгеновское излучение трубку, с вращающимся анодом. Обеспечивает работу с 2 фокусами — 0,6 мм и 1,5 мм (при использовании других типов рентгеновских трубок/излучателей фокусы могут быть 0,6 мм и 1,2 мм или 0,6 мм и 1,8мм). Питание и управление осуществляется от рентгеновского питающего устройства.

Коллиматор. Марка «RALCO R 302F/A». С прямоугольным ограничением поля. Устанавливается на излучатель рентгеновский.

Питание коллиматора осуществляется от рентгеновского питающего устройства.

Электронно-оптический блок камеры флюорографической цифровой КФЦ-" Элекгрон". В состав ЭОБ (КФЦ-" Электрон") входит растр отсеивающий, ионизационная камера (соединенная с РПУ), рентгеновский экран и ПЗС камера. Работа ПЗС камеры синхронизирована с работой рентгеновского питающего устройства.

АРМ-1 (лаборанта). С помощью программных средств АРМ-1 осуществляется ввод данных о пациенте, установка параметров рентгеновского питающего устройства для съемки, контроль правильности режима съемки (напряжения на рентгеновской трубке, количества электричества, выбор фокуса трубки, включение и настройка системы Автоматического Контроля Экспозиции). После установки всех требуемых параметров, с АРМ-1 (лаборанта) включается разрешение на РПУ на включение высокого напряжения на трубку (проведение съемки).

На автоматизированное рабочее место лаборанта (АРМ-1) поступает сформированный КФЦ — «Электрон» цифровой сигнал рентгеновского изображения. На АРМ-1 реализуется предварительная обработка цифрового сигнала (компенсация фона и неравномерности сигнала по полю изображения, гамма-коррекция и др.), контроль правильности режима съемки, оценивается качество полученного изображения. Полученное изображение сразу становится доступным для анализа на АРМ-2.

АРМ-2 (врача). Обеспечивает анализ изображения на мониторе, его дополнительную коррекцию, согласование с параметрами зрения. Обработанное изображение запоминается в цифровой памяти АРМ и, при необходимости, производится его распечатка на принтере. Здесь же, рентгенолог составляет заключение о рентгенологических исследованиях. Применение двух автоматизированных рабочих мест — АРМ-1 (лаборанта) и АРМ-2 (врача), позволяет одновременно вести прием пациентов и составлять описание по ранее полученных снимков.

Рентгеновское питающее устройство. Марка РПУ — «ProVario RF» (65 кВт, низкий корпус) или «Editor» (различных модификаций). Обеспечивает все необходимые для работы рентгеновского излучателя напряжения и токи, задаваемые как вручную — с пульта управления рентгеновским питающим устройством, так и программно — с АРМ-1 (лаборанта). Рентгеновское питающее устройство синхронизирует работу КФЦ-" Электрон", обеспечивает работу ионизационной камеры, обеспечивает питание коллиматора, устройства вертикального перемещения, имеет линию цифровой связи с АРМ-1 (лаборанта) — для установки и контроля параметров съемки, получения разрешения на включение высокого напряжения на рентгеновскую трубку.

Пульт управления рентгеновским питающим устройством. Обеспечивает визуальный контроль установленных параметров съемки и их корректировку в допустимых пределах, включение высокого напряжения на рентгеновскую трубку.

Камера КФЦ-" Электрон" .

Устройство вертикального перемещения. Служит для перемещения кронштейна флюорографа (с закрепленными на кронштейне излучателем рентгеновским с коллиматором и ЭОБ камеры КФЦ- «Электрон») в вертикальном направлении. Управление осуществляется с помощью пульта.

Питание привода осуществляется от рентгеновского питающего устройства.

Пульт перемещения вверх-вниз. Управляющее устройство вертикального перемещения. Обеспечивает управление перемещением кронштейна флюорографа для установки излучателя рентгеновского и ЭОБ камеры КФЦ-" Электрон" напротив исследуемого органа пациента.

Принцип работы С АРМ лаборанта подается на РПУ сигнал разрешения выработки высокого напряжения по нажатию кнопки включения экспозиции (с пульта управления РПУ). После нажатия кнопки включения экспозиции (с пульта управления РПУ), рентгеновской трубкой генерируется рентгеновское излучение. Прямой рентгеновский пучок проходит через коллиматор, ограничивающий поле облучения.

На входное окно ЭОБ (камеры КФЦ-" Электрон") попадает (после прохождения через пациента) диафрагмированный рентгеновский пучок.

Затем, он проходит через растр отсеивающий, служащий для задержки рассеянного излучения, возникающего в органах пациента, и пропускания только прямых лучей с рентгеновской трубки (что повышает качество снимков).

Далее, рентгеновский пучок проходит через ионизационную камеру, служащую для прекращения подачи рентгеновского излучения на пациента при наборе определенной дозы излучения во входной плоскости ЭОБ (камеры КФЦ-" Электрон"). Ионизационная камера соединена с рентгеновским питающим устройством.

При облучении экрана рентгеновского, в нем возбуждается флуоресцентное излучение видимого диапазона, содержащее характеристические линии элементов (теневое изображение), входящих в состав исследуемого органа.

Далее, световое изображение с рентгеновского экрана переносится объективом ПЗС камеры на светочувствительный слой ПЗС-матрицы (блок сенсоров). ПЗС камера преобразует полученное изображение и на выход электронно-оптического блока камеры КФЦ-" Электрон" (с ПЗС камеры) поступает цифровой сигнал рентгеновского изображения.

Работа ПЗС камеры синхронизирована с работой рентгеновского питающего устройства.

Описание электрических частей

В данном разделе предоставлено техническое описание основных частей и блоков, а также принцип их работы. При ознакомлении с данным разделом необходимо пользоваться Альбомом схем и сборочных чертежей. Все соединения частей и блоков производятся в соответствии со схемой соединений флюорографа (см. Альбом схем и сборочных чертежей, АФЦ 2−000−06 Э 4).

Конструкция

Несущая конструкция электронно-оптического блока (ЭОБ) камеры флюорографической цифровой КФЦ- «Электрон» представляет собой сварную раму (тубус), выполненную в виде усеченной пирамиды, на которую сверху устанавливается декоративный пластмассовый кожух. Аналогичный пластмассовый кожух закрывает блок ПЗС камеры. Несущая пирамида с внутренней стороны обклеена свинцом, что обеспечивает радиационную безопасность эксплуатации ЭОБ камеры КФЦ-" Электрон" .

Передняя крышка ЭОБ КФЦ-" Электрон" является рентгенопрозрачной. Внутри ЭОБ КФЦ-" Электрон" расположены отсеивающий растр, ионизационная камера, рентгеновский экран, ПЗС камера (объектив и блок сенсора).

Для фиксации положения пациента во время экспозиции, на верхней поверхности электроннооптического блока камеры КФЦ-" Электрон" имеется подбородник.

Рентгеновский экран преобразует невидимое рентгеновское изображение в излучение видимого диапазона. Изображение (с рентгеновского экрана) фокусируется высоко-светосильным объективом на ПЗС матрицу блока сенсора.

В блоке сенсора используется ПЗС матрица с 6 миллионами свето-чувствительных элементов. Емкость каждого пиксела составляет 300 000 электронов, что обеспечивает высокий динамический диапазон, позволяющий сохранить информацию на одном снимке как о мягких тканях, так и о костных структурах. Чувствительность матрицы — не менее 4 кило-электрон на люкс. Такая чувствительность для излучения экрана из люминофора оксисульфида гадолиния (активированного тербием) обеспечивает квантовую эффективность не менее 0,3.

Использование в электронно-оптическом блоке камеры КФЦ-" Электрон" высокочувствительного экрана, светосильного объектива и ПЗС матрицы с высокой квантовой эффективностью, позволяет производить цифровые рентгеновские снимки с дозами на снимок не более 1 мР (в плоскости ЭОБ), что не превышает дозы при рентгенографии на пленку с высокочувствительными усиливающими экранами.

К поверхности электронно-оптического блока камеры КФЦ-" Электрон" закрепляется ручной съемный пульт управления перемещением кронштейна вверх-вниз (через ЭОБ камеры КФЦ-" Электрон" проходит кабель его соединения с Устройством вертикального перемещения).

Принцип действия

При поступлении на рентгеновское питающее устройство с АРМ-1 команды «экспозиция», формируется сигнал ENABLE («разрешение»), разрешающий формирование рентгеновского излучения в РПУ. Сигнал ENABLE поступает по кабелю САВ 10 2 (одного из кабелей, входящих в жгут кабеля ЦФК 2−6210−04), соединяющему РПУ и ПЗС камеру (КФЦ-" Электрон"), При поступлении данного сигнала, система переходит в режим ожидания съемки. После нажатия на пульте управления РПУ кнопки экспозиции, РПУ формирует сигнал ALE — поступающий по этому же кабелю в камеру, сопровождающий подачу рентгеновского излучения (начало и конец подачи высокого напряжения). Сигнал ALE включает режим накопления заряда электронов в пикселах ПЗС-матрицы.

Рентгеновское изображение (после прохождения рентгеновских лучей через пациента, растр отсеивающий и ионизационную камеру) преобразуется в видимое с помощью рентгеновского экрана, который установлен перед ПЗС камерой.

С помощью светосильного объектива, видимое изображение на рентгеновском экране передается на ПЗС матрицу. Накопление заряда электронов в пикселах ПЗС-матрицы продолжается на протяжении всего времени экспозиции.

По окончании экспозиции (и завершении сигнала ALE), накопленный (во время экспозиции) в пикселах матрицы заряд электронов считывается через выходное устройство матрицы. По кабелю CAB 10 2 (одного из кабелей, входящих в жгут кабеля ЦФК 2−6210−04) от ПЗС камеры на РПУ поступает запрет (снимается сигнал ENABLE) на включение следующей экспозиции до окончания считывания и передачи данных на АРМ-1.

Считываемый аналоговый сигнал, через буферный операционный усилитель, подается на 16-разрядный аналого-цифровой преобразователь (АЦП), в котором происходит квантование на 65 536 уровня. На выходе АЦП формируется 16-разрядный цифровой поток данных, который передаётся на плату цифрового интерфейса.

С платы цифрового интерфейса данные передаются на плату (по кабелю САВ 10 1 (одного из кабелей, входящих в жгут кабеля ЦФК 2−6210−04)) РС 1 интерфейса, которая установлена в системном блоке автоматизированного рабочего места АРМ-1 (лаборанта). Плата РС 1 интерфейса передаёт получаемые данные в ОЗУ системного блока АРМ-1.

Суммарное время считывания сигнала изображения и передачи цифрового потока данных зависит от установленной частоты считывания данных с ПЗС матрицы и не превышает 1 с для наиболее часто используемой частоты 4МГц.

По окончании передачи данных ЭОБ камеры КФЦ-" Электрон" готов к следующей экспозиции.

Подготовка аппарата к работе Минимально-необходимый набор инструментов и оборудования должен включать: цифровой мультиметр (вольтметр), типа UT30C (или аналогичный):

набор гаечных ключей (в наборе должны быть ключи размеров от 6 до 17); Форма и размеры гаечных ключей должны соответствовать требованиям ГОСТ 2838, двусторонних ГОСТ 2839, односторонних — ГОСТ 2841, а также ГОСТ 6424.

электромонтажная отвертка простая и крестовая, большая и малая (или шуруповерт); набор шестигранных ключей (в наборе должны быть ключи от № 2 до № 8).

После проведения монтажных работ (сборки), в оборудовании не установлены верхний (АФЦ 2−057) и нижний (АФЦ 2−058) кожуха каретки, задняя крышка коллиматора, верхний кожух штатива, задняя крышка штатива, лицевая панель шкафа РПУ.

Осматривается состояние механических узлов после сборки флюорографа: положение каретки на штативе и надежность крепления канатов к ней, положение противовеса и надежность крепления канатов к нему, положение кронштейна на каретке и надежность его крепления, крепление на кронштейне электронно-оптического блока камеры КФЦ-" Электрон" и рентгеновского излучателя (с установленным на нем коллиматором), правильное прохождение канатов через шкивы, визуальный контроль повреждений или отсутствия крепежных элементов блока мотора-редуктора и его элементов (осей, шкивов, муфт и т. д.),.

крепление защитных экранов и правильность установки ручки поручня.

Осматривается состояние электрических соединений флюорографа:

осматривается надежность крепления (электрические контакты) клемм, разъемов, проверяется правильность подключения узлов и блоков (соединений, произведенных во время монтажа),.

свободный провис гофра от кронштейна к штативу, проверка цепей защитного заземления. Если проверка шины заземления помещения (на этапе осмотра помещения перед монтажом) не производилась, то проверить шину заземления помещения.

Оборудование осматривается на предмет обнаружения в нем элементов (кусков) упаковочных материалов, крепежных элементов, инструментов, прочих посторонних предметов. При обнаружении — все излишние предметы и материалы вынимаются.

Порядок проверки механических узлов изделия перед пуском Проверяется состояние механических узлов после сборки флюорографа:

положение каретки в направляющих штатива и надежность крепления канатов к ней: Проверьте отсутствие значительных люфтов между подшипниками каретки и направляющими, слегка покачивая кронштейн (каретку) и фиксируя для себя изменения положения каретки (люфты) при различных углах приложения силы.

Визуально, проверьте отсутствие видимых перекосов каретки по отношение к направляющим штатива.

Проверьте состояние «концевиков» канатов у каретки, положение противовеса и надежность крепления канатов у него:

Проверьте отсутствие люфтов между противовесом и направляющими, слегка покачивая противовес и фиксируя для себя изменения положения противовеса (люфты) при различных углах приложения силы.

Проверьте состояние «концевиков» канатов у коромысла противовеса, положение кронштейна на каретке и надежность его крепления:

Проверьте затяжку гаек, отсутствие видимых перекосов кронштейна по сравнению с направляющими штатива.

крепление на кронштейне электронно-оптического блока камеры КФЦ-" Электрон" и рентгеновского излучателя (с установленным на нем коллиматором):

Проверьте отсутствие люфтов крепежных элементов и надежность закрепления, правильное прохождение канатов через шкивы:

Канаты должны проходить через канавки шкивов — визуальный контроль повреждений или отсутствия крепежных элементов — блока мотора-редуктора и его элементов (осей, шкивов, муфт и т. д.), крепление защитных экранов и правильность установки ручки-поручня:

Проверьте наличие допустимых люфтов крепежных элементов защитных экранов, легкость и беззвучность поворота экранов и ручки-поручня вокруг своих осей.

Порядок проверки электрических узлов изделия перед пуском Проверяется состояние электрических узлов после сборки флюорографа: правильность подключения узлов и блоков:

Проверьте подключение излучателя, коллиматора, датчиков каретки, подключение штатива к РПУ. надежность крепления контактных клемм (на винтах), разъемов, лепестков, внутренних цепей защитного заземления оборудования, правильность подключения РПУ (внутренние соединения после транспортировки и монтажа, подключение пульта управления), если проверка шины заземления помещения (на этапе осмотра помещения установки) не производилась, то проверить шину заземления помещения, свободный провис кабелей в гофре из кронштейна к штативу.

Определение готовности оборудования к включению Проведя все подготовительные работы и исправив дефекты, которые могли возникнуть в ходе транспортировки или монтажных работ, принимается решение о включении оборудования.

Если имеющиеся механические повреждения конструкции (элементов) флюорографа не позволяют судить о состоянии размещаемых в ней электрических узлов (блоков), то необходимо связаться с производителем для согласования плана дальнейших работ по первому включению.

Порядок первого включения флюорографа Подключите флюорограф соответствующим кабелем к питающей сети -380 В.

Не следует находиться под кронштейном (электронно-оптическим блоком камеры КФЦ-" Электрон", рентгеновским излучателем) во время первого включения. Перед включением флюорографа (РПУ) необходимо внимательно изучить «Руководство по эксплуатации» флюорографа.

При первом включении оборудование АРМ-1 и АРМ-2 не включается.

Включение флюорографа Включите РПУ. После завершения процедуры самотестирования РПУ на пульте управления высвечиваются текущие установки (см. «Руководство по эксплуатации» флюорографа).

Если на пульте высвечивается сообщение об ошибке, необходимо обратиться к инструкции (и к «Руководству по эксплуатации» флюорографа) для интерпретации кода ошибки и определения вызвавших её причин. Проанализировав ситуацию и, при необходимости, ещё раз произведя процедуры, устраните причины неисправности.