Розділ 3. Фізико-технічні основи рентгенології та комп'ютерної томографії

Розділ 3. Фізико-технічні основи рентгенології та комп'ютерної томографії

Рентгенівське випромінювання—сукупність гальмівного та характеристичного електромагнітних випромінювань хвильової природи, діапазон енергій яких становить від 1 до 1000 кілоелектрон-вольта (кеВ). Гальмівне випромінювання виникає у разі зміни кінетичної енергії електронів, а характеристичне

— внаслідок зміни енергетичного стану атома. В основі виникнення рентгенівського випромінювання лежить ефект гальмування прискорених в електричному полі електронів, унаслідок чого частка їх кінетичної енергії перетворюється на електромагнітні коливання суцільного спектра, який подібний до спектра видимого світла. Крім того, електрони, що проникають в електронні орбіти гальмівної речовини, вибивають у них електрони. Внутрішньоатомні переходи електронів з вищих енергетичних рівнів на нижчі супроводжуються випромінюванням серії фотонів лінійчастого (дискретного) спектра. Лінії спектра такого рентгенівського випромінювання є індивідуальною характеристикою атома, а випромі­нювання називається характеристичним.

Генератором рентгенівського випромінювання є рентгенівська трубка—двохелектродний електрова­куумний прилад, призначений для одержання, прис­корення та гальмування електронів (мал. З, А, Б) у вакуумі навколо волоска розжарювання катода внас­лідок термоелектронної емісії утворюється елект­ронна хмара. Під час підведення до електродів труб­ки високої напруги (на катод — негативний потенці­ал, а на анод — позитивний) в електромагнітному полі відбувається прискорення та стрімкий рух до анода сфокусованих на катоді електронів. У трубці виникає електричний струм. Значно більша частина кінетичної енергії електронів у речовині анода пере­творюється на теплову енергію і тільки близько 1 %

— на рентгенівське випромінювання. Тому поверхня анода набуває дуже високої температури. У разі змі­ни потенціалу на електродах трубки електричний струм і рентгенівське випромінювання миттєво зни­кають. Рентгенівське випромінювання має здатність проникати крізь оптично непрозорі середовища і вза­ємодіяти з речовиною, внаслідок чого відбувається його нерівномірне поглинання. Проникаюча здат­ність є якісною, а інтенсивність — кількісною хара­ктеристикою рентгенівського випромінювання. Які­стю випромінювання керують шляхом зміни на рентгенівській тру­бці тільки напруги, а його інтенсивністю — шляхом зміни анодного струму та напруги.

Під час взаємодії рентгенівського випромінювання з речовиною відбувається його поглинання (внаслідок чого виникає вторинне випромінювання) та розсіювання, що призводить до фотоефекту (мал. 4).

У речовині значно сильніше відбувається послаблення фотонів з меншими енергіями. Це явище називається ефектом фільтрації вип­ромінювання і використовується на практиці з метою зниження навантаження на хворого. Змінний фільтр, котрий встановлюють на шляху проходження пучка випромінювання, називають додатковим фільтром. Він впливає на якість рентгенівського випромінювання, поглинаючи ту його частину, яка не бере участі в утворенні діагно­стичного зображення, тому що повністю поглинається в тканинах людини. Під час проведення всіх видів рентгенологічних досліджень обов'язково використовують додаткові алюмінієві фільтри. На пра­ктиці частіше використовують один додатковий алюмінієвий фільтр завтовшки 3 мм.

Потужність експозиційної дози (інтенсивність випромінювання) прямо пропорційна силі анодного струму і часу. Зміни інтенсивності рентгенівського випромінювання у 2 рази можна досягти шляхом зміни напруги на трубці від початкового в середньому на 7 кВ в інтервалі напруг 40 — 60 кВ; на 10 кВ— в інтервалі 60 — 90 кВ і на 15 кВ — в інтервалі від 90 — 125 кВ. Під час проходження пучка рентгенівських променів через речовину відбувається їх поглинання та розсіювання, що супроводжує­ться виникненням вторинного та розсіяного рентгенівського випромінювання. Чим вища щільність і товщина поглинаючої речовини і чим менша енергія фотонів рентгенівського випромінювання, тим більший ефект поглинання. Згідно з експоненціальним законом у повітрі відбувається ослаблення інтенсивності рентгенівського випромінювання. Воно змінюється обернено пропорційно квадрату від­стані від джерела випромінювання. Отже, за однакових умов генерування (напруга, сила анодного струму, фільтр) інтенсивність випромінювання на відстані 20 см від джерела (анод трубки) буде в 25 разів більша, ніж на відстані 100 см: (100:20) = 5² = 25. Рентгенівське випромінювання поширюється прямолінійно, але його промені розходяться конусоподібно.

Рентгенівське випромінювання виявляє також іонізуючий, фотохімічний та біологічний вплив, а також може спричиняти виникнення флуоресценції, що зумовлено ефектами взаємодії фотонів з речо­виною.

Іонізуючий вплив рентгенівського випромінювання використовують у дозиметрії, а також для авто­матичного управління експозицією під час рентгенографічних досліджень.

Фотохімічний вплив випромінювання лежить в основі одержання рентгенівського зображення на плівці, желатиновий шар якої містить кристали колоїдного срібла у вигляді емульсії. Завдяки властиво­сті рентгенівського випромінювання спричиняти флуоресценцію, частину його енергії можна перетво­рити у видиме світло, що є основою рентгеноскопії та використання підсилювальних екранів під час

проведення рентгенографії.

Зі збільшенням напруги на рентгенівській трубці відбувається збільшення частини вторинного рентгенівського випромінювання. Його кількість зростає зі збільшенням розмірів поля, товщини (об'є­му) рентгенологічно досліджуваного об'єкта. Це призводить до зниження контрасту та чіткості рентге­нівського зображення і є основним джерелом опромінювання персоналу.

Іонізуючий вплив рентгенівського випромінювання зумовлює необхідність проведення постійної вентиляції.

Формування та властивості рентгенівського зображення. Основні чинники, що визначають інформативність рентгенівського зображення.

Відмінності у поглинанні рентгенівського випромінювання тканинами різної щільності дають мож­ливість одержувати рентгенівське зображення. Так, на тлі м'язів, які слабко поглинають рентгенівське випромінювання, будуть виразно видні щільні кістки. Якщо рентгенівські промені проникнуть крізь грудну клітку, то на тлі легенів, що містять повітря, буде виразно видно серце, ребра, кровоносні судини і навіть невеликі ущільнення легеневої тканини. Усе це складає поняття абсорбційного закону рентге­нівської диференціації (тіньоутворення).

Рентгенівське зображення являє собою структурну напівпрозору тінь. Там, де ослаблення рентгені­вського випромінювання велике, тінь має найбільшу щільність тобто найбільшу інтенсивність. У разі

незначного ослаблення рентгенівського випромінювання тінь буде слабкою, тобто малоінтенсивною. Ступінь інтен­сивності тіні залежить від щільності (рентгенопрозорості) речовини або товщини ділянок однорідного за складом ор­гана, через який проходить рентгенівське випромінювання (мал. 5). Залежно від щільності досліджуваних об'єктів роз­різняють чотири ступеня прозорості середовищ: 1-й — по­вітряне, 2-й — м'якотканинне; 3-й — кісткове; 4-й — мета­леве (табл. 8). Невеликі коливання товщини об'єктів можуть різко позначатися на інтенсивності їх тіней, тому що зі збільшенням товщини тіла в арифметичній прогресії вихід­на доза рентгенівського випромінювання (за об'єктом) зме­ншується в геометричній прогресії.

Після проходження рентгенівського випромінювання крізь тіло людини його пучок має різну енергію квантів. Диференційований пучок рентгенівського випромінювання, що несе в просторі невидиме оком зображення структури об'єкта, називається променевим рельєфом. Він характеризується променевим контрастом або фотографічним контрастом інтенсивностей. Ступінь променевого контрасту залежить від різниці величин номерів хімічних елементів, що складають даний об'єкт дослідження, тобто від щільності речовини (чим більша ця різниця, тим більший ступінь відбиття променевого контрасту і навпаки). Наприклад, велика різниця в щільності м'яких(1 г/см³) і кісткових(1,9 г/см³)тканин зумовлює виникнення природного променевого контрасту.

Ступінь відображення променевого контрасту знаходиться в прямій залежності від щільності і товщини анатомічних утворень досліджуваного об'єкта. Проте частіше доводиться досліджувати ана­томічні об'єкти, товщина яких мала, що при низьких атомних номерах хімічних елементів, які входять до складу тіла людини, зумовлює малий ступінь відображення природного променевого контрасту. На ступінь відображення променевого контрасту також впливає довжина хвилі рентгенівського випромі­нювання. Виходячи із закономірностей ослаблення рентгенівського випромінювання, для кращого виявлення малих різниць за щільністю і товщиною доцільно використовувати довгохвильове випромі­нювання (м'яке).

За цих умов виникає виразний променевий контраст і краще виявляються мало помітні за товщиною та щільністю утворення досліджуваного об'єкта. Слід відзначити, що у разі використання м'якого випромінювання зображення кістки на рентгенограмі вийде однорідним, тобто безструктурним. Тому для вивчення структури кістки необхідно застосовувати більш жорстке короткохвильове випроміню­вання.

Природний променевий контраст органів та тканин людини, за деяким винятком, слабко виражений. У разі використання електрорентгенографії та комп'ютерної томографії навіть без штучного контрас­тування одержують роздільне зображення тканин, що мало відрізняються за щільністю. Для вивчення об'єктів із слабко вираженим природним контрастом використовують штучне контрастування. Штучні контрастні речовини за атомною масою елементів, що містяться в них, мають відрізнятися від ефекти­вної атомної маси тканин людини, тобто бути меншими (негативні контрастні речовини — азот, кисень, вуглекислий газ, повітря) або більшими за неї (позитивні контрастні речовини, що містять барій, йод, бром) (табл. 8).

Рентгенівська перспектива. Рентгенівське випромінювання поширюється прямолінійно, внаслідок чого формується рентгенівське зображення. Генеруючись у рентгенівській трубці, рентгенівське вип­ромінювання виходить крізь вікно захисного кожуха пучком, що розходиться. Форма робочого пучка

^.W..,-----------... р-,-----------, - ----------------------- -,

випромінювання (екран, плівка — а, б, в). II. Залежність розмірів проекції об'єкта подовженої форми від
екція; 6— циліндрична парале-. ^r _! ^г ' _ ' ' '. ". ^{к г},._ >. т і- ₍

_nLU_ „_„_,,..;„ його орієнтації відносно приймача рентгенівського випромінювання: аі — проекційне збільшення об єк-

ЛЬНО ПрОЄКЦІЯ., „ _,... V *■*і ■ w ft. —

та у разі його паралельної орієнтації до приймача, о! — проекційне зменшення оо єкта у разі його нав­кісного положення; ві — аксіальне (вісьове) зображення об'єкта у разі його перпендикулярного розта­шування.

Особливість конічної проекції рентгенівського випромінювання використовують для одержання безпосередньо збільшених рентгенограм. Це стало можливим тільки після виготовлення трубок з мікрофокусом (0,3 х 0,3 мм і менше).

Більшість анатомічних утворень не мають правильної кулястої форми. Звичайно один або два лінійних розміри превалюють над іншими. У зв'язку з цим виникають значні проекційні викривлення, вираженість яких залежить від орієнтації досліджуваного об'єкта відносно напрямку центрального пучка рентгенівського променя. Так, плоский об'єкт (міжчасткова плевра) може дати лінійну тінь, а лінійний (судина) — точкову.

У разі розташування довгої осі об'єкта паралельно плівці під прямим кутом до напрямку проходжен­ня центрального рентгенівського променя відзначається проекційне збільшення об'єкта. Якщо поло­ження об'єкта, що має довгасту форму, змінюється, то в міру зменшення кута між довгою віссю об'єкта

і напрямком проходження рентгенівських променів відбувається його проекційне вкорочення. Проек­ційне вкорочення об'єкта максимально виявляється у разі орієнтації його довгої осі по ходу централь­ного рентгенівського променя. Таку орієнтацію об'єкта називають осьовою, аксіальною або ортогона­льною проекцією. Під час вибору проекції необхідно враховувати проекційне вкорочення тіні об'єкта подовженої форми в осьовій проекції (мал. 9).

Для вивчення топографічних співвідношень, структури, форми та краєутворювальних контурів об'єкта використовують багатопроекційне дослідження (мал. 10).

., _п „., (куля, конус, циліндр) залежно від проекції

Мал. У. Однотипність рентгенівського зображення ¹ ' ^J ' '

структури об'єктів зумовлена топографічними співвід-

ношеннями.

Згідно із законами геометричної проекції для одержання достатньої інформації необхідно викорис­тати дві або три взаємоперпендикулярні проекції (мал. 11).

Мал. 11. Чітке зображення розмежувальної поверхні об'єкта сферичної форми при будь-якому напрямку пучка рентгенівського випромінювання (а) та зміна форми залежно від напрямку пучка і положення приймача [б, в, і).

Особливості будови людського тіла, в якому переважає один із розмірів, характеризуються тим, що більшість об'єктів можна досліджувати тільки у двох взаємно перпендикулярних проекціях — прямій і бічній. Ця особливість зумовлює необхідність використання, крім двох стандартних, додаткових проекцій, які дають змогу уточнити форму, контури, розміри та положення анатомічних утворень або Патологічних тіней, що вивчаються. Третя взаємно перпендикулярна проекція дає більш точну інфор­мацію. Однак її можна використати тільки в разі дослідження обмеженого числа об'єктів (черепа, плечового, ліктьового, колінного суглобів). Під час рентгенологічного дослідження частина анатоміч­них об'єктів виявляється розташованою на деякій відстані від центрального рентгенівського променя, тому їх зображення формується периферичним відділом робочого пучка рентгенівських променів, косо

Мал. 14. Залежність геометричної нерізкості від розмірів оптичного фокуса трубки, віддаленості об'єкта від приймача зображення та від фокусної відстані (а, б). Ф — фокус; г — нєрізкість зображення.

Рентгенівське зображення є геометричною проекцією об'єкта, що вивчається, на площину приймача. Зображення на рентгенограмі виникає внаслідок різного ступеня почорніння плівки на межі анатомічного утвору і оточуючого тла. Вияв­лення межі між ними підпорядковується тангенціальному закону формування рентгенівського зображення.

Інформативність рентгенівського зображення оцінюють \ за об'ємом корисної діагностичної інформації — кількості 4 помітних деталей досліджуваного об'єкта. Технічну якість зображення визначають за його об'єктивними параметрами, а саме; за оптичною щільністю, різкістю розмежування та контрастністю.

Оптичну щільність почорніння плівки (непрозорість) відзначають після її експонування та фотохіміч­ної обробки. Інтенсивність її почорніння залежить від дози рентгенівського опромінювання та його експозиції. На нормально експонованій та проявленій рентгенограмі максимальна оптична щільність почорніння плівки спостерігається на ділянках поза досліджуваним об'єктом, тобто на тих, на які діяв прямий пучок випромінювання. Відмінність деталей рентгенівського зображення може бути оптимальною тільки за певних значень оптичної щільності. Надмірний ступінь почорніння плівки (переекспонована рентгенограма), так само як і недостатня оптична щільність зображення (недоекспонована рентгенограма), призводить до значної втрати діагностичної інформації. Кількісна характеристика оптичної щільності виражається десятковими логарифмами. Вона може бути визначена за допомогою спеціального приладу — денситометра. Як відомо, рентгенівські плівки характеризуються коефіцієнтом контрастності з певною зоною пропорційної передачі зображення. Тому мистецтво вибору фізико-технічних умов рентгенографії полягає саме у використанні нормальних експозицій та отриманні оптимальної щільності почорніння.

Різкість зображення зумовлена стрибкоподібним переходом одного ступеня почорніння до іншого. Причому відзначається виразний контур тіні органа. Зображення вважається нерізким тоді, коли між ним і тлом існує плавний перехід від одного ступеня почорніння до іншого (напівтінь). За наявності різкого зображення ширина такої перехідної тіні не перевищує 0,16-0,25 мм.

Нєрізкість зображення може бути зумовлена декількома причинами. Розрізняють технічну, геоме­тричну та динамічну нєрізкість. Динамічна нєрізкість зображення зумовлена фізіологічними рухами органів (пульсацією, диханням, перистальтикою) або зміщенням об'єкта. Вона тим виразніше виявлена, чим більше амплітуда руху або зміщення. Для усунення динамічної нерізкості зображення під час виконання рентгенограми тіло хворого має перебувати у нерухомому положенні, дихання має бути затриманим, а витримка короткою. У цьому разі шлях переміщення краєутворювального контуру об'єкта буде незначним, а його зображення — чітким. Встановлено, що для уникнення динамічної нерізкості рентгенівського зображення серця та інших органів грудної клітки витримка має становити 0,02 с. Проте оптимальна витримка становить 0,005 с. Під час рентгенографії стравоходу, шлунка, тонкої кишки витримка досягає 0,3 с

Геометрична нєрізкість зображення зумовлена геометричними чинниками зйомки. Вона залежить від величини оптичного фокуса, відстані фокус-гшівка і об'єкт-плівка. За наявності великого оптичного фокуса утворюється не тільки тінь об'єкта, що зображується, але і напівтіні вздовж контурів. Величина нерізкості контурів об'єктів прямо пропорційна величині оптичного фокуса. Різкість зображення знаходиться в прямій залежності від відстані об'єкт-плівка. У міру віддалення досліджуваного об'єкта від плівки його деталі на рентгенограмах набувають нечітких контурів. Саме тому під час рентгенографії касету з плівкою намагаються розташувати якомога ближче до досліджуваної частини тіла. Збільшення фокусної відстані (фокус-плівка) супроводжується зменшенням нерізкості зображення, тобто існує зворотна залежність між величиною нерізкості та фокусною відстанню, у зв'язку з чим розроблено стандартні фокусні відстані. Якщо використовувати оптичний фокус, величина якого становить 0,3 х 0,3 мм, то можна одержати рентгенограми задовільної якості навіть у разі значного віддалення об'єкта від плівки.

Морфологічна нєрізкість зображення є різновидом геометричної нерізкості зображення. Вона вини­кає внаслідок особливостей будови, форми та об'єму органів і тканин людського організму і підлягає загальним закономірностям виникнення геометричної нерізкості зображення.

Мал. 15. Закономірність виявлення пласкої розмежувальної поверхні.

Форма розмежувальної поверхні об'єкта та її орієнтація відносно напрямку рентгенівських променів суттєво вплива­ють на різкість зображення і можуть бути причиною виник­нення морфологічної нерізкості. Поверхня, яка розмежовує в об'єкті середовища різної густини або обмежує об'єкт, нази­вається краєутворювальним контуром. Від орієнтації анато­мічного утвору щодо напрямку променя залежить різкість зображення. Ця особливість відображення краєутворюваль­ного контуру зумовлює необхідність виконання рентгеног­рам по дотичній. Це дає змогу вивчати особливості краєутво-рювальної розмежувальної поверхні. Під час вивчення огля­дових рентгенограм або у разі багатоосьового просвічування проекцію вибирають з урахуванням анатомічної будови дос­ліджуваного органа (мал. 15).

Технічна нєрізкість зображення поділяється на екранну та фотографічну. Екранна нєрізкість зобра­ження виникає внаслідок того, що свічення, котре утворюється на зерні емульсії екранів, розсіюється в її товщі. У разі комбінації двох екранів і рентгенівської плівки, за умови їх тісного прилягання, створюється нєрізкість зображення, величина якої становить менше ніж 0,25 мм, що не сприймається неозброєним оком. Високочутливі екрани з товстою емульсією створюють нєрізкість зображення величиною до 0,5 мм, а тонкі, які світяться менш яскраво, — до 0,2 мм.

Контактна нєрізкість виникає у разі часткової відсутності тісного прилягання посилюваних екранів до плівки.

Фотографічну нєрізкість зображення рентгенівської плівки зумовлюють зерниста будова та товщина світлочутливого шару. її величина не перевищує 0,05 мм. Наявність двох світлочутливих шарів емульсії зумовлює деяку нєрізкість зображення внаслідок паралакса, тобто незбігу зображення з обох боків плівки. Паралакс відсутній тільки в тому місці рентгенограми, на яке центральний промінь падає перпендикулярно до площини плівки. Паралакс стає більш помітним тільки в разі зйомки косо спрямо­ваними променями, а також у разі розглядання мокрої рентгенограми (при цьому паралакс виникає внаслідок набухання желатини обох фотографічних шарів плівки). Тому необхідно вивчати тільки сухі рентгенограми.

Як відомо, більшість рентгенограм виконується за допомогою комбінації посилювальних екранів з фотоплівкою чутливою до рентгенівського проміння та видимого світла. Використання такої системи спрямовано на зниження променевого навантаження на хворого, підвищення контрастності зображення і скорочення часу експозиції. Однак в традиційній системі екран-плівка, рентгенівське проміння і світло від люмінофора посилювального екрана поширюється в усіх напрямках. Фотони світла, проникаючи через емульсію прилеглого боку плівки і її прозору основу, діють на емульсію протилежного боку плівки. Нєрізкість отримуваного зображення на прилеглому до екрана шарі емульсії залежить від розмірів кристалів люмінофора, а на віддаленому вона зростає внаслідок розсіювання проміння та перехрещування проміння кристалів люмінофора від прилеглого і віддаленого посилювального екранів — так зване явище кросверу. У зображенні, що з'являється на плівці виникає паралакс.

Для зменшення нерізкості системи екран-плівка в наш час розробляються засоби, які не дозволяють промінню люмінофора проникати через основу плівки на її протилежний бік. Найдосконалішою нині є Інсайт система (Insight System), розроблена фірмою Кодак. В цій системі між фотоемульсією плівки та її основою введено антикросверний шар, який не пропускає поза емульсію світлових фотонів люміно­фора і не заважає проходженню рентгенівських фотонів. Під час фотообробки плівки цей шар перехо­дить в проявляючий розчин. Більша чіткість і рентгенівська широта зображення в поєднанні з високо­чутливою плівкою дозволяє отримати високоякісні знімки різних за щільністю анатомічних та патоло­гічних структур, при зниженій дозі опромінення, що має особливе значення в педіатрії (схема 1).

Інсайт-система

Схема 1.

Звичайна система

Позначення:

пунктир — шар люмінофора посилювальних екранів, коса штриховка — емульсія плівки, вертикальна штриховка — антикросверний шар, незаштриховані — основа плівки та посилювальних екранів.

Сумарна нєрізкість зображення завжди більша за будь-яку окремо взяту, але менша за арифметичну суму нерізкостей. Частіше переважає одна з них. Отже, кожна рентгенограма відзначається більш або менш вираженою нерізкістю зображення, внаслідок чого дрібні деталі млжуть залишатись невиднимими.

Роздільна спроможність системи екран-плівка характеризується найбільшим числом роздільно видимих паралельних ліній (штрихів) на відрізку оптичного зображення завдовжки 1 мм.

Контрастністю зображення називають зорове сприйняття різниці почорніння між сусідніми діля­нками. Що сильніше виявлена ця різниця, то вища контрастність рентгенограми. На контрастність впливають і фізико-технічні умови рентгенографії, а також якість плівки, що використовується, особ­ливо коефіцієнт її контрастності с. Широту контрастності зображення треба розглядати відносно тієї анатомічної ділянки, з метою вивчення якої було виконано рентгенографію. Якщо досліджують грудні хребці, то і ступінь контрастності зображення слід розглядати відносно них, а не в зоні легенів, і навпаки. Тому для одержання зображення різних об'єктів використовують різні фізико-технічні умови. На рентгенограмі контраст (різницю почорніння) двох сусідніх ділянок обчислюють у відсотках. Якщо під час дослідження певної ділянки тіла на плівку діє доза в 1 Р, а на сусідню — в 0,5 Р, то різниця в ступені почорніння цих ділянок становить 100%. Що менша різниця ступеня почорніння, тим менша відмінність у контрастності. Найменшу контрастність, яку сприймає око, називають порогом контрастної чутливо­сті, її величина становить 2,5%, якщо зображення нерізке, то око здатне сприймати різницю почорнінь величиною 3-8%. Це свідчить про те, що у разі одержання зображення великої різкості можна розрізняти малі ступені його контрастності. Проте, якщо зображення має надмірно велику контрастність, багато деталей структури в зоні максимальної і мінімальної густини почорніння на рентгенограмі не просте­жуються.

Під час використання підвищених напруг спостерігається ефект вирівнювання. Це зумовлено тим, що за рахунок значної проникної здатності рентгенівського випромінювання зменшується градація (діапазон) густини і утворюється можливість виялення більшої кількості деталей. Чим менше проміжних тонів між найсвітлішою і найтемнішою ділянками плівки, тим зображення здається контрастнішим, і навпаки, чим більше проміжних тонів, тим воно стає менш контрастним, але більш інформативним.

Величина експозиційної дози впливає на контрастність рентгенівського зображення. Якщо нормаль­но експоновану, недо- і переекспоновану рентгенограми обробити в однакових умовах, то вони мати­муть однакові значення коефіцієнта контрастності. Ці рентгенограми відрізнятимуться лише різницею максимальної та мінімальної оптичної густини почорніння. На недо- і переекспонованій рентгенограмах інтервал оптичної густини буде меншим, ніж на нормально експонованій рентгенограмі.

Контраст зображення, що сприймається візуально, тим вищий, чим більший коефіцієнт контрастно­сті рентгенівської плівки. Проте в цьому разі не враховується вплив розсіяного рентгенівського випро­мінювання на контраст зображення, який із зростанням кількості розсіяних рентгенівських променів завжди знижується. Значення коефіцієнта контрастності рентгенівських плівок високе (у =-2,8-3,6). Якщо ж використовувати рентгенівські плівки з меншим коефіцієнтом контрастності, то незначна різниця інтенсивності рентгенівського випромінювання одного променевого рельєфу даватиме візуаль­но непомітну різницю оптичних величин почорніння, а тому дрібні деталі на таких рентгенограмах не визначатимуться. На рентгенограмах, виконаних на рентгенографічній плівці з високим коефіцієнтом контрастності і за умов застосування комплексу посилювальних екранів, зображення матиме високу різницю оптичної густини почорніння. Але, якщо в цьому разі використовувати рентгенівське випромі­нювання підвищеної жорсткості, можна одержати менший променевий контраст. Величина коефіцієнта контрастності зображення також залежить від тривалості процесу проявлення рентгенограми і темпе­ратури проявного розчину. Зі збільшенням часу проявлення коефіцієнт контрастності зображення спочатку зростає, досягаючи максимальних значень, а потім зменшується. Це зумовлено безперервним збільшенням оптичної густини вуалі. З метою запобігання надмірному збільшенню вуалі під час проявлення експонованих рентгенівських плівок спід ураховувати рекомендований коефіцієнт контра­стності зображення, значення якого досягається за час, який вказано на етикетці упаковки плівки.

Встановлено, що у разі дотримання всіх правил приготування і використання проявного розчину та обробки експонованих плівок, збільшення величини тривалості проявлення на 50% понад номінальну не впливає на контраст, що візуально сприймається в рентгенографічному зображенні. Але в цьому разі фотографічна вуаль завжди має тенденцію до підсилення, особливо в тому випадку, коли плівка зберігається не належним чином.

На малоконтрастних рентгенограмах візуально оптична густина має незначні тіньові нюанси. На контрастних рентгенограмах оптична густина характеризується різким переходом від світло-сірого до глибоко-чорного відтінків. Наприклад, контрастна рентгенограма кінцівки має характерний вигляд: на насиченому чорному тлі різко виділяється світле (прозоре) зображення кістки. Проте на такій рентге­нограмі м'які тканини невидимі, дрібні деталі в зображенні кістки відсутні. Ця рентгенограма не має великої діагностичної цінності. Тому загальний вигляд рентгенограми, одержаній при підвищеній напрузі на рентгенівській трубці, поступається загальному вигляду тієї, про яку йшлося раніше. Вона менш контрастна, і тому зображення кістки нерізко виділяється на тлі, що її оточує. Проте зображення має велику кількість деталей різних величини та густини. Якщо малоконтрастна рентгенограма харак­теризується достатньою різкістю зображення, то вона може служити надійним джерелом інформації навіть тоді, коли відзначаються незначні патологічні зміни.

Вираженість суб'єктивного або оптичного контрасту залежить від індивідуальної контрастної чут­ливості ока. Зі зменшенням нерізкості зображення суб'єктивний контраст підвищується.

На зорове сприйняття контрасту впливає яскравість світла негатоскопа. Наприклад, при яскравому світлі негатоскопа не інтенсивне, порівняно з оточуючим тлом, невелике затемнення в зображенні досліджуваного об'єкта погано розрізняється або взагалі невидиме. Воно стає добре помітним при середній яскравості світла або трохи нижче середньої. Тобто в тому разі, коли почорніння характеризу­ється різною густиною, необхідно застосовувати і різну освітленість скла негатоскопа. Усяке додаткове освітлення за межами рентгенограми істотно знижує світлову та контрастну чутливість очей, тому негатоскоп має бути оснащений затінювальними шторками.

Розсіяне рентгенівське випромінювання безладно поширюється у всіх напрямках і цим суттєво знижує якість зображення. Потрапляючи на будь-які ділянки плівки, воно посилює її почорніння. Під впливом вторинного та розсіяного випромінювання контрастність і різкість рентгенівського зображення зменшуються. Кількість розсіяного випромінювання залежить від об'єму тканин, через які проходять рентгенівські промені. Чим більша товщина тканин і чим ширше пучок променів, які йдуть з трубки і потрапляють на хворого, тим більше виникає вторинного та розсіяного випромінювання. Застосування вузького пучка променів дозволяє краще розпізнавати деталі досліджуваного об'єкта.

Засоби зменшення опромінювання. Для обмеження поля опромінювання використовують колімуючі пристрої: діафрагмальні тубуси, глибинні діафрагми. Вони не тільки формують основний пучок рент­генівського випромінювання, але й затримують проходження розсіяних вторинних променів, що утво­рюються поза фокусом рентгенівської трубки.

Для зменшення товщини досліджуваної ділянки тіла її стискують за допомогою компресійного тубуса або пояса. Екранування ділянок тіла, які не підлягають дослідженню, а також касет (з їх нижнього боку) дає змогу знизити вплив на плівку вторинного розсіяного випромінювання та підвищити контра­стність і чіткість зображення. Але під час досліджування масивних частин тіла вживання цих заходів недостатньо. Якщо товщина досліджуваного об'єкта (ділянки опорно-рухової системи, черевної поро­жнини) перевищує 10 см, то під час виконання рентгенографії використовують відсіювальну решітку (гратки), оснащену спеціальним растром, що складається з тонких платівок-ламелів, які поглинають рентгенівське випромінювання. Відношення висоти ламелів до відстані між ними іменують постійною растра або шахтним відношенням — г. Що більша постійна растра в числовому виразі, то більший ефект поглинання вторинного розсіяного випромінювання. При середніх напругах на трубці, як правило, використовують растри з шахтним відношенням 6:1, 8:1. У разі незначного ослаблення первинного випромінювання поглинається 70-80 % вторинного розсіяного випромінювання. Під час рентгенографії променями підвищеної жорсткості і напругою понад 100 кВ застосовують відсіюючий растр, який має шахтне відношення не менш ніж 10:1. Необхідно пам'ятати, що відсіююча решітка поглинає розсіяне випромінювання не повністю. Тому навіть у разі її використання треба намагатися застосувати всі засоби, які б зменшували утворення і вплив на приймач вторинного та розсіяного випромінювання.

У разі найменшого променевого навантаження для забезпечення високоякісної картини зображення доцільно використовувати оптимальні фізико-технічні параметри дослідження (Ф.Ф. Теличко, О.С. Язиков, 1989, 1992).

У реальних умовах роботи підвищення напруги у 2 рази (з 50 до 100 кВ) і відповідне скорочення експозиції (у 10 разів) не забезпечують суттєвого зменшення променевого навантаження на хворого без одночасного зменшення площі опромінення. У разі збільшення шкірно-фокусної відстані і підвищення напруги або збільшення експозиції (з метою компенсації вихідної дози) захисні переваги цього техніч­ного чинника зводяться нанівець, якщо збільшється площа і об'єм тканин, що опромінюються.

Використання додаткової фільтрації первинного пучка супроводжується найбільшим зменшенням ступеня опромінювання хворого. Однак додатковий фільтр зменшує не тільки експозиційну, але й вихідну дозу, від якої залежить якість зображення. Тому в разі застосування підсилювача рентгенівсь­кого зображення (ПРЗ) для компенсації вихідної дози напругу необхідно підвищити з розрахунку 0,5 кВ на 1 мм А1. Під час проведення рентгенографії напругу слід підвищити на 1 кВ, а під час виконання 24 звичайної рентгеноскопії і флюорографії—на 2 кВ. Коли проводиться звичайна рентгеноскопія легенів і шлунка, вузьким полем середня площа і об'єм тканин, що опромінюються, в 10-15 разів менші, ніж у разі виконання оглядової рентгенографії.

Під час проведення рентгенографії площа опромінювання стабільна, а під час просвічування — змінна за величиною і положенням на тілі пацієнта. У разі просвічування легенів і шлунка використо­вують до 10-15 малих полів опромінювання. Унаслідок цього експозиційна доза нерівномірно розподі­ляється на поверхні тіла, на глибині, в патологічно змінених та інших радіочутливих тканинах. Більшому опроміненню піддаються ділянки тіла, що відповідають зоні розташування патологічного вогнища. Тому в разі проведення більше ніж двох рентгенограм або флюорограм легенів величина поглиненої дози не менша, ніжу разі проведення рентгеноскопії. До того ж переміщення вузького поля опромінення під час рентгеноскопії сприяє зменшенню потужності поглиненої дози в тканинах критичних органів. У разі нераціонального збільшення площі опромінення під час проведення оглядової рентгенографії, флюорографії і рентгеноскопії з ПРЗ різко зменшуються захисні переваги цих методів порівняно із звичайною рентгеноскопією.

Найсуттєвішого зменшення всіх показників опромінення хворого і одержання хорошої якості зобра­ження можна досягти шляхом використання посиленої фільтрації первинного пучка променів. Так, у разі проведення рентгенографії величина сумарної фільтрації буде еквівалентною 5 мм А1, а в разі використання під час рентгенографії високо контрастних речовин та відсіюючої решітки вона станови­тиме 10 мл АІ. У разі проведення рентгеноскопії легенів ця величина становитиме 3-5 мм А1, а травного каналу — 5-10 мм А1 у тому випадку, коли дослідження проводять з використанням ПРЗ.

У реальних умовах під час рентгенологічного дослідження одних і тих же ділянок тіла дози опромі­нення можуть відрізнятись у десятки разів. Це пояснюється тим, що недоцільно використовуються нестандартизовані фізико-технічні умови дослідження. Тому важливе значення має стандартизація цих умов. Так, під час проведення рентгеноскопії величина шкірно-фокусної відстані має становити 40-50 см, а під час виконання звичайної рентгенографії— 100 см. Величина анодного струму в разі застосу­вання звичайної рентгеноскопії становить 3 мА, а в разі проведення рентгеноскопії з ПРЗ — 1 мА. Мінімальна сумарна фільтрація первинного пучка променів становить 5 мм А1 (напруга 60-120 кВ).

Одним із засобів підвищення інформативності рентгенограм є їх обробка на спеціальних пристро-ях-логетронах, а також аналогових та цифрових ЕОМ. Для аналізу рентгенограм та інших діагностичних зображень (ехограми, термограми) використовують спеціальні програми для комп'ютерного аналізу зображення. Працюючи в різному режимі, вони дають змогу вивчати вихідне зображення в негативі або позитиві, проводити його масштабування (збільшення чи зменшення), забезпечувати підвищення кон­трастності, яскравості та гармонізації зображення, нормалізувати чіткість і кольорове кодування, виз­начати периметр та площу об'єктів, виділяти та вивчати окремі фрагменти зображення, здійснювати препарування шляхом виділення контурів, побудови ізофот, а також визначати оптичну щільність тощо. Завдяки цьому можна одержати необхідну інформацію, поліпшити візуальне сприйняття зображення, уникнути потреби у проведенні додаткового дослідження, а отже, знизити променеве навантаження на пацієнта.

Рентгенівський діагностичний апарат — це загальна назва сукупності пристроїв, які використо­вують для одержання рентгенівського випромінювання та проведення медичної рентгенодіагностики. До основних складових частин будь-якого рентгенівського діагностичного апарата належать: пристрій для генерування рентгенівського випромінювання (випромінювач — рентгенівська трубка та живиль­ний пристрій), штативно-механічні пристрої; приймачі випромінювання, пристрої, що формують рент­генівське зображення; пульт керування.

У рентгенівському апараті електрична енергія перетворюється на рентгенівське випромінювання за допомогою спеціального пристрою — рентгенівської трубки. Для роботи рентгенівського апарата використовують одно- або трифазний промисловий змінний струм після його випрямлення. Застосову­ють випромінювачі двох типів: а) рентгенівську трубку в захисному кожусі; б) моноблок (рентгенівська трубка та трансформатор, розташовані в одному блоці і залиті трансформаторним маслом). Після необхідних перетворень електричний струм мережі через пристрій керування подається на живильний пристрій — головний трансформатор струму високої напруги. У блоці живлення передбачено систему випрямлення змінного струму високої напруги, а також є трансформатори розжарювання волосків катода трубки. Пристрій для керування рентгенівським апаратом великої потужності складається із силової (високовольтної") частини та тієї, що керує нею (низьковольтної"). Силова частина — електрона­

магнітний контактор, знаходиться в блоці живлення, а низьковольтна частина управління — в пульті керування. У моноблоках роль пульта керування виконує реле часу. Блок живлення розташований у захисному кожусі, де міститься трансформаторне масло. За допомогою безпечних високовольтних кабелів струм високої напруги подається з блока живлення на рентгенівську трубку. Живлення двох трубок може здійснюватися за допомогою перемикача робочих місць (траншальтера), який змонтовано в одному блоці з головним трансформатором або від окремого блока.

Штативно-механічний пристрій для рентгенодіагностики забезпечує взаємну орієнтацію об'єкта дослідження, випромінювача та приймача випромінювання, а також пристроїв, що формують зображен­ня для створення необхідних геометричних умов для проходження через об'єкт пучка рентгенівських променів і одержання променевого рельєфу. Від параметрів та характеристик штативно-механічних пристроїв значною мірою залежать діагностичні можливості рентгенівського апарата та якість одержа­ного зображення. Дистанційне керування штативно-механічними пристроями дає змогу вивести рент­генолога із зони опромінювання і тим самим значно знизити вплив на нього променевого навантаження та збільшити пропускну спроможність рентгенівського кабінету. Необхідність змін положення тіла пацієнта та його орієнтації відносно випромінювача та приймача випромінювання під час поліпозицій-ного дослідження зумовлюють необхідність застосування штативно-механічних пристроїв, оснащених електродвигунами, системами контролю за положенням тіла та дозованою компресією.

Приймачі випромінювання служать для візуалізації рентгенівського випромінювання, що пройшло крізь досліджуваний об'єкт і несе приховане зображення, або ж для перетворення його в електричний сигнал. До таких приймачів належать люмінесцентний екран для просвічування, касета з посилюваль-ними екранами та плівкою, селенова пластина, підсилювач яскравості зображення, детектори випромі­нювання в обчислювальній томографії тощо. У просторі пучок рентгенівського випромінювання фор­мують за допомогою діафрагм, тубусів, відсіюючих решіток, екрануючих пристроїв. Крім того, вико­ристовують фіксуючі пристрої, зокрема підставки, що забезпечують точне розміщення досліджуваного об'єкта, спеціальні пристрої для окремих видів дослідження та пристрої для захисту від впливу розсія­ного рентгенівського випромінювання.

Джерела рентгенівського випромінювання. У стаціонарних рентгенівських апаратах випромінювач являє собою високовольтний пристрій, що складається із джерела рентгенівського випромінювання — рентгенівської трубки та металевого корпуса, в якому вона розташована.

Рентгенівська трубка є основним елементом випромінювача будь-якого типу (див. мал. З а, б). Розрізняють рентгенівські трубки з нерухомим анодом і з анодом, що обертається, а також однофокусні та двофокусні рентгенівські трубки. У двофокусних рентгенівських трубках є два волоски розжарення катода, які відрізняються один від одного лінійними розмірами та допустимою потужністю. У разі деформації спіралі катода, перегріву або різких поштовхів відбувається розфокусування руху електро­нів. Це призводить до зниження чіткості рентгенівського зображення.

Потужність трубки залежить від розмірів електричного фокуса. Робочий пучок рентгенівського випромінювання, виділений коліміруючими пристроями (вікном, діафрагмою, тубусом), має вигляд чотиригранної піраміди з вершиною у фокусі. Висоту цієї піраміди, яка перпендикулярна осі трубки, називають центральним променем або віссю пучка. Проекція електричного фокуса, яка орієнтована вздовж осі пучка, називається оптичним фокусом (мал. 16 А, Б).

Допустиму потужність фокуса рентгенівсько" трубки вимірюють у кіловатах (кВт) за 0,1 с. Залежно від величини (лінійних розмірів) та потужності оптичного фокуса умовно розрізняють: великий фокус розміром 2 х 2 мм і потужністю 50-100 кВт, малий фокус розміром 1 х 1 мм і потужністю 20 — 40 кВт і тонкий (мікро-) фокус розміром 0,3 х 0,3 мм і потужністю до 20 кВт. Слід пам'ятати, що максимальна потужність рентгенівських трубок з анодом, що обертається, може бути реалізована тоді, коли термін експонування не перевищує 0,1 с.

Технічний ресурс рентгенівської трубки під час її експлуатації в оптимальних режимах становить 30000 увімкнень або 300 год роботи в режимі просвічування. Ці відомості реєструє лічильник.

Технологічні цикли роботи (період вмикання, охолодження та вимикання рентгенівської трубки), таблиці і номограми гранично допустимих навантажень, лінійні розміри оптичних фокусів рентгенів­ських трубок подано в їх технічних паспортах.

На скляних оболонках рентгенівських трубок є позначки (маркірування), що вказують кількість фокусів, їх допустиму потужність, робочу напругу, дату виготовлення та символ або назву фірми, котра

Рентгенівське зображення високої якості можна одержа­ти тільки за умови правильно­го розташування трубки в ко­жусі випромінювача.

їх виготовила. Місце макси­мальної інтенсивності рентге­нівського випромінювання — центральний промінь або вісь пучка (центр оптичного фоку­са) позначають на балоні тру­бки чорною міткою.

Після повного монтажу ви­промінювача та проведення контролю за електричними і механічними з'єднаннями, що здійснюються за визначе­ною схемою на зростаючих

режимах проведення рентге­нографії та рентгеноскопії з

дотриманням перерв, проводять "тренування" рентгенівської трубки. Установка нової рентгенівської трубки вважається закінченою тільки після виконання серії пробних знімків на фантомі та високої якості одержаного зображення, а також випробування системи рентгеноскопії і обов'язкового проведення радіаційного контролю.

Під час експлуатації рентгенівської трубки відбувається випаровування мастила анодного вузла та збільшується кількість тріщин на фокусній доріжці анода, що спричинює послаблення рентгенівського випромінювання. Це призводить до значного зниження інтенсивності рентгенівського випромінювання та зростання і дестабілізації величини оптичного фокуса. За наявності виражених тріщин радіаційний вихід трубки може зменшитися порівняно з початковим у 2 рази. Проте його метрологічно визначене зниження на ЗО % уже є підставою для заміни рентгенівської трубки.

Під час роботи з рентгенівським випромінювачем забороняється: виконувати рентгенодіагностичні дослідження у разі несправності системи захисту трубки і блокування її від перевантажень; допускати перегрів трубки та випромінювача (показниками її перегріву є температура кожуха понад 85° С, поява на кожусі випромінювача слідів силіконової маси, що витекла з високовольтних склянок); проводити рентгенографію у тих випадках, коли не чути шуму обертання анода; продовжувати роботу в разі часткового порушення вакууму трубки, що виявляється у короткочасних кидках анодного струму — нестійкості стрілки міліамперметра та яскравості флуоресціюючого екрана (після перерви протягом доби вакуум може відновитися), продовжувати рентгенівське просвічування без перерви після попере­джувального звукового сигналу або автоматичного вимикання струму високої напруги.

Для збереження якості роботи рентгенівської трубки протягом усього її гарантійного терміну роботи рекомендується постійно контролювати показання приладів і дотримуватися технологічних циклів, зазначених у паспорті, починати роботу тільки після проведення пробних вмикань на низьких режимах навантаження (для створення теплового балансу трубки). Нова рентгенівська трубка не повинна працю­вати на максимальній потужності протягом перших 5-10 тижнів, а в подальшому слід уникати частого навантаження трубки понад 90 % її максимальної потужності. Для багаторазового ефекту підвищення інтенсивності рентгенівського випромінювання слід збільшувати анодну напругу, а не струм. Струм великої сили можна використовувати тільки в разі мінімального терміну експонування — до 0,1 с. У разі застосування різних видів і методик рентгенівського дослідження фокус трубки (великий, малий або тонкий) потрібно вибирати відповідно до конкретних цілей.

Живильний пристрій задає необхідні електричні параметри напруги і силу струму відповідно поту­жностям фокусів рентгенівських трубок, які використовуються в апараті. Сучасний рівень техніки дозволяє будувати рентгенодіагностичні апарати з імпульсною потужністю до 150 кВт.

Живильний пристрій складається із головного (високовольтного) трансформатора, трансформатора розжарювання трубок, випрямляча струму, перемикача робочих місць. Усе це розташовано в металево­му баку і залито трансформаторним маслом.

Головний трансформатор перетворює струм низьковольтної електричної мережі у струм високої (до 150 кВ) напруги.

Знижувальні трансформатори забезпечують постачання ланцюгів розжарювання рентгенівських трубок, а також високовольтних випрямних приладів — кенотронів (використовувались в апаратах старого зразка) та живлення напівпровідникових схем автоматизації та управління.

Нині, як випрямлячі пристрої використовують напівпровідникові прилади — кремнієві діоди, що являють собою послідовно з'єднані секції напівпровідникових вентилів. На відміну від двохелектродних електровакуумних кенотронів, кремнієві діоди малогабаритні, довговічні, спроможні випрямляти струм великої сили, не потребують підігріву, мають великі коефіцієнти корисної дії та стійкості параметрів.

Найефективнішими схемами випрямлення змінного струму високої напруги є трифазні схеми — шестинапівперіодна та дванадцятинапівперіодна, які дають змогу одержувати малопульсуючу напругу. Проте в рентгенівських апаратах ще використовують двонапівперіодну та однонапівперіодну схеми випрямлення однофазного змінного струму. Внаслідок вираженої пульсації в разі однакових режимів генерування ефективність однофазних схем випрямлення в 1,6 разу нижча, ніж трифазних. Крім того, в разі використання під час рентгенографії однофазних схем випрямлення струму важко забезпечити застосування коротких витримок. Складність синхронізації вмикання трубки в період ефективної нап­руги обмежує використання терміну експонування менше ніж 0,02 с.

Елементом, який з'єднує живильний пристрій з випромінювачами (крім моноблочних конструкцій), є високовольтний кабель. Під час експлуатації високовольтного кабеля необхідно виключити можли­вість його потрапляння між деталями рентгенівського апарата, що труться між собою, наприклад, між шестернями електропривода поворотного стола — штатива тощо. У разі ушкодження зовнішнього синтетичного та металевого обплетень кабеля останній підлягає ремонту або заміні.

Підвищене гудіння генератора високої напруги в разі зниження сили анодного струму, який реєструє­ться за допомогою міліамперметра, свідчить про обрив однієї з фаз напруги живлення або фазної обмотки високовольтного трансформатора. Це супроводжується помітною втратою радіаційного виходу трубки.

Пульт управління — складна інтегрована функціональна система пристроїв, призначених для регу­лювання і стабілізації напруги та сили струму трубки, а також комутації та регулювання тривалості ввімкнення струму високої напруги (реле часу), стабілізації інтенсивності рентгенівського випроміню­вання, завдання та регулювання основних параметрів регулюючого пристрою (система вставок), захисту трубки від перевантажень і контролю за електричними параметрами рентгенівського апарата. Викори­стання блочної системи окремих вузлів регулювання дає змогу швидко знаходити та усувати можливі неполадки. На панелі пульта управління апарата встановлено відповідні прилади, показники яких дозволяють здійснювати контроль за напругою живильної мережі, силою анодного струму в режимі просвічування, анодною напругою, рівнем навантаження на рентгенівську трубку.

Падіння напруги живильної мережі на 10 % порівняно з номінальною величиною знижує радіаційний вихід випромінювача у 2 рази. Тому експлуатація рентгенівського апарата допустима тільки при номінальній напрузі (220 або 380 В) живильної електричної мережі. Якщо під час роботи з пристроєм, що працює в автоматичному режимі падаючого навантаження, на трубку подають струм підвищеної напруги, витримки можна скоротити. Проте надмірно підвищувати напругу не слід, тому що це може сприяти зниженню контрасту зображення при збільшеній оптичній щільності.

Залежно від призначення та особливостей рентгенологічного дослідження робоче місце рентгенолога може бути оснащене одним універсальним або кількома штативно-механічними пристроями.

Розрізняють штативи для загальної діагностики (дослідження органів дихання, травного каналу та опорно-рухового апарату) і штативи для проведення спеціальних досліджень (томографії, ангіографії, урографіїтощо).

В апаратах для загальної рентгенодіагностики застосовують універсальний поворотний стіл-штатив (для просвічування та проведення рентгенографії за допомогою екранознімального пристрою) та гори­зонтальний стіл для рентгенографії, обладнаний приставкою для проведення поздовжньої томографії (для виконання звичайних рентгенограм і томограм у разі горизонтальної орієнтації досліджуваного об'єкта), а також вертикальну стійку для проведення рентгенографії у вертикальному положенні тіла.

У дитячій рентгенології використовують спеціалізовані столи-штативи, призначені для проведення триосьового поліпозиційного обстеження дітей різних вікових груп, навісні пристрої для апаратів загаль­ного призначення, а також окремі спеціалізовані робочі місця для дво- або триосьового поліпозиційного дослідження, котрі є доповненням до поворотних столів-штативів для обстеження дітей

Приймачі рентгенівського випромінювання. Найпростішими приймачами рентгенівського випромі­нювання, що широко використовуються, є флуоресціюючі екрани різного призначення. Для рентгенос­копії та флюорографії застосовують флуоресціюючі екрани типів ЕРС-220 і ЕРС-300.

За умови дотримання правил захисту екранів від тривалого впливу денного світла та вологи середній вік їх служби орієнтовно може становити 5 років.

Основним приймачем рентгенівського випромінювання є фотографічна (рентгенівська) плівка. Ра­діаційна чутливість плівки визначається в одиницях "зворотних" рентгену, що дорівнюють зворотній величині дози випромінювання, необхідній для одержання оптимальної густини почорніння.

Рентгенівська плівка використовується самостійно (безекранна рентгенографія) чи в поєднанні з посилювальними екранами (система екран-плівка).

Протягом XX століття поряд з рентгенівс.сими апаратами розроблялись та удосконалювались приймачі рентгенівського зображення, зокрема посилювальні екрани та рентгенівські плівки.

Поряд з вольфрамат-кальцієвими універсальними екранами були виготовлені та впроваджені спеці­алізовані посилювальні екрани з рідкоземельними люмінофорами такі, як цинк-кадмій-сульфідний, ітрієвий, лантановий, гадолінієвий.

Створені вирівнювачі — компенсуючі екрани, за допомогою яких вирівнюється опромінення плівки під час дослідження об'єктів з різкою різницею абсорбції рентгенівського випромінення. Це дає змогу отримувати структурне зображення об'єктів різної щільності на одній і тій же рентгенограмі, наприклад кісток і м'ягких тканин, що покращує діагностику і зменшує опромінення хворого.

Якість посилювальних екранів за міжнародною класифікацією визначається в DIN. Найменше значне люмінесцентне посилення екрана становить 50 DIN, середнє — універсальне — 100, підвищене — 200 і високе посилення — 400 DIN.

Як відомо, ступінь посилення залежить як від використаного люмінофора, так і від величини його зерна: чим крупніше зерно, тим значніша люмінесцентна реакція екрана на ту ж дозу рентгенівського випромінювання, але при цьому знижується різкість зображення. Цим зумовлена зворотньо-пропорцій­на залежність між ступенем посилення і різкістю зображення, яка відповідає класові екрана (табл. 9).

Таблиця 9. Технічні характеристики посилювальних синьовипромінюючих (вог^фрамат кальцієвих і бромід окисі лантана) екранів

Клас екрана і його найменування	Люмінофор	Властивості екрана та його призначення	Коефіцієнт перерахунку експозиції	k	U, кВ
DIN	За міжнародною класифікацією			70 кВ	120 кВ
	Підвищеної роздільної здатності Fine struktur	CaW04	Найвища різкість зображення для відтворення дрібних деталей (дрібні кістки кінцівок)	1.80	1.80	0.60	35-125
	Середнього посилення Universal	CaWCM	Висока різкість зображення з середнім посилення — стандартний екран для загальної діагностики, включаючи техніку жорсткого випромінювання	:.о	1.0	0.35	35-125
	Підвищеного посилення Extrarapid	CaW04	Значне посилення з достатньою різкістю зображення — стандартний екран для загальної діагностики, особливо для органів з власними рухами (легені, органи травлення, нирки та в педіатрії)	0.50	0.60	0.50	35-80
	Високого посилення Gradual+	LaBr	Компенсаційний екран з плавним посилюванням (хрг^ет, особливо перехідні відділи, стегно і кульшовий суглоб)	0.35	0.50	0.30	35-80

Примітки: k — коефіцієнт передачі контрасту при 70 кВ і частоті 2 пари лін/мм;

U — передбачуваний діапазон високої напруги на рентгенівській трубці.

Ураховуючи особливості дії посилювальних екранів, слід використовувати їх певний клас, що відповідає анатомо-фізіологічним особливостям кожної досліджуваної анатомічної ділянки тіла паціє­нта. Це дає можливість отримати оптимальне зображення при мінімальному опроміненні хворого. Залежність між якістю отримуваного зображення і застосуванням відповідного класу екранів для певної ділянки тіла представлено на схемі 3.зо

Рекомендоване застосування екранів відповідно певним ділянкам тіла дає змогу врахувати оптима­льні співвідношення між якістю зображення і дозою опромінення.

У разі вклеювання в касету посилювальних екранів, що відрізняються чутливістю, необхідно прави­льно зорієнтувати передній та задній екрани.

Удосконалення рентгенівських плівок відбувалось, як шляхом покращення якості фотоемульсії, так і її основи. Так перші рентгенограми були отримані на фотографічних пластинках, в яких основою для фотоемульсії служило скло. На початку століття скляна основа була замінена на нітроцелюльозну, вадою якої була небезпечність зберігання.

За сучасною технологією використовують лавсанову основу, яку вкривають термостійкою високочут­ливою дрібнозернистою емульсією. Це дало можливість застосувати швидку машинну обробку плівок.

Чутливість плівки, а відповідно і якість зображення значною мірою залежать не лише, від якості фотоемульсії, але й від використання її з певними лосилювальними екранами, а також від способу фотооб-робки — ручної (танкової") чи машинної, що виконується за умов підвищеної швидкості і температури. Так, чутливість рентгенівської плівки відповідно застосованого з нею типу екрану, підвищується від 5 до 80 разів, а за умов машинної обробки плівок чутливість збільшується у півтора рази в порівнянні з такою у разі ручної обробки (таблиця 10). Все це не лише покращує зображення, але суттєво скорочує термін експонування і дозу опромінення обстежуваних. Тому останнім часом безекранну рентгенографію використовують лише для обмеженого числа досліджуваних об'єктів (наприклад для контактної рентгенографії зубів).

Певна фотоемульсія плівки має підвищену чутливість до певної ділянки спектра видимого світла. Цій ділянці спектра повинен відповідати і колір світла люмінофора.

Вітчизняні плівки фірми Свема сенсибілізовані до синього світла і повинні використовуватись разом з посилювальними екранами з синьовипромінюючим люмінофором. Такого типу плівки та екрани виготовляють і деякі зарубіжні фірми. Нині розроблені плівки нового покоління, сенсибілізовані до зеленого світла, в яких галоїдне срібло має вигляд не зерен, а пластівців, що дають яскравіше світіння та чіткіше зображення поряд зі значною економією срібла.

Відповідно до плівок розроблені і посилювальні екрани з зеленовипромінюючим люмінофором. Одним з провідних розробників зеленочутливої системи є фірма Кодак. За допомогою зеленочутливої системи плівка-екран можна знизити експозиційну дозу на 20-30% і отримати більш якісне зображення, ніж за допомогою синьочутливої системи екран-плівка. При цьому відповідно знижується доза опромі­нення пацієнта і персоналу та подовжується термін роботи трубки.

Більш якісне зображення, з більш високою деталізацією анатомічних і патологічних структур сприяє покращенню діагностики. Тому впровадження зеленочутливої системи екран-плівка у вітчизняних медичних установах є перспективним.

Для високоякісного зображення певних анатомічних об'єктів за допомогою зеленочутливої системи, як і у разі застосування синьочутливої системи, рекомендується використовувати відповідні посилюва­льні екрани. Так для скелета оптимальними є екрани типу MEDIUM (середні — чутливість системи екран- плівка становить 270-300 од); для органів грудної клітки типу REGULAR (звичайні — чутливість 400 од); для серця, травного каналу та сечостатевої системи типу FAST (сильний — чутливість 600 од).

Таким чином зеленочутлива система має вищу чутливість в порівнянні з синьочутливою відповідно в 1,5; 2 і 3 рази.

Слід ураховувати, що використання зеленочутливої плівки з синьовипромінюючим екраном призво­дить до погіршення зображення і збільшення експозиційної дози, що діє на пацієнта.

Існують зеленочутливі плівки призначені для ручної і машинної обробки (типу Т-МАТ-Е) та зелено-чутливі плівки призначені лише для машинної обробки (типу T-MAT-G). Слід пам'ятати, що у разі ручної обробки зеленочутликих плівок, призначених лише для машинної обробки, якість зображення навіть поступається якості зображення, отриманого за допомогою синьочутливої системи.

Термін придатності рентгенівських плівок становить 1 рік з моменту виготовлення. На плівці зазначено місяць, до настання якого вона має бути використана. На збереження властивостей фотоему­льсії плівок протягом гарантійного терміну впливають умови їх транспортування, складування та зберігання. Умови обробки та зберігання рентгенівської плівки вказані на кожній коробці, в яку вони упаковані. Проте навіть у разі дотримування цих умов відбувається "старіння" емульсії, що супровод­жується зростанням первинної фотографічної вуалі та зниженням чутливості плівки приблизно у 2 рази від початкової величини.

Необхідно запобігати забрудненню та ушкодженню підсилювальних екранів, а також уникати пот­рапляння на них хімічних розчинів, вологи, пилу. Знімати забруднення з поверхні екрана слід серветкою, змоченою у мильній воді, після чого старанно витирати його і висушувати.

Дата добавления: 2015-11-04