Методы повышения эффективности интраоральных панорамных рентгенодиагностических систем тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.17, кандидат наук Бессонов, Виктор Борисович

• Бессонов, Виктор Борисович
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Бессонов, Виктор Борисович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 РЕНТГЕНОДИАГНОСТИКА В СТОМАТОЛОГИИ

1.1 Ортопантомографический способ получения панорамных рентгеновских снимков

1.2 Интраоральная панорамная рентгенография

1.3 Достоинства и недостатки ортопантомографического и интраорального способов панорамной рентгенодиагностики

2 СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ ИНТРАОРАЛЬНЫХ ПАНОРАМНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ СНИМКОВ

2.1 Специализированный шаблон-держатель для минимизации геометрических искажений интраоральных панорамных рентгеновских снимков

2.2 Программный способ коррекции геометрических искажений

3 ОСОБЕННОСТИ УСЛОВИЙ СЪЕМКИ И ИХ ВЛИЯНИЕ

НА ДОЗУ ОБЛУЧЕНИЯ ПАЦИЕНТОВ

3.1 Медицинское облучения населения

3.2 Особенности определения эффективной дозы облучения пациентов

3.3 Метод моделирования рентгенодиагностических снимков

4 ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АППАРАТУРЫ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ МЕТОДА ИНТРАОРАЛЬНОЙ ПАНОРАМНОЙ РЕНТГЕНОГРАФИИ

4.1 Характеристики поля облучения

4.2 Особенности контроля эксплуатационных параметров

интраоральных панорамных рентгеновских аппаратов

4.3 Радиационная защита персонала при панорамных

рентгенодиагностических исследованиях

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Акты внедрения

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Прицельная рентгенография

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Физико-математическая модель, использованная при разработке методики моделирования

рентгенодиагностических снимков

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы повышения эффективности интраоральных панорамных рентгенодиагностических систем»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы

В настоящее время рентгенография остается основным способом диагностики заболеваний зубочелюстной системы. При этом, с учетом стабильного роста заболеваний полости рта, значение высокоэффективной аппаратуры для диагностики в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии возрастает. Кроме того, в связи с непрерывным повышением уровня техногенного облучения населения, увеличивается интерес к способам рентгенодиагностики, позволяющим повысить информативность получаемых снимков для врачей рентгенологов и, одновременно, снизить эффективную дозу облучения пациентов.

На сегодняшний день большинство разработчиков современных стоматологических рентгеновских аппаратов пошло по пути совершенствования характеристик оборудования (улучшения разрешающей способности цифровых систем визуализации, повышения мощности дозы рентгеновского излучения с целью снижения длительности проведения исследования и т.д.). Вместе с тем остается недостаточно изученным вопрос совершенствования малораспространенных методов проведения диагностики в стоматологии, в том числе - интраоральной панорамной рентгенографии.

Научный задел, созданный ведущими отечественными учеными — H.H. Блиновым (ст.), H.H. Блиновым (мл.), Ю.А. Быстровым, Ю.В. Варшавским, А.Ю. Васильевым, JI.B. Владимировым, В.Я. Голиковым, М.И. Зеликманом, С.А. Ивановым, С.И. Ивановым, Б.М. Кантером, H.A. Карловой, В.В. Клюевым, Э.Б. Козловским, Б.И. Леоновым, А.И. Мазуровым, H.H. Потраховым, Г.И. Прохватиловым, H.A. Рабухиной, Р.В. Ставицким, М.Л. Таубиным, Г.Е. Труфановым, В.Л.Ярославским и др. — позволяет реализовать возможности современной рентгенодиагностической аппаратуры. Таким образом, реализация возможности проведения исследований с повышением информативности рентгеновских снимков и одновременным снижением дозы облучения пациентов в стоматологии является, с одной стороны,

современной необходимостью для врачей, а, с другой — актуальной научной задачей для разработчиков рентгеновской аппаратуры.

Необходимость проведения широкого круга физических и медицинских исследований, направленных на совершенствование и внедрение в клиническую практику новых малодозовых и высокоинформативных способов проведения рентгенодиагностических исследований в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии позволила определить цель работы - повышение эффективности интраоральных панорамных рентгенодиагностических систем.

Для достижения поставленной цели были решены следующие теоретические и практические задачи:

- создана физическая модель процесса формирования дентальных рентгеновских снимков на основе комплексного учета параметров источника и приемника излучения, а также рентгенооптической схемы съемки, и разработано ее подробное математическое описание;

-разработан метод коррекции геометрических искажений интраоральных панорамных рентгеновских снимков и компьютерная программа для его реализации, существенно упрощающая работу врача-имплантолога;

-на основе комплексного анализа технических особенностей и эксплуатационных характеристик современной рентгенодиагностической стоматологической аппаратуры для получения панорамных рентгеновских снимков предложен ряд технических решений, позволяющих повысить информативность рентгенодиагностических исследований ;

- разработано программное обеспечение для расчета оптимальных режимов работы рентгенодиагностической стоматологической аппаратуры, обеспечивающих требуемое качество и информативность рентгеновских изображений;

- разработан новый метод определения радиационной нагрузки при проведении интраоральной панорамной рентгенодиагностики.

5

Объект исследования — системы панорамной рентгенодиагностики в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

Предмет исследования — методическое, инструментальное и программно-аппаратное обеспечение средств интраоральной панорамной рентгенодиагностики.

При решении поставленных задач применялись следующие методы исследования: обобщение данных в области разработки стоматологической рентгенодиагностической аппаратуры, математический анализ и моделирование, экспериментальные исследования с использованием современных методов визуализации рентгеновских изображений и образцов аппаратуры, созданной непосредственно в процессе выполнения работы. Результаты исследований согласуются между собой и с экспертными данными специалистов-рентгенологов, что подтверждает достоверность выводов и рекомендаций, сделанных в работе.

В процессе работы были получены новые научные результаты:

- разработана модель формирования теневого рентгеновского изображения, учитывающая физико-технические условия съемки;

-предложен метод повышения точности определения геометрических размеров элементов зубочелюстного ряда путем корректировки интраоральных панорамных рентгеновских снимков;

- научно обоснованы предложения по аппаратному совершенствованию интраоральных панорамных рентгенодиагностических систем;

- разработан программный комплекс, позволяющий определять зависимость качества и информативности рентгеновских снимков от характеристик аппаратуры и режимов ее работы;

- впервые предложен способ расчета дозы облучения при проведении интраоральной панорамной рентгенодиагностики.

Практическая значимость работы подтверждается тем, что:

усовершенствована методика интраоральной панорамной

рентгенодиагностики в стоматологии, апробация которой в ведущих

6

клиниках Северо-Запада России показала существенное повышение информативности снимков с одновременным снижением радиационной нагрузки на пациента и персонал;

подготовлены методические рекомендации по реализации усовершенствованной методики интраоральной панорамной рентгенодиагностики и расчету радиационной нагрузки при проведении рентгенодиагностических исследований в стоматологии.

В результате проведенных экспериментальных и теоретических исследований на защиту выносятся следующие научные положения:

1. Метод коррекции панорамных интраоральных рентгеновских снимков на основе учета анатомических особенностей зубочелюстной системы позволяет повысить точность определения истинных размеров элементов структуры этой системы на 20 - 40%.

2. Учет особенностей рентгенооптической схемы интраоральной панорамной рентгенодиагностики на порядок и более повышает достоверность определения дозы облучения пациентов.

3. Методика моделирования рентгеновских изображений, комплексно учитывающая характеристики источника излучения, приемника изображения и параметры рентгенооптической схемы съемки, позволяет определять условия минимизации радиационной нагрузки на пациентов и персонал при достаточной для постановки диагноза информативности получаемых снимков.

Клинические испытания новых аппаратно-методических комплексов для интраоральной панорамной рентгенодиагностики и их внедрение в клиническую практику стоматологии и челюстно-лицевой хирургии осуществлялось при непосредственном участии автора. Указанные аппаратно-методические комплексы в настоящее время используются в лечебном процессе в Московском государственном медико-стоматологическом университете им. А.И. Евдокимова, Военно-медицинской

академии им. С.М. Кирова, а также в государственных и частных стоматологических клиниках России.

Созданные в процессе работы методики и компьютерные программы для моделирования, обработки и коррекции снимков используются при подготовке дипломированных специалистов в учебном процессе на факультете электроники СПбГЭТУ, в ВМедА им. С.М. Кирова и в МГМСУ им. А.И. Евдокимова.

Апробация работы проводилась на международных, всероссийских и региональных конференциях, съездах и научных форумах, среди которых: V Международный конгресс «Невский радиологический форум» (Санкт-Петербург, 2011), XIII-XV Международные НТК «Медико-технические технологии на страже здоровья» (Москва, 2011-2013), 64-68 НТК, посвященные Дню радио (Санкт-Петербург, 2009-2013), VIII Российско-Баварская конференция по биомедицинской инженерии (Санкт-Петербург, 2012), Межрегиональная НПК «Лучевая диагностика в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии» (Москва, 2012), II Российско-германская конференция по биомедицинской инженерии (Ганновер, 2013).

Разработанные при непосредственном участии автора рентгенодиагностические комплексы для стоматологии демонстрировались на международных и всероссийских выставках, в том числе «Российский промышленник» (Санкт-Петербург, 2010-2012), «Здравоохранение» (Москва, 2010), где неоднократно награждались дипломами и медалями.

По теме диссертации опубликовано 17 печатных работ (из них 5 в рекомендованных ВАК изданиях), получены патент на изобретение, патент на полезную модель и 4 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (66 наименований) и 3 приложений. Основная часть работы изложена на 146 страницах машинописного текста, содержит 84 рисунка и 19 таблиц.

1. РЕНТГЕНОДИАГНОСТИКА В СТОМАТОЛОГИИ

В ходе систематических исследований явлений, происходящих в разрядной трубке, Рентген сделал в 1895 году одно из важнейших открытий конца XIX века [1]. Он обнаружил, что если через стеклянную трубку с двумя впаянными электродами, из которой выкачан воздух до давления около 10 мм рт. ст., пропустить электрический ток, то из нее выходят особые, невидимые глазом лучи. Оказалось, что эти лучи обладают замечательными свойствами, большинство из которых было описано в его первых трех работах[2, 3]. К этим свойствам относятся:

сильная проникающая способность; способность вызывать свечение некоторых тел; способность ионизировать газы; биохимическое действие на живой организм.[4]

Все вышеназванные свойства рентгеновского излучения нашли применение в науке, технике, медицине и т.д. [5]

Возможность изучения внутреннего строения объектов в первую очередь нашла свое применение в медицинской рентгенодиагностике — ни одну современную клинику невозможно представить без рентгеновских аппаратов для травматологии, ангиографии, современных флюорографов и томографов, а также комплексов для стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.

Современная диагностическая практика в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии предполагает назначение пациенту при его первичном обращении к стоматологу трех-четырех дентальных рентгеновских снимков -одного панорамного (обзорного) и двух-трех прицельных внутриротовых (интраоральных) [6,7].

Панорамный снимок содержит изображение полного зубного ряда (статуса) обеих челюстей от одного мыщелкого отростка до другого, включая прилегающие анатомические структуры (рис. 1.1), прицельный же -изображение 2-4 отдельных зубов или участка челюсти (рис. 1.2) [8].

Рис 1.1. Панорамный снимок (уменьшенный) Панорамный снимок позволяет оценить общее состояние зубочелюстной системы и выявить «проблемные» зоны. Прицельный - уточнить, в случае необходимости, диагноз, проконтролировать ход лечения и оценить его результаты.

Прицельный способ получения стоматологических рентгеновских снимков описан в ПРИЛОЖЕНИИ 2.

Рис 1.2. Прицельный снимок

»

4. *

I

Теоретически, информацию о полном зубном статусе пациента можно получить и с помощью прицельного дентального аппарата. Для этого достаточно выполнить 12-16 рентгеновских снимков отдельных участков верхней и нижней челюстей, однако, эффективная доза облучения пациента будет в этом случае неоправданно высока.

Поэтому для рентгенологических обследований зубочелюстной системы используются специализированные панорамные дентальные аппараты.

1.1. ОРТОПАНТОМОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПАНОРАМНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ СНИМКОВ

Среди современных методов рентгенодиагностики заболеваний челюстно-лицевой области широкое применение получил метод компьютерной ортопантомографии, позволяющий не только диагностировать патологию, но и при объективном анализе избирать рациональный план лечения.

Для реализации ортопантомографического способа, предложенного в 1934 году, и получившего широкое распространение на практике, начиная с 1949 [9], голова пациента помещается на одной оси между источником излучения (рентгеновской трубкой) и приемником изображения (например, кассетой с рентгеновской пленкой )(рис. 1.3).

Трубка и кассета, расстояние между которыми составляет около 500 мм, в процессе выполнения снимка синхронно движутся вокруг головы пациента, описывая сложную кривую. Рентгеновское излучение последовательно проходит через все анатомические структуры головы и фиксируется на приемнике изображения, время экспозиции составляет более десяти секунд [10].

Рис. 1.3. Схема ортопантомографического способа съемки В итоге на ортопантомографическом снимке (ортопантомограмме) отображается выделенный слой сфокусированного изображения челюстно-лицевого отдела (рис. 1.4) [11]. Резкость изображения зубных рядов и прилегающих анатомических структур будет определяться формой и толщиной выделенного слоя. Очевидно, что в идеальном случае конфигурация выделенного слоя должна совпадать с конфигурацией зубочелюстной системы. С целью обеспечения необходимой резкости получаемого изображения траектория движения трубки, вследствие сложной анатомической формы челюстей, неоднократно меняется. В современных моделях ортопантомографов реализовано три и более локальных центров вращения источника излучения и приемника изображения (рис. 1.5) [10].

Рис. 1.5. Схема ортопантомографического способа съемки с тремя центрами вращения (01, 02, 03) системы источник излучения (1) - приемник изображения (2) Ширина выделенного слоя оптимизируется для каждой конкретной области зубочелюстной системы, что позволяет повысить контраст изображения.

В общем случае на ортопантомографическом снимке получается вся зубочелюстная система практически без линейных искажений, что является одним из важнейших достоинств метода. Помимо изображения челюстных костей, зубных рядов, полости носа, верхнечелюстных синусов и т.д.

присутствуют также изображения костей черепа, шейного отдела позвоночного столба, мягких тканей головы. Отдельные органы могут повторяться на ортопантомограмме два или три раза (рис. 1.6). Изображение зубных рядов несколько увеличено, причем неодинаково для центральных и боковых отделов челюстей. Следует отметить также значительную нерезкость изображения вследствие размазывания передних отделов челюстей [12].

Рис. 1.6. Ортопантомограмма, на которой присутствуют тени несколько изображений

одного и того же объекта (позвоночник)

Диагностические возможности этого метода достаточно широки, однако до настоящего времени оценка ортопантомограмм осуществляется визуально, без количественного анализа, а значит, в определенной степени субъективно. Количественный анализ ортопантомограмм возможен только при нанесении контрольных (вертикальных и горизонтальных) линий отсчета, позволяющих получать линейные и угловые величины с последующим их использованием для изучения соотношения челюстей, зубных рядов и зубов, анализа положения элементов, степени деформации или смещения нижней челюсти.

Ортопаномограммы получают на панорамных томографах 1-го поколения с использованием обычной рентгеновской пленки, а также на аппаратах последнего поколения, осуществляющих съемку в цифровом режиме. Обычные ортопантомографы 1-го поколения имеют ряд существенных недостатков: не имеют автоматического выбора параметров экспозиции, выбора оптимальной дозы облучения, архивирования изображений. Они имеют 1-2 программы обеспечения съемки, постоянную траекторию движения орбиты и не достаточно надежную фиксацию аппарата и позиционирования головы пациента. Ортопантомограммы, полученные на рентгеновской пленке не всегда и не во всех участках имеют четкое изображение: нижние края орбит, суставные головки и наружный слуховой проход иногда не попадают в зону съемки, что не позволяет проводить горизонталь, необходимую для графического анализа ортопантомограмм.

При всех видах панорамной дентальной рентгенографии, в том числе ортопантомографии (зонографии), достаточно сложно контролировать взаимное положение пациента и источника излучения. Это предопределяет индивидуальные искажения размеров и соотношение отдельных анатомических деталей, которые сравнительно просто оцениваются рентгенологами, но не всегда понятны клиницистам. Достаточно трудно добиться идентичности снимков.

Ортопантомографы с компьютерным обеспечением представляют разнообразные возможности для проведения функциональной диагностики на четких высокоинформативных изображениях. Архивирование изображения выполняется компьютером и позволяет в различных режимах менять плотность, контрастность и масштаб, сохраняя исходное изображение. Съемка осуществляется только скоординированными медленными круговыми движениями, причем орбита съемки постоянно смещается. Траектория движения рассчитывается индивидуально для каждого пациента микропроцессорами.

Для получения качественных ортопантомограмм необходимо точное и надежное позиционирование пациентов. Оно достигается 3-х точечной системой фиксации (рис. 1.7). Специальная накусочная пластинка (рис. 1.8) или контактный сегмент, подбородочная, височные и лобные опоры обеспечивают надежную фиксацию головы пациента. Благодаря световому центратору можно быстро и точно определить Франкфуртскую горизонталь -линию (плоскость) для ориентации головы перед получением ортопантомограмм, являющейся одной из основных цефалометрических плоскостей, которая проходит через нижнеглазничную точку и верхний полюс костного наружного слухового прохода и срединную сагитталь, проходящую через середину носа, между центральными резцами, по шву твердого неба [13]. Это исключает размытость изображения и "техническую" асимметрию элементов.

Рис. 1.7. Трехточечная система фиксации

Рис. 1.8. Специальная накусочная пластинка Цифровые ортопантомографы по окончании съемки высвечивают все установленные параметры, время и дату съемки на цифровом индикаторе. Записывается установка аппарата по высоте, настройка лобовой скобы и ростровый размер височных опор. Это дает возможность при повторной съемке даже через большой промежуток времени восстановить все соответствующие параметры настройки аппарата.

Цифровые аппараты более компактны, экономят время и значительно снижают лучевую нагрузку. Такие аппараты для панорамной съемки уменьшают дозу облучения по сравнению с обычными пленочными аппаратами на 30-70 %.

Большое диагностическое значение в сочетании с другими рентгенографическими методами исследования имеют ортопантомограммы при выявлении различных новообразований и диспластических поражений челюстей. Они позволяют прослеживать распространение новообразований из челюстных костей в мягкие ткани подчелюстной области, в зону челюстно - язычного желобка и боковые отделы глотки. При воспалительных поражениях ортопантомограммы помогают диагностировать первичный очаг

поражения и выявить патологические изменения вокруг зубов, подлежащих хирургическому лечению, констатировать развитие остеомиелита или гайморита. Кроме того, ортопантомограммы можно и целесообразно использовать для поиска малосимптомных одонтогенных и неодонтогенных заболеваний челюстно - лицевой области [14].

1.2. ИНТРАОРАЛЬНАЯ ПАНОРАМНАЯ РЕНТГЕНОГРАФИЯ

При интраоральном панорамном способе, впервые предложенном в Германии в 70-х годах прошлого века [15], но практически реализованном в нашей стране начиная с 1997 года [16], вынесенный анод рентгеновской трубки помещается в ротовую полост ь, а гибкая кассета с рентгеновской пленкой располагается снаружи и плотно прижимается к лицевому отделу головы (рис. 1.9). Расстояние между фокусным пятном трубки и кассетой, в зависимости от анатомических особенностей строения челюстей и толщины мягких тканей лицевого отдела головы, составляет 60-90 мм [17].

Рис. 1.9. Схема панорамного интраорального способа съемки верхней и нижней

челюстей

Рентгеновское излучение в виде расходящегося пучка выходит из ротовой полости через зубочелюстную систему и попадает на пленку. Время

экспозиции составляет менее секунды. Поскольку фокусное пятно максимально приближено к зубному ряду, а пленка удалена от зубов на толщину мягких тканей, изображение на снимке увеличено в среднем в полтора-два раза. При этом для каждого участка челюсти и каждого зуба создаются различные проекционные соотношения, однако при соблюдении стандартных условий рентгенографии и правил укладки можно получить идентичные снимки одного и того же пациента[18].

По мнению ведущих российских специалистов панорамные рентгенограммы имеют преимущество перед традиционными внутриротовыми снимками по богатству деталями изображения структуры костей и твердых тканей зубов [19]. На панорамных снимках хорошо видны полости зуба, корневые каналы, периодонтальные щели, межальвеолярные гребни и костная структура не только альвеолярных отростков, но и тел челюстей. Отчетливо выявляются альвеолярная бухта и нижняя стенка верхнечелюстной пазухи, нижнечелюстной канал и основание нижнечелюстной кости. С помощью панорамных снимков диагностируется кариес и его осложнения, кисты различных типов, новообразования, повреждения челюстных костей и зубов, воспалительные и системные поражения. У детей хорошо определяется положение и состояние зачатков зубов. К достоинствам панорамной рентгенографии относят также возможность легко ориентироваться в характере костных изменений и рано выявлять их наличие во всех участках обеих челюстей [20].

На снимках хорошо видны полости зуба, корневые каналы, периодонтальные щели, межальвеолярные гребни и костная структура не только альвеолярных отростков, но и тел челюстей. Отчетливо выявляются альвеолярная бухта и нижняя стенка верхнечелюстной пазухи, нижнечелюстной канал и основание нижнечелюстной кости. Уверенно диагностируются кариес и его осложнения, кисты различных типов, новообразования, повреждения челюстных костей и зубов.

Специальные исследования, проведенные в ряде научных центров страны, в том числе Институте радиационной гигиены (Санкт-Петербург), показали, что лучевая нагрузка на пациента, обслуживающий персонал и окружающую среду при интраоральном способе получения панорамных дентальных изображений существенно ниже, чем при ортопантомографическом [21]. Так, например, экспозиция при съемке на ортопантомографическом аппарате составляет в среднем 100 мАс при напряжении 60-80 кВ. Максимальная же экспозиция на интраоральном панорамном аппарате не превышает 0,15 мАс при напряжении 55-65 кВ [22].

Достаточно широкое распространение в России в свое время получил рентгенодиагностический аппарат «Статус-Х». Основной его особенностью явилась возможность получения рентгенограмм полного зубного ряда отдельно верхней или нижней челюстей. Аппарат «Статус-Х» имел фиксированный ток 1 мА, напряжение 55 кВ, а выдержка при использовании усиливающих экранов варьировалась от 0,1 до 2 с. Аппарат располагал набором кассет как для прямой, так и для боковой рентгенографии челюстей.

Именно это обстоятельство явилось решающим при разработке первого отечественного панорамного дентального аппарата и, соответственно, создании на его основе малодозовой методики рентгенологических исследований челюстно-лицевого отдела головы.

Во время аппарата разработки «Статуса-Х» использовались обычные рентгеновские трубки. За счет этого не удавалось получить резкое изображение. Только с приходом микрофокусных рентгеновских трубок эту проблему удалось устранить.

Примером реализации аппаратуры для внутриротовой съемки с микрофокусной трубкой является разработанная в России серия микрофокусных рентгеновских аппаратов «ПАРДУС» (производство ЗАО «ЭЛТЕХ-Мед»), внешний вид одного из аппаратов серии представлен на рисунке 1.10 [23].

Основная отличительная особенность аппаратов серии «ПАРДУС» -использование микрофокусных трубок (диаметр фокусного пятна менее ОД мм), что позволяет обеспечить резкое изображение мелких деталей объекта съемки.

В состав аппаратов серии входит излучатель-моноблок на основе микрофокусной рентгеновской трубки 0,01БД27-90, БС-6 или БС-13 [24, 25], микропроцессорный пульт управления и специализированный штатив.

В качестве системы визуализации могут быть использованы как рентгеновская пленка в композиции с одним или двумя усиливающими экранами, так и современные цифровые рентгенографические приемники.

Рис. 1.10. Рентгенодиагностический аппарат «ПАРДУС-02» : 1 - пульт управления; 2 - моноблок; 3 - основание штатива; 4 — стойка вертикальная; 5 - штанга горизонтальная; 6 - скоба; 7 - опора с колесом

В отличие от аппарата «Статус-Х» аппараты серии «ПАРДУС» предназначены для выполнения прямых обзорных снимков обеих челюстей одновременно или боковых панорамных снимков челюстно-лицевого отдела, а также прицельных снимков отдельных участков челюстей. С этой целью на анодную трубу надевается специальный тубус, позволяющий получить направленный поток излучения, необходимый для выполнения прицельных снимков. На рисунке 1.11 показаны способы выполнения укладок для получения панорамного или прицельного (с использованием тубуса) снимков. На рисунке 1.12 приведены примеры полученных снимков.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Бессонов, Виктор Борисович, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Френкель В .Я. Двойной юбилей: 150-летие со дня рождения Вильгельма Конрада Рентгена (1895 г.) и 100-летие со дня публикации статьи об отк-рытии рентгеновских лучей // Физика твёрдого тела. 1996. Т. 38, N 9. С. 2609-2630.

2. Röntgen W.C. Uber eine neue Art von Strahlen, I, Sitzungsber. Med.-phys. Ges., 1895. S. 137.

3. Röntgen W.C. Röntgenbild eines Jagdgewehrs. Sitzungsber. d. preuss Akad. d. Wiss. Mai 1897.

4. Хараджа Ф.Н. Общий курс рентгенотехники. - M. - Л.: Энергия,

1966.

5. Клюев В.В. (ред.), Соснин Ф.Р.. Неразрушающий контроль. Том 1. Кн. 2 (Радиационный контроль). 2-е изд. - М., Машиностроение, 2008, 560 с.

6. Потрахов H.H. Технология микрофокусной рентгенографии в стоматологии // Системы управления и информационные технологии. — 2007. Т.6. - № 3. - С.584-588.

7. Рабухина H.A., Аржанцев А.П. Рентгенодиагностика в стоматологии. -М.: ООО МИА, 1999.

8. Воробьев Ю.И. Рентгенография зубов и челюстей. - М.: Медицина, - 1989.

9. Дорошенко С.И., Кульгинский Е.А. Основы телерентгенографии. - К.: Здоров'я. - 2007. - 74 с.

10. Аржанцев А.П., Свирин В.В. Диагностические возможности компьютерной ортопантомографии. - М.: Перемена. — 2006. - 21 с.

11. Васильев А.Ю., Воробьев Ю.И., Серова Н.С. Лучевая диагностика в стоматологии: Учебное пособие. — М.: «ГЭОТАР Медиа». — 2008.-176 с.

12. Васильев А.Ю., Серова Н.С., Буланова И.М., Потрахов H.H., Грязнов А.Ю. Микрофокусная рентгенография — от прошлого к будущему // Петербургский журнал электроники. - 2008. - №№ 2 - 3. - С. 19 — 25.

13. Рогацкин Д.В., Гинали Н.В. Искусство рентгенографии зубов. — М.: ST Book. - 2007. - 200 с.

14. Белошенков В.В., Курякина Н.В., Лапкин М.М., Потловская Р.В. Анатомо-физиологические особенности челюстно-лицевой области и методы ее исследования. — М.: Медицинская книга, 2005. — 180 с.

15. Блинов H.H. Владимиров Л.В. Кочетова Г.П. и др. Рентгенодиагностические аппараты. М.: Медицина, 1976. 240 с.

16. Иванов С.А., Потрахов H.H., Мазуров А.И. Новые диагностические возможности микрофокусной рентгенографии // Петербургский журнал электроники. - 1998. - №2.

17. Потрахов H.H. Микрофокусная рентгенография в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. - СПб.: ООО «Техномедиа», 2007. - 184 с.

18. Потрахов H.H., Мазуров А.И. Особенности микрофокусной рентгенографии в медицинской диагностике // Медицинская техника. — 2005. - №6.-С. 6-9.

19. Васильев А.Ю., Потрахов H.H., Серова Н.С. Микрофокусная рентгенография - от науки к клинической практике. Материалы II Всероссийского национального конгресса по лучевой диагностике и терапии. 26-29.05.2008.

20. Васильев А.Ю., Воробьев Ю.И., Трутень В.П. Лучевая диагностика в стоматологии. Монография. М.: Медицина, 2007. - 495 с.

21. Потрахов H.H. Грязнов А.Ю., Барковский А.Н. Радиационная нагрузка при проведении рентгенодиагностических исследований методами микрофокусной рентгенографии// Радиационная гигиена. - 2008 - Т. 1. — №1. -С. 1-5.

22. Потрахов Н. Н., Потрахов Е. Н., Грязное А. Ю. Особенности и физико-технические условия съемки на рентгенодиагностическом комплексе «ПАРДУС-Стома» // Медицинская техника - 2009 - № 3 - С. 36-38.

23. Потрахов H.H., Потрахов E.H., Грязнов А.Ю. Портативные рентгенодиагностические аппараты семейства «ПАРДУС» для прицельных и панорамных исследований в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии // Всероссийский конгресс лучевых диагностов. - Материалы конгресса - 2006. -С. 291.

24. Иванов С.А., Щукин Г.А. Рентгеновские трубки технического назначения. — JL: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989.

25. А.Ю. Грязнов, H.H. Потрахов, В.Б. Бессонов Рентгеновские трубки: Учебное пособие. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012. 58 с.

26. Грязнов А. Ю., Потрахов Н. Н. Метод расчета поглощенной дозы // Медицинская техника - 2006 - № 4 — С. 23-27.

27. Потрахов H.H., Карлова H.A., Жорина О.М., Ключников И.В., Зорин Я.П. Интраоральная панорамная рентгенография - СПб.: СПБГМА им. И.И. Мечникова, 2003. - 45 с.

28. Блинов H.H., Жуков E.H., Козловский Э.Б., Мазуров А.И. Телевизионные методы обработки рентгеновских и гамма-изображений. -М.: Энергоиздат. — 1982. — 200 с.

29. Грязнов А.Ю., Потрахов H.H. Объективная оценка качества медицинских рентгеновских изображений // VIII НТК Медико-технические технологии на страже здоровья «Медтех-2006». - 2006. - С. 85 - 86.

30. Потрахов Н. Н., Грязнов А. Ю. Метод оценки информативности визуализированных дентальных рентгеновских изображений // Медицинская техника - 2009 - № 1 - С. - 16-18.

31. Пат. на изобрет. 2306675 РФ, МПК H04N5/325, G01N23/18, А61В6/14. Способ оценки информативности рентгеновских снимков / Потрахов H.H., Грязнов А.Ю.; - № 2006118480/09; заявл. 29.05.06; опубл. 20.09.07, Бюл. №26

32. Свид. об. офиц. per. прог. для ЭВМ. 2009616682 РФ. Программа для оценки информативности медицинских рентгенодиагностических снимков (ИНФО - анализ) / Потрахов H.H., Грязнов А.Ю., Бессонов В.Б., Казакова Н.В.; - № 2009616108; заявл. 2.11.09; опубл. 2.012.09.

33. В.Б. Бессонов, А.Ю. Грязнов. Программа анализа рентгеновских снимков и оценки информативности изображений // 64-я НТК НТОРЭС им. А.С.Попова- С-Пб- 2009 - С. 190-191.

34. Грязнов А.Ю., Ладыка A.B., Потрахов H.H. Методы повышения качества дентальных рентгеновских изображений // Петербургский журнал электроники. - 2008 - №№ 2 - 3. - С. 147 - 151.

35. Грязнов А. Ю., Потрахов Н. Н. Метод модернизации интраоральной рентгенографии // Медицинская техника - 2006 - № 2 - С. 18-20.

36. В.Б. Бессонов, E.H. Потрахов, А.Ю. Грязнов. Модернизация метода микрофокусной интраоральной панорамной дентальной рентгенографии [текст] // Сб. научных трудов II Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Электронные приборы, системы и технологии»- Томск- 2012- С. 88-90.

37. В.Б. Бессонов, E.H., Потрахов, К.К. Жамова, А.Ю. Грязнов. Программа коррекции интраоральных панорамных снимков // НК «Байкальские встречи», сб. мат. межрег. научн. конф. - Иркутск - 2012 -С.57-60.

38. В.Б. Бессонов, А.Ю. Грязнов. Программа обработки панорамных интраоральных рентгеновских стоматологических снимков [тезисы]// 66-я НТК НТОРЭС им. A.C. Попова- С-Пб-2011- С. 327-328.

39. Дозы облучения населения Российской Федерации в 2005 году. Справочник. - СПб.: НИИРГ. - 2006- 60 с.

40. Дозы облучения населения Российской Федерации в 2007 году. Информационный сборник. - СПб.: НИИРГ. -2008. - 66 с.

41. Дозы облучения населения Российской Федерации в 2008 году. Информационный сборник. - СПб.: НИИРГ. - 2009- 69 с.

42. Дозы облучения населения Российской Федерации в 2009 году. Информационный сборник. - СПб.: НИИРГ. -2010.-67 с.

43. Информационный сборник «Дозы облучения населения Российской Федерации в 2010 году». - СПб, 2011. — 62 с.

44. Ершов Э.Б. , Архангельская Г.В. , Романович И.К. Радиационная гигиена. Словарь основных терминов / Под общей редакцией д.м.н. И.К. Романовича. - СПб., 2005. — 126 с.

45. Мазуров А.И. Пути снижения лучевых нагрузок в рентгенодиагностике // Увидеть невидимое: Сб. нуч. тр. / Под ред. А.И. Мазурова. - СПб.: ООО «Книжный Дом». - 2008. - С. 21-29.

46. Кальницкий С.А., Вишнякова Н.М., Власова М.М., Современное медицинское облучение населения. // Биотехносфера - 2010 - №4 (10). - С. 38.

47. «Контроль эффективных доз облучения пациентов при проведении медицинских рентгенологических исследований». Методические указания МУ 2.6.1.2944-11.

48. «Определение радиационного выхода рентгеновских излучателей медицинских рентгенодиагностических аппаратов».Методические рекомендации. МР 0100/12883-07-34

49. Радиационная защита в медицине. Г1УБЛИКАЦИЯ 105 МКРЗ. Под редакцией Д. Валентина; редактор русского перевода д.б.н. М.И. Балонов; переводчик A.B. Федоров. - СПб.: НИИРГ. - 2011. - 66 с.

50. Бессонов В.Б. Доза облучения пациентов при проведении дентальных рентгенологических исследований с использованием портативного рентгеновского аппарата «ПАРДУС-Р» // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». - № 8. -2013. - С. 7-9.

51. Грязнов А. Ю., Потрахов Н. Н. Метод расчета поглощенной дозы // Медицинская техника - 2006 - № 4 - С. 23-27.

52. «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований». Санитарные правила и нормативы. СанПиН 2.6.1.1192-03/

53. Потрахов H.H., Потрахов E.H., Грязнов А.Ю., Воробьев Б.Ф. Радиационная нагрузка на окружающую среду при проведении прицельных и панорамных рентгенологических исследований портативными рентгеновскими аппаратами семейства «ПАРДУС» // Всероссийский конгресс лучевых диагностов. - Материалы конгресса — 2006. - С. 441 - 442.

54. Программа расчета радиационной нагрузки на пациентов при проведении медицинских рентгенологических исследований [тезисы] // 67-я НТКНТОРЭС им. А .С. Попова- СПб - 2012 - С. 271-273.

55. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ № 2009616682. НН. Потрахов, В.Б. Бессонов, А.Ю. Грязнов, Н.В. Казакова. «Программа для оценки информативности медицинских рентгенодиагностических снимков (ИНФО- анализ)» от 02.12 2009 г.

56. В.Б. Бессонов, А Ю. Грязнов. Методика моделирования рентгенодиагностических снимков с целью увеличения их диагностической ценности [текст] // Труды VIII Российсю-баварсюй конференции по биомедицинской инженерии-СПб -2012-С.355-359.

57. Грязнов А.Ю. Разработка аппаратурных и методических способов повышения аналитических характеристик энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализатора. Канд. диссертация, Санкт-Петербург, 2004 г.

58. Грязнов А.Ю. Математическая модель формирования фазоконтрастного рентгеновского изображения. Часть 1. Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ"- 2010. - № 6. - С. 14-20.

59. В.И.Козлов, Т.А.Цехмистренко Анатомия ротовой полости и зубов: Учебное пособие Издательство: РУДН ИПК - 2009 -156 с.

60. Быков В.П. Гистология и эмбриология органов полости рта человека: Учебное пособие 2-е изд. -СПб. - 1999.

61. В.Б. Бессонов, А.Ю. Грязнов. Методика микрофокусной компьютерной томографии в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии // Материалы VI международного конгресса «Невский радиологический форум-2013». -2013.

62. «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований». Санитарные правила и нормативы. СанПиН 2.6.1.1192-03

63. «Организация и проведение индивидуального дозиметрического контроля. Персонал медицинских учреждений». Методические указания. МУ 2.6.1.2118-06.

64. ГОСТ Р МЭК 61223-2-10-2001 Оценка и контроль эксплуатационных параметров рентгеновской аппаратуры в отделениях (кабинетах) рентгенодиагностики.

65. «Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009». Санитарные правила и нормативы. СанПиН 2.6.1.2523-09

66. СП 2.6.1.2612-10 "Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99 2010)".

МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" имени В.И. Ульянова (Ленина)» (СПбГЭТУ)

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ

\ \Z\fU ВПГГНН ^ Л-ЧЛЛЖЛ

Утверждаю ур по научной работе Шестопалов М.Ю.

2014

Акт

о внедрении

в учебный процесс факультета электроники результатов диссертации Бессонова В.Б.

В работе Бессонова В.Б. предложено решение актуальной научной задачи современной рентгенодиагностики в стоматологии - повышение эффективности интраоральных панорамных рентгенодиагностических систем. Автором создана физическая модель процесса формирования дентальных рентгеновских снимков, разработан метод коррекции геометрических искажений интраоральных панорамных рентгеновских снимков и компьютерная программа для его реализации, предложен ряд технических решений, позволяющих повысить информативность' рентгенодиагностических исследований, разработано программное обеспечение для расчета оптимальных режимов работы рентгенодиагностической стоматологической аппаратуры, обеспечивающих требуемое качество и информативность рентгеновских изображений.

Разработанные Бессоновым В.Б. программные и методические комплексы с 2013 года внедрены в учебный процесс кафедры электронных приборов и устройств факультета электроники, а также используются при проведении научно-практических семинаров и конференций в СПбГЭТУ.

«Методы повышения эффективности интраоральных панорамных рентгенодиагностических систем».

Декан факультета электроники //) у

д.ф.-м.н., профессор /Соломонов А.В.

У 1

Заместитель начальника Военно-медицинской акадеършдаени^С.М. Кирова по учебной и доктор медицинс|сШ5й^.^ ;

Котив

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы

Бессонова Виктора Борисовича на тему: «Методы повышения эффективности интраоральных панорамных рентгенодиагностических систем» на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17 - «Приборы, системы и изделия медицинского назначения»

Комиссия в составе:

председатель - заведующий кафедрой челюстно-лицевой хирургии и стоматологии Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова доктор медицинских наук доцент лицо гражданского персонала Минобороны России Гребнев Г. А.;

члены комиссии: профессор кафедры челюстно-лицевой хирургии и стоматологии доктор медицинских наук профессор Иорданишвили А.К.,

профессор кафедры челюстно-лицевой хирургии и стоматологии доктор медицинских наук доцент Бородулина И.И. в период с 16 апреля 2014 г. по 18 апреля 2014 г., рассмотрела результаты внедрения диссертационной работы Бессонова Виктора Борисовича на тему: «Методы повышения эффективности интраоральных панорамных

рентгенодиагностических систем» на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17 - «Приборы, системы и изделия медицинского назначения», УСТАНОВИЛА:

1. Результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, использованы в ходе выполнения сотрудниками кафедры научно-исследовательской работы (далее - НИР) «Разработка предложений по совершенствованию технических и эксплуатационных характеристик портативного цифрового рентгенодиагностического комплекса «ПАРДУС-Стома», цель которой - оснащение универсального переносного стоматологического комплекса (УПСК), разрабатываемого для нужд военной медицины», а также НИР по теме «Использование портативного дентального рентгеновского аппарата «Пардус-Р» в диагностике и лечении заболеваний зубов и их осложнений у военнослужащих по призыву» (шифр «Пардус»).

¿.Результаты диссертационного исследования «Методы повышения эффективности интраоральных панорамных рентгенодиагностических

систем» используются в учебном процессе на кафедре челюстно-лицевой хирургии и стоматологии Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова по учебной программе «стоматология» для обучения курсантов факультетов подготовки врачей, по учебным программам «стоматология хирургическая», «челюстно-лицевая хирургия» - для обучения слушателей факультета дополнительного профессионального образования и факультета руководящего медицинского состава. Данные вопросы рассматриваются при изучении тем рентгенологической диагностики, использования рентгенологических методов в лечебном процессе в клинике терапевтической и хирургической стоматологии.

3. Программно-аппаратный комплекс используется в лечебном процессе в клинике челюстно-лицевой хирургии и стоматологии для интраоперационной интраоральной панорамной рентгенодиагностики и контроля качества проведения репозиции отломков костей лицевого скелета у пациентов с тяжёлой сочетанной травмой.

4. Программно-аппаратный комплекс используется в лечебном процессе для диагностики и контроля качества эндодонтического лечения осложненного кариеса у военнослужащих в стоматологических кабинетах войскового звена.

Результаты внедрения диссертационной работы Бессонова В.Б. на соискание ученой степени кандидата технических наук на тему: «Методы повышения эффективности интраоральных панорамных

рентгенодиагностических систем» обсуждены на заседании кафедры челюстно-лицевой хирургии и стоматологии Военно-медицинской академии имени С.М. Кирова (протокол № 19 от 21.04.2014 г.).

Члены комиссии:

доктор медицинских наук профе

Председатель комиссии:

доктор медицинских наук доцен'

доктор медицинских наук доцен'

А.К. Иорданишвили

И.И. Бородулина

'.А. Гребнев

«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор по учебноИ*работе

ГБОУ ВПО> МГ'МСМ и ^ А.И.Евдокимова

Минздрава Loccum ■4 5 - - <t

* t г

профессор .-.Т--/- Л-?.' '.v С.Т. Сохов « ' 2014 г.

СПРАВКА

О внедрении в учебный процесс кафедры лучевой диагностики

результатов диссертационной работы В.Б. Бессонова на тему: «Методы повышения эффективности интраоральных панорамных рентгенодиагносгических систем».

(127473,г.Москва, ГБОУ ВПО МГМСУ им. А.И.Евдокимова Минздрава России,

ул. Делегатская, дом 20/1)

Результаты работы В.Б. Бессонова используются в учебном процессе кафедры на циклах тематического и общего усовершенствования врачей рентгенологов,рентгенолаборантов и стоматологов с 2013 года. Всего за это время с данной технологией исследования пациентов ознакомилось более 50 врачей различных специальностей и 35 рентгенолаборантов из Москвы и регионов РФ.

Разработки В.Б. Бессонова используются преподавателями кафедры на теоретических и семинарских занятиях с интернами, ординаторами, а также курсантами, обучающимися по всем видам последипломной подготовки по специальности «рентгенология» и «стоматология».

Преподавателями кафедры в лекционном материале раскрываются особенности рентгеновских снимков, полученных методом интраоральной панорамной рентгенодиагностики, способы повышения их информативности, демонстрируются программы коррекции геометрических искажений интраоральных панорамных рентгенограмм, а также способы оценки радиационной нагрузки на пациентов при проведении исследований.

Представленные материалы дают информацию слушателям о преимуществах метода интраоральной панорамной рентгенодиагностики перед традиционной ортопантомографией.

Заведующий учебной частью кафедры лучевой диагностики

ГБОУ ВПО МГМСУ им. А.И.Евдокимова Минздш^России

Доктор медицинских наук, профессор 4шт_В.П.Трутень

Подпись профессора В.П.Трутня ЗАВЕРЯЮ:

Ученый секретарь Ученого Совета ^

ГБОУ ВПО МГМСУ им. А.И. Евдокимова Минздрава^россии

Д.м.н., профессор //_Васюк Ю.А.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРИЦЕЛЬНАЯ РЕНТГЕНОГРАФИЯ

Основой рентгенологического исследования при большинстве заболеваний зубов и пародонта по-прежнему служит внутриротовая рентгенография. В настоящее время существуют четыре ее методики, используемые при съемке зубов, пара- и периодонта: рентгенография периапикальных тканей по правилу изометрической проекции, интерпроксимальная (bite wings-рентгенография), съемка вприкус (окклюзионная) и рентгенография с увеличенного фокусного расстояния параллельным пучком лучей.

На протяжении 60 лет в рентгенодиагностике заболевания зубов в основном применялась методика съемки по правилу биссектрисы или изометрической проекции. Основной задачей исследований по этой методике является получение четкого изображения периапикальных тканей, поэтому центрация луча осуществляется на проекцию на кожу лица вершин корней различных зубов верхней и нижней челюстей. На верхней челюсти они проецируются по линии, соединяющей крыло носа и козелок уха, а на нижней — по линии, проходящей параллельно краю нижней челюсти на 1 см выше него. Метод является способом близкофокусной контактной рентгенографии и осуществляется с помощью дентальных аппаратов различного типа. С этой целью может быть использован, например, рентгеновский аппарат ERGON-X HF (рис. П. 1.1) итальянской фирмы ViVi.

Рис. П. 1.1. Рентгеновский аппарат Е1ЮОК-Х Ш7 для прицельной дентальной рентгенографии Основные характеристики рентгеновского аппарата ЕЯООЫ-Х Ш7 представлены в таблице П. 1.1.

Таблица П. 1.1. Основные технические характеристики рентгеновского

аппарата Е1Ю(Ж-Х НР

Характеристика Значение

Диапазон анодного напряжения, кВ 60-70

Максимальный анодный ток, мА 7

Максимальное время экспозиции, сек 2

Количество рабочих мест 1

Мощность дозы рентгеновского излучения (на расстоянии 1 м), мГр/ч 0,25

Фильтрация, мм А1 2

Для сокращения затрат времени выбор уставок производится на настенном пульте управления. На последнем расположены также сетевой выключатель, сигнальные лампы включения сетевого напряжения и выносная кнопка управления.

Назначение тубуса рентгеновской трубки — сохранить постоянным кожно-фокусное расстояние и унифицировать условия рентгенографии за

счет диафрагмирования пучка рентгеновского излучения. Для этого служит сам тубус, изготовляемый из пластмассы, и свинцовая диафрагма в его основании, фильтрующая рентгеновское излучения и ограничивающая размеры поля облучения. Тубус дентального рентгеновского аппарата при обеспечивают уменьшение поля облучения до 4-6 см. При работах на напряжениях до 70 кВ (наиболее типичные значения анодного напряжения для прицельной дентальной рентгенодиагностики) включительно для снижения дозы облучения пациентов на тубус рентгеновского аппарата устанавливается алюминиевый фильтр толщиной 2 мм. Необходимость фильтрации обусловлена наличием в непрерывном спектре излучения рентгеновской трубки квантов с относительно низкой энергией. Такие кванты не вносят полезный вклад в формирование рентгеновского изображения, а лишь поглощаются в тканях пациента увеличивая тем самым поглощенную дозу.

Учитывая отсутствие на протяжении длительного времени какого-либо иного способа внутриротовой рентгенографии зубов, этот вид съемки использовали с различными целями. Одной из его задач было получение изображения зубов, идентичного их истинным размерам. Ввиду анатомических особенностей строения челюстных костей почти невозможно расположить рентгеновскую пленку во рту параллельно коронке и корню зуба. При этой методике рентгенография осуществляется лучом, перпендикулярным к биссектрисе угла, который образуется между снимаемым зубом и рентгеновской пленкой, и центрируется на линию, являющуюся проекцией на кожу корней зубов.

Для облегчения повседневной работы рентгенолаборантов разработана шкала углов наклона трубки для каждой группы зубов: на верхней челюсти для резцов +55 клыков +45 премоляров +35°, моляров +25°, на нижней челюсти для резцов -20°, клыков -15°, премоляров -10°, моляров -5°. Приведенные показатели служат лишь ориентирами, так как совпадение

эталонных данных и индивидуальных особенностей строения черепа может быть только случайным.

Больного усаживают таким образом, чтобы среднесагиттальная плоскость черепа располагалась перпендикулярно, а окклюзионная — строго горизонтально. Для съемки зубов нижней челюсти голову больного незначительно перемещают назад к подголовнику кресла, чтобы горизонтальной была линия, соединяющая угол носа с мочкой уха.

Как уже отмечалось, решающее значение для техники внутриротовой рентгенографии имеет взаимоположение приемника изображения и оси пучка рентгеновского излучения, что обеспечивает получение неискаженного и доступного для интерпретации снимка. Особенность техники съемки обусловлена анатомией и взаиморасположением объектов в ротовой полости при обязательном выполнении правил "изометрической проекции" и "касательной", которые были разработаны и предложены в 1906 г. польским врачом Цешинским.

Направление оси пучка производится через верхушку корня зуба перпендикулярно биссектрисе угла, образованного осью зуба и плоскостью датчика (рис. 1.4).

Рис. П. 1.2. Правило "изометрической проекции" Параметры полученного изображения близки к истинным размерам зуба. Допустимое увеличение на 10 %, уменьшение — на 20% длины зуба.

Техника получения снимка с использованием внутриротовых датчиков отличается от техники работы с рентгеновской пленкой. Для получения качественного снимка требуется соблюдение строгой перпендикулярности датчика по отношению к тубусу излучателя. Для этого рекомендуется использовать позиционеры. За счет уменьшения расстояния излучатель-объект, при минимальном расстоянии «объект - пленка», расходящийся пучок рентгеновские излучения, проходя через объект, увеличивают изображение и уменьшают искажение.

Чтобы не происходило наложение зубов друг на друга, необходимо направить ось пучка перпендикулярно к касательной, проведенной к дуге в месте расположения исследуемого зуба.

Верхушки корней верхних зубов проецируются на линию, проходящую от наружного слухового прохода к основанию носа (камперовская горизонталь).

Верхушки корней нижних зубов проецируются на линию, расположенную на 0,5 см выше нижнего края челюсти (рис. П.1.З.).

б

Рис. П. 1.3. Правило "касательной": а) направление оси пучка при визуализации зубов; б) проекции верхушек зубов на верхней и на нижней челюстях

Примером реализации описанных выше «правил» могут служить несколько приведенных ниже стандартных укладок при проведении прицельной рентгенографии.

При внутриротовой контактной рентгенографии центральных и латеральных резцов верхней челюсти пациент сидит в кресле так, чтобы линия, соединяющая наружный слуховой проход и переднюю носовую кость, была параллельна плоскости пола. Датчик удерживается в полости рта в вертикальном положении так, чтобы на 5 мм выступал из-за режущего края резцов. Ось пучка направляется в центр датчика (рис. П. 1.4, П.1.5.).

Рис. П. 1.4. Положение оси пучка рентгеновского излучения и датчика в полости рта

Рис. П. 1.5. Рентгенограмма фронтальной области верхней челюсти При внутриротовой контактной рентгенографии клыков пациент сидит в кресле так, чтобы линия, соединяющая наружный слуховой проход и переднюю носовую кость, была параллельна плоскости пола. Датчик удерживается в полости рта в вертикальном положении так, чтобы на 5 мм выступал из-за режущего края клыка нужной стороны. Ось пучка направляется на крыло носа (в клыковую ямку) (рис. П. 1.6, П. 1.7).

Рис. П.1.6. Положение оси пучка и датчика в полости рта в области клыка на верхней

челюсти

Рис. П. 1.7 Рентгенограмма в области клыка верхней челюсти При внутриротовой контактной рентгенографии моляров пациент и система визуализации рамполагаюся таким же образом, как и при внутриротовой контактной рентгенографии клыков. Ось пучка направляется вертикально сверху вниз в проекцию моляров в центр датчика (рис. П. 1.8, П. 1.9).

Рис. П. 1.8. Положение оси пучка и датчика в полости рта на уровне моляров на верхней челюсти

П. 1.9. Рентгенограмма на уровне моляров на верхней челюсти Более подробно описание методики прицельной рентгенографии рассмотрено в специализированной литературе.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ МЕТОДИКИ МОДЕЛИРОВАНИЯ РЕНТГЕНОДИАГНОСТИЧЕСКИХ СНИМКОВ

В общем случае спектр излучения трубки является результатом сложения двух составляющих: тормозного и характеристического спектров рентгеновского излучения.

Тормозное излучение рентгеновской трубки можно охарактеризовать спектральной плотностью потока излучения, определяемой числом квантов рентгеновского излучения (фотонов), приходящихся на единицу энергии, испускаемых за одну секунду в угле один стерадиан. Спектральная плотность тормозного излучения №(Е) [квант/(с-ср-кэВ)], то есть зависимость количества квантов от их энергии рассчитывается по формуле Крамерса

Кт(Е) = к^.1А(Е0/Е-\), (П.3.1)

где к — константа, равная 8,8-108; Ъ - атомный номер материала мишени рентгеновской трубки; 1а - анодный ток трубки; Ео - энергия ускоренных электронов, определяемая напряжением на рентгеновской трубке.

Поток характеристического излучения Ыхч [квант/(с-ср)] в спектре первичного излучения определяется выражением

у-а>ч-р-0

(V V'67

л ,

(П.3.2)

где к1 - константа, равная 5-1014; Ъ— атомный номер материала мишени рентгеновской трубки; \а — анодный ток трубки; Ео - энергия ускоренных электронов; Еч - энергия ионизации д-уровня; 0=1-(7-2-80)/(14-Е-80); соч -выход флюоресценции q-ypoвня; р - доля флуоресценции данной характеристической линии; у=3.8-10"2 для К-серии характеристического излучения и у=0.11 для Ь-серии.

Сложение спектров тормозного и характеристического излучения дает идеализированный спектр излучения рентгеновской трубки в зависимости от таких параметров, как ток, напряжение и материал мишени трубки. Для того чтобы определить истинный вид спектра излучения трубки необходимо учесть те изменения, которые претерпит пучок первичного рентгеновского излучения при взаимодействии с мишенью анода, выходным окном трубки и фильтром.

Конструктивно мишени могут быть выполнены массивными или прострельными (рис. П.3.1) и оказывать существенное влияние на спектр излучения.

1

1 г

ЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖЖ^'ЖаТЖЖЖЖЖЖЖЖЖ.

ШЖЖЩ2Ж

2\

а б

Рис. П.3.1. Конструкция мишеней, а - массивная; б - прострельная; 1 - электронный пучок; 2 - рентгеновское излучение; 3 -

мишень; 4 - тело анода; 5 - выходное окно.

Мишень

Выходное

Фильтр

XI Х2 Хз Х4 Х5

Рис. П.3.2. Схема прохождения пучка рентгеновского излучения от фокусного пятна рентгеновской трубки с прострельным анодом до поверхности объекта. х1 — толщина прострельной мишени; х2 — толщина выходного окна; хЗ — путь от окна до фильтра; х4 - толщина фильтра; х1 - путь от фильтра до объекта.

Соответственно конструктивные особенности каждого типа мишени должны быть учтены при расчете.

На рисунке П.3.2 представлена схема прохождения излучения в случае использования трубки с прострельной мишенью; толщина ослабляющего слоя мишени равна Х1-Х, где XI - толщина мишени, ах- глубина проникновения электронов в мишень, которая рассчитывается по формуле Бете с модифицированным потенциалом ионизации. В случае, если используется трубка с массивным анодом, толщина ослабляющего слоя мишени XI может быть определена по формуле

со Б(а)

ЭС^ ОС

СОБС/?)

(П.3.3)

где а - угол между пучком электронов и нормалью к поверхности мишени, р - угол между нормалью и направлением отбора пучка рентгеновского излучения, х - глубина проникновения электронов в мишень.

В общем случае ослабление потока рентгеновского излучения слоем вещества описывается выражением

К(Е) = М0(Е)-ехр(-Х.р(Е)), (п.3.4)

где Ыо(Е) - спектральная плотность потока излучения до ослабления в слое [квант/(с-ср-кэВ)], р(Е) -линейный коэффициент ослабления потока квантов с энергией Е [см"1], X — толщина ослабляющего слоя [см].

Расчет реального спектра затрудняется тем, что спектральная зависимость коэффициента ослабления имеет сложную форму. Линейный коэффициент ослабления является суммой коэффициентов фотопоглощения, а также когерентного и некогерентного рассеяния рентгеновского излучения в веществе.

Наибольшую трудность представляет собой описание спектральной зависимости коэффициента фотопоглощения т, которая имеет резкие скачки, называемые краями поглощения. Зависимость т в диапазонах энергий квантов между краями поглощения можно описать с помощью полиномов типа:

т(Е) = ¿т^"1. (п з 5)

¡=о

Спектральную зависимость коэффициента когерентного рассеяния ак можно описать с помощью полинома типа:

ак(Е) = (1 + а4Е)(а0 + а,Е + а2Е2 + азЕ3)'1 (п 3 6)

Спектральная зависимость коэффициента некогерентного рассеяния а, описывается полиномом типа:

нк

( / Xх

°нк (Е) = а%+о1+о-21Е

(П.3.7)

Общая формула для расчета линейного коэффициента ослабления имеет вид:

ц(Е) = т(Е) + ак(Е) + анк (Е) . (П.3.8)

Ф и х\ — табличные коэффициенты, зависящие от атомных номеров химических элементов, составляющих вещество ослабляющей среды. Из приведенных формул следует, что расчет первичного спектра излучения трубки (в соответствии, например, с рис. 2) требует значительного объема математических вычислений.

Опираясь на приведенные выше формулы, спектральную плотность потока квантов тормозного излучения рентгеновской трубки с прострельным анодом можно рассчитать по выражению (П.3.9), а поток характеристического излучения - по выражению (П.3.10):

№(Е) = к.2.1А.^-1^ехр((х1-х).цм(Е))х ? (пз д) х ехр((х2 ) • цво (Е)) • ехр((х4 )-{хф (Е)) ■ ехр((х3 + х5) • цвозд (Е))

у-ш -р.в (Е

х 1.67

-1 % 1

•ехр((х1-х)-цм(Е ))х

, (П.3.10)

х ехр((х2 ) • цво (Еч )) • ехр((х4) • (Еч)) • ехр((х3 + х5) • цвозд (Еч))

где XI — толщина мишени, Х2 — толщина выпускного окна, хз и Х5 -расстояния от трубки до фильтра (обычно берется равным нулю) и от фильтра до объекта, Х5 - толщина фильтра (все линейные величины в [см]), цм(Е) — линейный коэффициент ослабления рентгеновского излучения материалом мишени [см"1], Цво(Е) -материалом выпускного окна (обычно бериллия), |1ф(Е) — материалом фильтра [см"1], ^возд(Е) - средой между трубкой и исследуемым объектом (чаще всего воздухом), [см"1]. В случае, если используется трубка с массивной мишенью, то множитель (хгх) заменяется на формулу (П.3.3), если трубка целиком помещена в бак с маслом, то добавляется еще два множителя, учитывающие ослабление в масле и кожухе.

Используя выражения (П.3.9) и (П.3.10), можно рассчитать как суммарное количество квантов в потоке излучения:

К = )°№(Е)аЕ + 2>ч> (П.3.11)

о ч

так и суммарную энергию всех квантов у поверхности объекта, то есть интегральную интенсивность излучения:

; = /(Кт(Е)-Е)аЕ + ХНхч.Е<,. (ПЗЛ2)

о ч

Модель для расчета контраста рентгеновского изображения, например, для прицельной съемки в дентальной рентгенографии показана на рисунке 3. В качестве детали объекта, контраст изображения которой рассчитывается с помощью этой модели может приниматься локальное изменение толщины или плотности костной ткани.

На реальном снимке такой деталью может быть изображение зуба, а также отдельных его фрагментов на фоне челюстной кости, механические повреждения (сколы, трещины) или различные воспалительные процессы в тканях зубо-челюстной системы и т.д.

Спектральная плотность потока квантов рентгеновского излучения, прошедших через однородный участок модели N может быть определена из выражения (П.3.13

ЛГ,(Е) = ^0(Е) • ехр(р1(Е)х1 + ц2(Е)(х2 + х4 + х5) + щ(Е)х3), (П.3.13) где N0 - спектральная плотность потока квантов до объекта, Ц[(Е) — спектральная зависимость коэффициента ослабления рентгеновского излучения для кожи, р.2(Е) - для мягких тканей, Цз(Е) — для кости.

и х2

*3-

х5

Рис. П.3.3 - Модель для расчета контраста рентгеновского изображения в дентальной рентгенографии 1 - кожа, 2 - мягкие ткани, 3 - костная ткань, х1 — толщина кожи, х2+х5 -толщина мягких тканей, хЗ — толщина костного слоя, х4 - толщина детали Спектральная плотность потока квантов, прошедших через участок модели, содержащий деталь может быть определена из выражения (П.3.14) ЛГ2(Е) = N 0 (Е) • ехр (ц( (Е)х1 + ц2(Е)(х2 + х5) + ц3(Е)(х3 + х4», (П.3.14) Если происходит изменение плотности, например, вследствие какого-либо воспалительного процесса выражения необходимо дополнить множителем-экспонентой, учитывающим соответствующее изменение коэффициента ослабления рентгеновского излучения.

Тогда контраст изображения детали будет определяться как

К-

]о° (Е) • ЕйЕ (Е) • ЕАЕ

гЕо

(П.3.15)