Rentgeno spinduliai sukuriami paverčiant elektronų energiją fotonais, o tai atsiranda rentgeno vamzdyje. Spinduliuotės kiekį (ekspoziciją) ir kokybę (spektrą) galima reguliuoti keičiant įrenginio srovę, įtampą ir veikimo laiką.

Veikimo principas

Rentgeno vamzdeliai (nuotrauka parodyta straipsnyje) yra energijos keitikliai. Jie jį gauna iš tinklo ir paverčia kitomis formomis – prasiskverbiančia spinduliuote ir šiluma, pastaroji nepageidautina. šalutinis produktas. Vamzdis yra toks, kad jis maksimaliai padidina fotonų gamybą ir kuo greičiau išsklaido šilumą.

Vamzdis yra gana paprastas prietaisas, paprastai susidedantis iš dviejų pagrindinių elementų - katodo ir anodo. Kai srovė teka iš katodo į anodą, elektronai praranda energiją, todėl susidaro rentgeno spinduliai.

Anodas

Anodas yra komponentas, kuriame išspinduliuojami didelės energijos fotonai. Tai gana masyvus metalinis elementas, kuris jungiasi prie teigiamo poliaus elektros grandinė. Atlieka dvi pagrindines funkcijas:

• paverčia elektronų energiją į rentgeno spindulius,
• išsklaido šilumą.

Anodo medžiaga parenkama siekiant sustiprinti šias funkcijas.

Idealiu atveju dauguma elektronų turėtų gaminti didelės energijos fotonus, o ne šilumą. Jų bendros energijos dalis, paverčiama rentgeno spinduliais (efektyvumas), priklauso nuo dviejų veiksnių:

• anodo medžiagos atominis skaičius (Z),
• elektronų energija.

Daugumoje rentgeno vamzdelių kaip anodo medžiaga naudojamas volframas, kurio atominis skaičius yra 74. Be didelio Z, šis metalas turi keletą kitų savybių, dėl kurių jis tinkamas šiam tikslui. Volframas yra unikalus savo gebėjimu išlaikyti stiprumą kaitinant, turi aukštą lydymosi temperatūrą ir mažas greitis garavimas.

Daugelį metų anodas buvo pagamintas iš gryno volframo. IN pastaraisiais metais pradėjo naudoti šio metalo lydinį su reniu, bet tik ant paviršiaus. Pats anodas, padengtas volframo-renio danga, yra pagamintas iš lengvos medžiagos, kuris gerai kaupia šilumą. Dvi tokios medžiagos yra molibdenas ir grafitas.

Rentgeno vamzdeliai, naudojami mamografijai, gaminami su molibdenu dengtu anodu. Ši medžiaga turi tarpinį atominį skaičių (Z = 42), kuris generuoja būdingus fotonus, kurių energija tinka krūties vaizdavimui. Kai kurie mamografiniai prietaisai taip pat turi antrą anodą, pagamintą iš rodžio (Z=45). Tai leidžia padidinti energiją ir geriau įsiskverbti į tankias krūtis.

Lydinys pagerina ilgalaikę spinduliuotės išeigą – laikui bėgant prietaisų su grynu volframo anodu efektyvumas mažėja dėl terminio paviršiaus pažeidimo.

Dauguma anodų yra nuožulnių diskų formos ir yra pritvirtinti prie elektros variklio veleno, kuris juos sukasi gana dideliu greičiu, skirdamas rentgeno spindulius. Sukimosi tikslas – pašalinti šilumą.

Židinio taškas

Rentgeno spinduliuotės generavime dalyvauja ne visas anodas. Tai atsiranda ant mažas plotas jo paviršius – židinio taškas. Pastarųjų matmenis lemia elektronų pluošto, sklindančio iš katodo, matmenys. Daugumoje prietaisų jis yra stačiakampio formos ir svyruoja nuo 0,1 iki 2 mm.

Rentgeno vamzdeliai suprojektuoti pagal specifinį židinio taško dydį. Kuo jis mažesnis, tuo mažiau susilieja ir didesnis vaizdo aiškumas, o kuo jis didesnis, tuo geriau išsklaido šiluma.

Židinio taško dydis yra vienas iš veiksnių, į kurį reikia atsižvelgti renkantis rentgeno vamzdelius. Gamintojai gamina prietaisus su mažais židinio taškais, kai reikia pasiekti didelę skiriamąją gebą ir pakankamai mažą spinduliuotę. Pavyzdžiui, to reikia tiriant mažas ir plonas kūno dalis, pavyzdžiui, atliekant mamografiją.

Rentgeno vamzdeliai paprastai gaminami su dviem židinio dydžiais – dideliu ir mažu, kuriuos operatorius gali pasirinkti pagal vaizdo gavimo procedūrą.

Katodas

Pagrindinė katodo funkcija yra generuoti elektronus ir surinkti juos į anodo link nukreiptą spindulį. Paprastai jis susideda iš nedidelės vielos ritės (sriegio), įterptos į puodelio formos įdubą.

Elektronai, einantys per grandinę, paprastai negali išeiti iš laidininko ir patekti į jį laisvos vietos. Tačiau jie gali tai padaryti, jei gauna pakankamai energijos. Procesas, žinomas kaip terminė emisija, naudoja šilumą, kad pašalintų elektronus iš katodo. Tai tampa įmanoma, kai slėgis evakuojamame rentgeno vamzdyje pasiekia 10 -6 -10 -7 mm Hg. Art. Kaitinamasis siūlas įkaista taip pat, kaip ir kaitrinės lempos siūlas, kai per jį teka srovė. Rentgeno vamzdžio veikimą lydi katodo kaitinimas iki švytėjimo temperatūros, kai kurie elektronai iš jo išstumiami dėl šiluminės energijos.

Balionas

Anodas ir katodas yra sandariame korpuse - cilindre. Cilindras ir jo turinys dažnai vadinamas įdėklu, kurio tarnavimo laikas yra ribotas ir kurį galima pakeisti. Rentgeno vamzdeliai dažniausiai turi stiklines lemputes, nors kai kuriems tikslams naudojamos metalinės ir keraminės lemputės.

Pagrindinė baliono funkcija – palaikyti ir izoliuoti bei palaikyti vakuumą. Slėgis vakuuminiame rentgeno vamzdelyje 15°C temperatūroje yra 1,2·10 -3 Pa. Dujų buvimas balione leistų elektrai laisvai tekėti per įrenginį, o ne tik elektronų pluošto pavidalu.

Rėmas

Rentgeno vamzdžio konstrukcija yra tokia, kad be kitų komponentų gaubimo ir atramos, jo korpusas tarnauja kaip skydas ir sugeria spinduliuotę, išskyrus naudingą spindulį, einantį per langą. Jo gana didelis išorinis paviršius difunduoja dauguma prietaiso viduje generuojama šiluma. Tarpas tarp korpuso ir įdėklo užpildytas alyva, kuri užtikrina izoliaciją ir aušinimą.

Grandinė

Elektros grandinė jungia vamzdį su energijos šaltiniu, vadinamu generatoriumi. Šaltinis gauna energiją iš tinklo ir kintamąją srovę paverčia nuolatine. Generatorius taip pat leidžia reguliuoti kai kuriuos grandinės parametrus:

• KV - įtampa arba elektrinis potencialas;
• MA yra srovė, kuri teka vamzdžiu;
• S – trukmė arba ekspozicijos laikas, sekundės dalimis.

Grandinė užtikrina elektronų judėjimą. Jie yra įkraunami energija, praeinančia per generatorių, ir perduoda ją anodui. Jiems judant įvyksta dvi transformacijos:

• potenciali elektros energija paverčiama kinetine energija;
• kinetinis, savo ruožtu, paverčiamas rentgeno spinduliais ir šiluma.

Potencialas

Kai elektronai patenka į lemputę, jie turi elektrinę potencinę energiją, kurios kiekį lemia įtampa KV tarp anodo ir katodo. Rentgeno vamzdis veikia esant įtampai, kad būtų sukurta 1 KV, iš kurios kiekviena dalelė turi turėti 1 keV. Reguliuodamas KV, operatorius kiekvienam elektronui suteikia tam tikrą energijos kiekį.

Kinetika

Žemas slėgis vakuuminiame rentgeno vamzdyje (esant 15°C yra 10 -6 -10 -7 mm Hg) leidžia dalelėms išskristi iš katodo į anodą, veikiant terminei emisijai ir elektrinei jėgai. Ši jėga juos pagreitina, todėl padidėja greitis ir kinetinė energija bei sumažėja potencialas. Kai dalelė atsitrenkia į anodą, jos potencialas prarandamas ir visa energija paverčiama kinetine energija. 100 keV elektronas pasiekia greitį, viršijantį pusę, atsitrenkdamos į paviršių, dalelės labai greitai sulėtėja ir praranda savo kinetinę energiją. Tai virsta rentgeno spinduliais arba šiluma.

Elektronai liečiasi su atskirais anodo medžiagos atomais. Spinduliuotė susidaro, kai jie sąveikauja su orbitomis (rentgeno fotonais) ir branduoliu (bremsstrahlung).

Bendravimo energija

Kiekvienas elektronas atomo viduje turi tam tikrą surišimo energiją, kuri priklauso nuo pastarojo dydžio ir lygio, kuriame yra dalelė. Surišimo energija vaidina svarbų vaidmenį kuriant būdingus rentgeno spindulius ir yra būtina norint pašalinti elektroną iš atomo.

Bremsstrahlung

Bremsstrahlung gamina didžiausias skaičius fotonai. Elektronai, prasiskverbiantys į anodo medžiagą ir praeinantys šalia branduolio, nukrypsta ir sulėtina atominės traukos jėgos. Jų energija, prarasta šio susitikimo metu, pasirodo rentgeno fotono pavidalu.

Spektras

Tik nedaugelio fotonų energija yra artima elektronų energijai. Daugeliui jų jis yra mažesnis. Tarkime, kad branduolį supa erdvė arba laukas, kuriame elektronai patiria „stabdymo“ jėgą. Šį lauką galima suskirstyti į zonas. Dėl to branduolinis laukas atrodo kaip taikinys, kurio centre yra atomas. Elektronas, atsitrenkęs į bet kurį taikinio tašką, lėtėja ir sukuria rentgeno fotoną. Dalelės, kurios atsitrenkia į arčiausiai centro, patiria didžiausią poveikį, todėl praranda daugiausia energijos, gamindamos didžiausios energijos fotonus. Elektronai, patenkantys į išorines zonas, patiria daugiau ir generuoja kvantus su mažesne energija. Nors zonos vienodo pločio, ką jos turi skirtingą sritį, priklausomai nuo atstumo iki branduolio. Kadangi į tam tikrą zoną patenkančių dalelių skaičius priklauso nuo jos bendro ploto, akivaizdu, kad išorinės zonos sugauna daugiau elektronų ir sukuria daugiau fotonų. Naudojant šį modelį galima numatyti rentgeno spinduliuotės energijos spektrą.

Pagrindinio bremsstrahlung spinduliuotės spektro fotonų Emax atitinka elektronų Emax. Žemiau šio taško, mažėjant kvantų energijai, jų skaičius didėja.

Nemažai mažos energijos fotonų yra absorbuojami arba filtruojami, kai jie bando prasiskverbti pro anodo paviršių, vamzdžio langą arba filtrą. Filtravimas, kaip taisyklė, priklauso nuo medžiagos, per kurią praeina sija, sudėties ir storio, o tai lemia galutinis vaizdas mažos energijos spektro kreivė.

KV įtaka

Didelės energijos spektro dalis nustatoma pagal įtampą rentgeno vamzdeliuose, kV (kilovoltais). Taip yra todėl, kad ji nustato elektronų, pasiekiančių anodą, energiją, o fotonai negali turėti didesnio potencialo. Kokia įtampa veikia rentgeno vamzdis? Didžiausia fotono energija atitinka didžiausią taikomą potencialą. Ekspozicijos metu ši įtampa gali pasikeisti dėl AC tinklai. Šiuo atveju fotono E max nustatoma pagal virpesių periodo KV p smailės įtampą.

Be kvantinio potencialo, KV p nustato spinduliuotės kiekį, kurį sukuria tam tikras elektronų skaičius, atsitrenkęs į anodą. Kadangi bendras strigimo efektyvumas didėja dėl bombarduojančių elektronų energijos padidėjimo, kurį lemia KV p, tai reiškia, kad KV p turi įtakos įrenginio efektyvumui.

Keičiant KV p, kaip taisyklė, pasikeičia spektras. Bendras plotas po energijos kreive reiškia fotonų skaičių. Be filtro spektras yra trikampis, o spinduliuotės kiekis proporcingas KV kvadratui. Naudojant filtrą, padidinus KV, padidėja ir fotonų skverbtis, o tai sumažina filtruojamos spinduliuotės procentą. Dėl to padidėja spinduliuotės išeiga.

Būdinga spinduliuotė

Sąveikos tipas, sukeliantis būdingą spinduliuotę, apima didelio greičio elektronų susidūrimą su orbitiniais. Sąveika gali įvykti tik tada, kai įeinančios dalelės E k yra didesnė už rišimosi energiją atome. Kai ši sąlyga įvykdoma ir įvyksta susidūrimas, elektronas išmušamas. Tokiu atveju lieka laisva vieta, kurią užpildo aukštesnio energijos lygio dalelė. Judėdamas elektronas išskiria energiją, kuri išspinduliuojama rentgeno kvanto pavidalu. Tai vadinama būdinga spinduliuote, nes fotono E yra charakteristika cheminis elementas, iš kurio pagamintas anodas. Pavyzdžiui, kai išmušamas elektronas iš K lygio volframo, kurio E jungtis = 69,5 keV, laisvą vietą užpildo elektronas iš L lygio, kurio E jungtis = 10,2 keV. Būdingas rentgeno fotonas turi energiją, lygią šių dviejų lygių skirtumui arba 59,3 keV.

Tiesą sakant, tam tikra anodo medžiaga sukelia daugybę būdingų rentgeno spindulių energijos. Taip nutinka todėl, kad skirtingų energijos lygių (K, L ir kt.) elektronai gali būti išmušti bombarduojant daleles, o laisvos vietos gali būti užpildytos iš skirtingų energijos lygių. Nors užpildant L lygio laisvas darbo vietas susidaro fotonai, jų energija yra per maža, kad būtų galima naudoti diagnostiniam vaizdavimui. Kiekvienai būdingai energijai suteikiamas žymėjimas, nurodantis orbitalę, kurioje atsirado laisva vieta, su indeksu, kuris nurodo elektronų užimtumo šaltinį. Apatinis indeksas alfa (α) rodo elektrono užimtumą iš L lygio, o beta (β) rodo užimtumą nuo M arba N lygio.

• Volframo spektras. Būdinga šiam metalui spinduliuotė sukuria kelių atskirų energijų mišinį, o bremsstrahlung spinduliuotė sukuria nuolatinį pasiskirstymą. Kiekvienos charakteringos energijos gaminamų fotonų skaičius skiriasi tuo, kad tikimybė užpildyti K lygio laisvą vietą priklauso nuo orbitos.
• Molibdeno spektras. Iš šio metalo pagaminti anodai, naudojami mamografijai, sukuria dvi gana intensyvias charakteringas rentgeno spindulių energijas: K-alfa esant 17,9 keV ir K-beta prie 19,5 keV. Optimalus rentgeno vamzdelių spektras, leidžiantis pasiekti geriausią kontrasto ir vidutinio dydžio krūties pusiausvyrą, pasiekiamas esant E f = 20 keV. Tačiau bremsstrahlung gaminamas esant didelei energijai. Mamografijos įranga naudoja molibdeno filtrą, kad pašalintų nepageidaujamą spektro dalį. Filtras veikia K krašto principu. Jis sugeria spinduliuotę, viršijančią elektronų surišimo energiją molibdeno atomo K lygyje.
• Rodžio spektras. Rodžio atominis skaičius yra 45, o molibdeno - 42. Todėl būdinga rodžio anodo rentgeno spinduliuotė turės šiek tiek didesnę energiją nei molibdenas ir bus skvarbesnė. Tai naudojama tankių krūtų vaizdams gauti.

Dviejų paviršiaus plotų anodai, molibdenas-rodis, leidžia operatoriui pasirinkti pieno liaukoms optimizuotą paskirstymą skirtingų dydžių ir tankis.

KV poveikis spektrui

KV reikšmė labai įtakoja charakteringą spinduliuotę, nes ji nebus sukurta, jei KV bus mažesnė už K lygio elektronų energiją. Kai KV viršija šią ribinę vertę, spinduliuotės kiekis paprastai yra proporcingas vamzdžio KV ir slenksčio KV skirtumui.

Rentgeno spindulių, išeinančių iš prietaiso, fotonų energijos spektrą lemia keli veiksniai. Paprastai jį sudaro slopinančių ir būdingų sąveikų kiekiai.

Santykinė spektro sudėtis priklauso nuo anodo medžiagos, KV ir filtro. Vamzdyje su volframo anodu būdinga spinduliuotė prie KV nesusidaro< 69,5 кэВ. При более высоких значениях КВ, используемых в диагностических исследованиях, характеристическое излучение увеличивает суммарную радиацию до 25%. В молибденовых устройствах оно может составить большую часть общего объема генерации.

Efektyvumas

Tik nedidelė elektronų tiekiamos energijos dalis paverčiama spinduliuote. Pagrindinė dalis yra absorbuojama ir paverčiama šiluma. Spinduliuotės efektyvumas apibrėžiamas kaip visos išspinduliuotos energijos dalis iš visos anodui perduodamos elektros energijos. Rentgeno vamzdžio efektyvumą lemiantys veiksniai yra taikoma įtampa KV ir atominis skaičius Z. Apytikslis ryšys yra toks:

• Efektyvumas = KV x Z x 10 -6.

Ryšys tarp efektyvumo ir KV turi specifinį poveikį praktiniam rentgeno įrangos naudojimui. Dėl generuojamos šilumos vamzdžių skaičius yra tam tikras limitas elektros energija, kurią jie gali išsklaidyti. Tai apriboja įrenginio galią. Tačiau didėjant KV šilumos vienetui pagaminamos spinduliuotės kiekis žymiai padidėja.

Rentgeno spindulių generavimo priklausomybė nuo anodo sudėties yra tik akademinis interesas, nes dauguma prietaisų naudoja volframą. Išimtis yra molibdenas ir rodis, naudojami mamografijoje. Šių prietaisų efektyvumas yra žymiai mažesnis nei volframo dėl mažesnio atominio skaičiaus.

Efektyvumas

Rentgeno vamzdžio efektyvumas apibrėžiamas kaip švitinimo kiekis milirentgenais, nukreiptas į naudingojo pluošto centre esantį tašką, esantį 1 m atstumu nuo židinio taško kiekvienam 1 mAs elektronų, praeinančių per prietaisą. . Jo vertė išreiškia prietaiso gebėjimą paversti įkrautų dalelių energiją į rentgeno spindulius. Leidžia nustatyti paciento ekspoziciją ir vaizdą. Kaip ir efektyvumas, įrenginio efektyvumas priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant KV, įtampos bangos formą, anodo medžiagą ir paviršiaus pažeidimo laipsnį, filtrą ir prietaiso naudojimo laiką.

KV valdymas

KV įtampa efektyviai kontroliuoja rentgeno vamzdžio išvestį. Paprastai daroma prielaida, kad išvestis yra proporcinga KV kvadratui. Padvigubėjus KV, ekspozicija padidėja 4 kartus.

Bangos forma

Bangos forma apibūdina būdą, kuriuo KV kinta laikui bėgant, kai dėl maitinimo šaltinio cikliškumo susidaro spinduliuotė. Naudojami keli įvairių formų bangos Bendrasis principas yra: kuo mažiau keičiasi KV forma, tuo efektyviau gaminami rentgeno spinduliai. IN moderni įranga naudokite generatorius su santykinai pastovia KV.

Rentgeno vamzdeliai: gamintojai

Oxford Instruments gamina įvairių įrenginių, įskaitant stiklinius, kurių galia iki 250 W, potencialas 4-80 kV, židinio taškas iki 10 mikronų ir platus asortimentas anodo medžiagos, įskaitant Ag, Au, Co, Cr, Cu, Fe, Mo, Pd, Rh, Ti, W.

Varian siūlo daugiau nei 400 įvairių tipų medicininiai ir pramoniniai rentgeno vamzdeliai. Kiti žinomų gamintojų yra Dunlee, GE, Philips, Shimadzu, Siemens, Toshiba, IAE, Hangzhou Wandong, Kailong ir kt.

Svetlana-Roentgen rentgeno vamzdeliai gaminami Rusijoje. Be tradicinių prietaisų su besisukančiu ir stacionariu anodu, įmonė gamina įrenginius su šaltu katodu, valdomu šviesos srautu. Prietaiso pranašumai yra šie:

• darbas nuolatiniu ir impulsiniu režimu;
• inercija;
• intensyvumo reguliavimas LED srove;
• spektro grynumas;
• galimybė gauti įvairaus intensyvumo rentgeno spinduliuotę.

Greitintuvų taikymas

Ir rentgeno aparatai

Pamoka

kurso dizainui

Sankt Peterburgas

Leidykla SPbSETU "LETI"

UDC ___________

BBK____________

I00 Gryaznov A.Yu., Potrakhov N.N. Greitintuvų ir rentgeno prietaisų taikymas: Vadovėlis. pašalpa. Sankt Peterburgas: Sankt Peterburgo elektrotechnikos universiteto leidykla "LETI", 2006, 46 p.

Skirtas 200300 specialybės ir 654100 krypties studentams, taip pat gali būti naudingas šios žinių srities inžinerijos ir technikos darbuotojams.

UDC ___________

BBK____________

Recenzentai: laboratorija techninėmis priemonėmis Maskvos radijo-elektroninės įrangos instituto neardomieji bandymai; Ch. ZAO ELTECH-Med inžinierius V.M. Mukhin

Patvirtinta

Universiteto redakcinė ir leidybos taryba

kaip metodinius nurodymus

ISBN 0-0000-0000-0 © SPbSETU "LETI", 2006 m.

ĮVADAS

Rentgeno aparatūra užima vieną pirmaujančių vietų tarp priemonių, naudojamų tiriant medžiagos sandarą, neardomąją gaminių kokybės kontrolę, radiacinę technologiją, tiriant greitus procesus ir sprendžiant kitas mokslines ir technines problemas. Funkcionalumas o rentgeno įrangos techninį lygį daugiausia lemia joje naudojamų spinduliuotės šaltinių – rentgeno vamzdelių – parametrai.

Istoriškai pirmosios sritys praktinis naudojimas Rentgeno spinduliuotė buvo naudojama medicininei diagnostikai ir medžiagų peršvietimui. Norint gauti tiriamų objektų šešėlines nuotraukas, pradiniame rentgeno technologijos kūrimo etape buvo naudojami jonų rentgeno vamzdeliai. Lilienfeldo ir ypač Coolidge'o (1912 - 1913) darbas paskatino sukurti elektronų vamzdžius su termioniniu katodu, kuris vėliau sulaukė išskirtinio tobulėjimo.

Įjungta šiuo metu sėkmės dėka vakuuminė technologija ir rentgeno vamzdžių technologija gerokai patobulėjo. Sukurtas esamų rentgeno vamzdžių asortimentas leidžia išspręsti plačiausias spektras praktines problemas įvairių rūšių: Rentgeno struktūrinė ir rentgeno spektrinė analizė, greitųjų procesų rentgenografija, fazių ir elementų sudėties tyrimas pramonės ir mokslo reikmėms, mikroelektronikos ir puslaidininkinių gaminių kokybės kontrolė, rentgeno lokacija, rentgeno liuminescencinis uolienų atskyrimas, Rentgeno litografija ir daug daugiau.

Rentgeno prietaisų simbolis (ženklinimas) apibrėžtas OST 11.073.807-82 „Elektrovakuuminiai prietaisai. Simbolių sistema“ ir atspindi įrenginių paskirtį, o kartais ir pagrindinius parametrus. Pagal OST simbolį sudaro skaičių ir raidžių derinys: skaičius \ raidės \ skaičius \ - skaičius.

Pramoninio perdavimo ir struktūrinės bei spektrinės analizės rentgeno vamzdžių pirmasis skaitmuo rodo didžiausią leistiną ilgalaikio veikimo galią kilovatais. Po to seka raidė, nurodanti apsaugos nuo radiacijos būdą: „P“ - suteikiama visapusiška apsauga; „B“ - papildomos apsaugos reikalauja įrenginio korpuso arba monobloko elementai. Ši raidė nurodo taikymo sritį: „P“ - pramoniniam peršvietimui; „X“ – spektrinei analizei; "C" - už struktūrinė analizė; „M“ - medicininei rentgeno nuotraukai; "T" - terapijai; "D" - defektų aptikimui.

Trečioji raidė nurodo priverstinio aušinimo pobūdį (būdą): „B“ - vanduo; "K" - oras; "M" - aliejus. Trečiosios raidės nebuvimas reiškia aušinimą natūralia konvekcija arba spinduliuote. Skaičius, einantis po raidžių, nurodo šios grupės įrenginio serijos numerį.

Pramoniniams ekranavimo vamzdžiams kitas skaičius (parašytas brūkšneliu) rodo didžiausią leistiną anodo įtampą kilovoltais. Struktūrinės ir spektrinės analizės vamzdeliams – paskutinis elementas simbolis(parašyta su brūkšneliu) yra anodo tikslinės medžiagos simbolis. Kartais po standartinio vamzdžio žymėjimo skliausteliuose pridedamas romėniškas skaitmuo, nurodantis išorinę įrenginio konstrukciją (jei to reikalauja įvairių konstrukcijų apsauginiai korpusai senų ir naujų modifikacijų įrangai). Informacija apie dizaino skirtumus pateikiama įrenginio duomenų lape ir reklaminiuose pranešimuose.

Dizainas ir technologija

modernus rentgeno vamzdis

Pagrindiniai šiuolaikinio rentgeno vamzdžio komponentai yra katodo mazgas, vakuuminis apvalkalas ir anodo mazgas.

Katodinis blokas skirtas generuoti tam tikros formos elektronų srautą. Katodo agregato konstrukciją sudaro srovės laidai, katodo laikiklis, srovės stulpeliai, kaitinimo siūlelis, katodo ekranas ir izoliatorius.

Tiesiogiai šildomas terminis katodas arba lauko emisijos emiteris dažniausiai naudojamas kaip elektronų šaltinis. Katodas tvirtinamas (suvirinant arba mechaniniu būdu) prie molibdeno stulpelių, kurių vienas yra pritvirtintas prie katodo laikiklio ir turi su juo elektrinį kontaktą, o kitas yra mechaniškai pritvirtintas prie katodo laikiklio, tačiau yra nuo jo atskirtas izoliatoriumi. Srovę vedantys laidai atvedami prie izoliuoto stovo ir prie katodo laikiklio ir ištraukiami už vakuuminio apvalkalo.

Kad skleidžiamas elektronų srautas turėtų tam tikrą formą visame kelyje nuo katodo iki anodo taikinio, katodo mazgo konstrukcija yra elektronų optinė sistema. Elektronų pluošto fokusavimo efektą užtikrina tam tikra angos katodo ekrane forma. Vamzdiniai katodai kartu su bendraisiais reikalavimais elektrinių vakuuminių prietaisų katodams (suteikia reikiamą ir stabilią emisijos srovę per visą eksploatavimo laiką, yra gerai degazuoti ir neblogina vakuumo įrenginyje eksploatacinėmis sąlygomis, turi pakankamai tarnavimo). tarnavimo laikas ir kt.), keliami keli specialūs reikalavimai: veikimo stabilumas esant dideliam lauko stiprumui katodo paviršiuje ir galimybė reguliuoti emisijos srovę plačiame diapazone.

Smailia pailginta plokščia spiralė

Ryžiai. 1. Katodų konstrukcijos

Rentgeno vamzdžio vakuuminis apvalkalas skirtas atskirti prietaiso vakuuminį tūrį nuo išorinės aplinkos, užfiksuoti elektrodus tam tikroje padėtyje ir izoliuoti juos vieną nuo kito. Cilindras gaminamas pučiant į specialias formas, leidžiančias pakankamai tiksliai suformuoti reikiamą cilindro konfigūraciją. Elektrodai su cilindru sujungiami litavimo būdu. Šiuo atveju ant stiklinių kojelių sumontuoti katodo ir anodo mazgai hermetiškai sujungiami su cilindru specialiose alaus virimo mašinose.

Ryžiai. 2. Vakuuminių apvalkalų tipai

Vidurinė cilindro dalis yra išplėsta, kad padidėtų elektrinis stiprumas. Šiuo atveju vidurinės dalies išsiplėtimas padeda sumažinti specifinę stiklo paviršiaus šiluminę apkrovą dėl katodo ir anodo šilumos spinduliavimo. Cilindro ilgis parenkamas atsižvelgiant į vamzdžio darbinę įtampą ir aplinką, kurioje jis bus eksploatuojamas. Vietoje, kur turėtų sklisti radiacija, šlifuojant sumažinamas sienelės storis – sukuriamas konkretus išėjimo langas. Kitas variantas – naudoti vakuuminio tankio berilio išmetimo angą.

Rentgeno vamzdžių anodo blokai yra skirti tiesiogiai generuoti rentgeno spinduliuotę. Rentgeno vamzdžio anodas yra elektrodas, kuris atlieka taikinio funkcijas arba neša vamzdžio taikinį. Rentgeno spinduliuotės dalis, susidaranti lėtėjant elektronams ant taikinio, skirta naudingam naudojimui ir uždengta erdviniu kampu, kurios viršūnė yra tikrojo židinio taško centre, vadinama darbiniu spinduliuotės pluoštu. vamzdis. Darbinio spinduliavimo pluošto geometrinės charakteristikos (jo kryptis ir erdvinis kampas) priklauso nuo rentgeno vamzdžio ir jo anodo konstrukcijos.

Struktūriškai anodai gali būti masyvūs arba perforuoti. Masyvų anodą sudaro anodo korpusas ir taikinys (sudėtinis anodas). Anodo korpuso medžiaga turi turėti didelį šilumos laidumą, nes šiluma per anodo korpusą perduodama į aušinimo įrenginį. Dažniausiai anodo korpusas gaminamas iš vario, kurio lydymosi temperatūra gana aukšta (1360 K), geros vakuumo savybės, didelė šiluminė talpa ir šilumos laidumas. Anodo paviršiui pritaikytam taikiniui reikalinga aukšta lydymosi temperatūra ir žemas garų slėgis aukštoje temperatūroje. Vamzdžiuose, skirtuose skleisti bremsstrahlung spinduliuotę, taikiniai yra pagaminti iš volframo. Norint gauti būdingą tam tikro kietumo spinduliuotę (vamzdeliai rentgeno struktūrinei analizei ir rentgeno spektrinei analizei), taikiniai daromi iš įvairios medžiagos(chromas, geležis, varis, molibdenas, sidabras ir kt.).

Ryžiai. 3. Masyvaus anodo mazgo projektavimas

1 – taikinys, 2 – anodo korpusas, 3 – centrinis aušinimo vamzdis,

4 - jungiamasis kovaro žiedas, 5 - stiklinio indo kraštas

Kai kuriais atvejais tikslas yra konstrukcinis elementas vamzdyje nėra, o jo funkcijas atlieka anodo korpuso paviršius (homogeninis anodas Pagrindinis reikalavimas gaminant masyvų anodą su taikiniu – geras terminis kontaktas tarp taikinio ir anodo korpuso). Šį reikalavimą tenkina įvairūs technologiniai metodai: vakuuminis lydymas, difuzinis suvirinimas, elektrocheminis ar plazminis nusodinimas. Vakuuminis lydymas naudojamas anodams su masyviais ugniai atspariais taikiniais, pagamintais iš volframo, molibdeno arba rodžio, gaminti. Lydymui naudojamas išardomas stiklo formos grafito tiglis, kurio apačioje reikiamu kampu įtaisytas taikinys. Tada į tiglį įdedamas varinis cilindrinis ruošinys, prieš tai išvalytas nuo teršalų. Varis lydomas tiglyje vakuuminė krosnis Su elektrinis šildymas arba per aukšto dažnio sroves po kvarciniu dangteliu. Priklausomai nuo anodų masės, lydymosi režimai parenkami taip, kad vario anodo korpusas būtų stambios kristalinės struktūros. Išlydžius anodo ruošinį apdorojamas mechaniškai, suteikiant jam reikiamą konfigūraciją. Anodo aušinimo įrenginio konstrukcija priklauso nuo darbo režimo, vamzdžio galios ir kai kurių kitų faktorių. Rentgeno vamzdeliuose, veikiančiuose vidutinės galios (keli šimtai vatų) pertrūkio įjungimo režimu, naudojamas radiatorių aušinimas.

Prie varinio anodo korpuso su taikiniu privirinamas flanšas, per kurį anodo mazgas prijungiamas prie vamzdžio cilindro. Išsiurbus vamzdį radiatorius prie anodo koto pritvirtinamas susitraukiančia jungtimi. Siekiant patikimo šiluminio kontakto, anodo ir radiatoriaus korpuso sujungimo paviršiai yra kruopščiai apdorojami. Siekiant padidinti šilumos perdavimo paviršių, radiatorius yra daugiabriaunis. Kaip aušinimo terpė gali būti naudojamas aliejus, vanduo arba oras. Priklausomai nuo emiterių konstrukcijos ir darbo režimų, aušinimas gali būti priverstinis (naudojant siurblius) arba natūralus. Didelės galios (iki 4 kW) vamzdžiuose, veikiančiuose ilgalaikiu nepertraukiamu režimu, naudojamos srautinio skysčio aušinimo sistemos. Kaip šaltnešis naudojamas vanduo arba transformatorinė alyva. Abiejose aušinimo sistemose skystis patenka į anodo ertmę per vamzdelį, esantį ant jo ašies, tiesiogiai išplauna vidinę ertmės sienelę, pasklinda specialios bifilarinės spiralės, prilituotos prie vėsinamo paviršiaus galinės dalies, kanalais. Spiralė, vadinama spirale, padeda geriau nuplauti skysčiu karščiausią aušinto paviršiaus galinę dalį, taip pat padidina šilumos mainų paviršių. Todėl spiralinė aušinimo sistema gali tiekti didesnę galią. Volutinėse aušinimo sistemose kaip aušinimo skystis paprastai naudojama transformatorinė alyva, kuri tuo pačiu metu izoliuoja rentgeno vamzdį nuo įžeminto korpuso arba transformatoriaus alyvos bako, kuriame yra vamzdis. Sistema paprastai vėsinimui naudoja vandenį tiesiai iš vandens tiekimo, o anodo mazgas yra įžemintas.

Stacionarioje ir mobilioje defektų aptikimo įrangoje dažniausiai naudojami rentgeno vamzdeliai, kurių galas yra su dangteliu ant anodo. Paprastai jie veikia 160 - 320 kV įtampos diapazone ir pasižymi didele galia, siekiančia 4 kW. Dizaino funkcijaŠie įrenginiai turi masyvų varinį korpusą ant anodo.

Ryžiai. 4. Anodas su dangteliu.

1 – dangtelis, 2 – elektronų pluoštas, 3 – išmetimo langas, 4 – spinduliuotė, 5 – anodas

Dangtis sumažina nepanaudotos rentgeno spinduliuotės intensyvumą ir neleidžia antriniams elektronams, išmuštiems iš taikinio, pasiekti stiklinį prietaiso apvalkalą, taip padidindamas vamzdžio elektrinį stiprumą ir patikimumą. Kartais, siekiant pagerinti apsaugines dangtelio savybes, jis pagamintas iš medžiagos su sunkiųjų elementų priedais, pavyzdžiui, volframo, arba turi vidinius ekranus cilindrų pavidalu, pagamintų iš molibdeno arba tantalo. Nukreiptas darbinis rentgeno spindulys išleidžiamas per specialią korpuse esančią angą, kuri uždaroma berilio arba titano disku, o tada praeina pro vamzdžio cilindrą. Didelės galios rentgeno vamzdžių anodai šio tipo stacionariai įrangai, kaip taisyklė, jie turi priverstinį alyvos aušinimą

Kursinio projekto užduotis

Kurso projektavimo tikslas – apskaičiuoti rentgeno vamzdžio šilumines, elektrines ir radiacines charakteristikas, taip pat sukurti pagrindinius jo konstrukcijos elementus.

1. Gaukite užduoties variantą, kuriame bus nurodyti pagrindiniai rentgeno vamzdžio skaičiavimo ir projektavimo duomenys (pavyzdžiui, variantas iš 1 lentelės):

Vamzdžio tipas ir paskirtis.

Vamzdžio darbinė įtampa.

Vardinė vamzdžio galia.

Vamzdžio tikslinė medžiaga.

2. Susipažinkite ir atsineškite trumpas aprašymas pagrindiniai reikalavimai katodo ir anodo mazgams, vamzdžio vakuuminiam apvalkalui ir šiuolaikinių rentgeno vamzdžių išėjimo langams.

3. Apskaičiuokite tam tikro rentgeno vamzdelio elektrinį stiprumą.

Nustatykite atstumą tarp elektrodų.

Nustatykite paviršiaus plotą, kuriame galimi gedimai.

Nustatykite santykinę elektrodų padėtį, konfigūraciją ir atstumą nuo korpuso.

Nustatykite maksimalią anodo temperatūrą esant vardinei vamzdžio galiai.

5. Nustatykite rentgeno vamzdžio spinduliuotės charakteristikas.

6. Padarykite tam tikro rentgeno vamzdelio surinkimo brėžinį, nurodydami pagrindinius komponentus. Pateikite specifikaciją.

1 lentelė

Pavyzdžių priskyrimo parinktys

Rentgeno spindulių generatorius susideda iš emiterio ir rentgeno tiekimo įrenginio (XPU).

Rentgeno spinduliuotė – tai sistema, susidedanti iš spinduliuotės šaltinio – rentgeno vamzdžio ir apsauginio korpuso, į kurį įdedamas vamzdelis.

Rentgeno vamzdis yra aukštos įtampos elektrinis vakuuminis prietaisas. Vamzdis susideda iš šildomo katodo, kuris yra elektronų šaltinis, ir anodo, kurio medžiagoje elektronai yra slopinami, pagreitinami elektriniu lauku, veikiančiu ant vamzdžio elektrodų. Vamzdžių elektrodai dedami į stiklinį indą, kuriame vamzdžio elementai sujungiami į vieną struktūrą. Šiuolaikiniuose vamzdžiuose liekamasis dujų slėgis balione siekia 10 -4 Pa (10 -6 mm Hg).

Dėl anodo bombardavimo pagreitintų elektronų srautu ir jų lėtėjimo anodo paviršiaus atkarpoje (fokuso vietoje) atsiranda rentgeno spinduliuotė, kuri skleidžiama beveik tolygiai 2π erdviniu kampu, išskyrus tam tikras spinduliuotės susilpnėjimas šalia anodo plokštumos. Rentgeno diagnostika naudoja siaurą spinduliuotės spindulį. Siekiant izoliuoti šį spindulį nuo spinduliuotės pusrutulio, aktyvusis anodo paviršius, ant kurio yra židinys, yra išdėstytas 90° kampu - β vamzdžio ašies atžvilgiu (1.1 pav.). Naudojamą spinduliuotės dalį galima pavaizduoti kaip keturias diafragminių užuolaidų puses. Piramidės aukštis, statmenas vamzdžio ašiai, vadinamas centriniu spinduliu arba pluošto ašimi. Didžiausias kampas tarp piramidės paviršių yra 2β. Likusi dalis nenaudojama ir reikia imtis priemonių apsisaugoti nuo jos poveikio.

Tikrasis vamzdžio židinys yra stačiakampio formos ir vadinamas linijiniu. Fokuso projekcija į plokštumą, statmeną centriniam pluoštui, yra kvadratas, kurio kraštinės yra nuo 0,1 iki 2 mm, ir vadinama efektyviąja rentgeno vamzdžio židinio taške. Svarbu pažymėti, kad efektyvusis židinys yra tik statmenai vamzdžio ašiai kvadrato forma Ir vardiniai matmenys o židinio forma pasikeičia. Tam kartais reikia tam tikros vamzdžio orientacijos tiriamo objekto atžvilgiu.

Elektronų srautas, bombarduojantis vamzdžio anodą, atsiranda dėl kaitrinės lempos terminės emisijos elektros šokas volframo spiralė. Norint apriboti židinio dydį, naudojamas elektrostatinis elektronų srauto fokusavimas. Tam į specialų lizdą įdedama pailginta katodo spiralė. Lizdo forma ir jame esančios spiralės gylis sukuria reikiamą elektrinio lauko konfigūraciją.

Rentgeno diagnostikos vamzdeliai skirstomi į vamzdelius su stacionariu anodu ir vamzdelius su besisukančiu anodu. Vamzdžių su fiksuotu anodu naudojimas yra ribotas dėl mažos galios, kurią vamzdžio anodas gali išsklaidyti per trumpą laiką. Kai anodas sukasi, nuosekliai krintantys židinio takelio elementai patenka po elektronų pluoštu, kurio plotas yra daug kartų didesnis už tikrąjį židinio tašką. Židinio takelio elementų temperatūra praeinant po spinduliu pakyla 1500-2000 ° C, o per vieną anodo apsisukimą sumažėja 15-20 kartų dėl šiluminio lauko persiskirstymo giliai spindulio sluoksniuose. anodo korpusas. Kai elementas pakartotinai praleidžiamas po elektronų pluoštu, vaizdas kartojamas ir maksimali temperatūra fokusavimas (židinio takelio elementas, kai jis praeina po spinduliu) didėja palyginti lėtai. Tai leidžia, kai ant anodo išleidžiama didelė galia, sumažinti efektyvaus židinio taško dydį ir taip užtikrinti mažą geometrinį suliejimą.

Dėl vamzdžių su besisukančiu anodu privalumų jie naudojami ne tik visiems stacionariems įrenginiams, bet ir daugeliui mobiliųjų bei palatos įrenginių. Vamzdžiai su fiksuotu anodu šiuo metu naudojami tik odontologiniams ir nešiojamiesiems prietaisams.

Panagrinėkime vamzdžio su besisukančiu anodu veikimo ypatumus. Tokio vamzdžio konstrukcija parodyta fig. 1.2. Volframo anodo diskas yra prijungtas prie tuščiavidurio vario rotoriaus plonu molibdeno strypu ir sukasi veikiamas besisukančio statoriaus elektromagnetinio lauko. Katodo blokas yra ekscentriškai išdėstytas vamzdžio ašies atžvilgiu ir kartu su fokusavimo įtaisu yra pritvirtintas vamzdžio cilindre.

Daugiau nei 99% į židinį tiekiamos energijos išleidžiama anodo šildymui ir tik nedidelė dalis (~0,5%) paverčiama rentgeno spinduliuote. Leistiną vamzdžio židinio galią (P add) ir jo ekspozicijos trukmę (t 0) lemia židinio, židinio takelio ir viso anodo įkaitimo laipsnis. Santykiai

P papildomas = f(t 0) (1,1)

W add = P add t 0 (1,2)

apibūdinti vadinamąją rentgeno vamzdžio apkrovą; čia W papildoma yra leistina energija, išsiskirianti prie anodo.

Fig. 1.3. Pateikiamos leistinų galių ir energijos priklausomybės nuo laiko 20-50BD22-15 vamzdžio dideliems ir mažiems židiniams esant pastovioms ir pulsuojančioms anodo įtampoms. Kreivės vaizduoja eksperimentiškai nustatytas priklausomybes, gautas kuriant vamzdį tam tikro tarnavimo laiko sąlygomis. Kai anodo paviršius kaitinamas iki aukštos temperatūros, židinio takelyje atsiranda dideli mechaniniai įtempimai, dėl kurių atsiranda jo erozija. Dėl to mažėja rentgeno spinduliuotės intensyvumas. Vamzdžio tarnavimo laikas laikomas paleidimų skaičiumi maksimaliais leistinais režimais, kurių metu spinduliuotės dozė sumažinama ne daugiau kaip 30%. Tai svyruoja nuo 1 000 iki 40 000 inkliuzų. Siekiant padidinti tarnavimo laiką, šiuolaikiniai vamzdžiai apima židinio takų atskyrimą, anodo aktyvaus paviršiaus kampo sumažėjimą, židinio kelio skersmens padidėjimą ir anodo medžiagos legiravimą reniu.

Tikrasis židinio plotas S f yra susietas su anodo pločiu b ir aktyviojo paviršiaus kampu β tokiu ryšiu:

S f = l * b = b 2 /sinβ cm 2, (1.3)

Kur l yra tikrojo židinio ilgis, žr

Vamzdžio anode išsiskirianti galia, padalinta iš židinio ploto, vadinama specifine židinio taško apkrova. Tariama savitoji apkrova ν 0 yra galios P ​​a santykis su efektyvaus židinio taško plotu

ν 0 = P a /b 2 kW/cm 2 (1,4)

Atitinkamai, tikroji specifinė apkrova yra galios ir tikrojo židinio taško ploto santykis.

Bombarduojant židinį susidaro antriniai elektronai, kurie, išsisklaidę už židinio ribų, pasiima dalį energijos, kurią į židinį atneša elektronų srautas. Tokiu atveju atsiranda afokalinė spinduliuotė, kuri pastebimai pablogina vaizdo kokybę. Kita afokalinės spinduliuotės atsiradimo priežastimi reikėtų laikyti elektronų pluošto fokusavimo netikslumą. Dėl to, kas išdėstyta pirmiau, specifinė apkrova faktinei židinio vietai bus lygi

ν = P a (1 – ψ)/S f = P a (1 – ψ) sin β/b 2 (1,5)

čia ψ = 0,3 yra koeficientas, kuriame atsižvelgiama į antrinės elektronų emisijos įtaką.

Iš (1.5) matyti, kad esant pastoviai savitai apkrovai ν, galios reikšmę Pa galima žymiai padidinti sumažinus anodo aktyviojo paviršiaus kampą. Tačiau kampo β sumažinimą riboja poreikis užtikrinti pakankamai didelius švitinimo laukus, kurie skiriasi įvairūs tyrimai tam tikru židinio nuotoliu. Kampo β reikšmė yra 15-17,5° bendrajai diagnostikai.

Vamzdžio galios padidėjimas taip pat pasiekiamas padidinus anodo sukimosi greitį. Fig. 1.3 rodo leistinos galios grafikai buitiniam vamzdžiui esant 9000 aps./min., tipas 14-30BD9-150. Palyginus aukščiau pateiktas kreives su leistinomis židinių 20-50BD22-150 galios kreivėmis esant 3000 aps./min., matyti, kad šis sukimosi greičio padidėjimas leido sumažinti didelio židinio matmenis nuo 2 x 2 iki 1,2 x 1,2 mm, o mažojo židinio matmenys nuo 1 x 1 iki 0,6 x 0,6 mm, nesumažinant leistinos vamzdžio galios.

Daugeliui studijų labai svarbu mokėti atlikti didelis skaičius nuotraukos, kurios greitai seka viena kitą. Tam reikia padidinti anodo šiluminę talpą, kuri pasiekiama padidinus anodo masę nuo ~400-600 iki ~900-1100g. Toks masės padidėjimas kelia labai didelius reikalavimus anodo guoliams anodo surinkimas. Taip pat naudojami lydinio anodai, kuriuose ~1 mm storio volframo diskas sulydomas su 5-7 mm storio molibdeno disku, arba grafito anodai su purškiamąja volframo takeliu. Tai leidžia beveik dvigubai padidinti anodo šiluminę galią, žymiai nepadidinant jo masės.

Siekiant palengvinti guolių veikimą vamzdeliuose, kurių šiluminė anodo talpa yra labai didelė, anodas tvirtinamas dviejuose guoliuose, priešingai nei konsolinis montavimas įprastuose vamzdžiuose. Šiuo tikslu vamzdinis balionas pagamintas iš keramikos. Ši konstrukcija leidžia naudoti anodus, kurių skersmuo yra iki 120–150 mm, o sukimosi greitis yra iki 16 000 aps./min., todėl anodo šiluminė talpa padidėja iki 10 6 kJ. kartu didinant leistiną galią.

Židinio žiedo paviršiaus aušinimas vyksta perduodant šilumą anodo šilumai. Anodo disko aušinimas iš dalies atliekamas spinduliuojant šiluminę energiją iš anodo paviršiaus į apsauginio korpuso alyvą per vamzdžio cilindrą ir iš dalies perduodant šilumą per anodo disko kotą į anodo sukimo bloką. vamzdelį, o tada į apsauginio apvalkalo alyvą. Norint padidinti šilumos perdavimą nuo anodo paviršiaus spinduliuote, naudojami sudėtingos sudėties anodo diskai, kurių vienas iš sluoksnių yra pagamintas iš grafito (C + Mo + W + Re).

Apsauginis korpusas su alyva aušinamas tik supančio oro konvekcija. Norint padidinti konvekciją, kai emiteris yra labai apkrautas, naudojamas emiteris pūtimas naudojant specialų ventiliatorių arba priverstinis alyvos aušinimas.

GOST R 55771-2013

RUSIJOS FEDERACIJOS NACIONALINIS STANDARTAS

MEDICINOS ELEKTROS PRODUKTAI

Rentgeno kompiuteriniai tomografai. Techniniai reikalavimai viešiesiems pirkimams

Medicininė elektros įranga. Angiografinė rentgeno įranga. Techniniai reikalavimai valstybiniams pirkimams

OKS 11.040.50

Pristatymo data 2015-01-01

Pratarmė

1 SUkūrė federalinė valstybės biudžetinė įstaiga "Visos Rusijos medicinos įrangos tyrimų ir bandymų institutas" prie Federalinės sveikatos priežiūros tarnybos ir socialinis vystymasis(Roszdravnadzoro FSBI „VNIIIMT“)

2 PRISTATO Standartizacijos techninis komitetas TC 411 "Raditinės diagnostikos, terapijos ir dozimetrijos aparatai ir įranga"

3 PATVIRTINTA IR ĮSIgaliojo Federalinės agentūros įsakymu techninis reglamentas ir metrologijos 2013 m. lapkričio 8 d. N 1549-st

4 PRISTATYTA PIRMĄ KARTĄ


Šio standarto taikymo taisyklės yra nustatytos GOST R 1.0-2012 (8 skyrius). Informacija apie šio standarto pakeitimus skelbiama metiniame (einamųjų metų sausio 1 d.) informacijos rodyklėje „Nacionaliniai standartai“, o oficialus pakeitimų ir pakeitimų tekstas skelbiamas mėnesiniame informacijos rodyklėje „Nacionaliniai standartai“. Šio standarto peržiūros (pakeitimo) ar panaikinimo atveju atitinkamas pranešimas bus paskelbtas kitame informacinės rodyklės „Nacionaliniai standartai“ numeryje. Atitinkama informacija, pranešimai ir tekstai taip pat skelbiami viešojoje informacinėje sistemoje - oficialioje Federalinės techninio reguliavimo ir metrologijos agentūros svetainėje internete (gost.ru).

Įvadas

Įvadas

Šis standartas nustato pagrindinius reikalavimus, kurie turi būti įrašyti Rentgeno kompiuterinių tomografų, skirtų sluoksniniams vaizdams ir 3D vaizdams (XCT) gauti, viešųjų pirkimų techninėse specifikacijose.

Vykdant konkursą, elektroninės įrangos pirkimo konkurso užduotyse daugeliu atvejų pateikiami techniniai reikalavimai, neatitinkantys perkamos įrangos paskirties: arba pernelyg specifiniai ir pertekliniai, arba netiesiogiai susiję su jos vartojimo savybėmis. Šiuo standartu siekiama supaprastinti dabartinę mokymo praktiką techninius reikalavimus valstybiniams pirkimams.

Standartui nėra tarptautinių analogų. Šis standartas atspindi aukštųjų technologijų medicinos įrangos viešųjų pirkimų vidaus formų specifiką ir gali būti tik nacionalinis dokumentas.

1 Taikymo sritis

Šis standartas nustato bendruosius techninių specifikacijų (TOR) rengimo ir jų vykdymo reikalavimus medicinos įrangos (MO) viešųjų pirkimų metu: rentgeno kompiuterinių tomografų, skirtų sluoksniniams vaizdams ir 3D vaizdams gauti (XCT).

Šis standartas yra privatus standartas, susijęs su GOST R 55719-2013 "Elektros medicinos gaminiai. Aukštųjų technologijų medicinos įrangos viešųjų pirkimų konkursinės dokumentacijos techninių specifikacijų turinio ir vykdymo reikalavimai".

Šis standartas taikomas Krašto apsaugos ministerijos valstybės ir savivaldybių pirkimų, skirtų medicininei priežiūrai teikti, konkursams. Standartas netaikomas Krašto apsaugos ministerijos nevalstybiniams pirkimams.

Šis standartas taikomas RKT.

Standartas netaikomas tomosintezės įrenginiams.

2 Norminės nuorodos

Šiame standarte naudojamos norminės nuorodos į šiuos nacionalinius standartus:

GOST R 55719-2013 Medicininiai elektros gaminiai. Konkursinės dokumentacijos techninių specifikacijų turinio ir vykdymo reikalavimai aukštųjų technologijų medicinos įrangos viešųjų pirkimų metu

GOST R 50267.0-92 (IEC 601-1-88) Medicininiai elektros gaminiai. 1 dalis. Bendrieji reikalavimai saugumo

GOST R 50267.0.2-2005 (IEC 60601-1-2:2001) Medicininiai elektros gaminiai. 1-2 dalis. Bendrieji saugos reikalavimai. Elektromagnetinis suderinamumas. Reikalavimai ir bandymo metodai

GOST R 50267.32-99 (IEC 60601-2-32-94) Medicininiai elektros gaminiai. 2 dalis. Ypatingi saugos reikalavimai pagalbinė įranga Rentgeno aparatai

GOST R IEC 60601-1-2010

GOST R IEC 60601-2-28-2013

GOST R IEC 60601-2-44-2013

GOST R IEC/TO 60788-2009

Pastaba - naudojant šį standartą, patartina patikrinti etaloninių standartų galiojimą viešoje informacinėje sistemoje - oficialioje Federalinės standartizacijos techninio reguliavimo ir metrologijos agentūros svetainėje internete arba pagal kasmet skelbiamą informacijos rodyklę. „Nacionaliniai standartai“, kuris buvo paskelbtas einamųjų metų sausio 1 d., ir pagal einamųjų metų mėnesinio informacinio indekso „Nacionaliniai standartai“ pranešimus. Jei pakeičiamas nedatuotas pamatinis standartas, rekomenduojama naudoti dabartinę to standarto versiją, atsižvelgiant į visus tos versijos pakeitimus. Jei pakeičiamas datuotas pamatinis standartas, rekomenduojama naudoti to standarto versiją su pirmiau nurodytais patvirtinimo (priėmimo) metais. Jei po šio standarto patvirtinimo pakeičiamas pamatinis standartas, į kurį pateikiama nuoroda su data, turintis įtakos nuostatai, į kurią daroma nuoroda, tada šią nuostatą rekomenduojama taikyti neatsižvelgiant į šį pakeitimą. Jei pamatinis standartas panaikinamas be pakeitimo, tada nuostatą, kurioje į jį daroma nuoroda, rekomenduojama taikyti toje dalyje, kuri neturi įtakos šiai nuorodai.

3 Terminai ir apibrėžimai

Šiame standarte vartojami terminai pagal GOST R IEC 60601-1, GOST R IEC 60601-2-44 ir GOST R IEC/TO 60788, taip pat šie terminai su atitinkamais apibrėžimais:

3.1 garantinis laikotarpis: Laikotarpis, per kurį gamintojas garantuoja gaminio kokybės rodiklių stabilumą eksploatacijos metu, laikantis eksploatavimo taisyklių.

1 pastaba – viduje garantinis laikotarpis Gamintojas atsako už paslėptus ir akivaizdžius defektus, jeigu sutartyje (sutartyje) nenumatyta kitaip.

2 pastaba – Gamintojas, užsakovo pageidavimu, privalo juos pašalinti nemokamai, nebent įrodo, kad defektai atsirado dėl aplinkybių, už kurias jis neatsako.

3.2 standartinis (priskirtas) tarnavimo laikas: Kalendorinė eksploatavimo trukmė, kurią pasiekus turi būti nutraukta objekto eksploatacija, neatsižvelgiant į jo techninę būklę.

Pastaba - Pasibaigus paskirtam ištekliui (eksploatacijos trukmei), objektas turi būti pašalintas iš eksploatacijos ir turi būti priimtas atitinkamoje norminėje ir techninėje dokumentacijoje numatytas sprendimas - siuntimas remontuoti, išmontuoti, sunaikinti, apžiūrėti ir nustatyti. naujas paskirtas laikotarpis.

4 Medicinos įrangos viešųjų pirkimų techninių specifikacijų turinio bendrieji reikalavimai

4.1 Technines specifikacijas parengia klientas. Techninės specifikacijos nustato MO pirkimo užsakymo dalyką.

Atsakomybė už techninių specifikacijų išsamumą ir pakankamumą tenka klientui.

4.2 Rengiant medicinos įrangos pirkimo technines specifikacijas draudžiama nurodyti konkrečius prekių ženklus, paslaugų ženklus, įmonių pavadinimus, patentus, naudingus modelius, pramoninį dizainą, prekių kilmės nuorodas ar gamintojo pavadinimus (išskyrus atskirai nurodytus atvejus). ).

5 Pagrindinės techninės charakteristikos, nurodytos aukciono techninėje užduotyje

5.1 Toliau pateikiamos charakteristikos (parametrai), kurios turėtų būti įtrauktos į RKT viešųjų pirkimų techninę užduotį:

- maitinimo įtampa, V;

- energijos suvartojimas, kW, ne mažesnis;

- spiralinio tipo RCT (jei yra);

- detektoriaus linijų skaičius;

- minimalus laikas vienam rentgeno vamzdelio apsisukimui, s, ne daugiau;

- minimalus storis supjaustyti, mm, ne daugiau;

- maksimalus nuskaitymo laukas, mm;

- rentgeno vamzdžio šiluminė talpa, MHU;

- rentgeno vamzdelio aušinimo greitis, kHU/min;

- vardinė galia Rentgeno generatorius, kW, ne mažiau;

- portalo angos skersmuo, mm;

- tankio matavimo diapazonas, Hounsfield e, ne mažesnis;

- duomenų rinkimo matrica, ne blogesnė;

- vaizdo atkūrimo laikas, vaizdas/ai, ne mažiau;

- vaizdo matrica, ne blogesnė;

- kontrasto jautrumas, %, ne mažesnis;

- erdvinė skiriamoji geba, linijų poros/cm, ne mažesnė;

- stalo apkrova pacientui, kg, ne mažiau;

- vertikalaus stalo judėjimo diapazonas pacientui, mm, ne mažesnis;

- paciento horizontalaus judėjimo diapazonas, ne mažesnis;

- stalo judėjimo greitis pacientui, mm/s;

- programinė įranga: pagrindinė ir specialioji.

Pastabos

1 Dauguma klinikinių įprastinių tyrimų gali būti atliekami naudojant 16 pjūvių rentgeno kompiuterinę tomografiją. Tomografai su dideliu pjūvių skaičiumi (64, 128 ir daugiau) vienam rentgeno vamzdelio apsisukimui yra skirti sudėtingesniems (širdies) tyrimams ir tam tikrai pacientų grupei (pavyzdžiui, vaikams). Kuo daugiau detektorių eilučių yra RCT, tuo greičiau renkama informacija apie tam tikrą 3D vaizdą, o tai ypač svarbu širdies ir kraujagyslių sistemai. Tiriant širdį, kuri nuolat ir greitai juda, naudojama sinchronizacija su EKG. Tačiau didėjant detektorių linijų skaičiui, o kartu ir rentgeno KT pjūvių skaičiui, paciento spinduliuotės dozė didėja, o vaizdo kokybė pablogėja dėl objekto išsklaidytos spinduliuotės. Siekiant sumažinti paciento apšvitos dozę, priklausomai nuo paciento kūno sudėjimo, amžiaus ir lyties, naudojami tam tikri RCT veikimo režimai ir specialios dozės moduliavimo programos.

2 Klientas pirkdamas RCT tipą nustato priklausomai nuo gydymo įstaigos profilio ir atliekamų tyrimų pobūdžio ir už tai atsako.

5.2 Sąrašas norminius dokumentus, kurių RKT privalo laikytis, yra pateikta A priede.

6 Techninių specifikacijų rengimo reikalavimai

6.1 RCT medicininių ir techninių charakteristikų pavyzdys pateiktas B priede.

6.2 Galima įtraukti papildomus užsakovo pagrįstus reikalavimus, reikalingus tyrimui atlikti pagal gydymo įstaigos profilį.

A priedas (privalomas). Norminių dokumentų, kuriuos turi atitikti rentgeno kompiuterinis tomografas, sąrašas

A priedas
(būtina)

A.1 lentelė

Paskyrimas	Vardas
	Medicinos elektros gaminiai. 1 dalis. Bendrieji saugos reikalavimai, atsižvelgiant į pagrindinius funkcines charakteristikas
	Medicinos elektros gaminiai. 2-28 dalis. Ypatingi saugos reikalavimai, atsižvelgiant į pagrindines funkcines medicininės diagnostikos rentgeno spinduliuotės charakteristikas
	Medicinos elektros gaminiai. 2-44 dalis. Ypatingi saugos reikalavimai, atsižvelgiant į pagrindines rentgeno kompiuterinių tomografų funkcines charakteristikas
	Medicinos elektros gaminiai. Žodynas
	Radiacinės saugos standartai
	Higienos reikalavimai Rentgeno kabinetų, prietaisų projektavimui ir eksploatavimui bei rentgeno tyrimų atlikimui

B priedas (nuoroda). Rentgeno kompiuterinio tomografo medicininių ir techninių charakteristikų pavyzdys

B priedas
(informatyvus)

B.1 lentelė

Būdingas vardas	64 pjūvių rentgeno KT vertė	16 dalių RCT vertė
Nuskaitymo parinktys
Nuskaitymo sritis	Visas kūnas, galva
Skenavimo sistema, 360°/sukimas	Nuolatinis sukimasis
Spiralinis skenavimas paciento stalui judant	Nuolatinis nuskaitymas
Minimali rentgeno vamzdelio sukimosi trukmė, s
Maksimalus nuskaitymo laukas, mm
Pjovimo storis, mm
Spiralinis skenavimas
Maksimalus vieno nuskaitymo laikas, s, ne trumpesnis
Minimalus spiralinio nuskaitymo greitis, mm/s, ne daugiau
Maksimalus greitis spiralinio skenavimo metu, mm/s
Portalas
Diafragmos skersmuo, cm, ne mažesnis
Lazerinis padėties nustatymas
Portalo judėjimo valdymo pultas ir rankinis
Detektorius
Vienu metu gautų griežinėlių skaičius, vnt.
Minimalus vieno pjūvio storis, mm, ne daugiau
Rentgeno vamzdelis
Rentgeno vamzdžio šiluminė talpa, MHU, ne mažesnė
Rentgeno vamzdžio aušinimo greitis, kHU/min, ne mažesnis
Minimalus židinio dydis, mm, ne daugiau
Rentgeno spindulių generatorius
Nominali galia, kW, ne mažesnė
Anodo įtampos pokyčių diapazonas, kV
Anodo srovės pokyčių diapazonas, mA
Paciento stalas
Elektromechaninė ir rankinė pavara
Galimybė nuotolinio valdymo pulteliu stalo judėjimas
Vertikalaus judėjimo diapazonas, cm
Didžiausias horizontalus judėjimas, cm, ne mažiau
Stalo denio plotis, cm, ne mažiau
Stalo judėjimo greitis, mm/m
Vaizdo parinktys
Duomenų rinkimo matrica, ne ką prastesnė
Rekonstrukcijos laikas, vaizdas/ai, ne mažiau
Vaizdo matrica, ne blogiau
Maža kontrasto skiriamoji geba – 0,3%, ne mažesnė
Didelė kontrasto skiriamoji geba (esant 250 mA anodo srovei, 120 kV ANODINĖ ĮTAMPA, 0,5 s nuskaitymo laikas, 1 mm pjūvio storis)
Katfano fantomas, kurio skersmuo 20 cm
Programinė įranga
Bazinis paketas
Dozės moduliavimo protokolai
Kardio paketas
Sinchronizavimas su EKG
Ašinė kardiografija
Aritmijos korekcija
Vaikų ligų protokolai
Sijos kūgio korekcijos programinė įranga
Speciali programinė įranga	Pagal klientų poreikius
Tikrinama, ar nėra vainikinių kraujagyslių kalcifikacijos
Kraujagyslių tyrimas
Širdies parametrai
Plaučių funkcijos tyrimas
Maitinimo tinklo charakteristikos
Maitinimo įtampa, V	3 fazių, 380	3 fazių, 380
Energijos sąnaudos, kW, ne mažiau
Garantinis veikimo laikas, metai, ne trumpesnis
Standartinis tarnavimo laikas, metai, ne mažiau Rentgeno kabinetų, prietaisų projektavimo ir eksploatavimo bei rentgeno tyrimų atlikimo higienos reikalavimai, – Rusijos Federacijos sveikatos apsaugos ministerijos 2003 m.

UDC 621.86.1:616-073.7:006.354 OKS 11.040.50

Raktažodžiai: rentgeno tomografas, tomografinė plokštuma, tomografinis pjūvis, kompiuterinės tomografijos dozės indeksas, vaizdas
_______________________________________________________________________________



Elektroninio dokumento tekstas
parengė Kodeks JSC ir patikrino, ar:
oficialus leidinys
M.: Standartinform, 2014 m