Top.Mail.Ru
Продукция
Техподдержка
Обучение
Компания
Контакты
Vatech Family
0
+7 (800) 533-99-23 manager@vatechrussia.com
Заказать звонок
 
Статьи
Диагностика

Современные веяния и тенденциии в рентгенологии

Что вы знаете о современных технологиях? А о новых веяниях в рентгенологии?

Количество знаний, накопленных человеком, увеличивается из года в год. Технологии совершенствуются, опережая воображение большинства людей. Буквально 10-15 лет назад мы пользовались кнопочными телефонами, а сегодня почти в любой точке земного шара мы можем смотреть кино в HD разрешении на экране смартфона. Или другой пример, из знакомой и любимой темы стоматологического оборудования. 10-15 лет назад компьютерный томограф могли позволить установить себе единицы. А сегодня, благодаря развитию технологий, томограф становится неотъемлемой частью стоматологии и появляется в очень многих клинках.

Давайте поговорим о современных веяниях и тенденциях в рентген оборудовании.

Что Вы знаете про рентген?

Рентгенология берет свое начало в 1895 году, когда Вильгельм Конрад Рентген впервые зарегистрировал затемнение фотопластинки под действием рентгеновского излучения. Им же было обнаружено, что при прохождении рентгеновских лучей через ткани кисти на фотопластинке формируется изображение костного скелета.

Рис.1 пример рентгеновского аппарата начала XX века

Таким образом мы приходим к определению рентгенографии:

Рентгенография — исследование внутренней структуры объектов, которые проецируются при помощи рентгеновских лучей на специальную плёнку, бумагу или цифровые детекторы.

Но откуда берутся эти рентгеновские лучи?

Еще в том далеком XIX веке была предложена технология рентгеновской трубки, которая сильно не менялась и используется по сей день в большинстве аппаратов.

Рис.2 пример устройства рентгеновский трубки

Основными конструктивными элементами рентгеновской трубки являются металлические катод и анод. Катод при нагревании испускает электроны (происходит термоэлектронная эмиссия). Далее из-за большой разности потенциалов между катодом и анодом поток электронов ускоряется и приобретает большую энергию. Полученный ускоренный пучок электронов попадает на положительно заряженный анод. Достигая анода, электроны испытывают резкое торможение, моментально теряя большую часть приобретённой энергии. При этом возникает тормозное излучение рентгеновского диапазона. В процессе торможения лишь около 1% кинетической энергии электрона идёт на рентгеновское излучение, 99 % энергии превращается в тепло.

Выделение большого количества тепла ведет к ряду конструктивных решений, таких как масляные ванны для отвода тепла, в которые помещается рентгеновская трубка. А это ведет к крупным габаритам и большому весу устройства.

Какие изменения произошли с рентгеновскими трубками за последнее столетие?

Для рентгеновских трубок с термоэлектронной эмиссией методы генерирования управляемого рентгеновского пучка равномерной интенсивности сильно не изменились. Уменьшалась поверхность фокального пятна, менялся генератор AC/DC. Но принципиальных изменений не было.

Давайте сузим наш разговор до всем знакомым дентальным рентген аппаратам и на их примере разберемся что к чему.

Важнейшим фактором в рентген аппаратах является время начала срабатывания трубки, а также, при каких значениях кВ и мА получается наилучшее излучение.

Считается, что для получения нужного излучения необходимо управлять параметрами тока и напряжения. В случае с дентальными аппаратами - вместо управления напряжением используется управление длительностью импульса (времени экспозиции). Это привело к появлению типичных требований к рентгеновским аппаратам в стоматологии: 60-75 кВ и 3-7 мА и длительность экспозиции от 0,02 до 5 секунд.

Однако, у трубок с термоэлектронной эмиссией имеются ограничения по воспроизводимости в малых временных диапазонах, т.к. для начала эмиссии требуется преднагрев катода.

А какие тогда новшества появились в сфере рентгеновских трубок?

Мы уверены, что за последние годы Вы много слышали о нанотехнологиях. Одним из направлений в сфере нанотехнологий является работа с углеродом. И что это дало развитию рентгенологии?

Углеродная нанотрубка — это аллотропная модификация углерода, представляющая собой полую цилиндрическую структуру диаметром от десятых до нескольких десятков нанометров и длиной от одного микрометра до нескольких сантиметров, состоящие из одной или нескольких свёрнутых в трубку графеновых плоскостей.

Изучение этого материала позволило разработать новый метод эмиссии электронов – полевая электронная эмиссия.

Полевые электронные эмиттеры (катоды в рентген трубке) более устойчивы по сравнению с эмиттерами из других проводящих веществ по отношению к таким факторам, влияющим на стабильность эмиттера, как адсорбция газов, ионная бомбардировка, изменение формы за счет поверхностной самодиффузии. Многие формы углерода проявляют эффект так называемой ”низкополевой“ электронной эмиссии, т. е. эмиссии электронов при существенно более низком электрическом напряжении, чем металлические эмиттеры.

Новая технология получила название CNT (Carbon Nano Tube).

Рис.3 Электрическое поле при эмиссии электронов

При появлении CNT технологии (полевой электронной эмиссии) - появилась удачная альтернатива тяжелым и медленным термоэлектронным источникам.

Рис.4 пример рентгеновской трубки с CNT технологией

Благодаря полевой электронной эмиссии удалось создать трубку для рентгеновского аппарата, обеспечивающую:

1) Невероятно быстрое срабатывание, за счет отсутствия необходимости преднагрева катода. В случае использования такой трубки в портативном устройстве, уменьшается возможность смазывания изображения. Это важно для работы на вытянутой руке.

2) Благодаря отсутствию необходимости в дополнительном охлаждении (масляной ванны) обеспечивается малый вес и габариты. Это позволяет создавать компактные устройства с невероятным дизайном.

3) Низкое электропотребление позволяет создавать портативные устройства.

4) CNT технология, а точнее технология полевой электронной эмиссии позволяет снизить токи, используемые для генерации излучения. За счет этого добивается существенное снижения лучевой нагрузки на пациента.

5) Воспроизводимость дозы за счет быстроты срабатывания и получаемых четких импульсов. Это позволяет обеспечить равномерную пронизываемость рентген лучами без переэкспозиций и недоэкспозиций от снимка к снимку.

Ссылка на видео https://www.youtube.com/watch?v=flXbvP2YTZ0

6) Большой срок службы.

7) Фокальное пятно от 0,1 мм

Компания Vatech, являющаяся лидером на рынке стоматологического рентген оборудования, одной из первых вывела на рынок два устройства, рентген трубки которых построены с использованием CNT технологи.

Представляем вашему вниманию настенный рентген-аппарат EzRay Air Wall и портативный рентген-аппарат EzRay Air Portable

Список литературы:

Что вы знаете о современных технологиях? А о новых веяниях в рентгенологии?

Количество знаний, накопленных человеком, увеличивается из года в год. Технологии совершенствуются, опережая воображение большинства людей. Буквально 10-15 лет назад мы пользовались кнопочными телефонами, а сегодня почти в любой точке земного шара мы можем смотреть кино в HD разрешении на экране смартфона. Или другой пример, из знакомой и любимой темы стоматологического оборудования. 10-15 лет назад компьютерный томограф могли позволить установить себе единицы. А сегодня, благодаря развитию технологий, томограф становится неотъемлемой частью стоматологии и появляется в очень многих клинках.

Давайте поговорим о современных веяниях и тенденциях в рентген оборудовании.

Что Вы знаете про рентген?

Рентгенология берет свое начало в 1895 году, когда Вильгельм Конрад Рентген впервые зарегистрировал затемнение фотопластинки под действием рентгеновского излучения. Им же было обнаружено, что при прохождении рентгеновских лучей через ткани кисти на фотопластинке формируется изображение костного скелета.

Рис.1 пример рентгеновского аппарата начала XX века

Таким образом мы приходим к определению рентгенографии:

Рентгенография — исследование внутренней структуры объектов, которые проецируются при помощи рентгеновских лучей на специальную плёнку, бумагу или цифровые детекторы.

Но откуда берутся эти рентгеновские лучи?

Еще в том далеком XIX веке была предложена технология рентгеновской трубки, которая сильно не менялась и используется по сей день в большинстве аппаратов.

Рис.2 пример устройства рентгеновский трубки

Основными конструктивными элементами рентгеновской трубки являются металлические катод и анод. Катод при нагревании испускает электроны (происходит термоэлектронная эмиссия). Далее из-за большой разности потенциалов между катодом и анодом поток электронов ускоряется и приобретает большую энергию. Полученный ускоренный пучок электронов попадает на положительно заряженный анод. Достигая анода, электроны испытывают резкое торможение, моментально теряя большую часть приобретённой энергии. При этом возникает тормозное излучение рентгеновского диапазона. В процессе торможения лишь около 1% кинетической энергии электрона идёт на рентгеновское излучение, 99 % энергии превращается в тепло.

Выделение большого количества тепла ведет к ряду конструктивных решений, таких как масляные ванны для отвода тепла, в которые помещается рентгеновская трубка. А это ведет к крупным габаритам и большому весу устройства.

Какие изменения произошли с рентгеновскими трубками за последнее столетие?

Для рентгеновских трубок с термоэлектронной эмиссией методы генерирования управляемого рентгеновского пучка равномерной интенсивности сильно не изменились. Уменьшалась поверхность фокального пятна, менялся генератор AC/DC. Но принципиальных изменений не было.

Давайте сузим наш разговор до всем знакомым дентальным рентген аппаратам и на их примере разберемся что к чему.

Важнейшим фактором в рентген аппаратах является время начала срабатывания трубки, а также, при каких значениях кВ и мА получается наилучшее излучение.

Считается, что для получения нужного излучения необходимо управлять параметрами тока и напряжения. В случае с дентальными аппаратами - вместо управления напряжением используется управление длительностью импульса (времени экспозиции). Это привело к появлению типичных требований к рентгеновским аппаратам в стоматологии: 60-75 кВ и 3-7 мА и длительность экспозиции от 0,02 до 5 секунд.

Однако, у трубок с термоэлектронной эмиссией имеются ограничения по воспроизводимости в малых временных диапазонах, т.к. для начала эмиссии требуется преднагрев катода.

А какие тогда новшества появились в сфере рентгеновских трубок?

Мы уверены, что за последние годы Вы много слышали о нанотехнологиях. Одним из направлений в сфере нанотехнологий является работа с углеродом. И что это дало развитию рентгенологии?

Углеродная нанотрубка — это аллотропная модификация углерода, представляющая собой полую цилиндрическую структуру диаметром от десятых до нескольких десятков нанометров и длиной от одного микрометра до нескольких сантиметров, состоящие из одной или нескольких свёрнутых в трубку графеновых плоскостей.

Изучение этого материала позволило разработать новый метод эмиссии электронов – полевая электронная эмиссия.

Полевые электронные эмиттеры (катоды в рентген трубке) более устойчивы по сравнению с эмиттерами из других проводящих веществ по отношению к таким факторам, влияющим на стабильность эмиттера, как адсорбция газов, ионная бомбардировка, изменение формы за счет поверхностной самодиффузии. Многие формы углерода проявляют эффект так называемой ”низкополевой“ электронной эмиссии, т. е. эмиссии электронов при существенно более низком электрическом напряжении, чем металлические эмиттеры.

Новая технология получила название CNT (Carbon Nano Tube).

Рис.3 Электрическое поле при эмиссии электронов

При появлении CNT технологии (полевой электронной эмиссии) - появилась удачная альтернатива тяжелым и медленным термоэлектронным источникам.

Рис.4 пример рентгеновской трубки с CNT технологией

Благодаря полевой электронной эмиссии удалось создать трубку для рентгеновского аппарата, обеспечивающую:

1) Невероятно быстрое срабатывание, за счет отсутствия необходимости преднагрева катода. В случае использования такой трубки в портативном устройстве, уменьшается возможность смазывания изображения. Это важно для работы на вытянутой руке.

2) Благодаря отсутствию необходимости в дополнительном охлаждении (масляной ванны) обеспечивается малый вес и габариты. Это позволяет создавать компактные устройства с невероятным дизайном.

3) Низкое электропотребление позволяет создавать портативные устройства.

4) CNT технология, а точнее технология полевой электронной эмиссии позволяет снизить токи, используемые для генерации излучения. За счет этого добивается существенное снижения лучевой нагрузки на пациента.

5) Воспроизводимость дозы за счет быстроты срабатывания и получаемых четких импульсов. Это позволяет обеспечить равномерную пронизываемость рентген лучами без переэкспозиций и недоэкспозиций от снимка к снимку.

Ссылка на видео https://www.youtube.com/watch?v=flXbvP2YTZ0

6) Большой срок службы.

7) Фокальное пятно от 0,1 мм

Компания Vatech, являющаяся лидером на рынке стоматологического рентген оборудования, одной из первых вывела на рынок два устройства, рентген трубки которых построены с использованием CNT технологи.

Представляем вашему вниманию настенный рентген-аппарат EzRay Air Wall и портативный рентген-аппарат EzRay Air Portable

Список литературы: