4 курс / Лучевая диагностика / Выбор_оптимальных_физико_технических_условий_рентгенографии_Соколов

блюдателя замечают нерезкость величиной около 0,25 мм, а изменение нерезкости замечают лишь в том случае, когда одна нерезкость отличается от другой примерно в 1,5 раза [23]. Однако, чем сильнее размытость контура тени детали, тем с большим трудом может быть замечено изменение величины нерезкости.

Следовательно, нерезкость — это величина переменная. Ее непостоянство еще больше увеличивается в результате действия на рентгенографическую пленку рассеянных рентгеновских лучей, которые в различных направлениях по-разному размывают контуры теней деталей и тем сильнее, чем большее количество этих лучей действует на пленку.

Кроме того, на величину нерезкости влияют отклонения от номинальных значений характеристик отдельных узлов и элементов трубки в процессе ее изготовления. Неравномерная структура фокуса трубки, отклонения от номинальных геометрических размеров деталей трубки и их взаимного расположения, разброс электрических и механических параметров используемых материалов, отклонение величины угла выхода рентгеновских лучей, различное распределение электронного луча и тому подобные отклонения от номинальных значений — все это приводит к неодинаковой величине нерезкости изображения в различных направлениях. К неодинаковой величине нерезкости изображения в различных направлениях приводит и естественное «старение» поверхности зеркала анода трубки, и несоблюдение нагрузочных характеристик, указываемых в паспорте трубки. В процессе эксплуатации трубки происходит распыление материала анода; часть внутренней поверхности баллона трубки покрывается тонким слоем металла, появляются эрозия фокусного пятна, трещины и оплавленные места на зеркале анода

— все это сказывается не только на общей интенсивности рентгеновского излучения, которая по сравнению с начальной величиной заметно уменьшается, но и на пространственном распределении лучей по их интенсивности внутри рабочего пучка.

Таким образом, при рентгенографии необходимо принимать меры для уменьшения геометрической нерезкости, которая приводит к исчезновению в изображении исследуемого объекта мелких деталей, а при

значительной ее величине может создать ошибочное зрительное впечатление о патологических изменениях, которых в действительности нет.

В процессе эксплуатации рентгеновской трубки нельзя допускать превышения мощности, указанной в ее паспорте. Перегрузка трубки, как и эксплуатация ее сверх установленного паспортом срока, обусловливают неравномерное снижение интенсивности рентгеновских лучей в рабочем пучке, вследствие чего рентгеновские снимки получаются недоэкспонированными, с увеличенной нерезкостью. К концу срока нормальной эксплуатации трубки интенсивность излучения, по сравнению с первоначальной, обычно снижается не более, чем на 30%. За это время может быть сделано от 5000 до 10 000 включений высокого напряжения [51]. Обычно рентгеновская трубка находится в эксплуатации до тех пор, пока ее баллон не покроется темным налетом значительной толщины, который образуется в результате распыления материала анода, или трубка не выйдет из строя по другим причинам. В связи с длительной эксплуатацией трубки интенсивность излучения, по сравнению с первоначальной, может снижаться в несколько раз, а снимки получаются плохого качества из-за большой нерезкости изображения. Поэтому в тех случаях, когда рентгенодиагностический аппарат исправен, но получение снимков привычного качества требует увеличения выдержки более чем в 1,3 раза, при тех же значениях анодного напряжения и тока, то такую трубку необходимо заменить новой.

Динамическая нерезкость. Динамическая нерез-

кость контуров теневого рентгеновского изображения на снимке обусловлена непроизвольными и произвольными движениями исследуемого объекта во время его съемки.

Динамическая нерезкость возникает при пульсаторных движениях крупных кровеносных сосудов, сокращениях сердечной мышцы, при дыхательных движениях, при перистальтике желудка, кишечника, пищевода, при беспокойном состоянии пациента и т. д.

Для ослабления отрицательного влияния произвольных движений на качество рентгеновского снимка пациент должен быть удобно уложен, а рентгеногра-

фируемая часть его тела надежно фиксирована различными приспособлениями (компрессионный пояс, валики, подушечки, подставки, мешочки с песком и т. п.). Здесь уместно напомнить, что мешочки с песком, деревянные подставки и другие приспособления, используемые при выполнении укладок, являются источниками рассеянного рентгеновского излучения и поэтому они должны находиться как можно дальше от исследуемого участка тела пациента. Если же по условиям укладки этого сделать нельзя, то приспособления должны быть экранированы со всех сторон зачехленными полосами просвинцованной резины. Кроме этого, зачехленный лист просвинцованной резины следует подкладывать и под кассету, так как материал, из которого сделана дека стола для снимков, также является источником рассеянного рентгеновского излучения, увеличивающего нерезкость изображения.

Более устойчивое положение пациента достигается тогда, когда он лежит на столе для снимков. А в тех случаях, когда фиксация противопоказана и все принятые меры не обеспечивают должной неподвижности пациента, рентгенография производится с возможно короткой выдержкой.

Если неподвижность пациента во время съемки обеспечивается удобным для него положением и соответствующей фиксацией, то при рентгенографии движущихся органов (сердце, легкие и др.) единственным средством уменьшения динамической нерезкости является сокращение выдержки, которая может быть уменьшена за счет использования усиливающих экранов с повышенной светоотдачей, увеличения силы анодного тока, а если необходимо, то и повышения анодного напряжения на рентгеновской трубке. Сокращение выдержки за счет увеличения силы анодного тока или повышения анодного напряжения на трубке следует производить в соответствии с законом взаимозаместимости, т. е. с соблюдением условий, оговоренных в выражении (9) и (10).

При прямолинейном движении исследуемого органа во время съемки величина динамической нерезкости (Hд) определяется как произведение скорости движения этого органа (v) на продолжительность

выдержки (t):

Из этого следует, что динамическая нерезкость пропорциональна выдержке, так как, чем короче время действия рентгеновских лучей на светочувствительный слой рентгенографической пленки, тем на меньшее расстояние перемещается тень исследуемого органа.

Величина динамической нерезкости в зависимости от выдержки при рентгенографии сердца, легких и желудочно-кишечного тракта представлена в табл. 2.

На основании данных, приведенных в табл. 2, динамическая нерезкость в общем виде может быть выражена с помощью следующих эмпирических формул:

Поскольку глаза наблюдателя замечают нерезкость, величина которой не менее 0,25 мм [23], то, согласно приведенным в табл. 2 данным, оптимальная выдержка для рентгенографии сердца должна быть не более 0,01 с. А если момент экспонирования рентгенографической пленки совпадает с паузой в деятельности сердца, то при выдержке, равной 0,2 с, изображение сердца будет резким. На практике такие условия можно получить при использовании рентгенофазокардиографа.

Движения сердца и пульсаторные движения крупных сосудов передаются легочной ткани, которая, следовательно, также находится в движении. Однако скорость и амплитуда перемещения отдельных участков легочной ткани различны и тем меньше, чем дальше от сердца и крупных сосудов находятся участки легочной ткани. Кроме того, амплитуда и скорость перемещения контура легочной ткани значительно меньше, чем контуров сердца и крупных кровеносных сосудов, и поэтому оптимальную выдержку для съемки легких можно выбрать более продолжительной, чем для съемки сердца (0,025 с).

Перистальтические движения контуров желудка и кишок в нормальных условиях совершаются со скоростью примерно 1 мм/с, а в патологических условиях иногда до 6 мм/с. Поэтому рентгенография желудка и кишок может производиться с выдержками, значи-

тельно превышающими продолжительность выдержек при рентгенографии сердца и легких (0,25 с).

В практических условиях работы обеспечить плотное прилегание исследуемого объекта к рентгенографической пленке (кассете) невозможно. Поэтому между пленкой и объектом всегда имеется какое-то расстояние, за счет которого проекционно увеличивается изображение объекта, что в свою очередь приводит к увеличению динамической нерезкости в М раз.

Е — расстояние деталь — пленка; F — расстояние фокус трубки — пленка.

Таким образом, динамическая нерезкость зависит не только от скорости и амплитуды перемещения контура исследуемого органа во время съемки, но и от

расстояния между объектом и рентгенографической пленкой (кассетой).

Нерезкость рентгенографической пленки. Нерезкость рентгенографической пленки обусловлена зернистым строением и толщиной светочувствительного слоя. Нерезкость тем больше, чем больше размеры микрокристаллов соединений серебра и чем толще эмульсионный слой. Однако величина микрокристаллов галоидного серебра и толщина эмульсионного слоя настолько малы, что собственная нерезкость двусторонней рентгенографической пленки обычно не превышает 0,05 мм [23], и этой величиной пренебрегают.

При неправильной обработке экспонированной рентгенографической пленки зернистость изображения может увеличиться до столь значительных размеров, что нерезкость изображения будет видна невооруженным глазом. Эта нерезкость изображения не имеет отношения к нерезкости пленки, потому что она обусловлена соединением отдельных зерен солей серебра в конгломераты.

На двусторонней пленке нерезкость отражена больше, чем на односторонней, потому что светочувствительные слои на ней находятся друг от друга на расстоянии, равном толщине основы пленки. Наличие двух светочувствительных слоев обусловливает некоторую нерезкость изображения вследствие параллакса, т. е. несовпадения изображений на обеих сторонах пленки. Параллакс отсутствует только в том месте снимка, на которое центральный пучок рентгеновских лучей падает перпендикулярно плоскости пленки. Величина параллакса в остальных местах снимка тем больше, чем больше угол расхождения рентгеновских лучей в пучке и чем короче расстояние фокус трубки — пленка. При постоянной величине поля изображения на пленке параллакс становится заметнее по мере сокращения расстояния фокус трубки — объект и увеличения расстояния объект — пленка, так как при этом увеличивается угол эмиссии рентгеновских лучей. Увеличение смещения изображений на обеих сторонах пленки становится заметным при более наклонном падении рентгеновских лучей на пленку; например, при съемке косо направленными лучами. Параллакс особенно заметен при рассматривании в проходящем

свете мокрого рентгеновского снимка вследствие набухания желатины обоих фотографических слоев пленки, поэтому читать рентгеновские снимки необходимо сухими.

Экранная нерезкость. Усиливающие экраны сокращают продолжительность экспонирования рентгеновской пленки и усиливают контрасты в изображении, но они ухудшают резкость изображения. В этом можно легко убедиться, если произвести рентгенографию лезвия ножа безопасной бритвы на «экранной» и «безэкранной» пленках. При этом необходимо, чтобы лезвие ножа было плотно прижато к пленке, вложенной в светонепроницаемый конверт, и к кассете. После химико-фотографической обработки экспонированных пленок можно заметить, что у края лезвия ножа почернение не имеет резкой границы. При этом величина нерезкости изображения края лезвия ножа значительно больше на «экранной» пленке, чем на «безэкранной». Ухудшение резкости изображения на «экранной» пленке обусловлено тем, что кристаллы люминофора усиливающих экранов крупнее микрокристаллов солей серебра. Кроме того, рассеяние света и рентгеновских лучей во флюоресцирующих слоях комплекта экранов и в эмульсионных слоях пленки обусловливает образование краевых ореолов, которые размывают контур тени, в данном случае лезвия ножа безопасной бритвы. Ширина ореолов и их оптические плотности зависят от толщины флюоресцирующих слоев усиливающих экранов и размеров кристаллов люминофора. Чем толще слои и чем крупнее кристаллы люминофора, тем больше размеры ореолов. Ширина ореолов и их оптические плотности также зависят от степени рассеяния света и рентгеновских лучей в эмульсионных слоях рентгенографической пленки и во флюоресцирующих слоях комплекта усиливающих экранов.

Для уменьшения ореолообразования основу рентгенографических пленок прокрашивают (чаще в голубой цвет). С этой же целью прокрашивают и флюоресцирующие слои некоторых типов усиливающих экранов.

Поскольку рентгенографическая пленка почти всегда используется в сочетании с комплектом усили-

вающих экранов, то под экранной нерезкостью принято понимать суммарную нерезкость усиливающих экранов и рентгенографической пленки. Величина нерезкости комплекта усиливающих экранов в сочетании с рентгенографической пленкой колеблется в пределах

0,1/0,3 мм [24].

Приведенные здесь значения нерезкости соответствуют своим истинным величинам только в случае плотного соприкосновения усиливающих экранов с обеими сторонами рентгенографической пленки.

При использовании рентгенографической пленки в сочетании с комплектом усиливающих экранов, кроме -экранной нерезкости, может наблюдаться «контактная» нерезкость, которая относится к группе артефактов1. «Контактная» нерезкость возникает вследствие зазора между пленкой и усиливающими экранами. При плотном прижатии экранов к пленке между ней и экранами всегда имеется некоторый зазор, который равен толщине предохранительной лаковой пленки люминофора экрана (0,025 мм). Однако, как известно, малейшее увеличение зазора между рентгенографической пленкой и экранами приводит к сильной размытости контуров тени исследуемого объекта и к исчезновению мелких деталей в изображении. В результате возрастает возможность диагностических ошибок.

Зазоры обычно появляются вследствие износа замков кассеты, замены «толстых» усиливающих экранов более «тонкими», деформации дна кассет и т. д., поэтому плотность прилегания усиливающих экранов ко всей поверхности пленки необходимо проверять путем рентгенографии крупноячеистой сетки из медной проволоки (см. стр. 77).

Морфологическая нерезкость. Кроме геометрической, динамической и экранной нерезкостей, причиной размытости контуров теневого рентгеновского изображения является также и сама структура внутренних органов человека и его тела в целом, толщина которых изменяется постепенно, ибо тело человека и его внутренние органы имеют округлую форму. Поэтому

1 Артефакты — это различной величины и формы полоски, штрихи, пятна и т. д., вызываемые различными погрешностями техники выполнения рентгеновских снимков.

нерезкость контура любого органа или какой-либо части тела человека имеет место даже при точечном источнике рентгеновского излучения.

Поскольку нерезкость обусловлена особенностями строения организма человека, то ее называют морфологической нерезкостью.

Суммарная нерезкость. Суммарная нерезкость — это та нерезкость, которую видит наблюдатель при рассматривании снимка на негатоскопе.

Суммарная нерезкость (Hс) складывается из геометрической, динамической, экранной, пленочной, морфологической:

Из уравнения (15) видно, что суммарная нерезкость всегда больше любой из отдельно взятых нерезкостей, но меньше арифметической суммы их. Если все виды нерезкости примерно равны между собой, то они все оказывают одинаковое влияние на суммарную нерезкость. Если одна из нерезкостей значительно больше остальных, то только она одна определяет величину суммарной нерезкости, а остальные виды нерезкости в данном случае фактически не влияют на качество изображения. Кроме того, суммарная нерезкость не может быть меньше одной какой-либо из ее составляющих.

Следовательно, каждый рентгеновский снимок в большей или меньшей степени обладает нерезкостью, которая приводит к исчезновению мелких деталей в изображении. Таким образом, вопрос о качестве рентгеновских снимков является не чем иным, как вопросом о качестве воспроизведения мелких деталей' исследуемого объекта.

РАЗРЕШАЮЩАЯ

СПОСОБНОСТЬ

О качестве изображения на рентгенографической пленке судят по качеству воспроизведения мелких деталей. Поэтому для объективной характеристики рентгеновских снимков чаще пользуются разрешающей способностью (R). Она характеризуется наибольшим числом раздельно видимых параллельных линий

(штрихов) на длине оптического изображения в 1 мм. При этом ширина линий равна ширине промежутков между ними.

Численно разрешающая способность выражается количеством параллельных линий (штрихов) на 1 мм (лин/мм). Так, например, разрешающая способность комплекта усиливающих экранов типа ЭУ-В2 в сочетании с рентгенографической пленкой марки РМ-1 составляет 8 лин/мм [70].

При достаточной яркости освещения молочного стекла негатоскопа человек может различить невооруженным глазом раздельно до 10 параллельных линий на 1 мм, т. е. разрешающая способность равна 10 лин/мм.

Поскольку исчезновение изображения мелких деталей (линий) происходит из-за нерезкости, то между нерезкостью и разрешающей способностью имеется определенное количественное соотношение:

где R— разрешающая способность в лин/мм; H — нерезкость в мм; поэтому с достаточной точностью все виды нерезкости могут быть переведены в значения разрешающей способности:

Разрешающая способность рентгенографического изображения зависит от геометрической (Rг) и динамической разрешающей способности (Rд), разрешающей способности усиливающих экранов (Rэ), рентгенографической пленки (Rn) и т. д.

Поскольку разрешающая способность обратно пропорциональна нерезкости, то суммарная разрешающая способность равна сумме обратных квадратов ее составляющих:

Из уравнения (18) видно, что суммарная разрешающая способность всегда меньше отдельных ее составляющих и не может быть больше какой-либо одной. Если все составляющие разрешающую способность примерно равны между собой, то изменение