Рентгенодиагностическая аппаратура
8 ноября 1895 года немецкий физик Вильгельм Конрад Рентген, работая в Физическом институте Вюрцбургского университета, заметил загадочное зеленоватое свечение экрана, покрытого кристаллами платиносинеродистого бария, — хотя катодно-лучевая трубка была обёрнута в чёрную непрозрачную бумагу. Учёный предположил, что трубка испускает некие невидимые лучи, способные проникать через непрозрачные среды. Он назвал их «X-лучами».
28 декабря 1895 года в журнале Вюрцбургского физико-медицинского общества была опубликована статья Рентгена «О новом типе излучения». 22 декабря 1895 года он сфотографировал кисть своей жены Анны Берты — на снимке были отчётливо видны кости и обручальное кольцо. Увидев изображение, она воскликнула: «Я видела смерть!» — не осознавая, что этот кадр стал началом новой эры медицинской диагностики.
28 декабря 1895 года в журнале Вюрцбургского физико-медицинского общества была опубликована статья Рентгена «О новом типе излучения». 22 декабря 1895 года он сфотографировал кисть своей жены Анны Берты — на снимке были отчётливо видны кости и обручальное кольцо. Увидев изображение, она воскликнула: «Я видела смерть!» — не осознавая, что этот кадр стал началом новой эры медицинской диагностики.
Первые рентгеновские аппараты: конец XIX — начало XX века
До 1930-х годов рентгеновские аппараты представляли собой электрически незащищённые высоковольтные конструкции, в которых элементы под высоким напряжением соединялись открытой проводкой в воздухе. Для преобразования напряжения использовались индукторы, механические выпрямители и ионные трубки; изображение получалось на флуоресцирующем экране либо на плёнке.
В России первый рентгеновский аппарат был создан профессором Александром Степановичем Поповым (основателем радиотехнической научной школы) в Кронштадтской военно-морской академии уже через два года после открытия — то есть около 1897–1898 годов. В качестве излучателя использовалась рентгеновская трубка фирмы Siemens. К тому же времени относится начало систематических рентгенодиагностических исследований в лечебной сети Санкт-Петербурга.
Развитие российской рентгенологии в 1896–1917 годах было сложным: главными препятствиями оставались организационные и технические сложности. Тем не менее к 1917 году страна имела достаточную базу для дальнейшего развития отрасли.
Советская рентгенотехника: 1920–1950-е годы
Первые рентгеновские аппараты, созданные в СССР в первые десятилетия советской власти, были построены на однофазных полуволновых схемах выпрямления или мостовых четырёхвентильных схемах, где в качестве вентилей использовались вакуумные высоковольтные диоды-кенотроны. Промышленное производство рентгеновской аппаратуры в стране развернулось на нескольких заводах, главным из которых стал «Мосрентген».
В послевоенные годы в СССР появились первые трёхфазные схемы выпрямления, а высоковольтные вакуумные выпрямители-кенотроны заменили полупроводниковые кремниевые выпрямители. В 1938 году был предложен метод ксерорентгенографии (электрорентгенографии), который в 1950-е годы начал применяться для визуализации рентгеновских изображений.
В 1948 году Ленинградский завод «Красногвардеец» возобновил выпуск рентгеновских установок для медицины, а также начал производство аппаратов для структурного анализа с фоторегистрацией УРС-70.
В послевоенные годы в СССР появились первые трёхфазные схемы выпрямления, а высоковольтные вакуумные выпрямители-кенотроны заменили полупроводниковые кремниевые выпрямители. В 1938 году был предложен метод ксерорентгенографии (электрорентгенографии), который в 1950-е годы начал применяться для визуализации рентгеновских изображений.
В 1948 году Ленинградский завод «Красногвардеец» возобновил выпуск рентгеновских установок для медицины, а также начал производство аппаратов для структурного анализа с фоторегистрацией УРС-70.
Эпоха роста: РУМ и первые рентгеновские комплексы (1960–1970-е)
Параллельно с работой НИИ ЭХАиИ, во ВНИИ радиационной техники (ВНИИРТ) с 1960 по 1970 год были разработаны и изготовлены в опытных образцах рентгенодиагностические комплексы РУМ-15, РУМ-16, РУМ-18, РУМ-19, РУМ-20, РУМ-22 и терапевтические аппараты РУМ-13, РУМ-17, РУМ-21, РУМ-23. Из всей этой линейки в серийное производство были освоены преимущественно РУМ-20 и РУМ-17.
РУМ-20 стал главным достижением советской рентгенотехники своего времени. Это трёхфазный рентгенодиагностический комплекс, оснащённый:
- электронным усилителем рентгеновского изображения (УРИ «Сапфир» — УРИ-230/150, разработки МЭЛЗ, Москва)
- тиристорной коммутацией (сильноточные симисторы на 150 А от ВЭИ, Москва)
- автоматическим рентгенэкспонометром
- трубками с вращающимся анодом на 150 кВ с размерами фокуса 0,3×0,3, 1,2×1,2 и 2×2 мм²
- гибкими высоковольтными кабелями на 75 кВ (Мытищи)
- телевизионным каналом (ВНИИТ, Ленинград)
Работа за прибором РУМ-20 с телевизионной приставкой
Для создания аппарата были задействованы десятки предприятий «девятки» — девяти промышленных министерств СССР. Только для электронного усилителя изображения УРИ «Сапфир» потребовалось 17 постановлений ЦК и Совета Министров СССР.
В процессе разработки РУМ-20 были защищены три докторских диссертации (Блинов Н.Н. ст., Владимиров Л.В., Черни А.Н.) и восемь кандидатских диссертаций; получено более 160 авторских свидетельств СССР на изобретения. За более чем пятнадцать лет производства различных вариантов этой модели (РУМ-20, РУМ-20М, «Рентген-30», «Рентген-40») было выпущено около 17–20 тысяч комплексов — больше, чем любой другой рентгенодиагностической аппаратуры в мире. Производство было прекращено в 1995 году.
Рентгеновский аппарат «Рентген-30»
Источник:Муниципальное бюджетное учреждение культуры "Грайворонский историко-краеведческий музей"
Рентгеновский аппарат «Рентген-30»
Источник:Муниципальное бюджетное учреждение культуры "Грайворонский историко-краеведческий музей"
В тот же период на заводе «Актюбрентген» были созданы и серийно освоены флюорограф 12Ф7 с отечественной камерой КФ-70 (ЗОМЗ), а также палатные аппараты 9Л-3 и 12П-6. Флюорографы массово использовались в СССР для скрининга заболеваний органов дыхания; экраны для них производились из сцинтиллятора ZnS·CdS·Ag.
Флюорограф 12Ф7
С 1979 года все стационарные рентгеновские аппараты в СССР оснащались исключительно трёхфазными генераторами напряжения мощностью 50 кВт.
Деятельность ВНИИИМТ в области рентгенотехники
В 1972 году в ВНИИИМТ был организован Отдел медицинской радиотехники (впоследствии — отдел медицинской радиационной техники), выполнявший функции головного координационного и испытательного центра МЗ по рентгенодиагностической аппаратуре. За период с 1972 по 1980 год отделом были заложены основы метрологии рентгеновской аппаратуры: разработаны методические рекомендации, фантомы для измерения характеристик изображения, контрольные датчики, радиационные киловольтметры. Была создана экспериментальная лаборатория рентгеновской аппаратуры с уникальными испытательными стендами, позволявшими проводить сложные исследования в области физики рентгеновского излучения.
В этот период отдел взял на себя решение проблем испытаний и метрологии разрабатываемого комплекса РУМ-20 с новым поколением электронных средств управления, усиления изображения, автоматических экспонометров и полупроводниковой техники.
В этот период отдел взял на себя решение проблем испытаний и метрологии разрабатываемого комплекса РУМ-20 с новым поколением электронных средств управления, усиления изображения, автоматических экспонометров и полупроводниковой техники.
Николай Николаевич Блинов — профессор, доктор технических наук, заведующий лабораторией радиационной техники (впоследствии — лабораторией лучевой диагностики).
В 1960 году он получил диплом Ленинградского политехнического института им. М.И. Калинина и был распределён во ВНИИ радиационной техники, где начал заниматься рентгенотехникой. Впоследствии работал в НИИ интроскопии, Московском НИИ рентгено-радиологии (МНИРРИ) и, наконец, многие годы — в ВНИИИМТ заведующим лабораторией.
В 1960 году он получил диплом Ленинградского политехнического института им. М.И. Калинина и был распределён во ВНИИ радиационной техники, где начал заниматься рентгенотехникой. Впоследствии работал в НИИ интроскопии, Московском НИИ рентгено-радиологии (МНИРРИ) и, наконец, многие годы — в ВНИИИМТ заведующим лабораторией.
Научный вклад Блинова:
- Создатель теории построения трёхфазных рентгенодиагностических аппаратов
- Один из разработчиков массового аппарата РУМ-20 (РУМ-20М)
- Создатель маммографов «Электроника-М»
- Создатель аппаратов типа РУМ-16, РУМ-20, РУМ-26
- Один из создателей первых цифровых отечественных флюорографов АПЦФ
- Заслуженный изобретатель РСФСР (1980)
Лауреат Премии Совета Министров СССР (1989) - Автор 25 монографий по вопросам рентгенодиагностической техники, 150 изобретений и более 400 научных работ
- Во время работы в Институте им было получено 109 авторских свидетельств и патентов РФ, 15 монографий, более 280 печатных работ
- В течение 25 лет — член специализированного диссертационного совета при ВНИИИМТ, руководитель 18 защищённых кандидатских диссертаций
- Председатель технического комитета ТК-411 Госстандарта по стандартизации в области лучевой диагностики, терапии и дозиметрии
- Вице-президент Ассоциации медицинских физиков РФ
- В 2000 и 2001 годах Н.Н. Блинов получил европейские дипломы на конгрессе ECR (European Congress of Radiology) — за выдающийся вклад в развитие цифровой рентгенографии
В 1984 году ВНИИИМТ возглавил Борис Иванович Леонов — выдающийся учёный и организатор, чья биография неразрывно связана с историей отечественного рентгеноаппаратостроения. Он родился в 1933 году, в 1958 году окончил вуз, в 1966 году стал кандидатом наук, в 1967–1977 годах руководил научным подразделением.
В 1988 году ВНИИИМТ вошёл в Научно-производственное объединение «Экран», став основной базовой научно-технической организацией МЗ СССР. В состав НПО «Экран» вошли все производства и мастерские Минздрава СССР и АМН СССР — производственных площадей стало порядка 20 тысяч квадратных метров. Объединение медико-технической науки и производства позволило разработать и организовать выпуск самых сложных изделий медицинской техники.
Под руководством Леонова при непосредственном участии Блинова и других учёных были разработаны и внедрены в серийное производство:
- Современные отечественные рентгеновские диагностические аппараты
- Малодозовые плёночные и цифровые флюорографические аппараты (стационарные и передвижные — на базе автомобилей ЗИЛ и КамАЗ)
- Флюорограф 12Ф9 (стационарный и переносной, созданный совместно с ЗОМЗ и ЗАО «Рентгенпром»)
- Передвижной флюорографический кабинет КПФ на шасси автомобилей ЗИЛ и КамАЗ
- Установка стереофлебографии конечностей
В 80-е годы в мире начались исследования цифровых методов преобразования медицинских изображений. ВНИИИМТ не остался в стороне: за период 1980–1989 годов были созданы системы цифровой обработки и преобразования рентгеновских изображений — ЦП-1, АРФИ-1, АДС, первые цифровые флюорографы и современные УРИ. Это заложило основу для широкого развития цифрового рентгеноаппаратостроения в России.
Передвижные флюорографические кабинеты (КПФ/КФП)
Идея «флюорографии на колёсах» возникла в СССР как решение для охвата населения в отдалённых районах. ВНИИИМТ разработал концепцию и техническую документацию передвижных комплексов, а производство велось совместно с автозаводами и рентгеновскими предприятиями.
Советские КПФ на шасси ЗИЛ — первое поколение передвижных флюорографов. Фургон монтировался на шасси ЗИЛ-130/ЗИЛ-131, внутри устанавливался плёночный флюорограф с камерой КФ-70 или КФ-100, фотолаборатория и защитная кабина. Аппарат работал от внешней электросети 220 В.
Советские КПФ на шасси ЗИЛ — первое поколение передвижных флюорографов. Фургон монтировался на шасси ЗИЛ-130/ЗИЛ-131, внутри устанавливался плёночный флюорограф с камерой КФ-70 или КФ-100, фотолаборатория и защитная кабина. Аппарат работал от внешней электросети 220 В.
КПФ на базе КАМАЗа — более поздняя (1980-е) и мощная версия для бездорожья, особенно актуальная для работы в условиях сибирских и северных регионов.
Преемниками советских КПФ стали современные КФП-Ц-РП на базе КАМАЗ-4308/43114с цифровыми флюорографами ПроСкан-2000, ПроСкан-7000 или АПЦФ-01 — разработка ЗАО «Рентгенпром», которое исторически сотрудничало с ВНIIИМТ. Фургон делится перегородкой на процедурную часть и кабинет медперсонала.
Преемниками советских КПФ стали современные КФП-Ц-РП на базе КАМАЗ-4308/43114с цифровыми флюорографами ПроСкан-2000, ПроСкан-7000 или АПЦФ-01 — разработка ЗАО «Рентгенпром», которое исторически сотрудничало с ВНIIИМТ. Фургон делится перегородкой на процедурную часть и кабинет медперсонала.
Маммографы: особая страница в истории (1980-е)
Важнейшим результатом кооперации ВНИИИМТ, МНИРРИ (сейчас Российский научный центр рентгенорадиологии) и промышленных предприятий стало создание маммографической аппаратуры. В последние годы СССР (1980–1985) ОКБ РП «Светлана», ВНИИИМТ, МНИРРИ и группой отечественных врачей-маммологов был создан и освоен в производстве микрофокусный маммограф «Электроника-М» — уникальный по весогабаритным характеристикам и стоимости. Для него были специально созданы:
Параллельно в ВНИИИМТ разрабатывались другие маммографы: 12П5-М и 5М-2. Совместно с ЗАО «Ренекс» были созданы усиливающие экраны на основе двуокиси иттрия, активированного тербием — ЭУ-ИЗ, ЭУ-И4, ЭУ-ВИЗ, а также гадолиниевые экраны, которые позволили существенно повысить чувствительность рентгенографии и флюорографии.
- Микрофокусные рентгеновские трубки с размером фокуса 40 мкм
- Вакуумные кассеты
- Высокочувствительный усиливающий экран на основе двуокиси иттрия ЭУИ-4
Параллельно в ВНИИИМТ разрабатывались другие маммографы: 12П5-М и 5М-2. Совместно с ЗАО «Ренекс» были созданы усиливающие экраны на основе двуокиси иттрия, активированного тербием — ЭУ-ИЗ, ЭУ-И4, ЭУ-ВИЗ, а также гадолиниевые экраны, которые позволили существенно повысить чувствительность рентгенографии и флюорографии.
Первые цифровые разработки появились в Институте ядерной физики им. Будкера (Новосибирск): под руководством А.Г. Хабахпашева был создан первый сканирующий цифровой малодозовый флюорограф МЦРУ «Сибирь» с оригинальной ксеноновой линейкой детекторов. Лицензия была продана в Китай, а производство продолжилось на «Орелнаучприборе».
ВНИИИМТ совместно с ЗАО «Рентгенпром» разработали цифровую сканирующую приставку с твердотельной кремниевой линейкой детекторов к флюорографической защитной кабине — АПЦФ-01 (аппарат-приставка для цифровой флюорографии). Это изделие стало одним из первых отечественных серийных цифровых флюорографических устройств. Блинов Н.Н. являлся одним из ключевых разработчиков всей линейки АПЦФ.
В 1990-е года, в учёном совете ФГУ ВНИИИМТ были успешно защищены пять докторских диссертаций, посвящённых новому цифровому поколению аппаратов для лучевой диагностики (Блинов Н.Н. мл., Потрахов Н.Н., Осипов Л.В., Кантер Б.М., Зеликман М.И.) и более десятка кандидатских диссертаций.
Стандартизация и ТК-411
Внедрение цифровых технологий определило необходимость создания соответствующей нормативной базы. По инициативе Блинова Н.Н. Госстандартом был создан технический комитет ТК-411 по стандартизации в области лучевой диагностики, терапии и дозиметрии. За 10 лет существования ТК-411 были гармонизированы в ранг отечественных стандартов ГОСТ-Р около 70 международных стандартов и рекомендаций по технике лучевой диагностики и терапии.
Отечественная рентгенотехника в 2006–2010-е годы
За пятнадцать лет после распада СССР молодая российская рентгенотехника достигла впечатляющего уровня: по национальной программе «Здоровье» в 2006–2007 годах 87% или около 7500 изделий для рентгенодиагностики, поставленных в лечебную сеть страны, было отечественного производства.
К тому времени отечественная промышленность производила практически всю номенклатуру изделий для общей рентгенодиагностики: маммографы, цифровые флюорографы, передвижные кабинеты на шасси автомобилей для цифровой рентгенографии и маммографии, хирургические рентгеновские аппараты типа «С-дуга», некоторые виды цифровых преобразователей рентгеновского изображения.
К тому времени отечественная промышленность производила практически всю номенклатуру изделий для общей рентгенодиагностики: маммографы, цифровые флюорографы, передвижные кабинеты на шасси автомобилей для цифровой рентгенографии и маммографии, хирургические рентгеновские аппараты типа «С-дуга», некоторые виды цифровых преобразователей рентгеновского изображения.
Современное состояние рентгенодиагностической аппаратуры
Современные рентгеновские аппараты — это сложные цифровые системы, объединяющие достижения материаловедения, цифровой обработки данных и искусственного интеллекта. Ключевые технологические направления сегодня:
- DR-системы (Digital Radiography) — полностью цифровые плоскопанельные детекторы, позволяющие получать изображения мгновенно без фотохимической обработки
- Технологии дозоредукции — современные детекторы и алгоритмы обработки позволяют снижать лучевую нагрузку при сохранении качества снимка
- Искусственный интеллект — автоматизирует оценку качества изображения, выявляет патологические изменения, оптимизирует параметры экспозиции
- Мобильные и компактные установки — портативные аппараты для отделений интенсивной терапии и выездных медосмотров
- PACS-системы и стандарт DICOM — цифровая передача изображений внутри клиники и на расстоянии
Российские новинки 2025 года
В 2025 году завершены испытания отечественного портативного рентгеновского комплекса «Миран» для диагностики боевых травм в военно-полевых условиях: аппарат весит до 6 кг, оснащён отечественным малогабаритным острофокусным источником излучения и обеспечивает диагностику всех частей тела. Производство начала московская компания «Диагностика-М». Разработку выполнили учёные СПбГЭТУ «ЛЭТИ».
