Рентгенодиагностический цифровой аппарат и способ изготовления дугообразной траверсы для рентгенодиагностического цифрового аппарата

 

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для использования при проведении исследований в военно-полевых госпиталях. Аппарат имеет два механически независимых и электрически соединенных штатива - рентгеновский и мониторный. В первом из них объединены рентгеновский излучатель и усилитель рентгеновского изображения с дугообразной траверсой, а также устройство управления, а во втором - устройства отображения и запоминания информации. Траверса выполнена из алюминиевого сплава с сечением в виде полого замкнутого контура, а геометрические параметры и механические характеристики материала связаны соотношением, позволяющим определять требуемые параметры. Изготовление траверсы основано на формировании заданного профиля, придании ему заданной кривизны и создании дорожек качения для роликов каретки. Профиль формируют с сечением в виде двух прямоугольников и далее заполняют его песком, изгибают до заданного радиуса, упрочняют посредством термообработки, а Г-образные дорожки качения образуют вырезанием центральной части внешней стороны одного из прямоугольников поперечного сечения. Аппарат характеризуется удобством в эксплуатации и надежностью в работе, а изготовление траверсы является технологичным и эффективным. 2 с. и 32 з.п. ф-лы, 14 ил., 1 табл.

Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для использования при проведении рентгенологических исследований в военно-полевых госпиталях и формированиях экстремальной медицины, в травматологической хирургии, хирургии брюшной полости, сердечно-сосудистой хирургии, эндоскопии, при осуществлении неотложной рентгенодиагностики и послеоперационных исследованиях.

Известны рентгенодиагностические аппараты, включающие в себя рентгеновский излучатель и усилитель рентгеновского изображения, установленные на концах поворотной дугообразной траверсы с возможностью их размещения с противоположных сторон исследуемого участка тела пациента, а также устройство отображения информации (SU 216181, A 61 B 6/02, 11.04.1968; DE 4413458, A 61 B 6/02, 19.10.1995).

Недостатки известных аппаратов связаны с низкими достоверностью и эффективностью исследований, обусловленными применением аналоговой формы представления результатов и отсутствием в функциональном составе устройства запоминания информации. Кроме того, эти аппараты не удовлетворяют характерным для полевых условий требованиям ускоренного монтажа-демонтажа и упаковки в тару составных узлов для быстрой, в том числе автономной, транспортировки.

Известные технические решения, предусматривающие выполнение рентгенодиагностических аппаратов в виде механически независимых и электрически соединенных штативов - рентгеновского и мониторного с размещением в первом рентгеновского излучателя усилителя рентгеновского изображения, а во втором - устройства отображения информации (SU 4458688, G 06 F 15/42, 10.07.1984). Однако подобное пространственное разнесение аппаратных полукомплектов используется лишь для стационарно установленных пар излучатель - усилитель.

Наиболее близким к предложенному рентгенодиагностическому цифровому аппарату является аппарат, содержащий рентгеновский излучатель и усилитель рентгеновского изображения, установленные на концах поворотной дугообразной траверсы с возможностью их размещения с противоположных сторон исследуемого участка тела пациента, телескопически связанные с упомянутой траверсой устройства отображения и запоминания информации, подключенные к выходу усилителя рентгеновского излучения, и устройство управления, связанное по сигнальным цепям с упомянутыми функциональными компонентами (SU 5475730, A 61 B 6/00, 12.12.1995).

Недостаток указанного аппарата определяется несовершенством компоновки составных узлов, затрудняющим его оперативное развертывание и свертывание в военно-полевой обстановке. Кроме того, при реализации аппарата какие-либо критерии для выбора геометрических параметров дугообразной траверсы и механических характеристик использованного для этого материала не просматриваются. Данное обстоятельство исключает гарантии по обеспечению высокой эксплуатационной надежности траверсы и всего аппарата в целом.

Важно подчеркнуть, что качество дугообразной траверсы в значительной мере зависит от способа ее изготовления.

Известен способ изготовления изогнутых металлических изделий со сложным профилем, предусматривающий создание в заготовке требуемых полостей и последующую ее гибку с приложением соответствующих изгибающих моментов (DE 2613540 B2, B 21 D 7/00, 25.11.1976).

Недостаток известного способа связан с ограниченной областью применения, не охватывающей, в частности, производство изогнутых изделий с профилем, приспособленным для перемещения по ним роликовых кареток.

Наиболее близким к предложенному способу изготовления дугообразной траверсы для военно-полевого рентгенодиагностического цифрового аппарата является способ, основанный на формировании заданного монолитного профиля до заданной кривизны и создании на нем выступающих по бокам дорожек качения для роликов каретки (DE 2608461 A1, A 61 B 6/02, 15.09.1977).

Недостаток указанного способа заключается в сложности осуществления необходимых технологических операций, особенно по реализации дорожек качения.

Первой задачей изобретения является построение рентгенодиагностического цифрового аппарата, характеризующегося повышенными удобством эксплуатации и надежностью работы. При этом подразумевается, что в полевых условиях аппарат должен быстро разбираться и упаковываться в многооборотную тару для транспортировки, а после транспортировки вводиться в эксплуатацию техническим персоналом минимальной квалификации без применения специального инструмента, приспособлений или трудоемких операций настройки; в упакованном виде аппарат должен транспортироваться любым видом транспорта и храниться в условиях полевых складов; аппарат должен легко перемещаться в собранном виде по операционным залам, палатам, коридорам клиники; аппарат должен обеспечивать проведение исследований в стесненных условиях полевого госпиталя; аппарат должен обеспечивать проведение исследований участков тела пациента при его различных положениях - стоящем, сидячем возле аппарата и расположенном на рентгенопрозрачной поверхности операционного стола.

Второй задачей изобретения является создание технологического и эффективного способа изготовления дугообразной траверсы для военно-полевого рентгенодиагностического цифрового аппарата, в котором поперечное сечение дугообразной траверсы имеет форму прямоугольника, а дорожки качения для роликов каретки, соединяющей дугообразную траверсу с кронштейном, выполнены Г-образными, установлены с внешней стороны замкнутого контура поперечного сечения и жестко соединены с ним.

Первая поставленная задача решается тем, что рентгенодиагностический цифровой аппарат, содержащий рентгеновский излучатель и усилитель рентгеновского изображения, установленные на концах поворотной дугообразной траверсы с возможностью их размещения с противоположных сторон исследуемого участка тела пациента, устройства отображения и запоминания информации, подключенные к выходу усилителя рентгеновского излучения, и устройство управления, связанное по сигнальным цепям с упомянутыми функциональными компонентами, - выполнен в виде двух механически независимых и электрически соединенных штативов - рентгеновского и мониторного, в первом из которых объединены рентгеновский излучатель и усилитель рентгеновского изображения с дугообразной траверсой, а также устройство управления, а во втором - устройство отображения и запоминания информации, при этом дугообразная траверса выполнена из алюминиевого сплава с поперечным сечением в виде полого замкнутого контура, а ее геометрические параметры и механические характеристики материала связаны соотношением Nbσ²_b⁺ⁿrc/[E^mR(m_р.и+π/2FR_ρ)g] ≥ α...β, где σ_b - предел прочности материала дуги; r - радиус опорного ролика; c - минимальное расстояние между опорными роликами;
E - модуль упругости материала дуги;
R - радиус C-образной дуги по поверхности качения опорного ролика;
m_р.и - масса рентгеновского излучателя;
F - площадь поперечного сечения C-образной дуги;
ρ - плотность материала C-образной дуги;
g - ускорение свободного падения;
b - ширина опорного цилиндрического ролика;
N - количество роликов на оси;
для цилиндрического ролика n= 0, m= 1, α = 0,035, β = 0,35;
для сферического ролика n= 1, m = 2, α = 0,0016, β = 0,12; b = 1.

Решению первой поставленной задачи способствуют также частные существенные признаки изобретения.

Электрическое соединение рентгеновского и мониторного штативов может быть выполнено посредством соединительного кабеля с вилками на концах, вставленных в ответные розетки устройства управления и запоминающего устройства.

Устройство управления в рентгеновском штативе может быть снабжено пультом управления.

Дугообразная траверса может быть посредством кронштейна связана с закрепленным на основании устройством управления.

Кронштейн для соединения устройства управления дугообразной траверсой может быть выполнен в виде Т-образной траверсы, вертикальная стойка которой механически соединена с устройством управления, а одна из горизонтальных стоек - с дугообразной траверсой.

Т-образная траверса может быть подвижно соединена с дугообразной траверсой посредством каретки с роликами, при этом дугообразная траверса снабжена дорожками качения, а ролики каретки охватывают дорожки качения с двух противоположных сторон и поджаты к ней.

Поперечное сечение дугообразной траверсы может иметь форму прямоугольника, а дорожки качения могут быть выполнены Г-образными, установлены с внешней стороны замкнутого контура поперечного сечения и жестко скреплены с ним.

Поперечное сечение дугообразной траверсы может иметь форму круга, а дорожки качения могут быть выполнены пластинчатыми, установленными с внешней стороны замкнутого контура поперечного сечения, скреплены с ним и ориентированы по оси, проходящей через центр масс поперечного сечения.

Дорожки качения могут быть выполнены с пределом прочности 20 - 28 кгс/мм² и покрыты износостойким материалом.

Износостойкое покрытие дорожек качения дугообразной траверсы может быть выполнено в виде напыляемого слоя.

Износостойкое покрытие дорожек качения дугообразной траверсы может быть выполнено в виде вставок из износостойкой пластмассы.

Основание для устройства управления может быть выполнено в виде тележки на самоориентирующихся роликах качения.

Механические соединения рентгеновского излучателя и усилителя рентгеновского изображения с дугообразной траверсой, дугообразной траверсы с кронштейном, кронштейна с устройством управления могут быть выполнены разъемными.

Устройство управления может быть соединено с рентгеновским излучателем, усилителем рентгеновского изображения и электроприводом дугообразной траверсы посредством разъемных электрических кабелей.

Устройства запоминания и отображения информации могут быть механически соединены между собой на стойке, при этом устройство отображения информации может быть выполнено в виде монитора, расположенного над устройством запоминания информации.

Устройство отображения информации может быть выполнено в виде двух мониторов, расположенных над устройством запоминания информации.

Стойка для крепления устройств запоминания и отображения информации может быть выполнена в виде тележки на самоориентирующихся роликах качения.

Механические соединения на стойке устройств запоминания и отображения информации, а также стойки с тележкой могут быть выполнены разъемными.

Устройства запоминания и отображения информации могут быть электрически соединены между собой посредством разъемного электрического кабеля.

Разъемные механические и электрические соединения составных узлов могут быть выполнены с возможностью автономной транспортировки последних в транспортировочных контейнерах.

Разъемные соединения рентгеновского и мониторного штативов выбраны из условия разборки штативов с последующим размещением частей в восьми транспортных контейнерах, при этом отношение массы контейнера к суммарной массе контейнера с элементами аппарата находится в пределах 0,25 - 0,55.

Отношение суммарного объема контейнеров к суммарному объему, ограниченному габаритными размерами рентгеновского и мониторного штативов, находится в пределах 0,6 - 0,7.

Отношение массы контейнеров к суммарной массе рентгеновского и мониторного штативов и приспособлений к аппарату находится в пределах 0,6 - 0,7.

В первом контейнере размещают тележку, вспомогательное оборудование - нагреватель и документацию.

Во втором контейнере размещают вертикальную колонну и вспомогательное оборудование - переключатель ножной и кассетодержатель.

В третьем контейнере размещают блок системы управления.

В четвертом контейнере размещают горизонтальную и дугообразную траверсы и вспомогательное оборудование - дентальный тубус и световой прицел.

В пятом контейнере размещают усилитель рентгеновского изображения, рентгеновский излучатель и вспомогательное оборудование - центрирующие рамку и решетку.

В шестом контейнере размещают основание монитора, стойку, столешницу и вспомогательное оборудование - переднюю и боковую транспортные стойки, ручку, переходник ручки.

В седьмом контейнере размещают блок памяти и вспомогательное оборудование - комплект ЗИП.

В восьмом контейнере размещают монитор, соединительный и сетевой кабели.

Аппарат может быть снабжен пультом дистанционного управления.

Вторая поставленная задача решается тем, что в способе изготовления дугообразной траверсы рентгенодиагностического цифрового аппарата, основанном на формировании заданного профиля траверсы, придании ему заданной кривизны и создании на нем дорожек качения для роликов каретки, профиль формируют с замкнутым поперечным сечением в виде двух примыкающих друг к другу прямоугольников и далее последовательно заполняют его песком, изгибают до заданного радиуса, упрочняют посредством термообработки, а Г-образные дорожки качения образуют вырезанием центральной части внешней стороны одного из прямоугольников поперечного сечения.

На фиг.1 представлен общий вид рентгенодиагностического цифрового аппарата с одним монитором.

На фиг.2 изображен рентгеновский штатив в собранном виде.

На фиг.3 изображен рентгеновский штатив в разобранном виде.

На фиг.4 изображен мониторный штатив в собранном виде.

На фиг.5 изображен мониторный штатив в разобранном виде.

На фиг.6 изображен рентгеновский штатив в крайних положениях при горизонтальном перемещении.

На фиг. 7 изображен рентгеновский штатив в крайних положениях при вращении вокруг центра C-дуги (орбитальное перемещение).

На фиг. 8 изображен рентгеновский штатив в крайних положениях при вертикальном перемещении.

На фиг.9 изображен рентгеновский штатив в крайних положениях при вращении вокруг вертикальной оси (поворотное перемещение).

На фиг. 10 изображено поперечное сечение C-дуги.

На фиг. 11 показан рентгеновский штатив в положении, при котором возникают максимальные контактные усилия между роликами тележки и дорожками качения.

На фиг. 12 изображено поперечное сечение C-дуги круговой формы - вариант исполнения.

На фиг. 13 изображено поперечное сечение C-дуги до изгиба ее продольной оси.

На фиг. 14 представлен общий вид рентгенодиагностического цифрового аппарата с двумя мониторами.

В ЗАО "МГП Абрис" рентгенодиагностический цифровой аппарат с одним монитором разработан под названием РДЦРА (рентгенодиагностический цифровой разборный аппарат).

В ЗАО "МГП Абрис" рентгенодиагностический цифровой аппарат с двумя мониторами разработан под названием УРС "АБРИС" (установка рентгетелевизионная хирургическая цифровая передвижная).

По назначению РДЦРА и УРС "АБРИС" относятся к классу специализированных рентгенодиагностических аппаратов, а по методам и условиям исследования - к передвижным аппаратам для работы в условиях госпитальных палат и операционных залов.

Рентгенодиагностический цифровой аппарат (фиг. 1) содержит рентгеновский излучатель (РИ) 1 и усилитель рентгеновского изображения (УРИ) 2, установленные на концах поворотной дугообразной траверсы 3 с возможностью их размещения с противоположных сторон исследуемого участка тела пациента, устройства отображения (монитор) 4 и запоминания (электронный блок памяти) 5 информации, подключенные при помощи соединительного кабеля 6 к выходу усилителя рентгеновского излучения, и устройство управления (блок системы управления) 7, связанное по сигнальным цепям с упомянутыми функциональными компонентами.

Рентгенодиагностический цифровой аппарат (фиг. 1) выполнен в составе двух механически независимых и электрически соединенных штативов - рентгеновского (РШ) и мониторного (МШ), в первом из которых объединены рентгеновский излучатель и усилитель рентгеновского изображения с дугообразной траверсой, а также устройство управления, а во втором - устройства отображения и запоминания информации.

Соединительный кабель 6 для электрического соединения рентгеновского и мониторного штативов выполнен с вилками на его концах, вставляемыми в ответные розетки устройства управления и запоминающего устройства.

Рентгеновский штатив выполнен в габаритах: h_рш= 1800 мм - высота; а_рш = 600 мм - ширина; b_рш = 800 мм - глубина. Объем, ограниченный габаритными размерами рентгеновского штатива, составляет V_рш = 0,864 мм³, масса m_рш = 350 кг.

Мониторный штатив выполнен в габаритах: h_мш = 1760 мм - высота; a_мш = 1760 мм - ширина; b_мш = 960 мм - глубина. Объем, ограниченный габаритными размерами рентгеновского штатива, составляет V_мш= 2,97 мм³, а масса m_мш= 140 кг.

Рентгеновский штатив (основная часть аппарата (фиг.2 и фиг.3)) содержит собственно рентгеновскую аппаратуру и предназначен для проведения в полевых условиях рентгенодиагностических исследований желудочно-кишечного тракта, легких, костных тканей скелета и черепа, стоматологических исследований в положении пациента стоя, в наклонном и горизонтальном положениях, в режиме рентгеноскопии (просвечивания) и рентгенографии (съемки).

Рентгеновский штатив (фиг.2 и 3) состоит из следующих частей:
рентгеновский излучатель 1;
усилитель рентгеновского изображения 2;
дугообразная траверса 3;
кабель 6;
блок системы управления 7 (может быть снабжен пультом управления, на фиг. не показан);
горизонтальная траверса 8;
вертикальная колонна 9;
тележка 10.

Рентгеновский штатив содержит следующие электронные устройства:
рентгеновский излучатель с рентгеновской трубкой (РТ), трансформатором анодного питания РТ, трансформатором накала РТ и блоком диафрагм;
усилитель рентгеновского изображения с рентгеновским электронно-оптическим преобразователем (РЭОП), оптической системой и телекамерой на ПЗС матрице, устройством поворота телекамеры, источником питания РЭОП;
система управления в составе устройства общего управления;
устройство питания рентгеновского излучателя и пульт управления;
устройство управления вертикальной колонной.

Рентгеновский излучатель 1 и усилитель рентгеновского изображения 2 электрически по сигнальным цепям соединены с блоком системы управления 7 посредством кабеля (на фиг. не показан), проложенного в полости дугообразной траверсы 3 и расположены на ее противоположных концах, при этом размеры дугообразной траверсы выбраны из условия, чтобы не препятствовать размещению между ними пациента.

Такая конструкция штатива позволяет осуществлять большой набор совместных движений рентгеновского излучателя и усилителя рентгеновского изображения относительно тела неподвижного пациента: движения в горизонтальном (фиг. 6) и вертикальном направлениях (фиг. 8), поворот в трех плоскостях (фиг. 7 и фиг. 9), а также вращение рентгеновского излучателя вокруг вертикальной оси.

Рентгеновский штатив может быть быстро разобран без применения специальных монтажных инструментов на составные части (фиг. 3), которые хранятся и транспортируются в контейнерах.

Дугообразная траверса предназначена для крепления рентгеновского излучателя и усилителя рентгеновского изображения. Ее конструкция позволяет осуществлять орбитальный поворот этих приборов в пределах угла 114^o.

Дугообразная траверса 3 посредством кронштейна связана с закрепленным на основании устройством управления 7, при этом основание для устройства управления выполнено в виде тележки 10 на самоориентирующихся роликах качения 11 (фиг. 2 и фиг. 3).

Кронштейн для соединения устройства управления с дугообразной траверсой выполнен в виде Т-образной траверсы, вертикальная стойка которой механически соединена с устройством управления, а одна из горизонтальных стоек - с дугообразной траверсой.

По терминологии, принятой выше, в кронштейне горизонтальные стойки - это горизонтальная траверса 8, а вертикальная стойка - вертикальная колонна 9.

Т-образная траверса подвижно соединена с дугообразной траверсой посредством каретки с роликами, при этом дугообразная траверса снабжена дорожками качения, а ролики 12 каретки охватывают дорожки качения с двух противоположных сторон и поджаты к ней (фиг. 10 и фиг. 11).

Поперечное сечение дугообразной траверсы имеет форму прямоугольника, а дорожки качения траверсы выполнены Г-образными, установлены с внешней стороны замкнутого контура поперечного сечения и жестко скреплены с ним (фиг. 10).

В качестве варианта поперечное сечение дугообразной траверсы может быть выполнено в форме круга, а дорожки качения могут быть выполнены пластинчатыми, установленными с внешней стороны замкнутого контура поперечного сечения, скрепленными с ним и ориентированы по оси, проходящей через центр масс поперечного сечения (фиг.12).

Также могут быть реализованы варианты исполнения:
дорожки качения выполнены из материала с пределом прочности 20...28 кгс/мм²;
дорожки качения выполнены с пределом прочности 20...28 кгс/мм² и покрыты износостойким материалом;
износостойкое покрытие дорожки качения дугообразной траверсы выполнено в виде напыляемого слоя;
износостойкое покрытие дорожки качения дугообразной траверсы выполнено в виде вставок из износостойкой пластмассы.

Дугообразная траверса состоит из:
C-дуги, снабженной торцевыми кронштейнами, в которых расположены эксцентриковые оси с рукоятками - часть быстродействующих кулачковых замков, предназначенных для крепления РИ с УРИ;
части центрального кронштейна, к которому крепится кронштейн, обеспечивающий стыковку с горизонтальной траверсой;
блока подшипников, по которому перемещается C-дуга (орбитальное перемещение) и который крепится к центральному кронштейну;
тормоза C-дуги, т. е. механизма, препятствующего орбитальному движению C-дуги.

С целью обеспечения необходимой прочности конструкции при минимальной массе выбрана коробчатая форма поперечного сечения C-дуги, представляющей собой тонкостенный прессованный профиль, согнутый по окружности. Радиус окружности выбран таким образом, чтобы не препятствовать размещению пациента, лежащего на столе, между РИ и УРИ. Длина хорды, соединяющей концы C-дуги, выбирается из того же условия, расстояние между фокусом РИ и входной плоскостью УРИ около 900 мм. Поперечное сечение C-дуги имеет практически прямоугольную форму с поперечной по середине и с вырезанной серединой нижней стенки. Оставшиеся части нижней стенки являются беговыми дорожками для роликов блока подшипников (фиг. 11). Внутри замкнутой полости C-дуги раскладываются кабели от блока системы управления к РИ и УРИ. Их подвод осуществляется через отверстие, причем снаружи кабель проходит через шарнир, который препятствует запутыванию кабеля при движении и повороте C-дуги и который крепится к центральному кронштейну. На поперечной стенке C-дуги со стороны выреза закреплена шкала, позволяющая контролировать угол поворота дуги.

Для обеспечения гарантии высокой эксплуатационной надежности траверсы и всего аппарата в целом на основе нижеприведенных расчетов установлен критерий для выбора геометрических параметров дугообразной траверсы и механических характеристик.

На фиг. 11 показан рентгеновский штатив в положении, при котором возникают максимальные контактные усилия между роликами тележки и дорожками качения дугообразной траверсы. Для определения контактных усилий запишем условие равенства моментов
M₁ = M₂, (1)
где M₁ = M₁₁ + M₁₂ - максимальный изгибающий момент в месте защемления траверсы роликами тележки, обусловленный силами веса рентгеновского штатива и траверсы соответственно; M₂ - уравновешивающий момент, создаваемый усилиями контакта между роликами тележки и дорожками качения траверсы.

Выражение для момента от сил веса рентгеновского излучателя запишем в виде выражения
M₁₁=m_р.иgL₁₁, (2)
где m_р.и - масса рентгеновского излучателя; g - ускорение свободного падения; L₁₁ - плечо равнодействующей силы веса рентгеновского излучателя.

Выражение для момента от сил веса C-образной дуги рентгеновского штатива запишем в виде выражения
M₁₂ = FρgL₁₂, (3)
где F - площадь поперечного сечения C-образной дуги; ρ - плотность материала C-образной дуги; L₁₂ - плечо равнодействующей силы веса C-образной дуги.

Приняв для L₁₁ = 2R, а для L₁₂= 2R, (R - радиус C-образной дуги по поверхности качения опорного ролика) получим с учетом выражений (2) и (3) для M₁ следующее выражение
M₁ = 2R[(m_p.и+π/2FRρ)g]. (4)
Выражение для уравновешивающего момента М₂, создаваемого усилиями контакта Q между роликами тележки и дорожками качения траверсы, запишем в виде
M₂ = QNc, (5)
где c - минимальное расстояние между опорными роликами вдоль периметра C-образной дуги; N - количество роликов на оси.

Выражение (5) записано в предположении, что взаимодействие дорожек качения траверсы осуществляется только с роликами, установленными на максимально удаленных по отношению друг к другу осях, что идет в запас прочности.

Из выражения (1) с учетом выражений (4) и (5) получим для усилия контакта Q между роликами тележки и дорожками качения траверсы следующее выражение:
Q = 2R[(m_p.и+π/2FRρ)g]/(Nc). (6)
Контактные напряжения в дорожках качения траверсы от усилия Q для случая цилиндрических роликов определяются из выражения

r - радиус опорного ролика; E₁, ν₁ - модуль упругости и коэффициент Пуассона материала опорного ролика; b - ширина опорного цилиндрического ролика; E, ν - модуль упругости и коэффициент Пуассона материала C-дуги.

Принимая во внимание то обстоятельство, что r/R ≅ 0,025, выражение (7) с погрешностью определения контактных напряжений не более 1% можно записать в упрощенном виде

Так как опорные ролики и дуга могут выполняться из различных материалов, для которых E₁ = (0,1...1,0) E и ν₁ = (0,3...1,0)ν, то выражение (8) запишем при ν = 0,3 в виде

Для случая изготовления опорного ролика сферической формы выражение для контактного напряжения запишется в виде

Условие прочности C-образной дуги по поверхности качения опорного ролика имеет вид.

σ ≅ (1,0...1,3)σ_b, (11)
где σ_b - предел прочности материала дуги.

Из выражения (11) с учетом (9) для цилиндрических роликов получим соотношение

Из выражения (11) с учетом (10) для сферических роликов получим соотношение

В общем виде выражения (12) и (13) можно записать как
Nbσ²_b⁺ⁿrc/[E^mR(m_p.и+π/2FRρ)g]≥α...β, (14)
где для цилиндрического ролика n = 0, m = 1, α = 0,035, β = 0,33; для сферического ролика n= 1, m = 2, α = 0,0016, β = 0,12; b = 1.

При этом левые числовые значения (α) и промежуточные (между α и β) относятся к случаю выполнения роликов и траверсы из разных материалов (ролики - из более низкомодульных материалов, например из пластмассы), а правые числовые значения (β) относятся к случаю изготовления роликов и траверсы из одного и того же материала.

Блок подшипников представляет собой кронштейн, на котором крепятся двадцать роликов, по ним и перемещается C-дуга. Ролик представляет собой подшипник, на наружное кольцо которого напрессовано кольцо из пластмассы типа полиамид. Шестнадцать роликов попарно закреплены на осях восьми кронштейнов - пластин и контактируют с беговыми дорожками нижней стенки C-дуги, причем восемь роликов (четыре кронштейна) снаружи дуги, восемь - изнутри. Наружные кронштейны снабжены эксцентриковой втулкой, вращая которую можно пододвигать их к дуге или отодвигать. Это позволяет регулировать степень поджатия роликов к дуге, а значит и усилие ее перемещения. Оставшиеся четыре ролика поджимаются к боковым стенкам C-дуги. Регулировку поджатия роликов к C-дуге осуществляют так, чтобы в расторможенном положении C-дуга самопроизвольно не перемещалась, но усилие, необходимое для ее движения, не превышало бы 60 Н. Пара "ролики - дуга" должна выдерживать не менее 16000 движений от одного торцевого кронштейна до другого. На торцах блока подшипников установлены амортизаторы для демпфирования ударных нагрузок.

Торможение орбитального движения C-дуги осуществляется поджатием к средней перегородке C-дуги резинового валика.

Центральный кронштейн имеет сложную коробчатую форму и он связывает между собой горизонтальную и дугообразную траверсы. Для обеспечения удобной транспортировки аппарата центральный кронштейн выполнен разъемным - одна его часть является принадлежностью дугообразной траверсы и в ней размещены тормоз C-дуги и блок подшипников, другая часть является принадлежностью горизонтальной траверсы и в ней размещен механизм поворота C-дуги вокруг горизонтальной оси.

Горизонтальная траверса предназначена для присоединения дугообразной траверсы к вертикальной колонне - механизму, который осуществляет вертикальное движение системы. Горизонтальная траверса реализует движение системы в горизонтальном направлении примерно на 190 мм, а также вращение дугообразной траверсы вокруг горизонтальной и вертикальной осей.

Каретка горизонтальной траверсы представляет собой П-образный коробчатый кронштейн, один торец которого заканчивается валом, являющимся горизонтальной осью вращения дугообразной траверсы, а другой - пластиной.

Механизм поворота дугообразной траверсы вокруг горизонтальной оси состоит из двух конических роликоподшипников, запрессованных в центральный кронштейн, которые насажены на вал каретки.

Блок подшипников горизонтальной траверсы представляет собой призму, переходящую нижним основанием в вал, ось которого перпендикулярна полозьям каретки.

Вертикальная колонна - механизм, обеспечивающий вертикальное перемещение системы, состоит из колонны, плиты, трубы, ходовой пары "винт - гайка" и каретки. Колонна - это стальной П-образный профиль, к боковым стенкам которого с внутренней стороны приварены два C-образных профиля, а к верхней стенке, также с внутренней стороны, Г-образный профиль.

Плита представляет собой пластину, на которой собирается весь узел, к ней крепятся колонна, ходовой винт и электродвигатель, закрытый массивным кожухом, в котором также имеются пазы для фиксации блока системы управления. При сборке аппарата весь узел - вертикальная колонна вставляется в специальное окно тележки и фиксируется двумя подпружиненными упорами типа щеколды.

Излучатель рентгеновский состоит из рентгеновского генератора, диафрагмы - консоли, двух диафрагм (щелевой и ирисовой), прикрывающего их кожуха и механизма поворота блока РИ вокруг продольной оси при работе без УРИ. Механизм поворота представляет собой специальный подшипник, ролики которого вращаются между двух плоскостей. К одной плоскости крепится часть эксцентрикового замка, другая часть которого находится на торцевом кронштейне C-дуги. К другой плоскости крепится диафрагма - консоль, которая представляет собой коробчатый кронштейн. К основанию кронштейна четырьмя винтами крепится рентгеновский генератор и две диафрагмы (щелевая и ирисовая) для фокусировки рентгеновского излучения. Диафрагмы закрывают кожух, который также крепится на диафрагме - консоли. На поверхности кожуха располагается устройство - зажим, в который можно устанавливать специальные приспособления для различных видов съемки: геттерный тубус, дентальный тубус, а также световой визир, предназначенный для ориентирования изображения при работе без усилителя рентгеновского изображения.

Усилитель рентгеновского изображения состоит собственно из усилителя и крепящейся к нему панели, которая связывает усилитель с торцевыми кронштейнами C-дуги.

Блок системы управления включает в себя источник питания (силовой трансформатор, коммутационный блок, предохранители), блок обработки видеосигнала, аппаратуру управления рентгеновским излучением и представляет собой стальной листовой каркас, сверху которого располагается панель управления автоматикой аппарата. Блок системы управления крепится на тележке позади вертикальной колонны.

Тележка - основание штатива представляет собой коробчатую алюминиевую литую конструкцию и имеет три независимых колеса. Предусмотрены два комплекта колес, один из которых предназначен для передвижения в закрытых помещениях, а другой съемный комплект колес для передвижения по грунту, при этом первый комплект колес не демонтируется. Посредине тележки имеется специальное окно для установки вертикальной колонны. На днище тележки располагается механизм торможения, который приводится в действие нажатием ножной педали.

Мониторный штатив (фиг. 4 и фиг. 5) содержит аппаратуру блока памяти и монитор, выполнен в виде быстроразъемных узлов и состоит из следующих частей:
монитор 13 с узлом крепления;
электронный блок памяти 14;
подставка, состоящая из столешницы 15 (панели), стойки 16 и основания 17;
сетевой кабель 18;
соединительный кабель 19;
ножной переключатель 20;
документация 21;
приспособления 22 к аппарату, расширяющие его функциональные возможности (средства индивидуальной защиты медицинского персонала - специальные фартуки, нагрудники, очки; держатель кассет для рентгеновской съемки; съемные колеса для перемещения рентгеновского штатива по грунтовому покрытию; защитные чехлы для защиты от пыли и грязи элементов аппарата; эксплуатационная документация; три электронагревателя для создания необходимой температуры воздуха при работе в полевых условиях).

Устройство отображения информации может быть выполнено в виде двух мониторов, расположенных над устройством запоминания информации (фиг. 14). Мониторный штатив может быть укомплектован видеопринтером для получения документальных копий изображений просвечивания. В режиме просвечивания изображение воспроизводится на левом мониторе (монитор просвечивания). Изображение, которое необходимо временно сохранить или записать в архив (на жесткий магнитный диск), воспроизводится на правом мониторе (монитор памяти). После окончания просвечивания на правом мониторе осуществляется просмотр записанных изображений. Мониторный штатив может работать в автономном режиме (без рентгеновского штатива). Этот режим может быть использован для просмотра изображений из архива, а также для получения их документальных копий.

Мониторный штатив содержит следующие электронные устройства:
система цифровой обработки изображений с устройством запоминания и обработки видеосигнала;
интерфейс связи с УРИ и системой управления;
устройство вывода видеоизображений на бумагу;
аналоговый монитор;
системное программное обеспечение.

Система электропитания аппарата размещается в рентгеновском штативе. Электропитание мониторного штатива (однофазовое переменное напряжение 220 В, 50 Гц) осуществляется через рентгеновский штатив при совместной работе штативов или от отдельного ввода при их раздельной работе.

Такое решение позволяет, в необходимых случаях, использовать штативы автономно:
рентгеновский штатив при работе в режиме съемки;
мониторный штатив в режиме просмотра архивной информации системы цифровой обработки изображений и работы в локальных сетях ЭВМ или Интернет.

В результате разработки аппаратам обеспечено выполнение следующих требований:
генерирование рентгеновского излучения в заданном диапазоне анодных напряжений и токов рентгеновской трубки, преобразование рентгеновского изображения в УРИ, в телевизионном тракте и в блоке цифровой обработки видеосигнала обеспечивает получение требуемого качества диагностического изображения;
архивирование диагностического изображения обеспечивает надежное технологическое, информативно полноценное и относительно дешевое сохранение результатов рентгеновского исследования;
конструкция и режимы функционирования аппарата обеспечивают радиационную, электрическую и механическую безопасность пациента и медицинского персонала;
конструктивные элементы, электронные системы и транспортировочная тара обеспечивают работоспособность аппарата во всех режимах его эксплуатации, включая транспортировку и хранение в условиях службы полевых госпиталей РФ, а также обеспечивают удобство регламентного обслуживания.

Аппарат снабжен системой управления, предназначенной для общего управления и контроля функционирования аппарата в полевых условиях. Объектами управления являются:
рентгеновский излучатель с блоком диафрагм;
усилитель рентгеновского изображения;
система цифровой обработки изображения.

Система управления обеспечивает:
включение и отключение аппарата;
выбор и индикацию текущего режима работы;
задание, регулирование и отображение текущих параметров, характеризующих рентгеновское излучение в режимах просвечивания и снимка (анодное напряжение и ток рентгеновской трубки, суммарное время просвечивания, время экспозиции при съемке;
получение снимков на рентгеновскую пленку;
подсчет и индикация времени рентгеновского обследования пациента;
управление шторной и ирисовой диафрагмами;
формирование сигналов для управления перемещением вертикальной колонны;
формирование сигналов управления системой цифровой обработки изображения;
автоматический контроль основных узлов и параметров аппарата, обеспечивающих безопасность пациентов и персонала, отображение кодов неисправностей.

Аппарат может работать в двух режимах: просвечивание и снимок. У режима просвечивания могут быть три варианта:
непрерывное просвечивание;
многоимпульсное просвечивание;
одноимпульсное просвечивание.

Конструкция системы управления на основе специализированных микроконтроллерных плат реализована в виде трех субблоков - панели управления, общего управления и питания РИ. Все субблоки выполнены на основе объединительных плат.

Так как аппарат предназначен для проведения рентгенодиагностических исследований в условиях военных полевых госпиталей, то одним из важных моментов эксплуатации аппарата является возможность его оперативной доставки, разгрузки с транспортных средств, быстрого монтажа и ввода в эксплуатацию. В дальнейшем, при необходимости, аппарат должен быть быстро демонтирован, уложен в контейнеры и помещен на транспортные средства или для хранения в разобранном виде. Этим целям и подчинено использование транспортировочных контейнеров. При том обеспечено выполнение следующих требований:
аппарат допускает многократную поузловую сборку и демонтаж без использования специального инструмента;
время развертывания и подготовки аппарата к работе, а также демонтаж и укладка в транспортировочные контейнеры не превышает 30 мин;
аппарат в транспортировочных контейнерах сохраняет функциональные свойства и технические параметры после воздействия климатических факторов и транспортировочных нагрузок;
аппарат, уложенный в транспортировочные контейнеры, может транспортироваться любым видом транспорта, кроме неотапливаемых и негерметичных отсеков воздушного транспорта, без ограничений расстояний и скорости;
транспортировочные контейнеры выполнены в пылебрызгозащитном исполнении и имеют приспособления для выполнения погрузочно-разгрузочных работ, для закрепления при транспортировании и предохранения составных частей аппарата от повреждений.

На основе анализа размеров и массы составных частей аппарата (на фиг. 3 и 4 показана схема деления аппарата на составные части) определено оптимальное количество контейнеров - восемь. При таком количестве транспортировочных контейнеров требуется минимальное количество типоразмеров контейнеров и обеспечивается рациональное размещение в них составных частей аппарата. В процессе деления аппарата на части учтена возможность сборки (разборки) аппарата командой из двух человек за время не более 30 мин. Размеры контейнеров также обусловлены возможностью штабелирования их в складских помещениях и при транспортировании, при этом схема штабелирования (фиг. 5) позволяет рационально использовать складские и транспортные объемы. Габаритно-массовые характеристики контейнеров, состав находящихся в них частей аппарата приведены в таблице.

Определим габаритные и массовые характеристики, которые можно использовать в качестве критериев, определяющих рациональность выбора размеров и количества контейнеров, при которых максимально сокращаются требуемые объемы складских помещений и транспортных средств при штабелировании контейнеров.

Суммарный объем, занимаемый восемью контейнерами, равен V_к = 2,7 м³ а объем, занимаемый контейнерами при их штабелировании, равен V_кш = 3,1 м³.

Суммарный объем, ограниченный габаритными размерами рентгеновского и мониторного штативов, равен V_А = V_рш + V_мш =3,83 м³, а суммарный объем, ограниченный габаритными размерами рентгеновского и мониторного штативов, при их воображаемом штабелировании равен V_Аш = 5,14 м³.

Отношение величины суммарного объема, занимаемого восемью контейнерами, к суммарному объему, ограниченному габаритными размерами рентгеновского и мониторного штативов, равен ζ = V_к/V_А =0,69.

Отношение величины суммарного объема, занимаемого восемью контейнерами при их штабелировании, к суммарному объему, ограниченному габаритными размерами рентгеновского и мониторного штативов при их воображаемом штабелировании, равен ζ_ш = V_кш/V_Аш =0,6.

Суммарная масса восьми контейнеров равна m_к = 338 кг.

Суммарная масса рентгеновского и мониторного штативов и приспособлений к аппарату равна m_А = 490 кг.

При выборе материалов для изготовления контейнеров было установлено, рациональным материалом, позволяющим минимизировать массу контейнеров, является алюминиевый сплав, причем стенки контейнеров изготовлены из листа штамповкой.

Учитывая возможность изготовления контейнеров из разных материалов и с использованием разных технологий, отношение величины суммарной массы контейнеров к массе рентгеновского и мониторного штативов и приспособлений к аппарату может находиться в пределах 0,6 - 0,7.

Разъемные соединения рентгеновского и мониторного штативов выбраны из условия разборки штативов с последующим размещением частей в восьми транспортных контейнерах, при этом отношение массы контейнера к суммарной массе контейнера с элементами аппарата находится в пределах 0,25 - 0,55.

Таким образом установлено, что рациональными критериями являются: отношение суммарного объема контейнеров к суммарному объему, ограниченному габаритными размерами рентгеновского и мониторного штативов, находится в пределах 0,6 - 0,7, а отношение массы контейнеров к суммарной массе рентгеновского и мониторного штативов и приспособлений к аппарату также находится в пределах 0,6 - 0,7.

Качество дугообразной траверсы в значительной мере зависит от способа ее изготовления.

Одной из основных эксплуатационных характеристик дугообразной траверсы является долговечность дорожек качения, взаимодействующих с опорными роликами. Износостойкость зависит от механических характеристик материала траверсы (предела прочности), как это показано выше. Следуя этой логике, траверсу необходимо изготавливать из материала с высоким пределом прочности, так как при этом повышается износостойкость траверсы. Повышение износостойкости за счет повышения прочностных характеристик материала приводит к усложнению технологического процесса по изгибу траверсы для придания ей формы C-дуги. Объясняется это тем, что повышаются усилия, необходимые для изгиба траверсы, а так происходит потеря устойчивости дорожек качения (коробление). Предотвратить коробление дорожек качения можно, например, за счет постепенного изгиба траверсы или за счет применения материалов с более низким пределом прочности. Эти два направления неприемлемы, так первый из них приводит к существенному увеличению времени для изгиба траверсы (при этом не исключено коробление дорожек качения), а второй путь приводит к резкому снижению износостойкости дорожек качения. Использование материалов с низким пределом прочности с последующим упрочнением за счет термообработки так же неприемлем, так как при термообработке происходит коробление не только дорожек качения, но траверсы целиком.

Для решения этой задачи предложен способ изготовления дугообразной траверсы, при котором можно использовать материалы с более высокими прочностными характеристиками и (за счет использования соответствующих материалов или за счет применения термообработки после изгиба) резко сократить время для изгиба траверсы.

Эта задача решается тем, что сначала формируют профиль с замкнутым поперечным сечением в виде двух примыкающих друг к другу прямоугольников (фиг. 13) и далее последовательно заполняют его песком, изгибают до заданного радиуса, упрочняют посредством термообработки, а Г-образные дорожки качения образуют вырезанием центральной части внешней стороны одного из прямоугольников поперечного сечения (фиг. 14).

Работа рентгеновского штатива осуществляется совместно с мониторным штативом.

Через кабель осуществляется подключение штативов к электрической сети. Передача видеосигнала от усилителя рентгеновского изображения и управление отдельными режимами работы мониторного штатива осуществляется как по командам с пульта управления рентгеновского штатива по кабелю связи, так и по командам с пульта управления рентгеновского штатива. Включение излучения осуществляется от ручного переключателя и ножного переключателя, входящего в комплект установки и подключаемого к штативу. Перемещением штатива и C-дуги можно обеспечить при просвечивании и рентгеновской съемке любое направление излучения. Для этого C-дугу можно повернуть в любом направлении вокруг вертикальной оси на угол до 12,5^o (поворотное перемещение (фиг.9)) или вокруг горизонтальной оси на угол до 205^o (вращательное перемещение, на фиг. не показано), переместить вдоль горизонтальной направляющей в пределах 175 мм (горизонтальное перемещение (фиг. 8)), поднять или опустить с помощью электрического привода на высоту до 450 мм (вертикальное перемещение), а также повернуть вокруг центра дуги в пределах 25^o в одном направлении относительно вертикали или на 90^o - в другом (орбитальное перемещение (фиг.7). Все описанные перемещения C-дуги, кроме вертикального, блокируются или освобождаются поворотом тормозных рычагов (на фиг. не показаны).

Пульт управления содержит органы управления, разделенные по функциональному назначению на группы:
просвечивание и манипулирование изображением;
рентгенографии;
управления установкой.

Аппарат снабжен также пультом дистанционного управления.

Органы управления установкой.

1. Клавиши включения установки. При нажатии клавиши включения установки загорается находящийся над клавишей индикатор. После включения автоматически выбирается режим непрерывного просвечивания и загорается индикатор над клавишей зеленого цвета. При одновременном нажатии клавиши включения установки и площадки рядом с ней происходит включение всех индикаторов.

2. Клавиши выключения установки.

3. Индикатор температуры. Он загорается, если температура масла в излучателе превышает 50^oC. Индикатор мигает и подает звуковой сигнал, если в процессе просвечивания температура масла в излучателе превышает 70^oC, просвечивание прерывается до тех пор, пока температура масла в излучателе не охладится до допустимого уровня.

4. Индикатор включения рентгеновского излучения. Светится при включенном излучении. Второй индикатор излучения находится на верхней поверхности монитора.

5. Клавиши выключения звуковой сигнализации времени просвечивания и установки на нуль показаний табло времени просвечивания. После 4,8 мин просвечивания раздается предупреждающий сигнал и над клавишей загорается индикатор. Кратким нажатием этой клавиши звуковой сигнал ненадолго отключается. Длительным (в течение 3 секунд) нажатием этой клавиши показание времени просвечивания устанавливается на ноль.

6. Табло времени просвечивания и неисправностей. Показывает время (до 99,9 мин), в течение которого пациент подвергается просвечиванию. После 4,8 мин просвечивания подается звуковой сигнал, который может быть отключен кратким нажатием клавиши выключения звуковой сигнализации времени просвечивания. Показание времени продолжается. Если звуковой сигнал не отключается, излучение прекратится спустя 10 мин. После начала просвечивания. В случае неисправности на табло загорается сигнал ERROR и кодовый номер этой неисправности. Дальнейшая работа приостанавливается. В случае неготовности установки к работе индикацию ERROR и номер кода неисправности можно вызвать на табло нажатием площадки рядом с клавишей включения установки. Рентгеновское излучение в таком случае невозможно. В некоторых случаях состояние тревоги или неготовности может быть снято повторным нажатием клавиши включения или выключения установки.

7. Клавиша опускания C-дуги.

8. Клавиша подъема C-дуги.

Органы управления просвечиванием и изображением.

9. Клавиша выбора режима непрерывного просвечивания. Этот режим выбирается автоматически при включении установки. Параметры просвечивания в этом режиме устанавливаются автоматически. Автоматическая регулировка параметров просвечивания обеспечивает независимо от абсорбции объекта постоянную яркость изображения на мониторе. Клавиша должна быть нажата и при выборе любого другого режима просвечивания. Режимы просвечивания и рентгенографии (съемки) являются взаимоисключающими, поэтому при задействовании клавиши выбора режима непрерывного просвечивания все клавиши группы рентгенографии блокируются за исключением клавиши выбора режима рентгеновской съемки. По окончании просвечивания последний кадр TV-изображения автоматически записывается и воспроизводится на левом мониторе (для установки с двумя мониторами УРС "АБРИС").

10. Клавиша выбора режима импульсного просвечивания. В этом режиме изображение обновляется каждые 1,8 секунды генерацией короткого рентгеновского импульса, что дает уменьшение дозы облучения на 60% по сравнению с режимом непрерывного просвечивания. Повторное нажатие этой клавиши включает режим непрерывного просвечивания.

11. Клавиша выбора режима просвечивания с ручной установкой параметров. При ее нажатии значения анодного напряжения и тока рентгеновской трубки (параметры просвечивания) устанавливаются автоматически, но могут быть изменены вручную последующим нажатием клавиш 12 и 13. При повторном нажатии клавиши 11 вновь включается режим автоматического регулирования параметров просвечивания.

12. Клавиша уменьшения параметров просвечивания.

13. Клавиша увеличения параметров просвечивания. Установленные оператором параметры отображаются на табло 14 и 15.

14. Табло напряжения при просвечивании.

15. Табло тока при просвечивании.

16. Клавиша временной записи изображения просвечивания и взаимной смены изображений левого и правого мониторов. Нажатием этой клавиши последнее изображение просвечивания с левого монитора записывается в памяти правого монитора и воспроизводится на правом мониторе. В дальнейшем оно может быть использовано для сравнения с новым изображением на левом мониторе или в качестве маски в режиме субтракции (вычитания) текущего и запомненного изображений (левого и правого мониторов). После выключения установки изображение не сохраняется. Его можно сохранить, записав на жесткий магнитный диск (в архив) до выключения установки. Для записи в архив изображения правого монитора нажать клавишу 23.

17. Клавиша закрытия ирисовой диафрагмы.

18. Клавиша открытия ирисовой диафрагмы. Ирисовая диафрагма ограничивает максимальный диаметр пятна просвечивания до диаметра входного экрана усилителя рентгеновского изображения (23 см) и обеспечивает его плавное изменение до минимального значения, равного 5 см. При этом снижается доза облучения пациента и улучшается качество изображения. При переходе на режим рентгенографии последняя установка диафрагмы при просвечивании сохраняется до выбора большого формата изображения (клавиша 30 или 31).

19. Клавиша получения зеркально отраженного изображения (инверсии изображения) на левом мониторе. Для возврата изображения в первоначальное положение повторно нажать клавишу 19. Изображение на правом мониторе не может быть инверсионным.

20. Клавиша поворота изображения против часовой стрелки.

21. Клавиша поворота изображения по часовой стрелке. Нажатие одной из клавиш (20 или 21) поворачивает изображение на обоих мониторах. Нажатие обеих клавиш одновременно возвращает нормальное расположение изображения.

22. Клавиша субтракции (вычитания) изображения. При ее нажатии записанное в памяти правого монитора нажатием клавиши 16 и воспроизводимое на правом мониторе изображение вычитается из текущего изображения просвечивания, и разностное изображение воспроизводится на экране левого монитора (режим динамической субтракции). Режим статической субтракции реализуется, когда вычитаются два статических изображения: автоматически записанное по окончании просвечивания и воспроизводимое на левом мониторе и предварительно записанное и воспроизводимое на правом мониторе.

23. Клавиша записи изображения на жесткий магнитный диск (в архив) для хранения, последующих просмотров и возможного копирования. При просвечивании запись в архив невозможна и на экране монитора появляется сообщение об ошибке оператора.

24. Клавиша закрытия шторной диафрагмы.

25. Клавиша открытия шторной диафрагмы.

26. Клавиша поворота шторной диафрагмы против часовой стрелки.

27. Клавиша поворота шторной диафрагмы по часовой стрелке. При исследовании нешироких протяженных объектов, таких как рука и нога, рентгеновское излучение может быть ограничено закрытием и поворотом шторок таким образом, чтобы образованная ими щель была параллельна длинной стороне объекта. При правильном использовании этой диафрагмы снижается доза облучения пациента и улучшается качество изображения вследствие уменьшения яркого свечения экрана монитора, вызванного излучением, непосредственно падающим на входной экран усилителя рентгеновского изображения.

Органы управления рентгенографией.

28. Клавиша выбора режима рентгеновской съемки. При нажатии должен загореться индикатор над клавишей.

29. Индикатор диафрагмы. После переключения на режим рентгеновской съемки (клавиша 28 нажата) сохраняется последняя установка диафрагмы при просвечивании, и индикатор 29 светится.

30. Клавиша установки размера диафрагмы для получения снимка диаметром 30 см. При нажатии клавиши индикатор над ней должен загореться, а индикатор 29 погаснуть.

31. Клавиша установки размера диафрагмы для получения снимка диаметром 40 см. При нажатии клавиши индикатор над ней должен загореться, а индикатор 29 погаснуть.

32. Клавиша понижения анодного напряжения рентгеновского излучателя.

33. Клавиша повышения анодного напряжения рентгеновского излучателя. При нажатой клавише напряжение может изменяться от 40 кВ до 105 кВ.

34. Табло индикации значения анодного напряжения рентгеновского излучателя.

35. Клавиша уменьшения значения экспозиции (времени экспозиции в режиме съемки).

36. Клавиша увеличения значения экспозиции (времени экспозиции в режиме съемки).

37. Табло индикации выбранного значения экспозиции.

38. Индикатор включения клавиши.

Ножной и ручной переключатели.

Включение излучения при просвечивании осуществляется от ножного переключателя, входящего в комплект установки и подключаемого к рентгеновскому штативу. Ножной переключатель содержит две клавиши. При отпускании одной из них - клавиши включения излучения в режиме просвечивания на левом мониторе остается последний кадр просвечивания. Вторая клавиша - клавиша включения излучения в режиме одноимпульсного просвечивания (мгновенного снимка) позволяет получить изображение от очень короткого импульса излучения с максимально возможным снижением шума для документирования. Изображение остается на мониторе до следующего просвечивания.

Ручной переключатель.

Ручной переключатель в отличие от ножного переключателя включает излучение не только при просвечивании, но и при съемке с кассетодержателем, установленным на усилителе рентгеновского изображения. Ручной переключатель постоянно подключен к рентгеновскому штативу и располагается в держателе на боковой панели, справа от пульта управления.

Режимы работы мониторного штатива.

Режимы, включаемые с пульта управления рентгеновского штатива:
режим непрерывного просвечивания с шумопонижением;
автоматическая запись и воспроизведение последнего кадра изображения после окончания режима просвечивания;
импульсный режим просвечивания с формированием и запоминанием изображения между импульсами излучения и воспроизведением изображения в интервалах между импульсами излучения;
взаимная смена изображений на левом и правом мониторах;
режим субтракции (вычитания) в реальном масштабе времени запомненного и текущего изображений (динамическая субтракция), либо двух запомненных изображений (статическая субтракция) с формированием и воспроизведением разностного изображения на левом мониторе;
создание архива объемом 64 TV-кадра на жестком магнитном диске.

Режимы, включаемые с пульта дистанционного управления:
запись и временное запоминание в ОЗУ в режиме непрерывного просвечивания четырех изображений;
режим динамической субтракции с записью "маски" в процессе непрерывного просвечивания и возможность ее замены;
запись в архив запомненных в ОЗУ изображений;
просмотр изображений из архива на правом мониторе;
получение на видеопринтере или на лазерном принтере документальной копии любого запомненного и воспроизводимого на правом мониторе изображения;
автономный режим мониторного штатива;
установка параметров, регулирование и настройка.

В настоящее время в ЗАО "МГП Абрис" изготовлены опытные образцы аппаратов РДЦРА и УРС "АБРИС", которые прошли комплексные испытания, подтвердившие достижения всех требуемых параметров, которые были положены в основу их проектирования.

Формула изобретения

1. Рентгенодиагностический цифровой аппарат, содержащий рентгеновский излучатель и усилитель рентгеновского изображения, установленные на концах поворотной дугообразной траверсы с возможностью их размещения с противоположных сторон исследуемого участка тела пациента, устройства отображения и запоминания информации, подключенные к выходу усилителя рентгеновского изображения, и устройство управления, связанное по сигнальным цепям с упомянутыми функциональными компонентами, отличающийся тем, что он выполнен в виде двух механически независимых и электрически соединенных штативов - рентгеновского и мониторного, в первом из которых объединены рентгеновский излучатель и усилитель рентгеновского изображения с дугообразной траверсой, а также устройство управления, а во втором - устройства отображения и запоминания информации, при этом дугообразная траверса выполнена из алюминиевого сплава с поперечным сечением в виде полого замкнутого контура, а ее геометрические параметры и механические характеристики материала связаны соотношением
Nbσ²_в⁺ⁿrc/[E^mR(m_р.и+π/2FR_ρ)g] ≥ α...β,
где σ_в - предел прочности материала дуги;
r - радиус опорного ролика;
с - минимальное расстояние между опорными роликами;
Е - модуль упругости материала дуги;
R - радиус С-образной дуги по поверхности качения опорного ролика;
m_р.и - масса рентгеновского излучателя;
F - площадь поперечного сечения С-образной дуги;
ρ - плотность материала С-образной дуги;
q - ускорение свободного падения;
b - ширина опорного цилиндрического ролика;
N - количество роликов на оси; для цилиндрического ролика n = 0, m = 1, α = 0,035, β = 0,35; для сферического ролика n = 1, m = 2, α = 0,0016, β = 0,12; b = 1.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что электрическое соединение рентгеновского и мониторного штативов выполнено посредством соединительного кабеля с вилками на концах, вставленных в ответные розетки устройства управления и запоминающего устройства.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что устройство управления в рентгеновском штативе снабжено пультом управления.

4. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что дугообразная траверса посредством кронштейна связана с закрепленным на основании устройством управления.

5. Аппарат по п.4, отличающийся тем, что кронштейн для соединения устройства управления с дугообразной траверсой выполнен в виде Т-образной траверсы, вертикальная стойка которой механически соединена с устройством управления, а одна из горизонтальных стоек - с дугообразной траверсой.

6. Аппарат по п.5, отличающийся тем, что Т-образная траверса подвижно соединена с дугообразной траверсой посредством каретки с роликами, при этом дугообразная траверса снабжена дорожками качения, а ролики каретки охватывают дорожки качения с двух противоположных сторон и поджаты к ней.

7. Аппарат по п.6, отличающийся тем, что поперечное сечение дугообразной траверсы имеет форму прямоугольника, а дорожки качения выполнены Г-образными, установлены с внешней стороны замкнутого контура поперечного сечения и жестко скреплены с ним.

8. Аппарат по п.6, отличающийся тем, что поперечное сечение дугообразной траверсы имеет форму круга, а дорожки качения выполнены пластинчатыми, установленными с внешней стороны замкнутого контура поперечного сечения, скреплены с ним и ориентированы по оси, проходящей через центр масс поперечного сечения.

9. Аппарат по п.7 или 8, отличающийся тем, что дорожки качения выполнены с пределом прочности 20 - 28 кгс/мм².

10. Аппарат по п.7 или 8, отличающийся тем, что дорожки качения выполнены с пределом прочности 20 - 28 кгс/мм² и покрыты износостойким материалом.

11. Аппарат по п.10, отличающийся тем, что износостойкое покрытие дорожки качения дугообразной траверсы выполнено в виде напыляемого слоя.

12. Аппарат по п.10, отличающийся тем, что износостойкое покрытие дорожки качения дугообразной траверсы выполнено в виде вставок из износостойкой пластмассы.

13. Аппарат по п.4, отличающийся тем, что основание для устройства управления выполнено в виде тележки на самоориентирующихя роликах качения.

14. Аппарат по п.4, отличающийся тем, что механические соединения рентгеновского излучателя и усилителя рентгеновского изображения с дугообразной траверсой, дугообразной траверсы с кронштейном, кронштейна с устройством управления выполнены разъемными.

15. Аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что устройство управления соединено с рентгеновским излучателем, усилителем рентгеновского изображения и электроприводом дугообразной траверсы посредством разъемных электрических кабелей.

16. Аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что устройства запоминания и отображения информации механически соединены между собой на стойке, при этом устройство отображения информации выполнено в виде монитора, расположенного над устройством запоминания информации.

17. Аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что устройство отображения информации выполнено в виде двух мониторов, расположенных над устройством запоминания информации.

18. Аппарат по п.16 или 17, отличающийся тем, что стойка для крепления устройств запоминания и отображения информации выполнена в виде тележки на самоориентирующихся роликах качества.

19. Аппарат по п.16 или 17, отличающийся тем, что механические соединения на стойке устройств запоминания и отображения информации, а также стойки с тележкой выполнены разъемными.

20. Аппарат по п.1 или 2, отличающийся тем, что устройства запоминания и отображения информации электрически соединены между собой посредством разъемного электрического кабеля.

21. Аппарат по любому из пп.2 4, 6, 13 - 15, 20, отличающийся тем, что разъемные механические и электрические соединения составных узлов выполнены с возможностью автономной транспортировки последних.

22. Аппарат по п.21, отличающийся тем, что разъемные соединения рентгеновского и мониторного штативов выбраны из условия разборки штативов с последующим размещением частей в восьми транспортных контейнерах, при этом отношение массы контейнера к суммарной массе контейнера с элементами аппарата находится в пределах 0,25 - 0,55.

23. Аппарат по п.21, отличающийся тем, что отношение суммарного объема контейнеров к суммарному объему, ограниченному габаритными размерами рентгеновского и мониторного штативов, находится в пределах 0,6 - 0,7.

24. Аппарат по п.21, отличающийся тем, что отношение массы контейнеров к суммарной массе рентгеновского и мониторного штативов и приспособлений к аппарату находится в пределах 0,6 - 0,7.

25. Аппарат по п.22, отличающийся тем, что в первом контейнере размещают тележку, вспомогательное оборудование - нагреватель и документацию.

26. Аппарат по п.22, отличающийся тем, что во втором контейнере размещают вертикальную колонну и вспомогательное оборудование - переключатель ножной и кассетодержатель.

27. Аппарат по п.22, отличающийся тем, что в третьем контейнере размещают блок системы управления.

28. Аппарат по п.22, отличающийся тем, что в четвертом контейнере размещают горизонтальную и дугообразную траверсы и вспомогательное оборудование - дентальный тубус и световой прицел.

29. Аппарат по п.22, отличающийся тем, что в пятом контейнере размещают усилитель рентгеновского изображения, рентгеновский излучатель и вспомогательное оборудование - центрирующие рамку и решетку.

30. Аппарат по п.22, отличающийся тем, что в шестом контейнере размещают основание монитора, стойку, столешницу и вспомогательное оборудование - переднюю и боковую транспортные стойки, ручку, переходник ручки.

31. Аппарат по п.22, отличающийся тем, что в седьмом контейнере размещают блок памяти и вспомогательное оборудование - комплект ЗИП.

32. Аппарат по п.22, отличающийся тем, что в восьмом контейнере размещают монитор, соединительный и сетевой кабели.

33. Аппарат по п.22, отличающийся тем, что он снабжен пультом дистанционного управления.

34. Способ изготовления дугообразной траверсы для рентгенодиагностического цифрового аппарата, основанный на формировании заданного профиля траверсы, придании ему заданной кривизны и создании на нем дорожек качения для роликов каретки, отличающийся тем, что профиль формируют с замкнутым поперечным сечением в виде двух примыкающих друг к другу прямоугольников и далее последовательно заполняют его песком, изгибают до заданного радиуса, упрочняют посредством термообработки, а Г-образные дорожки качения образуют вырезанием центральной части внешней стороны одного из прямоугольников поперечного сечения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15