Поиск неисправностей в электронике - [110]

Рис. 10.21.Высоковольтный делитель для калибровки рентгеновской установки

Делитель напряжения и пробник тока, описанные выше, полезны при выполнении калибровки и тестирования выхода и специфических операций. Время воздействия измеряется по сигналам на экране осциллографа, снятого с делителя напряжения. Эти тесты должны выполняться регулярно для гарантии того, что пациент не получает слишком большую дозу облучения, и пленка реагирует на первый импульс (так что техник не должен выполнять несколько пусков).

Важно также общее качество изображения. Разрешение системы определяет степень детальности, которую может обеспечить изображение. Обычно для оценки этой характеристики используется тестовая сетка, которая изготавливается из нескольких проволочных ячеек, вставленных в прозрачную для излучения среду. например, пластик. Скажем, одна ячейка сетки может иметь шестнадцать линий на 2,54 см, следующая — 32 линии на 2,54 см и т. д. (рис. 10.22).

Рис. 10.22.Тестовая сетка для рентгеновской установки

Здесь сетка экрана (прямоугольники справа), пластинки из трех различных материалов (горизонтально расположенные справа), металлические диски нескольких диаметров (слева) и другие материалы, обычно используемые в медицинских процедурах (вверху и внизу). Тестовая сетка помещается на рентгеновский стол, выполняются снимки при различных установках напряжения и тока.

Значительная часть технического обслуживания, которого требует рентгеновский кабинет, является механической. Столы с приводами от моторов для наклона и выдвижные части столов требуют регулярного осмотра и смазки. Механизмы с противовесами, которые позволяют технику весом 50 кг работать с оборудованием весом более 100 кг. должны быть тщательно настроены. Используются также системы безопасного торможения, предотвращающие травмы. которые может нанести головка установки, если откажет держатель.

Компьютерный томограф

Описание рентгеновских систем будет неполным без обзора наиболее комплексных на сегодня рентгеновских систем, которые называются компьютерными аксиальными томографами. Компьютерный аксиальный томограф использует генератор рентгеновских лучей и устройство формирования цифрового изображения, расположенный на вращающейся на 180° каретке. Пациент помещается в центре этого механизма через тороидальное отверстие. Часть тела больного, которая должна быть исследована, помещается на пути рентгеновского луча. Система циклически снимает рентгеновское изображение и вращает каретку, как показано на рис. 10.23.

Рис. 10.23. Механизм компьютерного аксиального томографа

После того как были получены и оцифрованы все изображения, компьютер составляет двумерную модель, которая показывает разрез тела пациента (рис. 10.24).

Рис. 10.24.Изображение головы, полученное с помощью компьютерного аксиального томографа

Компьютерный аксиальный томограф представляет собой очень дорогое и сложное электронно-механическое оборудование. Для того чтобы окупить затраты, его нужно постоянно использовать, но при этом приходится, соответственно, нести расходы на оплату труда сервисного инженера. Изготовители компьютерных аксиальных томографов часто предоставляют сервисного представителя для систематического технического обслуживания и решения проблем, в течение нескольких часов, как часть сервисного контракта с больницей. Только сервисный контракт на обслуживание таких систем может стоить 100 000 долларов в год. Если работающий в больнице специалист но обслуживанию биомедицинского оборудования отвечает за компьютерный аксиальный томограф, необходимо, чтобы он прошел подготовку на предприятии-изготовителе, чтобы гарантировать быстрое получение запасных частей.

Магнитно-резонансные системы

Одним из наиболее впечатляющих высокотехнологичных приборов, которые разработаны в области биомедицины, являются системы магнитно-резонансной томографии (или ядерно-магнитный резонанс — ЯМР) — рис. 10.25.

Рис. 10.25.Пациент в цилиндре для сканирования установки ЯМР

Как описано выше, компьютерный аксиальный томограф может реконструировать данные из нескольких рентгеновских изображений для формирования разрезов внутренних органов и структур тела. Оборудование ЯМР может создавать аналогичные изображения и не так ограничено в ориентации срезов. Кроме того, этот метод не подвергает пациента вредному ионизированному воздействию радиации (рентгеновских лучей), поскольку он вместо излучения использует магнитные поля.

Полное описание принципов работы установок ЯМР лежит за пределами предмета данной книги. Мы рассмотрим только некоторые базовые концепции. Поскольку атомы нашего тела вращаются, они образуют магнитные полюса: северный и южный. Ориентация полюсов случайна, и поэтому мы не создаем четкой магнитной ориентации. Однако если нас поместить в очень сильное магнитное поле, все наши полюса выстроятся в одном из двух направлений (параллельно или противоположно) внешним линиям магнитного потока. С помощью высокочастотного радиоимпульса можно заставить магнитные полюса изменить направление. Это высвобождает некоторое количество высокочастотной энергии, частота излучения которой связана с природой тканей и интенсивностью магнитного ноля.