учебник. Торстен Б. Мёллер. Атлас рентгенологических укладок. И его свойства формирование рентгеновского
 Скачать 7.22 Mb.
|
|
МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО СНИМКА Глава 1 РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ И ЕГО СВОЙСТВА ФОРМИРОВАНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ Рентгеновское изображение является основным источником информации для обоснования рентгенологического заключения. По сути, это сложное сочетание множества теней, отличающихся друг от друга формой, величиной, оптической плотностью, структурой, очертанием контуров и т. п. Формируется оно на рентгенографической пленке, экране рентгеновского аппарата, электрорентгенографической пластине и других приемниках рентгеновского изображения при воздействии на них прошедшего через исследуемый объект неравномерно ослабленного пучка рентгеновского излучения. Рентгеновское излучение, как известно, относится к электромагнитным, возникает в результате торможения быстро движущихся электронов в момент их столкновения с анодом рентгеновской трубки. Последняя представляет собой электровакуумный прибор, преобразующий электрическую энергию в энергию рентгеновского излучения. Любая рентгеновская трубка (рентгеновский излучатель) состоит из стеклянного баллона с высокой степенью разрежения и двух электродов катода и анода. Катод рентгеновского излучателя имеет вид спирали линейной формы и подключен к отрицательному полюсу источника высокого напряжения. Анод выполняется в виде массивного медного стержня. Поверхность его, обращенная к катоду (так называемое зеркало) 7 скошена под углом 15—20° и покрыта тугоплавким металлом — вольфрамом или молибденом. Анод подключен к положительному полюсу источника высокого напряжения. Работает трубка следующим образом перед включением высокого напряжения нить накала катода нагревается током низкого напряжения (В, А. При этом катод начинает испускать свободные электроны (электронная эмиссия, которые образуют вокруг него электронное облако. При включении высокого напряжения электроны устремляются к положительно заряженному аноду, и при столкновении с ним происходит резкое торможение и превращение их кинетической энергии в тепловую энергию и энергию рентгеновского излучения. Величина тока через трубку зависит от количества свободных электронов, источником которых является катод. Поэтому, изменяя напряжение вцепи накала трубки, можно легко регулировать интенсивность рентгеновского излучения. Энергия же излучения зависит от разности потенциалов на электродах трубки. С увеличением высокого напряжения она возрастает. При этом уменьшается длина волны и увеличивается проникающая способность получаемого излучения. Применение рентгеновского излучения для клинической диагностики заболеваний основано на его способности проникать через различные органы и ткани, не пропускающие лучи видимого света, и вызывать свечение некоторых химических соединений (активированные сульфиды цинка и кадмия, кристаллы вольфрамата кальция, платиносинеродистый барий), а также оказывать фотохимическое действие на рентгенографическую РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ И ЕГО СВОЙСТВА пленку либо изменять начальный потенциал селенового слоя электрорент генографической пластины. Следует сразу отметить, что рентгеновское изображение существенно отличается от фотографического, а также обычного оптического, создаваемого видимым светом. Известно, что электромагнитные волны видимого света, испущенные телами или отраженные от них, попадая в глаз, вызывают зрительные ощущения, которые создают изображение предмета. Точно также фотографический снимок отображает лишь внешний вид фотографического объекта. Рентгеновское же изображение в отличие от фотографического воспроизводит внутреннюю структуру исследуемого тела и всегда является увеличенным. Рентгеновское изображение в клинической практике формируется в системе рентгеновский излучатель (трубка — объект исследования обследуемый человек) — приемник изображения (рентгенографическая пленка, флюоресцирующий экран, полупроводниковая пластина. В основе его получения лежит неравномерное поглощение рентгеновского излучения различными анатомическими структурами, органами и тканями обсле дуемого. Как известно, интенсивность поглощения рентгеновского излучения зависит от атомного состава, плотности и толщины исследуемого объекта, а также от энергии излучения. При прочих равных условиях, чем тяжелее входящие в ткани химические элементы и больше плотность и толщина слоя, тем интенсивней поглощается рентгеновское излучение. И, наоборот, ткани, состоящие из элементов с низким атомным номером, обычно имеют небольшую плотность и поглощают рентгеновское излучение в меньшей степени. Установлено, что если относительный коэффициент поглощения рентгеновского излучения средней жесткости водой принять зато для воздуха он составит 0,01; для жировой ткани — 0,5; карбоната кальция — фосфата кальция — 22. Другими словами, в наибольшей степени рентгеновское излучение поглощается костями, значительно в меньшей степени мягкими тканями (особенно жировой) и меньше всего — тканями, содержащими воздух. Неравномерное поглощение рентгеновского излучения в тканях исследуемой анатомической области обусловливает формирование в пространстве за объектом измененного или неоднородного пучка рентгеновских лучей (выходной дозы или дозы за объектом. По сути, этот пучок содержит в себе невидимые глазом изображения (изображения в пучке). Воздействуя на флюоресцирующий экран или рентгенографическую пленку, он создает привычное рентгеновское изображение. Из вышеизложенного вытекает, что для образования рентгеновского изображения необходимо неодинаковое поглощение рентгеновского излучения в исследуемых органах и тканях. Это первый абсорбционный закон так называемой рентгеновской дифференциации. Сущность его заключается в том, что любой объект (любая анатомическая структура) может обусловить появление на рентгенограмме (электрорентгенограмме) или на просвечивающем экране отдельной тени только в том случае, если он будет отличаться от окружающих его объектов (анатомических структур) по атомному составу, плотности и толщине (рис. Вместе стем этот закон не является всеобъемлющим. Различные анатомические структуры могут поразному поглощать рентгеновское излучение, но не давать дифференцированного изображения. Это бывает, в частности МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО СНИМКА Рис. 1. Схема дифференцированного рентгеновского изображения анатомических структур, имеющих различную плотность и толщину (поперечное сечение бедра — рентгеновский излучатель — мягкие ткани 3 — корковое вещество бедренной кости — костномозговая полость — приемник рентгеновского изображения 6 — рентгеновское изображение коркового вещества 8 — рентгеновское изображение костномозговой по лости. Рис. 2. Отсутствие дифференцированного изображения различных по плотности тканей при перпендикулярном направлении пучка рентгеновского излучения к их поверх ностям. Рис. 3. Отчетливое дифференцированное изображение теней, имеющих различную плотность при тангенциальном направлении пучка рентгеновского излучения к их поверхностям. когда пучок рентгеновского излучения направлен перпендикулярно к поверхности каждой из различных по прозрачности сред рис. Однако если изменить пространственные соотношения между пограничными поверхностями исследуемых структур и пучком рентгеновского излучения, так чтобы ход лучей соответствовал направлению этих поверхностей, то каждый объект даст дифференцированное изображение (рис. 3). В таких условиях различные анатомические структуры наиболее отчетливо отображаются при направлении центрального пучка рентгеновского излучения касательно к их поверхности. Это суть тангенциального закона РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ И ЕГО СВОЙСТВА ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ Как уже отмечалось, рентгеновское изображение формируется при прохождении пучка рентгеновского излучения через исследуемый объект, имеющий неравномерную структуру. При этом пучок излучения на своем пути пересекает множество точек, каждая из которых в той или иной степени (в соответствии с атомной массой, плотностью и толщиной) поглощает его энергию. Однако суммарное ослабление интенсивности излучения не зависит от пространственного расположения отдельных поглощающих его точек. Данная закономерность схематически представлена на рис. Очевидно, что все точки, вызывающие в сумме одинаковое ослабление пучка рентгеновского излучения, несмотря на различное пространственное расположение в исследуемом объекте, на снимке, сделанном водной проекции, отображаются на одной плоскости в виде теней одинаковой интенсивности. Эта закономерность свидетельствует о том, что рентгеновское изображение является плоскостными суммационным, Суммационный и плоскостной характер рентгеновского изображения может обусловить не только суммацию, но и субтракцию (вычитание) теней изучаемых структур. Так, если на пути рентгеновского излучения имеются участки как уплотнения, таки разрежения, то повышенное их поглощение в первом случае компенсируется пониженным во втором (рис. 5). Поэтому при исследовании водной проекции не всегда удается отличить истинное уплотнение или разрежение в изображении того или иного органа от суммации или, наоборот, субтракции теней, расположенных походу пучка рентгеновского излучения. Отсюда вытекает очень важное правило рентгенологического исследования для получения дифференцированного изображения всех анатомических структур исследуемой области нужно стремиться делать снимки как минимум в двух (лучше в трех) взаимно перпендикулярных проекциях: прямой, боковой и осевой (аксиальной) либо прибегать к прицельной съемке, поворачивая больного за экраном просвечивающего устройства (рис. Известно, что рентгеновское излучение распространяется от места своего образования (фокуса анода излучателя) в виде расходящегося пучка. Вследствие этого рентгеновское изображение всегда увеличенное. Степень проекционного увеличения зависит от пространственных взаимоотношений между рентгеновской трубкой, исследуемым объектом и приемником изображения. Эта зависимость выражается в следующем. При неизменном расстоянии от объекта до приемника изображения, чем меньше расстояние от фокуса трубки до исследуемого объекта, тем значительней выражено проекционное увеличение. По мереже увеличения фокусного расстояния размеры рентгеновского изображения уменьшаются и приближаются к истинным (рис. 7). Противоположная закономерность наблюдается при увеличении расстояния объект — приемник изображения (рис. При значительном удалении исследуемого объекта от рентгенографической пленки или другого приемника изображения величина изображения его деталей существенно превосходит их истинные размеры МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО СНИМКА Рис. 4. Идентичное суммарное изображение нескольких точек на снимке при различном пространственном расположении их в исследуемом объекте (по В. И. Феок тистову). Рис. 5. Эффект суммации (аи субтракции (б) теней. Проекционное увеличение рентгеновского изображения в каждом конкретном случае легко рассчитать, разделив расстояние фокус трубки — приемник изображения на расстояние фокус трубки — исследуемый объект. Если данные расстояния равны, то проекционное увеличение практически отсутствует. Однако на практике между исследуемым объектом и рентгенографической пленкой всегда имеется какоето расстояние, обусловливающее проекционное увеличение рентгеновского изображения. При этом нужно иметь ввиду, что при съемке одной и той же анатомической области различные ее структуры будут находиться на разном расстоянии от фокуса трубки и приемника изображения. Например, на прямом переднем снимке грудной клетки изображение передних отделов ребер будет увеличено в меньшей степени, чем задних. Количественная зависимость проекционного увеличения изображения структур исследуемого объекта (вот расстояния фокус трубки пленка (РФТП) и расстояния от этих структур до пленки отражена в табл. Соколов В. М, 1979]. РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ И ЕГО СВОЙСТВА 11 Рис. 6. Рентгенологическое исследование, выполненное в двух взаимно перпендикулярных проекциях. а — суммационное; 6 — раздельное изображение теней плотных структур. Рис. 7. Зависимость между расстоянием фокус трубки объект и проекционным увеличением рентгеновского изображения. С увеличением фокусного расстояния проекционное увеличение рентгеновского изображения уменьшается. Рис. 8. Зависимость между расстоянием объект — приемник изображения и проекционным увеличением рентгеновского изображения. С увеличением расстояния объект — приемник изображения проекционное увеличение рентгеновского изображения возрастает МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО СНИМКА ТАБЛИЦА Зависимость проекционного увеличения структур исследуемого объекта (в %) от РФТП и расстояния от этих структур до пленки РФТП см 65 70 75 80 90 100 125 150 175 200 2 4,2 3,2 2,9 2,7 2,6 2,2 2,0 1,6 1,4 1,2 1,0 4 8,7 6,6 6,0 5,6 5,2 4,6 4,2 3,3 2,7 2,3 Расстояние от 13,6 10,2 9,4 8,7 8,1 7,1 6,4 5,0 4,2 3,6 3,0 8 19 14 12,9 11,9 11,1 9,8 8,7 6,8 5,6 4,8 4,1 10 25 18,2 16,6 15,4 14,3 12,5 11,1 8,7 7,1 6,0 структур объекта до 42,8 30,0 27,2 25,0 23,0 20,0 17,6 12,6 11,1 9,3 8,1 20 66,6 44,4 40,0 36,4 33,3 28,5 25,0 19,0 15,4 12,9 11,1 25 100 62,5 56,6 50,0 45,4 38,4 33,3 25,0 20,0 16,6 пленки, ел 150 85,7 75 66,7 60,0 50,0 42,8 31,6 25,0 20,0 17,6 35 233,3 116,6 100 87,5 77,7 63,6 53,8 38,8 30,0 25,0 21,2 40 400,0 160,0 133,3 114,2 100,0 80,0 66,6 47,0 36,4 29,6 Рис. 9. Изменение краеобра зующих участков черепа при увеличении фокусного рас стояния. аЬ — краеобразующие точки при минимальном фокусном расстоянии (fi); aib] — краеоб разующие точки при значительном фокусном расстоянии (Ь). Из изложенного очевидно, что в тех случаях, когда необходимо, чтобы размеры рентгеновского изображения были близки к истинным, следует максимально приблизить исследуемый объект к кассете или просвечивающему экрану и удалить трубку на максимально возможное расстояние. При выполнении последнего условия необходимо учитывать мощность рентгенодиагностического аппарата, так как интенсивность излучения изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния. Обычно в практической работе фокусное расстояние увеличивают максимум дом (телерентгенография). В этих условиях проекционное увеличение рентгеновского изображения бывает минимальным. Например, увеличение поперечного размера сердца при съемке в прямой передней проекции составит всего 1—2 мм (в зависимости от удаления от пленки. В практической работе необходимо еще учитывать следующее обстоятельство при изменении РФТП в образовании контуров тени исследуемого объекта принимают участие различные его участки. Так, например, на снимках черепа в прямой передней проекции РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ И ЕГО СВОЙСТВА 13 Рис. 10, Проекционное уменьшение рентгеновского изображения структур линейной формы в зависимости от их расположения по отношению к центральному пучку рентгеновского излучения. Рис. 11. Изображение плоскостного образования при направлении центрального пучка рентгеновского излучения перпендикулярно к нему и к приемнику изображения (а) и при направлении центрального луча вдоль плоскостного образования (б). при минимальном фокусном расстоянии краеобразующими являются участки, расположенные ближе к трубке, а при значительном РФТП расположенные ближе к приемнику изображения (рис. Несмотря на то, что рентгеновское изображение в принципе всегда является увеличенным, при определенных условиях наблюдается проекционное уменьшение исследуемого объекта. Обычно такое уменьшение касается изображения плоскостных образований либо структур, имеющих линейную, продолговатую форму (бронхи, сосуды, если их главная ось не параллельна плоскости приемника изображения и не перпендикулярна центральному пучку рентгеновского излучения (рис. Очевидно, что тени бронхов, а также сосудов или какихлибо еще объектов продолговатой формы имеют максимальные размеры в тех случаях, когда их главная ось (при параллельной проекции) перпендикулярна к направлению центрального луча. По мереже уменьшения или увеличения угла, образуемого центральным лучом и длинником исследуемого объекта МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО СНИМКА Рис. 12. Искажение изображения шара при рентгенологическом исследовании косым лучом (а) или при косом расположении по отношению к центральному лучу) приемника изображения {б). Рис. 13. Нормальное изображение объектов шаровидной (а) и продолговатой (б) формы при исследовании в косой проекции. Положение трубки и кассеты изменено таким образом, чтобы центральный пучок рентгеновского излучения проходил через центр объекта перпендикулярно кассете. Продольная ось объекта продолговатой формы проходит параллельно плоскости кассеты. размеры тени последнего постепенно уменьшаются. В ортоградной проекции (походу центрального луча) заполненный кровью сосуд, как и любое линейное образование, отображается в виде точечной гомогенной тени, бронх же имеет вид кольца. Сочетание таких теней обычно определяется на снимках или на экране рентгеновского аппарата при просвечивании легких. В отличие от теней других анатомических структур (уплотненных лимфатических узлов, плотных очаговых теней) при поворотах они приобретают линейный характер. Аналогичным образом происходит формирование рентгеновского изображения плоскостных образований (в частности, при междолевых плевритах. Максимальные размеры тень плоскостного образования имеет РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ И ЕГО СВОЙСТВА в тех случаях, когда центральный пучок излучения направлен перпендикулярно к исследуемой плоскости и пленке. Если же он проходит вдоль плоскостного образования (ортоградная проекция, то это образование отображается на снимке или на экране в виде интенсивной линейной тени (рис.11). Необходимо иметь ввиду, что в рассмотренных вариантах мы исходили из того, что центральный пучок рентгеновского излучения проходит через центр исследуемого объекта и направлен в центр пленки (экрана) под прямым углом к ее поверхности. К этому обычно стремятся в рентгенодиагностике. Однако в практической работе исследуемый объект нередко находится на некотором удалении от центрального луча либо кассета с пленкой или экран расположены к нему не под прямым углом (косая проекция). В таких случаях вследствие неравномерного увеличения отдельных сегментов объекта происходит деформация его изображения. Так, тела шаровидной формы вытягиваются преимущественно водном направлении и приобретают форму овала (рис. С подобными искажениями чаще всего приходится сталкиваться при исследовании некоторых суставов (головки бедренной и плечевой костей, а также при выполнении внутриротовых снимков зубов. Для уменьшения проекционных искажений в каждом конкретном случае необходимо добиваться оптимальных пространственных взаимоотношений между исследуемым объектом, приемником изображения и центральным лучом. Для этого объект устанавливают параллельно пленке (экрану) и через его центральный отдели перпендикулярно к пленке направляют центральный пучок рентгеновского излучения. Если по тем или иным причинам (вынужденное положение больного, особенность строения анатомической области) не представляется возможным придать объекту необходимое положение, то нормальные условия съемки достигаются путем соответствующего изменения положения фокуса трубки и приемника изображения — кассеты (без изменения положения больного, как это показано на рис. ИНТЕНСИВНОСТЬ ТЕНЕЙ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ Интенсивность тени той или иной анатомической структуры зависит от ее «рентгенопрозрачности», те способности поглощать рентгеновское излучение. Эта способность, как уже говорилось, определяется атомным составом, плотностью и толщиной исследуемого объекта. Чем тяжелее химические элементы, входящие в анатомические структуры, тем больше они поглощают рентгеновское излучение. Аналогичная зависимость существует между плотностью исследуемых объектов и их рентгенопрони цаемостью: чем больше плотность исследуемого объекта, тем интенсивнее его тень. Именно поэтому при рентгенологическом исследовании обычно легко определяются металлические инородные тела и очень сложен поиск инородных тел, имеющих малую плотность (дерево, различные виды пластмассы, алюминий, стекло и др.). В зависимости от плотности принято различать 4 степени прозрачности сред воздушную, мягкотканную, костную и металлическую. Таким обра МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО СНИМКА зом, очевидно, что при анализе рентгеновского изображения, представляющего собой сочетание теней различной интенсивности, необходимо учитывать химический состав и плотность исследуемых анатомических структур. В современных рентгенодиагностических комплексах, позволяющих использовать вычислительную технику (компьютерный томограф, имеется возможность по коэффициенту поглощения уверенно определить характер тканей (жировая, мышечная, хрящевая и др) в нормальных и патологических условиях (мягкотканное новообразование киста, содержащая жидкость, и др.). Однако в обычных условиях следует иметь ввиду, что большинство тканей человеческого организма по своему атомному составу и плотности незначительно отличается друг от друга. Так, мышцы, паренхиматозные органы, мозг, кровь, лимфа, нервы, различные мягкотканные патологические образования (опухоли, воспалительные гранулемы, а также патологические жидкости (экссудат, транссудат) обладают почти одинаковой «рентгенопрозрачностью». Поэтому нередко решающее влияние на интенсивность тени той или иной анатомической структуры оказывает изменение ее толщины. Известно, в частности, что с увеличением толщины тела в арифметической прогрессии пучок рентгеновских лучей за объектом (выходная доза) уменьшается в геометрической прогрессии, и даже незначительные колебания толщины исследуемых структур могут существенно изменить интенсивность их теней. Как видно на рис. 14, при съемке объекта, имеющего форму трехгранной призмы (например, пирамиды височной кости, наибольшую интенсивность имеют участки тени, соответствующие максимальной толщине объекта. Так, если центральный луч направлен перпендикулярно к одной из сторон основания призмы, то интенсивность тени будет максимальной в центральном отделе. По направлению же к периферии интенсивность ее постепенно уменьшается, что в полной мере отражает изменение толщины тканей, расположенных на пути пучка рентгеновского излучения (риса. Если же повернуть призму (рис. 14, б) так, чтобы центральный луч был направлен по касательной к какойлибо стороне призмы, то максимальную интенсивность будет иметь краевой участок тени, соответствующей максимальной (в данной проекции) толщине объекта. Аналогичным образом возрастает интенсивность теней, имеющих линейную или продолговатую форму в тех случаях, когда направление их главной оси совпадает с направлением центрального луча (ортоградная проекция). При исследовании гомогенных объектов, имеющих округлую или цилиндрическую форму (сердце, крупные сосуды, опухоль, толщина тканей походу пучка рентгеновского излучения изменяется очень незначительно. Поэтому тень исследуемого объекта почти гомогенна (рис. 14, в). Если же шаровидное или цилиндрическое анатомическое образование имеет плотную стенку и является полым, то пучок рентгеновского излучения в периферических отделах проходит больший объем тканей, что обусловливает появление более интенсивных участков затемнения в периферических отделах изображения исследуемого объекта (рис. 14, г. Это так называемые краевые каемки. Такие тени, в частности, наблюдаются при исследовании трубчатых костей, сосудов с частично или полностью обызвествлен ными стенками, полостей с плотными стенками и др. Следует иметь ввиду, что в практической работе для дифференцированного восприятия каждой конкретной тени нередко решающее значение РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ И ЕГО СВОЙСТВА 17 Рис. 14. Схематическое изображение интенсивности теней различных объектов в зависимости от их формы, положения и структуры. а, б — трехгранная призма в сплошной цилиндр г — полый цилиндр, имеет не абсолютная интенсивность, а контрастность, те. разница в интенсивности данной и окружающих ее теней. При этом важное значение приобретают физикотехнические факторы, оказывающие влияние на контрастность изображения энергия излучения, экспозиция, наличие отсеивающей решетки, эффективность растра, наличие усиливающих экранов и др. Неправильно выбранные технические условия (чрезмерное напряжение на трубке, слишком большая или, наоборот, недостаточная экспозиция, низкая эффективность растра, а также ошибки при фотохимической обработке пленок снижают контрастность изображения и тем самым оказывают отрицательное влияние на дифференцированное выявление отдельных теней и объективную оценку их интенсивности. ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ИНФОРМАТИВНОСТЬ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ Информативность рентгеновского изображения оценивается объемом полезной диагностической информации, которую врач получает при изучении снимка. В конечном итоге, она характеризуется различимостью на снимках или просвечивающем экране деталей исследуемого объекта. С технической точки зрения, качество изображения определяется его оптической плотностью, контрастностью и резкостью Оптическая плотность. Как известно, воздействие рентгеновского излучения на фоточувствительный слой рентгенографической пленки вызывает в нем изменения, которые после соответствующей обработки проявляются в виде почернения. Интенсивность почернения зависит от дозы рентгеновского излучения, поглощенной фоточувствительным слоем пленки. Обычно максимальное почернение наблюдается в тех участках пленки, которые подвергаются воздействию прямого пучка излучения, проходящего мимо исследуемого объекта. Интенсивность почернения других участков пленки зависит от характера тканей (их плотности и толщины, расположенных на пути пучка рентгеновского излучения. Для объективной оценки степени почернения проявленной рентгенографической пленки и введено понятие оптическая плотность МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО СНИМКА Оптическая плотность почернения пленки характеризуется ослаблением проходящего через негатив света. Для количественного выражения оптической плотности принято пользоваться десятичными логарифмами. Если интенсивность падающего на пленку света обозначить / 0 , а интенсивность прошедшего через нее света — и то оптическую плотность почернения (S) можно рассчитать по формуле: За единицу оптической плотности принято фотографическое почернение, при прохождении через которое световой поток ослабляется враз. Очевидно, что если пленка пропускает 0,01 часть падающего света, то плотность почернения равна 2 (Ig 100 = Установлено, что различимость деталей рентгеновского изображения может быть оптимальной лишь при вполне определенных, средних значениях оптических плотностей. Чрезмерная оптическая плотность, как и недостаточное почернение пленки, сопровождается уменьшением разли чимости деталей изображения и потерей диагностической информации. На снимке грудной клетки хорошего качества почти прозрачная тень сердца имеет оптическую плотность 0,1—0,2, а черный фон — 2,5. Для нормального глаза оптимальная оптическая плотность колеблется в пределах от 0,5 до 1,3. Это означает, что приданном диапазоне оптических плотностей глаз хорошо улавливает даже незначительные различия в степени почернения. Наиболее тонкие детали изображения различаются в пределах почернений 0,7—0,9 [Кацман А. Я, Как уже отмечалось, оптическая плотность почернения рентгенографической пленки зависит от величины поглощенной дозы рентгеновского излучения. Эта зависимость для каждого фоточувствительного материала может быть выражена с помощью так называемой характеристической кривой (рис. 15). Обычно такую кривую вычерчивают в логарифмическом масштабе по горизонтальной оси откладывают логарифмы доз поверти кальной — значения оптических плотностей (логарифмы почернений). Характеристическая кривая имеет типичную форму, которая позволяет выделить 5 участков. Начальный участок (до точки А, почти параллельный горизонтальной оси, соответствует зоне вуали. Это незначительное почернение, которое неизбежно возникает на пленке при воздействии очень маленьких доз облучения или даже без облучения в результате взаимодействия части кристаллов галогенного серебра с проявителем. Точка А представляет собой порог почернения и соответствует дозе, необходимой для того, чтобы вызвать визуально различимое почернение. Отрезок АБ соответствует зоне недодержек. Плотности почернений здесь увеличиваются сначала медленно, затем быстро. Другими словами, характер кривой (постепенное возрастание крутизны) этого участка свидетельствует о возрастающем приросте оптических плотностей. Участок БВ имеет прямолинейную форму. Здесь наблюдается почти пропорциональная зависимость плотности почернения от логарифма дозы. Это — так называемая зона нормальных экспозиций. Наконец, верхний участок кривой ВГ соответствует зоне передержек. Здесь также, как и на участке АБ, отсутствует пропорциональная зависимость между оптической плотностью и поглощенной фоточувствительным слоем дозой излучения. Вследствие этого в передаче рентгеновского изображения имеют место искажения. Из сказанного очевидно, что в практической работе необходимо пользоваться такими техническими условиями пленки, которые обеспечивали бы РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ И ЕГО СВОЙСТВА почернение пленки, соответствующее зоне пропорциональной передачи характеристической кривой Контрастность. Под контрастностью рентгеновского изображения понимают зрительное восприятие разницы оптических плотностей (степени почернения) соседних участков изображения исследуемого объекта или всего объекта и фона. Чем выше контрастность, тем значительнее различие оптических плотностей фона и объекта. Так, на высококонтрастных снимках конечностей светлое, почти белое изображение костей резко вырисовывается на совершенно черном фоне, соответствующем мягким тканям. Необходимо подчеркнуть, что такая внешняя красота снимка не свидетельствует о его высоком качестве, так как чрезмерная контрастность изображения неизбежно сопровождается потерей более мелких и менее плотных деталей. С другой стороны, вялое малоконтрастное изображение также характеризуется низкой информативностью. Оптимальной следует считать контрастность, обеспечивающую максимальное и наиболее отчетливое выявление на снимке или просвечивающем экране деталей рентгеновского изображения исследуемого объекта. В идеальных условиях глаз в состоянии заметить разницу оптических плотностей, если она составляет всего 2 %, а при изучении рентгенограммы на негатоскопе — около 5 %. Малые контрасты лучше выявляются на снимках, имеющих относительно невысокую основную оптическую плотность. Поэтому, как уже говорилось, следует стремиться избегать значительного почернения рентгенограммы. Контраст рентгеновского изображения, воспринимаемый нами при анализе рентгенограммы, прежде всего определяется так называемым лучевым контрастом. Под лучевым контрастом понимают отношение доз излучения за и перед исследуемым объектом (фоном. Это отношение выражается формулой: где С л — лучевой контраст D^ — доза фона D 2 — доза за деталью исследуемого объекта. Лучевой контраст зависит от интенсивности поглощения рентгеновского излучения различными структурами исследуемого объекта, а также от энергии излучения. Чем отчетливее разница в плотности и толщине изучаемых структур, тем больше лучевой контраста следовательно, и контраст рентгеновского изображения. Существенное отрицательное влияние на контраст рентгеновского изображения, особенно при рентгенографии (рентгеноскопии) лучами повышенной жесткости, оказывает рассеянное излучение. Для уменьшения количества рассеянных рентгеновских лучей используют отсеивающие решетки с высокой эффективностью растра (при напряжении на трубке выше 80 кВ — с отношением не менее чем 1:10), а также прибегают к тщательному диафрагмированию первичного пучка излучения и компрессии исследуемого объекта. При соблюдении этих условий на рентгенограммах, выполненных при относительно высоком напряжении на трубке (80— 110 кВ, удается получить изображение с большим количеством деталей, в том числе анатомических структур, существенно отличающихся по плотности или толщине (эффект выравнивания. С этой целью рекомендуют применять и специальные насадки на тубус с клиновидными фильтрами для прицельных снимков, в частности, предложенные в последние годы Л. Н. Сысуевым. МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО СНИМКА Рис. 15. Характеристическая кривая рентгенографической пленки. Объяснения в тексте. Рис. 16. Схематическое изображение абсолютно резкого (а) и нерезкого (б) перехода от одной оптической плотности к другой. Рис. 17. Зависимость резкости рентгеновского изображения от величины фокуса рентгеновской трубки (геометрическая нерезкость). а — точечный фокус — изображение абсолютно резкое; б, в — фокус в виде площадки различной величины — изображение нерезкое. С увеличением фокуса нерезкость возрастает. Существенное влияние на контрастность изображения оказывают свойства рентгенографической пленки, которые характеризуются коэффициентом контрастности. Коэффициент контрастности у показывает, во сколько раз данная рентгенографическая пленка усиливает естественную контрастность исследуемого объекта. Чаще всего в практической работе используют пленки, повышающие естественную контрастность в 3—3,5 раза (у = 3—3,5). Для флюорографической пленки у = 1,2—1,7. # Резкость. Резкость рентгеновского изображения характеризуется особенностями перехода от одного почернения к другому. Если такой переход носит скачкообразный характер, то теневые элементы рентгеновского изображения отличаются четкостью. Изображение их является резким. Если же одно почернение переходит в другое плавно, наблюдается «смазанность» контуров и деталей изображения исследуемого объекта (рис. Нерезкость («смазанность») контуров всегда имеет определенную ширину, которая выражается в миллиметрах. Зрительное восприятие нерезкости зависит от ее величины. Так, при изучении рентгенограмм на негатоскопе нерезкость до 0,2 мм, как правило, зрительно не воспринимается и изображение кажется резким. Обычно наш глаз замечает нерезкость, если она составляет 0,25 мм и больше. Принято различать геометрическую, динамическую, экранную и суммарную нерезкость. Г е оме три ческа я нерезкость зависит, прежде всего, отвели чины фокусного пятна рентгеновской трубки, а также от расстояния «фокус трубки — объект и объект — приемник изображения РЕНТГЕНОВСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ И ЕГО СВОЙСТВА Абсолютно резкое изображение может быть получено только в том случае, если пучок рентгеновских лучей исходит из точечного источника излучения (риса. Во всех остальных случаях неизбежно образуются полутени, которые размазывают контуры деталей изображения. Чем больше ширина фокуса трубки, тем больше геометрическая нерезкость и, наоборот, чем острее фокус, тем нерезкость меньше (рис. 17,6, в). Современные рентгено диагностические трубки имеют следующие размеры фокусного пятна 0,3 X 0,3 мм (микрофокус); от 0,6 X 0,6 мм до 1,2 X 1,2 мм (малый фокус 1,3 X 1,3; 1,8 X 1.8 и 2 X 2 и больше (большой фокус. Очевидно, что для уменьшения геометрической нерезкости следует пользоваться трубками с микро или малым острым фокусом. Это особенно важно при рентгенографии с прямым увеличением рентгеновского изображения. Однако нужно иметь ввиду, что при использовании острого фокуса возникает необходимость в увеличении выдержки, что может привести к повышению динамической нерезкости. Поэтому микро фокус следует применять лишь при исследовании неподвижных объектов, главным образом скелета. Существенное влияние на геометрическую нерезкость оказывает расстояние фокус трубки — пленка и расстояние объект — пленка». С увеличением фокусного расстояния резкость изображения возрастает и, наоборот, с увеличением расстояния объект — пленка — уменьшается. Суммарная геометрическая нерезкость может быть рассчитана по формуле: где Н — геометрическая нерезкость, мм f — ширина оптического фокуса трубки, мм h — расстояние от объекта до пленки, см F — расстояние «фокус трубки — пленка, см. Пользуясь этой формулой, легко рассчитать величину геометрической нерезкости в каждом конкретном случае. Так, при съемке трубкой с фокусным пятном 2 X 2 мм объекта, расположенного в 5 см от рентгенографической пленки, с фокусного расстояния в 100 см геометрическая нерезкость составит около 0,1 мм. Однако при удалении объекта исследования на см от пленки нерезкость увеличится до 0,5 мм, что уже хорошо различимо глазом. Этот пример свидетельствует о том, что следует стремиться максимально приближать исследуемую анатомическую область к пленке. Д и нами ческа я нерезкость возникает вследствие движения исследуемого объекта вовремя рентгенологического исследования. Чаще всего она бывает обусловлена пульсацией сердца и крупных сосудов, дыханием, перистальтикой желудка, движением больных вовремя съемки изза неудобного положения или двигательного возбуждения. При исследовании органов грудной клетки и желудочнокишечного тракта динамическая нерезкость в большинстве случаев имеет наиболее существенное значение. Для уменьшения динамической нерезкости нужно (по возможности) делать снимки с короткими выдержками. Известно, что линейная скорость сокращения сердца и колебаний прилегающих к нему участков легкого приближается к 20 мм/с. Величина динамической нерезкости при съемке органов грудной полости с выдержкой 0,4 с достигает 4 мм. Практически только выдержка в 0,02 с позволяет полностью устранить различимую глазом нерезкость изображения легких. При исследовании желудочно кишечного тракта выдержка без ущерба для качества изображения может быть увеличена до 0,2 с МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО СНИМКА Выдержка, с 0,02 0,04 0,06 0,1 0,15 0,25 0,4 0,6 |