На правах рукописи
Бессонов Виктор Борисович
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНТРАОРАЛЬНЫХ ПАНОРАМНЫХ РЕНТГЕНОДИАГНОСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Специальность 05.11.17 «Приборы, системы и изделия медицинского назначения»
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Санкт-Петербург
2014
Работа выполнена на кафедре электронных приборов и устройств Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)».
Научный руководитель:
доктор технических наук Грязнов Артем Юрьевич, профессор кафедры электронных приборов и устройств.
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор Таубин Михаил Львович, главный научный сотрудник Федерального государственного унитарного предприятия «Научно-исследовательский институт научно-производственного объединения «Луч»;
кандидат технических наук Куликов Николай Александрович, директор Закрытого акционерного общества «СВЕТЛАНА-РЕНТГЕН».
Ведущая организация:
Открытое акционерное общество «Научно-производственное предприятие «Буревестник».
Защита диссертации состоится 23 июня 2014 года в 17 часов на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.238.09 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Профессора Попова, д.5.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) и на сайте www.eltech.ru
Автореферат разослан «22» апреля 2014 года. |
|
Ученый секретарь совета по защите |
|
докторских и кандидатских диссертаций |
Е.В. Садыкова |
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
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 – Н.Н. Блиновым (ст.), Н.Н. Блиновым (мл.), Ю.А. Быстровым, Ю.В. Варшавским, А.Ю. Васильевым, Л.В. Владимировым, В.Я. Голиковым, М.И. Зеликманом, С.А. Ивановым, С.И. Ивановым, Б.М. Кантером, Н.А. Карловой, В.В. Клюевым, Э.Б. Козловским, Б.И. Леоновым, А.И. Мазуровым, Н.Н. Потраховым, Г.И. Прохватиловым, Н.А. 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 челюст-
1
но-лицевой хирургии позволила определить цель работы – повышение эффективности интраоральных панорамных рентгенодиагностических систем.
Для достижения поставленной цели были решены следующие теоре-
тические и практические задачи:
-создана физическая модель процесса формирования дентальных рентгеновских снимков на основе комплексного учета параметров источника
иприемника 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.
Объект исследования – системы панорамной рентгенодиагностики в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.
Предмет исследования – методическое, инструментальное и про- граммно-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 изобра-
2
жения, 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 клиниках Севе- ро-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
3