Компьютерная Томография

      Полная интенсивность определяется по формуле :

где Кам = 1,  Кк.обсл  = 1. Исходя из этого:

      29,86×10-6  1/ч

     Средняя  наработка до отказа :

      Т = 1/ lрэа » 33489 ч.

6.2. Разработка конструкции

       Конструкция разработанного устройства сопряжения, а также выбор используемых элементов и материалов обусловлен функциональными особенностями схемы и условиям эксплуатации устройства. Группа эксплуатации первая. Для данной группы диапазон рабочих температур находится в пределах от +5 до +40 градусов, влажность 80 %. Все используемые радиоэлементы имеют эксплутационные характеристики  соответствующие указанному диапазону.

     С экономической точки зрения целесообразно применять серию резисторов МЛТ, которые соответствуют условиям эксплуатации: предельное рабочее напряжение 250 В, температура окружающей среды от – 60 до +70 градусов Цельсия. В схеме используются резисторы МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25.

       В устройстве использован керамический конденсатор. Обусловлено это небольшими размерами и высокой надежностью керамических конденсаторов.

     Для индикации работы устройства применяется арсенид – галлиевый светодиод зеленого свечения. Светодиоды данного типа имеют высокую яркость свечения, низкое рабочее напряжение, малую инерционность, большой срок службы, обладают высокой устойчивостью к механическим воздействиям.

     В качестве включателя питания используется кнопочный переключатель П2К.

     Устройство сопряжения выполняется на печатной плате, которая выполнена  на основе стеклотекстолита. Стеклотекстолит по сравнению с также применяемым для этой цели гетинаксом обладает более высокой прочностью

при сжатии, а также теплостойкостью и минимальным водопоглощением. Несмотря на то, что гетинакс более дешев, целесообразнее использовать материл негигроскопичный и механически прочный. Поэтому печатную плату устройства предполагается выполнять на стеклотекстолите марки СФ-2-35-1,5.

     Плата изготовляется фотохимическим методом. На первом этапе, после сверления отверстий, осуществляется их металлизация химико-гальваническим способом. Далее создается защитный рельеф с помощью трафаретной или фотопечати. И, после гальванического осаждения металлического слоя, устойчивого при травлении, осуществляется непосредственно травление. Метод обладает наивысшей точностью и разрешающей способностью, не требует сложного оборудования, позволяет осуществлять легкий переход от одной схемы к другой. Метод используется в серийном и опытном производстве двусторонних печатных плат. [15]

     Пример разработки платы печатной представлен согласно ВлГУ.466400.001.

     Корпус для устройства, состоящий из верхней и нижней крышек, предполагается выполнить литьем из пластмассы. Выбор данного материала обусловлен дешевизной пластмассовых корпусов, технологичностью изготовления, малым весом. А т.к. устройство отличается малыми размерами, применение пластмассы, позволяет достичь необходимой механической прочности. Для соединения двух крышек корпуса используются 4 винта М3, которые также осуществляют крепление платы в корпусе. Такое решение повышает технологичность производства и удешевляет конструкцию.

     В верхней крышке корпуса находится отверстие для светодиода. На боковой поверхности крышки корпуса находится кнопка включения питания.

     Внешний вид прибора представлен согласно ВлГУ.466400.001.ГЧ

      7. Рекомендации по организации рабочего места врача топометриста

     Разработанное устройство предполагается эксплуатировать совместно с рентгеновским симулятором SLS-9. При проведении исследований, врач будет работать с рентгеновским симулятором и персональным компьютером. Исходя из этого можно выделит следующие вредные факторы, возникающие при использовании устройства: воздействие ионизирующего излучения и факторы, обусловленные работой с персональным компьютером. Уровни воздействия рентгеновского излучения регламентируются документом НРБ - 96. [16] А при работе с персональным компьютером должны выполняться требования указанные в нормативном документе "Санитарные правила и нормы 2.2.2.542 - 96 Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы". [17]

     Наиболее значимой опасностью является воздействие ионизирующего излучения. В соответствии с нормами НРБ-96 [13] , персонал, работающий с симулятором можно отнести к категории Б. К категории Б принадлежит персонал, т.е. лица, которые постоянно или временно работают с источниками ионизирующих излучений. В качестве основных дозовых пределов в зависимости от группы критических органов для категории А установлена предельно допустимая доза за год. Для групп критических органов 1,2 и 3 она составляет соответственно 5, 15 и 30 бэр за год.

     Для защиты персонала от ионизирующих излучений предусмотрены специальные меры безопасности. Так, помещение для проведения исследований - процедурная сконструирована и оборудовано специальным образом. Пол в помещении покрыт специальным линолеумом, края которого подняты на высоту 20 см и тщательно заделаны. Стены для защиты от ионизирующих излучений покрыты барритом, специальным материалом в виде штукатурки. Двери в процедурную проложены листовым свинцом толщиной 1,5 мм. Смотровое окно из пультовой в процедурную сделано из просвинцованного стекла, толщиной 20 мм. Для контроля поглощенной дозы, каждый исследователь, работающей с рентгеновской аппаратурой имеет индивидуальный дозиметр. Вышеописанные, а также ряд других технических, санитарно-гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий обеспечивают выполнение требований НРБ-96.

     При проведении исследований взаимодействие врача топометриста с аппаратной частью комплекса будет заключаться лишь во включении устройства перед началом работы и в выключении его после ее окончания. Поэтому в основном врач работает с программной частью, используя персональный компьютер. В вышеуказанном нормативном документе определены следующие требования при работе с персональным компьютером. Требования к видеодисплейным терминалам и персональным электронно-вычислительным машинам, требования к помещениям, требования к микроклимату, содержанию аэроионов и вредных химических веществ в воздухе помещений, требования к шуму и вибрации, требования к освещению, требования к организации и оборудованию рабочих мест.

     Используемый компьютер (включая ВДТ) имеет гигиенический сертификат, поэтому все требования и вредные факторы (напряженность электромагнитных  и электростатических полей, поверхностный электростатический потенциал, визуальные параметры ВДТ) соответствуют нормативным документам.

     Нормативные документы требуют чтобы в помещениях, в которых работа на ВДТ и ПЭВМ является вспомогательной (а именно такая работа и будет проводится врачом топометристом), уровни шума на рабочих местах не превышли значений, установленных для данных видов работ "Санитарными нормами допустимых уровней шума на рабочих местах" № 3223-85. Уровень вибрации не должен превышать допустимых значений согласно "Санитарным нормам вибрации рабочих мест" №3044-84.

     Температура, относительная влажность и скорость движения воздуха на рабочем месте не должны соответствовать действующим санитарным нормам микроклимата производственных помещений № 4088-86.

     Содержание вредных химических  веществ в воздухе помещения не должно превышать "Предельно допустимых концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны" № 4617-88. 

     Уровни положительных и отрицательных аэроионов в воздухе помещения с ВДТ и ПЭВМ должны соответствовать "Санитарно гигиеническим нормам допустимых уровней ионизации воздуха производственных и общественных помещений" № 2152-80.

     ПЭВМ с которой предстоит работать врачу топометристу установлена в больничном помещении. Поэтому вышеперечисленные нормативные требования к микроклимату, содержанию аэроионов и вредных химических веществ, к шуму и вибрации, выполняются, т.к. требования к данной категории помещений гораздо выше.

     Помещение, где предполагается работа врача топометриста с ПЭВМ имеет естественное и искусственное освещение, что соответствует требованиям СанПиН 2.2.2.542-96. Также выполнено требование и по площади и объему, приходящемуся на одно рабочее место - 6,0 кв.м. и 24,0 куб.м. соответственно (в помещении площадью размером  4´6´3 установлена одна ПЭВМ).

     Искусственное освещение помещения осуществляется системой общего равномерного освещения с помощью люминесцентных ламп типа ЛБ. Нормы по освещению рабочего места выполнены при конструировании системы освещения Однако, для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещении, следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.

     Согласно нормам, рабочие места с ВДТ и ПЭВМ по отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку. Исходя из этого предлагается следующая схема расположения ПЭВМ в помещении представленная на рис.7.1.

     Рис.7.1 Рекомендуемая схема установки ПЭВМ в помещении для   

     проведения исследований.

     1 – симуляторная, 2 – лаборатория, 3 – оборудование, 4 – симулятор,

     5 –  пульт управления, 6 – рабочий стол, 7 – рабочий стул, 8 – монитор, 9 – 

     клавиатура.

     Оконные проемы помещения необходимо снабдить устройствами регулирования света, типа жалюзи или занавеси.

     Оборудование и организация рабочего места должно обеспечить соответствие конструкции всех элементов рабочего места и их взаимного расположения эргономическим требованиям с учетом характера выполняемой деятельности, комплексности технических средств, форм организации труда и основного рабочего положения пользователя. Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количества и конструктивных особенностей, характера выполняемой работы. При этом допускается использование рабочих столов различных конструкций отвечающих современным требованиям эргономики. Согласно нормативным требованиям, высоту рабочего стола предполагается установить равной 285 мм. Рабочий стол будет иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной не менее 500 мм, глубиной на уровне колен - не менее 450 мм,  и на уровне вытянутых ног не менее 650 мм.

     Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе с ПЭВМ, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины для предупреждения развития утомления. Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона спинки и сидения, а также расстоянию спинки от переднего края сиденья, при этом регулировка каждого параметра должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежную фиксацию. Поверхность сиденья, спинки и других элементов стула (кресла) должна быть полумягкой, с нескользящим, неэлектризующимся и воздухопроницаемым покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнений. Конструкция его должна обеспечивать:

- поверхность сидения с закругленным передним краем;

- ширину и глубину поверхности сидения не менее 400 мм;

- регулировку высоты поверхности сидения в пределах 400-550 мм и углам наклона вперед до 15 град. и назад до 5 град.

- высоту опорной поверхности спинки 300 мм, ширину - не менее 380 мм и радиус кривизны горизонтальной плоскости в пределах 400 мм;

- угол наклона спинки в вертикальной плоскости в пределах 0 ± 03 градусов;

- регулировку расстояния спинки от переднего края сиденья в пределах 260 -400 мм;

- стационарные или съемные подлокотники длиной не менее 250 мм и шириной - 50 -70 мм;

- регулировку подлокотников по высоте над сиденьем в пределах 230 ±30 мм и внутреннего расстояния между подлокотниками в пределах 350 - 500 мм.

     Экран видеомонитора должен находится от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.

     В помещении ежедневно должна проводится влажная уборка . Желательно также производить его проветривание, что обеспечивает улучшение качественного состава воздуха, в том числе и аэроионный режим. Помещение должно быть оснащено аптечкой первой помощи и углекислотными огнетушителями.

     Продолжительность работы с ПЭВМ не должна превышать 6 часов в день. Для обеспечения оптимальной работоспособности и сохранения здоровья исследователя, на протяжении рабочей смены должны устанавливаться регламентированные перерывы, суммарное время которых для данной работы должно быть не менее 30 минут. Перерывы следует установить через 2 часа от начала рабочей смены и через 2 часа после обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый. Во время регламентированных перерывов с целью снижения нервно-эмоционального напряжения, утомления зрительного анализатора, устранения влияния гиподинамии и гипокинезии, предотвращения развития утомления целесообразно выполнять комплексы специальных упражнений.

     Согласно нормативным требованиям, к непосредственной работе с ВДТ и ПЭВМ допускаются лица, не имеющие противопоказаний. Они должны проходить периодические осмотры в порядке и в сроки, установленные Минздравмедпромом России и Госкомсанэпиднадзором России. Необходимо отметить что к выполнению любых видов работ с ВДТ и ПЭВМ не допускаются беременные и кормящие женщины.

Заключение.

     В рамках данной дипломной работы была произведена разработка программно-аппаратного комплекса для мониторинга рентгеновского симулятора SLS-9. Это позволило осуществлять работу данного симулятора в режиме компьютерной томографии. С помощью программно-аппаратного комплекса, включающего в себя устройство сопряжения симулятора с персональным компьютером и программу, обслуживающую это устройство было осуществлено получение реконструируемого изображения, аналогичного компьютерной томограмме. Это позволяет использовать рентгеновский симулятор SLS-9 в качестве компьютерного томографа (томографы являются очень дорогостоящими приборами). Принцип работы системы следующий. Рентгеновское изображение, прошедшее через пациента, преобразуется в видеосигнал и непрерывно отображается на мониторе. Затем с помощью персонального компьютера и установленной на нем видео плате видеосигнал захватывается, и с определенными параметрами (такими как частота кадров) записывается в память. Благодаря непрерывному вращению источника и приемника излучения создается видеоряд изображений (рентгенограмм). Далее, путем применения специальных алгоритмов, происходит получение томограмм, аналогичные тем, которое получают с помощью обычных компьютерных томографов.

     Разработанный комплекс отслеживает положение гантри симулятора, чтобы в определенный момент (по достижении гантри определенного угла) запустить и затем остановить запись видеоряда в память ЭВМ.

     Устройство сопряжения построено на современной элементной базе. Оно осуществляет преобразование аналогового сигнала (от датчика поворота гантри) в цифровой, который затем через параллельный порт вводиться в ЭВМ. Оцифровка сигнала осуществляется с помощью функционально-завершенного аналого-цифрового преобразователя К1113ПВ1А. Подгонку аналогового сигнала под параметры аналого-цифрового преобразователя осуществляется с помощью двух прецизионных операционных усилителей К140УД25. Предусмотрены меры по защите дорогостоящей микросхемы аналого-цифрового преобразователя от превышения уровня входного аналогового сигнала, и от неодновременной подачи на нее входных сигналов. Питание устройства осуществляется от блока питания симулятора (используются напряжения ±15 В).

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10