izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2024-7-70-78izmertech-2118Research ArticleМЕДИЦИНСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMEDICAL AND BIOLOGICAL MEASUREMENTSОценка анодного напряжения компьютерного томографа при клиническом использовании: влияние профилированных фильтровEvaluation of computed tomography anode voltage in clinical application: the influence of profiled filtershttps://orcid.org/0000-0002-5283-5961ВасильевЮ. А.VasilevYu. A.

Юрий Александрович Васильев

Москва

Yuriy A. Vasilev

Moscow

VasilevYA1@zdrav.mos.ruhttps://orcid.org/0009-0008-4495-0311АхмедзяноваМ. Р.AkhmedzyanovaM. R.

Мария Рашитовна Ахмедзянова

Москва

Maria R. Akhmedzyanova

Moscow

AkhmedzyanovaMR@zdrav.mos.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4776-7108ЗеликманМ. И.ZelikmanM. I.

Михаил Израилевич Зеликман

Москва

Mikhail I. Zelikman

Moscow

info@rentgentest.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8049-006XКручининС. А.KruchininS. A.

Сергей Александрович Кручинин 

Москва

Sergey A. Kruchinin 

Moscow

KruchininSA@zdrav.mos.ruНаучно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города МосквыРоссияResearch and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care DepartmentRussian FederationКонструкторское бюро РентгенТестРоссияDesign Bureau RentgentestRussian FederationНаучно-практический клинический центр диагностики и телемедицинских технологий Департамента здравоохранения города Москвы; Конструкторское бюро РентгенТестРоссияResearch and Practical Clinical Center for Diagnostics and Telemedicine Technologies of the Moscow Health Care Department; Design Bureau RentgentestRussian Federation202405092024077078Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20242024ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/2118

Контроль эксплуатационных параметров рентгенодиагностического оборудования, в том числе компьютерных томографов, обязательно проводится во время приёмочных и периодических испытаниях в медицинских организациях. Описана важность контроля анодного напряжения рентгеновского излучателя (как одного из основных технических параметров при диагностических исследованиях пациентов, способного повлиять на качество визуализации и на безопасную эксплуатацию оборудования). Исследовано влияние профилированных фильтров компьютерных томографов Somatom Definition AS, SOMATOM go.All (Siemens, Германия) на точность измерения анодного напряжения. Анодное напряжение оценено неинвазивными методами с использованием универсальных дозиметров в пользовательском режиме работы оборудования. Испытания проведены в условиях клиники без частичного демонтажа кожуха гентри (конструктивного элемента томографа, внутри которого находится система «рентгеновский излучатель – детектор») и подключения к высоковольтной цепи аппарата. При этом учтены расстояние между чувствительными элементами измерительного прибора и смещение центра чувствительной области относительно положения центральной оси рентгеновского пучка томографа. С помощью универсального дозиметра Piranha R&F/M 657 (RTI Electronics AB, Швеция) при его смещении относительно лазерного центратора компьютерного томографа получены нормированные кривые кермы, анодного напряжения и аппроксимирующие их аналитические функции. На основании расчётной схемы неинвазивной оценки анодного напряжения выведена формула для определения относительного отклонения измеренного значения этого напряжения. Показано, что отклонение обусловлено влиянием профилированного фильтра на выходе рентгеновского излучателя компьютерного томографа и смещением центральной точки чувствительной области измерительного прибора относительно центральной оси рентгеновского пучка томографа. Достоверность данных, рассчитанных по выведенной формуле, подтверждена экспериментально. Полученные результаты будут полезны специалистам по техническому обслуживанию или контролю эксплуатационных параметров рентгеновских компьютерных томографов.

Monitoring of operational parameters of X-ray diagnostic equipment, including computer tomographs, is mandatory during acceptance and periodic tests in medical organizations. The importance of control of anode voltage of X-ray radiator is described (as one of the main technical parameters in diagnostic tests of patients, which can influence the quality of visualization and safe operation of the equipment). Anode voltage is evaluated by non-invasive methods using universal dosimeters in the user mode of equipment operation. The influence of profiled filters of Somatom Definition AS, SOMATOM go.All (Siemens, Germany) scanners on the accuracy of anode voltage measurement was investigated. The tests were conducted in clinic conditions without partial removal of the gantry (a structural element of the tomograph, inside which the system “X-ray emitter – detector” is located) and connection to the high-voltage circuit of the device. The distance between the sensitive elements of the measuring device and the displacement of the center of the sensing area relative to the position of the central axis of the X-ray beam of computed tomography scanner were taken into account. Normalized curves of kerma values, anode voltage values and their approximating analytical functions were obtained using a Piranha R&F/M 657 universal dosimeter (RTI Electronics AB, Sweden) at its displacement relative to the laser centralizer of computed tomography scanner. Based on the scheme for noninvasive estimation of anode voltage value, a formula of the relative deviation of the measured value of the anode voltage associated with the presence of a profiled filter at the output of the X-ray emitter of the tomograph and the displacement of the center point of the sensitive area of the measuring device relative to the central axis of the X-ray beam of the tomograph is obtained. The validity of the data based on the formula is confirmed experimentally. The results of the study will be helpful to technical specialists who maintain or control the X-ray computed tomography operating parameters.

компьютерный томографрентгеновский излучательпрофилированный фильтранодное напряжениеточность оценкиcomputed tomography scannerX-ray emitterprofiled filteranode voltageaccuracy of estimationДанная статья подготовлена авторским коллективом в рамках НИОКР «Разработка и создание аппаратно-программного комплекса для оппортунистического скрининга остеопороза» (№ ЕГИСУ 123031400007-7) в соответствии с Приказом от 21.12.2022 г. № 1196 «Об утверждении государственных заданий, финансовое обеспечение которых осуществляется за счет средств бюджета города Москвы государственным бюджетным (автономным) учреждениям подведомственным Департаменту здравоохранения города Москвы, на 2023 год и плановый период 2024 и 2025 годов» Департамента здравоохранения города Москвы.This paper was prepared by a group of authors as a part of the research and development effort titled “Development of a hardware and software suite for opportunistic screening of osteoporosis” (USIS no.: 123031400007-7) in accordance with the Order no. 1196 dated December 21, 2022 “On approval of state assignments funded by means of allocations from the budget of the city of Moscow to the state budgetary (autonomous) institutions subordinate to the Moscow Health Care Department, for 2023 and the planned period of 2024 and 2025” issued by the Moscow Health Care Department.ReferencesМорозов С. П., Линденбратен Л. Д., Габай П. Г. и др. Основы менеджмента медицинской визуализации. ГЭОТАРМедиа, Москва (2020). https://doi.org/10.33029/9704-5247-9-MEN-2020-1-424Morozov S. P., Lindenbraten L. D., Gabay P. G. et al. Basic principles of medical organization management, GEOTARMedia Publishing Group, Moscow (2020). (In Russ.) https://doi.org/10.33029/9704-5247-9-MEN-2020-1-424Рыжкин С. А., Дружинина Ю. В., Лантух З. А. и др. Проблемы облучения персонала в современных медицинских технологиях. Digital Diagnostics, 4(2), 142–155 (2023). https://doi.org/10.17816/DD375327Ryzhkin S. A., Druzhinina Y. V., Lantukh Z. A. et al. Problems of personnel irradiation in modern medical technologies. Digital Diagnostics, 4(2), 142–155 (2023). (In Russ.) https://doi.org/10.17816/DD375327Ахмедзянова М. Р., Зеликман М. И., Кручинин С. А. и др. Оперативный контроль работоспособности цифровых рентгенодиагностических аппаратов до начала приёма пациентов. Вестник НИЯУ МИФИ, 12(6), 357–367 (2023). https://doi.org/10.26583/vestnik.2023.283Akhmedzyanova M. R., Zelikman M. I., Kruchinin S. A. et al. Operational monitoring of the operability of digital X-ray diagnostic devices before the start of patient admission. Vestnik natsional’nogo issledovatel’skogo yadernogo universiteta “MIFI”, 12(6), 357–367 (2023). (In Russ.) https://doi.org/10.26583/vestnik.2023.283Кручинин С. А., Васильев Ю. А., Петряйкин А. В. Программное обеспечение для контроля технического состояния рентгеновского излучателя и цифрового детектора рентгенодиагностических систем общего назначения (DTG): программа для ЭВМ RU2023665712. Программы для ЭВМ. Базы данных. Топологии интегральных микросхем, (7) (2023).Kruchinin S. A., Vasilev Y. A., Petraikin A. V. Сomputer program RU2021619933. Computer Programs. Databases. Topographies of integrated circuits, (7) (2023). (In Russ.)Карягин М. А. Состояние и перспективы развития методов и средств неинвазивного измерения напряжения на рентгеновских трубках. Медицинская техника, (5(281)), 24–27 (2013). https://www.elibrary.ru/rneapzKaryagin M. A. Current state and trends in the development of methods and devices for noninvasive measurement of X-Ray tube voltage. Biomedical Engineering, 47(5), 250–252 (2014). https://doi.org/10.1007/s10527-014-9383-8Блинов Н. Н., Колесникова Н. В. Основные технические характеристики рентгеновских компьютерных томографов для выбора модели в соответствии с профилем медицинского учреждения. Медицинская техника, (5(281)), 40–43 (2013). https://www.elibrary.ru/rnearxBlinov N. N., Kolesnikova N. V. Main performance specifcations of X-Ray computer tomographs as a guide to selecting the best tomograph model for a special care institution. Biomedical Engineering, 47(5), 268–272 (2014). https://doi.org/10.1007/s10527-014-9388-3Муслимов Д. А., Лелюхин А. С. Методы и средства измерения анодного напряжения рентгеновских аппаратов. Медицинская техника, (5), 34–39 (2011).Muslimov D. A., Lelyukhin A. S. Methods and devices for anode voltage measurement in X-ray apparatuses. Biomedical Engineering, 45(5), 189–193 (2011). https://doi.org/10.1007/s10527-011-9239-4Блинов Н. Н. Нормирование и контроль качества при эксплуатации аппаратов и оборудования для лучевой диагностики. Радиология – практика, (4), 62–71 (2009). https://www.elibrary.ru/nefaodBlinov N. N. Normirovanie i kontrol’ kachestva pri ehkspluatatsii apparatov i oborudovaniya dlya luchevoi diagnostiki. Radiology and Practice, (4), 62–71 (2009). (In Russ.)Зеликман М. И., Кручинин С. А., Морозов С. П. Методика контроля основных электрических и радиационных характеристик рентгеновских компьютерных томографов в режиме клинического использования оборудования: методические рекомендации. Серия «Лучшие практики лучевой и инструментальной диагностики». ГБУЗ «НПКЦ ДиТ ДЗМ», Москва (2020), вып. 95.Zelikman M. I., Kruchinin S. A., Morozov S. P. Metodika kontrolya osnovnykh ehlektricheskikh i radiatsionnykh kharakteristik rentgenovskikh komp’yuternykh tomografov v rezhime klinicheskogo ispol’zovaniya oborudovaniya: metodicheskie rekomendatsii. Luchshie praktiki luchevoi i instrumental’noi diagnostiki, GBUZ “NPKTS DIT DZM”, Moscow (2020), iss. 95. (In Russ.)Кручинин С. А. Методика оценки электрических и радиационных характеристик рентгеновских компьютерных томографов в условиях клиники. Российский электронный журнал лучевой диагностики, 9(4), 123–128 (2019). https://doi.org/10.21569/2222-7415-2019-9-4-123-128Kruchinin S. A. The method of ct electrical and radiation characteristics evaluation in clinical using conditions. Russian Electronic Journal of Radiology, 9(4), 123–128 (2019). (In Russ.) https://doi.org/10.21569/2222-7415-2019-9-4-123-128Календер В. Компьютерная томография. Основы, техника, качество изображений и области клинического использования. Техносфера, Москва (2006).William K. Computed Tomography: Fundamentals, System Technology, Image Quality, Applications, John Wiley&Sons, Inc. (2011).Рентгеновские диагностические аппараты. В 2-х томах. Т. 2. Под ред. Н. Н. Блинова, Б.И. Леонова. ВНИИМТ, НПО «Экран», Москва (2001).Rentgenovskie diagnosticheskie apparaty. In 2 vol., vol. 2, eds. N. N. Blinov, B. I. Leonov. VNIIMT, NPO “EhkraN”, Moscow (2001). (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.