Розробка оптимальної програми оцінки технічного стану цифрового флюорографа

МіНіСТЕРСТВО освіти і науки УКРАїНи

НАЦіОНАЛЬНиЙ  АВіАЦійНиЙ універсИтет

Інститут аерокосмічних  систем управління

Кафедра біокібернетики та аерокосмічної медицини

 

 

 

КУРСОВА РОБОТА

З дисципліни

“ Основи оцінки технічного стану електронної апаратури”

 

Тема: “ Розробка оптимальної програми оцінки технічного стану цифрового флюорографа”

 

 

 

 

Київ 2011

ЗМІСТ

ВСТУП…………………………………………………………………….3

РОЗДІЛ 1

КОНСТРУКЦІЯ І ПРИНЦИП  РОБОТИ ЦИФРОВОГО ФЛЮОРОГРАФА……………………………………………………………..4

            1.1 Цифрове рентгенівське зображення…………………………….6

            1.2 Програмний пакет………………………………………………....7

  1.3 АРМ реєстратора…………………………………………………..8

            1.4 АРМ лікаря…………………………………………………………8

РОЗДІЛ 2

ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВОГО ФЛЮОРОГРАФА………………………………..…………………………….8

     2.1 Режими і умови експлуатації…………………………………….10

             2.2 Базовий комплект …….……………………………………..........11

             2.3Функціональна схема

     2.4Функціонально-логічна схема……………………………...........12

 РОЗДІЛ 3

 РОЗРОБКА ОПТИМІЗОВАНОЇ ПРОГРАМИ ОЦІНКИ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ЦИФРОВОГО ФЛЮОРОГРАФА……………...13

        ВИСНОВОК……………………………………………………………….21

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ…………………….........22

 

 

 

 

 

 

 

 

ВСТУП

Флюорографія (синоніми: радіофотографія, рентгенофотографія, рентгенофлюорографія) — метод рентгенологічного дослідження, що полягає в одержанні фотознімка рентгенівського зображення з флюоресцентного екрана.

Флюорографія  дає зменшене зображення об'єкта. Виділяють  дрібнокадрову (наприклад, 24 x 24 мм або 35 x 35 мм) і крупнокадрову (зокрема, 70 x 70 мм або 100 x 100 мм) методики. Остання за діагностичним можливостям наближається до рентгенографії. Флюорографія застосовують головним чином для дослідження органів грудної клітки, молочнич залоз.

Найбільш поширеним  діагностичним методом, що використовує принцип флюорографії, є флюорографія органів грудної клітини, яка застосовується насамперед для скринінгу туберкульозу та злоякісних новоутворень легень. Також в медичній діагностиці флюорографія використовується для вивчення молочних залоз та кісткової системи. Розроблені як стаціонарні, так і мобільні флюорографічні апарати.

В даний час  плівкова флюорографія поступово поступається цифровий. Цифрові методи дозволяють спростити роботу з зображенням (зображення може бути виведене на екран  монітора або роздруковане, може бути передане по локальній мережі відразу декільком лікарям тощо), зменшити променеве навантаження на пацієнта і зменшити витрати на додаткові матеріали (плівку, проявник для плівки).

Профілактична флюорографія - основний метод ранньої  діагностики туберкульозу та раку легень. За її допомогою в Україні щорічно виявляється більше 50% нових випадків захворювання на туберкульоз і до 20% - раку легень.

На сьогоднішній день цифрова флюорографія - найбільш надійний і доступний вид обстеження завдяки підвищеному контролю за якістю зображення, що повністю виключає можливість отримання неінформативних знімків.

РОЗДІЛ 1

 КОНСТРУКЦІЯ І ПРИНЦИП РОБОТИ ЦИФРОВОГО ФЛЮОРОГРАФА

Флюорограф  оснащується двома робочими місцями: рентгенолога і рентгенлаборанта. На обох місцях встановлюються професійні графічні монітори, а також програма управління флюорографів та обробки зображення. Для роздрукування періодичних звітів встановлюється також офісний лазерний принтер (рис. 1).

По внутрішніх лініях зв'язку установи здійснюється об'єднання АРМ (автоматичне робоче місце) реєстратора, АРМ рентген-лаборанта та АРМ лікаря-рентгенолога в локальну комп'ютерну мережу. Після запуску програми АРМ лаборанта здійснюється перевірка наявності дозволу на роботу для даної особи зі складу персоналу відділення шляхом введення імені та пароля. У тому випадку, якщо доступ цієї особи санкціонований, йому надається доступ до єдиної облікової формі для проведення реєстрації і прийому пацієнтів. Основні відомості про пацієнта, вид проекції і параметри зйомки, дата і час проведення дослідження, реєстраційний номер страхового полюса і інші дані, що вводяться через робочий список з клавіатури один раз і після цього є складовою частиною цифрового зображення (бази даних). У діалоговому вікні лаборант автоматично або вручну здійснює вибір параметрів зйомки і режим роботи УРП / С, в залежності від виду дослідження та отримання оптимальної якості зображення. Після закінчення реєстрації лаборант за допомогою переговорного пристрою запрошує пацієнта прийняти необхідну для зйомки становище в кабіні, ведучи спостереження за його укладанням по каналу відеозв'язку. Отримане цифрове рентгенівське зображення досліджуваного органа пацієнта відображається на екрані монітора відразу після зйомки і потім, проаналізувавши отриманий знімок, лаборант, проводить запис цифрового зображення і супровідну інформацію (основні дані і розрахункове значення поглиненої дози пацієнтом за обстеження з урахуванням ризику віддалених наслідків - ефективна еквівалентна доза ) в базу даних рентгенологічного відділення. Записаний результат дослідження в архів стає доступним для аналізу лікарем-рентгенологом відразу ж після запису, або у будь-який інший зручний для нього час. Виконання додаткових досліджень відразу після первинного огляду суттєво економить трудові витрати і вивільняє рентген-лаборанта для виконання робіт з прийому інших пацієнтів, а також сприяє значному скороченню часових витрат при обстеженні. При виконанні рентгенологічних досліджень на ФМЦ крім знань анатомії людини та укладок знімаються органів, лаборанту потрібні початкові комп'ютерні знання.

Рис. 1. Загальний  вигляд цифрового флюорографа

1. двері з механізованим відкриттям;
2. рентгенозахисна кабіна з ліфтом для пацієнта;
3. пульт управління;
4. цифрова флюорографічна камера;
5. АРМ лікаря;
6. АРМ лаборанта.

Для реєстрації рентгенівського випромінювання, що пройшло через пацієнта, у флюорографах використовується кремнієвий лінійний детектор. Детектор має довжину близько 550 мм. Для отримання знімка легенів його переміщують вздовж грудної клітини в горизонтальному напрямку одночасно з віялоподібним рентгенівським пучком, сформованим щілинною діафрагмою. Для цього детектор і щілинна діафрагма кріпляться до штанги, яка робить обертовий рух навколо фокусної плями випромінювання на аноді.

У рух штангу приводить мікрокроковий двигун. Розроблена нова рентгенозахисна кабіна, яка виготовляється із сучасних композитних матеріалів. Вона зменшує практично до рівня природного фону радіаційне навантаження на персонал, тому апарат можна розміщувати поруч з лікарями навіть у таких обмежених просторах, як салон фургона пересувного флюорографічного комплексу.

1.1 Цифрове рентгенівське зображення

Технологія  отримання двомірного цифрового  рентгенівського зображення на ФМЦ  заснована на методі пошарового сканування пацієнта вузьким (менше 0,5 мм) віялоподібним пучком з використанням багатоканальної іонізаційний камери (МІК) в якості перетворювача рентгенівського випромінювання. У результаті такого просвічування у вхідній площині лінійки багатоканальної іонізаційний камери формується одномірне рентгенівське зображення. На відміну від інших детекторів чутлива область іонізаційний камери забезпечує високу ефективність реєстрації випромінювання і має високу радіаційну стійкість, тому що для реєстрації використовується газ криптон (Kr) при тиску 20 кгс/см2. А виключення додаткового перетворення енергії Y-кванта у світ і тільки потім - у заряд зменшує втрати і підвищує вихідний сигнал на один Y-квант в кілька разів. Накопичений заряд у кожного осередку МІК пропорційний інтенсивності випромінювання, що пройшло через досліджуваний об'єкт за час реєстрації одного рядка зображення, перетвориться в електричний сигнал і шляхом послідовного перетворення 14-ти бітним АЦП в цифровий вигляд.  Отримані цифрові дані переписуються в проміжну пам'ять, в якій формується рядок знімка адекватна рентгенівського зображення. Абсолютно однорідна лінійка чутливих осередків МІК без пропусків (мертвих зон) не вимагає програмних «зшивок», а практично прямокутна форма комірки (каналу реєстрації) багатоканального детектора забезпечує зображення непрозорого краю об'єкта більш різким, тобто робить знімок більш чітким.

Двомірна матриця  масиву чисел цифрового рентгенівського  зображення формується шляхом покрокового  прецизійного (вертикального) синхронного переміщення рентгенівського випромінювача, щілинного коліматора і однокоординатного приймача МІК уздовж досліджуваного об'єкта. При цьому горизонтальна координата співпадає з номером комірки (1 ÷ 2048) багатоканальної іонізаційної камери детектора, а вертикальна - числом кроків сканування (максимальне число ~ 4096).

 З'являється  можливість отримання цифрових  зображень протяжних розмірів - аж  до всього тіла пацієнта. Цифровий  рентгенівський знімок відповідає  числової матриці складається  з 2048 рядів і 2048 рядків або більше, де кожне число прямо пропорційне інтенсивності випромінювання, потрапивши у клітинку в певній точці простору 410х410 мм або відтінків сірого кольору (рівнями яскравості) на екрані монітора. Так звана «глибина зображення» становить 2 (14) = 16384 градацій кольору. Однак треба зауважити, що побутові монітори передають 256 відтінків сірого кольору, спеціалізовані медичні - 800.

1.2 Програмний пакет

Програмний  пакет, що зв'язує всі робочі місця  єдиною мережею,  включає базу даних  та архів знімків пацієнтів. Робоча програма надає широкий спектр зовсім нових діагностичних можливостей для роботи із зображеннями. Програмна оболонка АРМ оснащена різними функціями обробки зображень з метою його оптимізації - збільшення розмірів знімка на екрані дисплея, інверсія знімка, зміна яскравості і контрасту, як усього знімка, так і в довільно виділеної прямокутної області. Тестова програма автоматично проводить контроль технічних параметрів і забезпечує мінімум сервісу апарату.

1.3 АРМ реєстратора

Для підвищення ефективності роботи кабінету променевої діагностики і стандартизації документообігу до складу апарату ФМЦ введений АРМ реєстратора. Реєстратор веде запис пацієнтів на рентгенологічні дослідження, складає приблизну черговість з метою максимального скорочення часу очікування та вирівнює за часом завантаження кабінету з урахуванням обсягу і змісту майбутніх досліджень. У базі даних пацієнта, що прийшли на прийом у перший раз, необхідно заповнити поле вікна даних необхідні при рентгенодіагностиці, які надалі зберігаються в електронному вигляді в архіві. Застосування АРМ реєстратора дозволяє значно скоротити витрати робочого часу на етапах проходження інформації (реєстрація, виписка результатів дослідження, звірка, сортування, пошук, передача інформації, створення звітів, довідок та інших документів). При необхідності на цьому робочому місці можливий друк обліково-звітної документації за затвердженими формами, а також друк готових бланків висновків обстеження.

1.4. АРМ лікаря

В АРМ лікаря входять програми оформлення діагнозу, розрахунку статистичних даних, довідкові відомості та ін. Візуалізація рентгенівського зображення здійснюється на спеціальному медичному моніторі, ефективність якого оцінюється властивостями отриманого світлового зображення.

РОЗДІЛ 2

ТЕХНІЧНІ  ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВОГО ФЛЮОРОГРАФА

 Апарат призначений для массового рентгенологічного обстеження населення в умовах мінімального променевого навантаження. Апарат повинен забезпечувати виробництво флюорографії органів грудної клітини пацієнта при його вертикальному положенні в прямій і боковій проекціях. Апарат повинен використовувати цифрову технологію отримання зображень (флюрограм) в режимі реального часу з можливістю комп’ютерної обробки і архівування зображень, а також отримання твердих копій зображень, електронного формування медичних документів, що вміщують отримані флюрограми і текстову інформацію,що їх супроводжує (данні про пацієнта, висновки лікаря та ін.), зберігає сформовані документи в базі даних.

В таблиці 1 наведені основні технічні характеристики цифрового флюорографа.

Таблиця 1

Основні технічні характеристики

Просторове рішення, не менше	4.0 пар ліній/мм
Контрастна чутливість, не більше	1.0%
Геометричне викривлення, не більше	1.0%
Динамічний діапазон, більше	400
Доза в площині приймача	0.6 мР
Середня ефективна доза при флюорографії	0.05 мЗв
Час  обробки  повноформатної матриці зображення, не більше	10 с
Відношення  сигнал/шум вихідного сигнала при дозі опромінення в площині деки стола-штативу, що не перевищує 3,1мкГн (0,35мР), не менше	20
Діапазон анодної напруги	40 ... 120 кВ
Діапазон анодних струмів	5 ... 30 мА
Створення твердих копій рентгенограм	є
Автоматичне врухування індивідуальних доз	є
Кількіть автоматизованих робочих місць (АРМ)	2
Фокусна відстань	100 см
Трифазна мережа змінного струму	380 В +- 10%
Частота мережі живлення	50 +- 1 Гц
Споживана потужність, не більше	10 кВ*А
Розміри стола-штатива, не більше	950х2000х2100 мм
Маса, не больше	500 кг
Довжина інтерфейсного кабеля	12 м
Час безперервної роботи при темпі досліджень 60 флюрограм за годину, не менше	8 годин
Середній термін служби апарату,  не менше	8 років
Напрацювання  на відмову, не менше	12 500 циклів