Електронно-оптичний підсилювач

Електронно-оптичний підсилювач рентгенівського зображення - пристрій, призначений для багаторазового збільшення яскравості зображення на рентгенівському екрані шляхом перетворення світлового зображення в електронне і подальшого перетворення його в світлове. Таке посилення зображення в електронно-оптичному підсилювачі досягається з допомогою електровакуумного приладу, званого електронно-оптичним перетворювачем. Підсилювач рентгенівського зображення застосовують головним чином при просвічуванні, рентгенокинематографии і використанні телебачення у рентгенодіагностиці .
Основною перевагою електронно-оптичного підсилювача є різке зниження дози рентгенівського випромінювання при діагностичних дослідженнях, особливо при рентгенокинематографии, а також можливість завдяки різкого збільшення яскравості зображення просвічувати в слабо затемненому приміщенні, користуючись при цьому малопотужними рентгенівськими апаратами (див.).

Електронно-оптичний підсилювач рентгенівського зображення - пристрій для перетворення рентгенівського зображення в оптичне, у багато разів перевершує по яскравості зображення на звичайному рентгенівському екрані. Збільшення яскравості зображення досягається шляхом проміжного перетворення рентгенівського зображення в електронне та посилення останнього за рахунок додатково підведеної електричної енергії.
Основним підсилювальним елементом такого пристрою є вакуумний прилад, званий електронно-оптичним перетворювачем. Найбільш широке застосування отримали підсилювачі з рентгенівськими електронно-оптичними перетворювачами (РЭОП). Первинним приймачем рентгенівського випромінювання є в цьому випадку люмінесцентний екран з ZnS - Ag - або ZnS·CdS - Ag-люмінофора всередині вакуумної трубки (рис. 1). Екран знаходиться в оптичному контакті з напівпрозорим сурьмяно-цезиевым або мультищелочным фотокатодом. Экрано-катодний вузол разом з конусоподібним анодом і подфокусирующим електродом утворює трьохелектродної прискорює і фокусирующую систему перетворювача. У підстави анодного конуса розташований вихідний катодолюминесцентный екран. На анод подається високий позитивний потенціал (25 кв) щодо катода, на фокусуючий електрод - невеликий потенціал (200-300).

Рис. 1. Схема пристрою рентгенівського електронно-оптичного перетворювача фірми Філіпс з рентгенівським екраном, що знаходяться в оптичному контакті з фотокатодом: 1 - рентгенівська трубка; 2 - об'єкт дослідження; 3 - РЭОП; 4 - вхідний рентгенівський екран; 5 - фотокатод; 6 - подфокусирующий електрод; 7 - колба; 8 - вихідний екран; 9 - захисне скло; 10 - оптична система; 11 - очей исследующего; 12 - телевізійна камера; 13 - кінокамера; 14 - широкоформатний кінокамера.

Пучок рентгенівських променів, потрапляючи на вихідний екран, викликає його світіння (рентгенолюминесценцию). Під дією квантів світла фотокатод випускає (эмиттирует) електрони, причому розподіл щільності електронів у пучку відтворює розподіл освітленості, створюваної екраном на поверхні фотокатода. В результаті світлове зображення перетворюється в електронний. Потік електронів, прямуючи до анода, бомбардує вихідний люмінесцентний екран, викликаючи його світіння. Таким чином, здійснюється зворотне перетворення електронного зображення в світлове. Збільшення яскравості досягається шляхом прискорення електронів в електростатичному полі і електронно-оптичного зменшення зображення, що призводить до збільшення густини потоку електронів. Зображення на вихідному екрані спостерігають через оптичну систему, що збільшує його розміри до нормальних. Його також можна фотографувати на широкоформатну плівку, на кіноплівку або передавати на телевізійну трубку.
Сучасні підсилювачі з РЭОП мають коефіцієнтом посилення, рівним 3000 або більше. Це означає, що яскравість свічення їх вихідного екрану перевершує яскравість світіння звичайного екрану для рентгеноскопії в 3000 або більше разів. Це основна перевага підсилювача, що дає можливість збільшити ступінь сприйняття інформації, закладеної в зображенні, завдяки підвищенню гостроти зору та контрастної чутливості ока; скоротити час дослідження; зменшити ймовірність помилок, пов'язаних з втомою очей; усунути необхідність в затемненні і додаткової адаптації; зменшити опромінення пацієнта при рентгеноскопії; виробляти рентгенокиносъемку, а також застосовувати телевізійні установки з використанням видиконов в якості передавальних трубок.
Недоліком підсилювача з РЭОП є відносно невеликий розмір робочого поля (технічно складно зробити РЭОП з діаметром вихідного екрана понад 220-230 мм). Для збільшення робочого поля використовують підсилювачі яскравості рентгенівського зображення іншої конструкції зі світловим електронно-оптичним перетворювачем (рис. 2). У цьому підсилювачі рентгеноскопічний екран знаходиться поза ЕОП, а зображення, що отримується на екрані проектується на фотокатод перетворювача светосильной дзеркально-лінзової оптикою. Недоліками такої системи є громіздкість і значні втрати світла при переносі зображення з екрану на фотокатод.

Рис. 2. Схема пристрою підсилювача яскравості рентгенівського зображення «Цинеликс» з перенесенням зображення з рентгенівського екрану на фотокатод за допомогою дзеркально-лінзової оптики: 1 - рентгенівська трубка; 2 - світловий електронно-оптичний перетворювач; 3 - вхідна оптика; 4 - вихідна оптика; 5 - рентгеноскопічний екран.

Електронно-оптичні підсилювачі рентгенівського зображення застосовують при дослідженні травного тракту і серцево-судинної системи, для рентгеноскопического контролю при введенні
зондів, катетерів і радіоактивних препаратів, для швидкого дослідження травматичних ушкоджень і у всіх випадках, коли застосування звичайного методу просвічування пов'язане з небезпекою надмірного опромінення пацієнтів і персоналу.
Телевізійні установки з підсилювачем дозволяють виробляти одночасне спостереження групою лікарів і здійснювати рентгенологічний контроль при операціях безпосередньо біля операційного столу.
Рентгенокиносъемка за допомогою підсилювача поєднує в собі одне з важливих переваг рентгенографії - документальність з можливістю функціональних досліджень різних органів. Двоканальна вихідна оптична система дозволяє візуально контролювати процес кінозйомки.
При використанні новітніх підсилювачів рентгенівського зображення інтегральна доза при рентгеноскопії в ряді випадків зменшується до 10-15 разів.
Прагнення звести до мінімуму опромінення пацієнтів і персоналу і розширити можливості рентгенодіагностики призводить до обмеження сфери застосування звичайного рентгенологічного дослідження із заміною його дослідженням за допомогою електронно-оптичного підсилювача рентгенівського зображення. См. також Рентгенівські апарати, Рентгенодіагностика, Рентгенотехника.