Качество рентгеновской визуализации

19.06.2017

Качество рентгеновской визуализации

Как сделать качественную рентгенограмму?

Что влияет на качество рентгенограммы:

1. Размер фокусного пятна источника излучения - геометрическая разрешающая способность.

2. Движение объекта исследования в процессе съемки - динамическая разрешающая способность.

3. Прохождение излучения через объект съемки - морфологическая разрешающая способность.

4. Фильтрация фотонов рентгеновского излучения по направлению движения при помощи растра.

5. Зернистость экранов и пленки - разрешающая способность экранов и пленки для аналоговой рентгенографии.

6. Размер пикселя на экране монитора.

7. Разрешающая способность глаза рентгенлаборанта и врача – биологическая разрешающая способность. В норме – 4 пары линий на 1 мм.

8. Разрешающая способность принтера для печати рентгенограмм. Хороший принтер может напечатать с разрешающей способностью 6 пар линий на 1 мм. Изображение на специальной пленке практически неотличимо от изображения на рентгенограмме.

При выборе технических параметров съемки необходимо учитывать свойства одновременно применяемых с рентгеновской пленкой усиливающих экранов. Их в основном четыре типа, которые приспособлены к главным видам применения медицинской рентгеновской диагностики.

Наиболее распространенным люминофором, вызывающим рентгенолюминесценцию, являются кальция вольфромат, который отличается мелкозернистостью и низкой потребностью в энергии, в пределах 40—150 кВ. Экраны серий RE и GG основаны на новых люминофорах, активированных редкоземельными элементами — бромидом окиси лантана и сульфитом окиси гадолиния. Они обеспечивают чрезвычайно высокую эффективность адсорбции и преобразования рентгеновских лучей. Очень хороший коэффициент полезного действия люминофора редких земель способствует высокой светочувствительности экранов и обеспечивает хорошее качество изображения. Существуют и специальные экраны — Gradual, которые могут выравнивать имеющиеся различия в толщине и (или) плотности объекта съемки, например позвоночника.

Рентгеновский компромисс.

Решение вопросов, связанных с повышением качества изображения, всегда обусловлено высокими требованиями к разрешающей способности и зернистости рентгеновских экранов. При выборе усиливающих экранов нужно руководствоваться принципом компромисса, вытекающим из того обстоятельства, что при достаточной чувствительности систем визуализации улучшение одних характеристик этих систем влечет за собой ухудшение других. Так, применение высокочувствительных усиливающих экранов с высокой рентгенолюминесценцией позволяет уменьшить экспозицию, но в то же время вызывает увеличение нерезкости изображения и возрастания квантовой зернистости, обусловленных неравномерным пространственным распределением фотонов.

Резкость - это степень отчетливости границы между объектами с разной величиной экспозиции (например, между костью и мышцей с соотношением фотонов на детекторе 1:5).

В этой ситуации выбор оптимального приемника излучения определяется характером объекта и конкретными задачами исследования. Комбинация экран/пленка определяется целью и задачей рентгенографии.

При съемках желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), сердца, крупных сосудов, поясничного отдела позвоночника, мочеполовых и других органов зернистость не снижает информативности, поэтому можно применять экраны высокой чувствительности. В тех случаях, когда необходимо выявить тонкую структуру, следует пользоваться менее чувствительными комбинациями экранов с пленкой.

По Международной классификации, к стандартным экранам (класс чувствительности 100) относятся ЭУ-И2, Perlux-GGl, CAWO-Universal и другие, которые имеют среднее усиление и высокую разрешающую спо­собность. Их рекомендуется применять при рентгенографии костей и лег­ких. Высокой разрешающей способностью с воспроизведением микро­деталей обладают экраны типа Feinstructur, RE-1 и GG-1 с чувствительностью 50 (по DIN 6867). Они применяются для маммографии и съемки мелких костей. В общей рентгенодиагностике, включая технику жесткого излучения (например, рентгенография легких, почек, желчного пузыря желудка, черепа, позвоночного столба и других органов), используются экраны ЭУ-ВЗА, RE-2, GG-2, Transuniversal-Perlux, Exstrarapid PeZ и другие с чувствительностью 150 и 200. Здесь также имеет место высокая разрешающая способность экранов. Большая рентгенолюминесценция свойственна экранам типа RE-4, GG-4 и других с чувствительностью 400. Они рекомендуются для съемок движущихся органов (ЖКТ, сердце, мочеполовая система и др.). Высокое усиление (500) имеет экран СС-5. Он находит применение в педиатрии и для рентгенографии позво­ночника. Очень высокое усиление дает экран RE-7, чувствительность которого 700. Его используют в ангиографии, при съемках позвоночника, мочеполовых и других органов.

Снимки без отсеивающего растра используют при исследовании объекта, размер которого по ходу пучка лучей меньше 15 см, т. е. при съемке конечностей у взрослых и большинства органов у детей.

  

Геометрические параметры съемки.

1.   Размер фокусного пятна (фокуса) излучателя. Параметр меняется в основном в стационарных рентгенаппаратах. Использование маленького фокусного пятна требуется при рентгенографии мелких объектов (палец) или при необходимости очень тщательной проработки объекта съемки (маммография).

2.   Рассто­яние фокус-пленка. В России обычно делают рентгенограммы с расстояния 1 метр. В Южной Корее – 75 см. В Германии – 105 см. В США легкие снимают с расстояния 160 см. Режим рассчитывается, исходя из расстояния. Постоянно менять фокусное расстояние неудобно.

3.   Размер поля облучения - диафрагмирование.

4.   Микрофокус размером 0,3x0,3 мм используют в ос­новном при съемке с увеличением и маммографии. Большой фокус раз­мером 2x2 мм применяют при телеснимках и съемке неструктурированных объектов (контуры сердца, плода и т.п.). В большинстве остальных случаев используют средний фокус 1-2x1-2 мм.

Геометрические способы улучшения рентгеновской картинки.

1. Чем ближе объект съемки к детектору - тем лучше.

2. Центральный луч должен быть перпендикулярным плоскости детектора.

Установка электрических режимов съемки.

1.Напряжение (кВ). Увеличение киловольт приводит к уменьшению длины волны рентгеновского излучения и увеличению проникающей способности. 

2.Сила анодного тока (мА). Увеличение миллиампер приводит к увеличению количества электронов, испускаемых катодом, и увеличению количества рентгеновских фотонов. Это происходит из-за возрастания температуры вольфрамовой спирали рентгеновской трубки.

3. Выдержка, время работы (секунды). В современных аппаратах вместо раздельного выбора анод­ного тока и времени выдержки в секундах предусмотрен выбор количества электричества (мАс).

В детекторе рентгеновского излучения может быть система автоматического контроля экспозиции. Рентгенлаборанту достаточно правильно выбрать режим кВ для "пробития" объекта интереса, а автоматика сама выставит необходимый режим мАс и отключит экспозицию в нужный момент.  


Абсорбция рентгеновского излучения.

Чтобы на рентгенограмме возникло изображение, рентгеновские лучи должны достигнуть пленки и вызвать ее почернение. Участки пленки, на которые попадет меньше фотонов, дадут более светлый оттенок. Места, куда попадет больше фотонов, будут более темными.

Рентгеновский пучок, выходящий из трубки, имеет равномерную плотность по всей плоскости сечения. При прохождении через объект каждая единица его площади пропустит разное количество фотонов и снимок будет различной плотности.

Чем плотнее объект рентгенографии, тем больше шансов, что фотон будет поглощен объектом.

Чем больше порядковый номер атома в периодической системе Менделеева и чем больше таких атомов в объекте, тем больше фотонов задерживает объект. Так в рентгене лучше всего видны кости (атомарный вес кальция 20) по сравнению с мышцами (в основном состоят из воды, атомарный вес кислорода 16 и водорода 1).


Основной смысл подбора режимов съемки (кВ, мАс, фокусное расстояние, коллимация) и остальное - максимально усилить разницу в плотности тканей организма и отразить это на рентгенограмме.

Увеличение кВ снижает контрастность объекта, разницу между градациями серого цвета.


Контраст рентгенограммы определяется количеством фотонов, которые дошли до детектора. Чем больше разница в количестве фотонов соседних частей снимка, тем выше контрастность. Большое количество фотонов определяет плотность снимка. Чем больше фотонов дошло до детектора, тем более плотный снимок в этой области.

Контраст объекта - это соотношение количества фотонов после прохождения рентгеном снимаемого объекта.

Контрастность снимка означает разницу в восприятии светлых и темных участков. Чем больше они отличаются, тем больше контрастность.

Например, при рентгенограмме кости и окружающих мягких тканей через костную ткань проходит в 5 раз меньше фотонов. Значит, контраст равен 1 к 5.

При прохождении рентгеном через тело атомы организма сами начинают быть источником вторичного излучения. Это происходит из-за схода с орбит атомов электронов под влиянием рентгена. В результате образуется излучение с большей длиной волны, которое распространяется во всех направлениях. На короткое время объект рентгенографии сам становится рентгеновским излучателем. Вторичное изучение достигает детектора и равномерно фиксируется на нем. Происходит снижение контрастности. 

Например, плотность фотонов после прохождения мягких тканей в 5 раз выше, чем при прохождении кости. Соотношение 5 к 1. Изображение должно быть высококонтрастным. Однако вторичное излучение, допустим, прибавляет к общей картинке 50 единиц и получается изображение с контрастностью 55 к 51. При этом различить анатомические объекты будет сложно из-за того, что их плотность на детекторе будет почти одинаковой.


Что увеличивает количество рассеянного излучения?


1. Высокие киловольты (кВ) на режиме более 60 кВ.

2. Облучаемый объём тела.

3. Площадь облучения.

4. Плотность облучаемого объекта.


Что снижает влияние рассеянного излучения?

1. Максимально возможное ограничение площади снимка при помощи диафрагмы.

2. Использование рентгеновского растра, который фильтрует рентгеновские лучи по их направлению: прямые лучи пропускает, косые лучи задерживает.


Принцип работы усиливающего экрана.


При поглощении кристаллом люминофора рентгеновского фотона происходит вспышка с выделением множества световых фотонов. Яркость вспышки определяется энергией рентгеновского фотона: чем короче длина волны, тем ярче вспышка. Поэтому места, где рентгеновский фотон не встретил помехи, вызывают интенсивное почернение рентгеновской пленки. Там, где рентген встретил препятствия, визуализируются на пленке светлыми участками. Различные градации серого на рентгенограмме означают разный процент прохождения рентгена через зону интереса в зависимости от плотности и толщины.


Как образуется скрытое изображения на рентгенпленке.

Скрытое изображение образуется в результате воздействия эмиттируемого усиливающим экраном света на кристаллы галоидного серебра пленки. Когда световой фотон из усиливающего экрана поглощается зерном эмульсии, его энергия выбивает электрон из атома галоида в молекуле галоидного серебра. Этот процесс называется восстановлением.


Галоидное серебро.

При рассматривании пол микроскопом видно, что эмульсия состоит из бесчисленного количества мелких микрокристаллов или зерен галоидного серебра, взвешенных в желатине. В рентгеновских эмульсиях обычно используют бромид серебра с небольшой добавкой йодистого серебра.

Когда микрокристаллы светочувствительной эмульсии поглощают энергию рентгеновского излучения или света, в них происходит физический процесс, называемый формированием скрытого изображения. "Скрытым" оно называется, поскольку не может быть обнаружено обычными физическими методами. Но после того, как экспонированную пленку подвергнут химическому процессу восстановления в растворе проявителя, в микрокристаллах галоидного серебра образуются мельчайшие частички черного металлического серебра, тогда как в неэкспонированных участках пленки никаких изменений не произойдет. Неэкспонированное серебро удаляется из эмульсии в процессе фиксирования.

После промывания и высушивания рентгенограммы снимок можно рассмотреть на негатоскопе.

После проявления пленки каждое зерно металлического серебра поглощает какое-то количество света, исходящего из негатоскопа, что создает на снимке участки различной оптической плотности от светло-серого до черного. Те же участки, откуда неэкспонированное серебро было удалено при воздействии фиксажа, выглядит на снимке прозрачным.


Компания МосРентген Центр может провести изучение проблем с получением рентгеновского изображения на имеющемся оборудовании.

При аналоговой рентгенографии изучается весь технологический процесс - работоспособность рентгеновского аппарата, свойства пленки, усиливающих экранов кассеты, проявителя и закрепителя, спектр красного фонаря. В итоге можно понять, что мешает получить качественную рентгенограмму.

При цифровой рентгенографии проблемы в основном связаны с неправильными режимами съемки и с необходимостью применения растра для толстых объектов.

Получить консультацию по улучшению качества рентгена возможно, позвонив по нашему телефону 8-495-22-555-6-8.  


Теги: лекция по рентгенологии
234567 Начало активности (дата): 19.06.2017 14:52:00
234567 Кем создан (ID): 982
234567 Ключевые слова:  Качество рентгеновской визуализации, Что влияет на качество рентгенограммы, Размер фокусного пятна источника излучения, геометрическая разрешающая способность, Движение объекта исследования в процессе съемки, динамическая разрешающая способность, Прохождение излучения через объект съемки, морфологическая разрешающая способность, Зернистость экранов, пленки, разрешающая способность экранов, Разрешающая способность глаза рентгенлаборанта, врача, биологическая разрешающая способность, В норме, 4 пары линий на 1 мм, Для получения качественного рентгеновского изображения, технических параметров съемки, рентгеновской пленкой, усиливающих экранов, медицинской рентгеновской диагностики, люминофором, рентгенолюминесценцию, кальция вольфромат, мелкозернистостью, 40—150 кВ, RE, GG, бромидом окиси лантана, сульфитом окиси гадолиния, высокую эффективность адсорбции, преобразования рентгеновских лучей, высокой светочувствительности экранов, позвоночника, Рентгеновский компромисс, повышением качества изображения, зернистости рентгеновских экранов, усиливающих экранов, уменьшить экспозицию, пространственным распределением фотонов, приемника излучения, Комбинация экран/пленка, рентгенографии, съемках желудочно-кишечного тракта, ЖКТ, сердца, крупных сосудов, поясничного отдела позвоночника, мочеполовых, ЭУ-И2, Perlux-GGl, CAWO-Universal, рентгенографии костей, лег¬ких, Feinstructur, RE-1, GG-1, DIN 6867, маммографии, мелких костей, общей рентгенодиагностике, технику жесткого излучения, рентгенография легких, почек, желчного пузыря желудка, черепа, позвоночного столба, экраны ЭУ-ВЗА, RE-2, GG-2, Transuniversal-Perlux, Exstrarapid-Perluz,150, 200, RE-4, GG-4, чувствительностью 400, съемок движущихся органов, экран СС-5, педиатрии, экран RE-7, ангиографии, Снимки без отсеивающего растра, Геометрические параметры съемки, Размер фокусного пятна, фокуса излучателя, стационарных рентгенаппаратах, маленького фокусного пятна, рентгенографии мелких объектов, палец, маммография, Рассто¬яние фокус-пленка, делают рентгенограммы, расстояния 1 метр, 75 см, 105 см, легкие снимают с расстояния 160 см, Размер поля облучения, диафрагмирование, Микрофокус, размером 0,3x0,3 мм, Установка электрических режимов съемки, Напряжение, кВ, Сила анодного тока, мА, Выдержка, время работы, секунды, количества электричества, мАс
12354567899