Category: техника

Category was added automatically. Read all entries about "техника".

цифровой рентген, МРТ, магнитно-резонансная томография, Рентген, Рентген на дому

Атлас укладок при рентгенологических исследованиях (Кишковский А.Н.) - Глава 6 Часть 4

Информативность исследования. Полученная серия снимков позволяет оценить визуально или с помощью денситометра изменение прозрачности легких в различные фазы дыхания. Одновременно изучается движение диафрагмы и ребер. В норме наблюдается заметная разница в степени почернения пленки на вдохе и выдохе, а также значительное перемещение диафрагмы
https://trauma.ru/content/articles/detail.php?ELEMENT_ID=21155
цифровой рентген, МРТ, магнитно-резонансная томография, Рентген, Рентген на дому

CR

Computed radiography (CR) - по русски в среде специалистов произносится "Си-Ар" - один из наиболее дешевых способов получения цифровой рентгенограммы в виде международного формата файла DICOM.
Компьютерная рентгенография (CR) - это использование фотостимулируемого люминофора в качестве приемника изображения.
Изображение получается при помощи кассеты, внутри которого находится люминофорный экран. Он является расходным элементом и при появлении царапин и заломов меняется.

https://trauma.ru/content/news/detail.php?ELEMENT_ID=21116
цифровой рентген, МРТ, магнитно-резонансная томография, Рентген, Рентген на дому

Как выглядит отравление ФОС на рентгенограмме грудной клетки

М, 82, 4 дня назад находился рядом с насосом, который делал воздушно-капельную смесь гербицида глифосат для обработки сорняков на огороде. Видимо, рядом с насосом была протечка смеси, так как оператор обработки никак не пострадал.
3 дня назад произошел приступ удушья, который прошел сам собой. Поднялась температура до 39 С, она легко сбивалась НПВС. Далее наступил период энтерита. Пациент не вполне смог объяснить свои ощущения, скорее всего был понос. Состояние легко прошло после приема кишечных адсорбентов типа энтеросгеля.
Далее наступил период резкой слабости, отказа от пищи. Рентгенография делалась по назначению терапевта. Интересно, что хрипы выслушивались в основном в левом, непораженном легком.
Изменения легочной ткани лучше всего видны на позитивном снимке.

https://trauma.ru/content/news/detail.php?ELEMENT_ID=20438
цифровой рентген, МРТ, магнитно-резонансная томография, Рентген, Рентген на дому

Анализ преимуществ цифровых рентгеновских аппаратов перед пленочными

http://trauma.ru/content/articles/detail.php?ELEMENT_ID=18444

В течение XX столетия рентгенографический комплект (экран- пленка)был основным приемником в рентгеновских аппаратах,так как по качеству изображения комплекту не было альтернативы.

Однако начиная с 80-х годов пленке начали искать замену по экономическим причинам. Дело в том, что рентгеновская пленка - одноразовый приемник с большим содержанием серебра. Расход серебра в зависимости от типа пленки составляет 5 — 10 г/м2. Только в лечебной сети России ежегодно производят свыше 200 млн снимков различных форматов, что в пересчете на расход серебра составляет не менее 40 т. В связи с истощением мировых запасов серебра стоимость рентгеновской пленки неуклонно растет. Поиски замены пленки привели к разработке цифровых приемников различных классов [7], которые интенсивно внедряются в рентгеновские аппараты.

К настоящему времени выявлен целый ряд неоспоримых преимуществ цифровых приемников, которые описаны в многочисленных публикациях [1, 4, 5, 7]. Но в литературе отсутствует систематизированная количественная оценка этих преимуществ. Не раскрыта также главная причина эффективности цифровых приемников.

Цель данной статьи заключается в устранении этого пробела.

Уникальность пленки как приемника изображений хорошо представлена А. Роузом [9], К. В. Вендровским и А. И. Вейцманом
[3]. По их мнению, если бы сейчас пленки не существовало и была бы поставлена задача создать материал (приемник изображений) со следующими свойствами:


  • на каждом квадратном миллиметре приемника должно быть около 1 млн световоспринимающих элементов;


  • каждый элемент должен реагировать всего лишь на несколько поглощенных фотонов независимо и одновременно со всеми остальными элементами;


  • коэффициент усиления сигнала в каждом элементе должен быть около 109;


  • зарегистрированное изображение должно сохраняться в течение нескольких месяцев не визуализированным или визуализироваться через короткий промежуток времени после экспонирования;


  • визуализированное изображение должно храниться долгие годы;


По описанным свойствам нетрудно заметить, что в таком фотоприемнике объединены процессы детектирования, обработки,
визуализации и хранения.

Сравнительный анализ пленки  и цифрового приемника показал, что главное примущество цифровой рентгенографии в том, что в ней функция детектирования изображения , его обработки,визуализации и хранения выполняются разными устрой-ствами, что позволяет их оптимизировать независимо друг от друга. С появлением цифровых приемников сочетание процессов детектирования,обработки, визуализации и хранения в одном носителе информации, каковым является пленка, следует рассматривать как основной недостаток пленочной технологии.

Рассмотрим все функции цифрового приемника в перечисленной выше последовательности.

Детектирование изображения. Выделение процесса детектирования в самостоятельный функциональный узел породило целую гамму детекторов рентгеновских изображений с параметрами и характеристиками, специализированными под разные разделы рентгенологии. Большинство параметров и характеристик цифровых детекторов намного превышает параметры и характеристики рентгенографического комплекта.

Рентгенографический комплект принципиально не может достичь чувствительности, близкой к чувствительности идеальной
системы, т. е. квантовой эффективности, равной единице [10]. Это хорошо видно из соотношения для дисперсии числа проявленных зерен серебра рентгеновской пленки:

^Рз ) = -^ + N-3 + NBЭ1 • Ро                     (1)

где D(^3) — дисперсия проявленных зерен; N — число зерен бромистого серебра, содержащихся в 1 мм2 пленки; аэ1 — коэффициент поглощения рентгеновских лучей экранами рентгенографического комплекта; д0 — число рентгеновских квант, падающих на 1 мм2 экрана; а3 — коэффициент, показывающий, какая часть зерен отобщего числа N превратится при проявлении в серебро при экспозиции д0; NB — число зерен вуали в 1 мм2.

При низких дозах чувствительность ограничивает шум вуали,который принципиально неустраним (слагаемое 3 соотношения (1)).

При больших дозах, соответствующих концу характеристической кривой, шум определяется главным образом шумом проявленных зерен (второе слагаемое) и имеет ту же природу, что и шум вуали.

И только в середине на линейном участке характеристической кривой преобразованный шум входного рентгеновского изображения (слагаемое 1) превосходит суммарный шум зернистости и вуали.

Здесь квантовая эффективность максимальная и близка к 0,2, а к концам характеристической кривой падает, приближаясь к 0.

Таким образом, квантовая эффективность рентгенографического комплекта в 5 раз меньше по сравнению с идеальной системой в узком динамическом диапазоне экспозиций. Ограничение квантовой эффективности рентгенографических комплектов на уровне,близком к 0,2, является принципиальным, так как связано с физикой формирования скрытого изображения в пленке. В цифровых приемниках такое ограничение отсутствует. В существующих цифровых приемниках некоторых классов достигнутая квантовая эффективность составляет 0,65 [7].

Диапазон входных сигналов (динамический диапазон) рентгенографического комплекта для рабочего участка характеристиче-
ской кривой близок к 30. Это следует из соотношения:

где Д — динамический диапазон; Емакс, Емин — максимальная и минимальная экспозиции соответственно; у — усредненный градиент (коэффициент контрастности) пленки; Бмакс — максимальная плотность пленки; DB — плотность вуали.

Если средний коэффициент контрастности принять равным 2,D^c = 3,2, a DB = 0,2, то в соответствии с (2) динамический диапазон Д будет равен 31,6. Для у > 2 динамический диапазон будет еще меньше.

Вторым следствием узкого динамического диапазона пленки является необходимость поддержания на рентгенографическом комплекте строго определенной дозы в соответствии с его чувствительностью. Поэтому при использовании растра, отсеивающего вторичное излучение, приходится увеличивать дозу на пациенте обратно пропорционально прозрачности рентгеновского излучения:


где 5 — отношение вторичного излучения к первичному; Е — избирательность растра; Тр — прозрачность растра для первичного пучка.

В цифровых аппаратах, у которых собственными шумами приемника можно пренебречь, при установке растра доза может быть уменьшена в в раз при условии сохранения контрастной чувствительности:




Например, для растра с Тр = 0,59, Ts = 0,07 (прозрачность для вторичного излучения), 5 = 4,8; Е = Tp/Ts = 8,65; а = 6,3; в = 2,2.

Если контраст входного рентгеновского изображения не укладывается в динамический диапазон пленки, то для прозрачных участков объекта и участков с высоким поглощением необходимо делать дополнительные снимки. В цифровом приемнике, динамический диапазон которого в несколько раз больше, всю информацию о плотностях исследуемой области тела пациента можно извлечь из одного снимка. В этих случаях один цифровой снимок заменяет до 3 пленочных.

Говоря о недостатках цифровых приемников, прежде всего,указывают на более высокую разрешающую способность рентгенографических комплектов, которая находится в пределах от 5 до 10 мм-1 [6]. Сама пленка практически не имеет спада контрастно-частотной характеристики до 20 мм-1, а разрешение рентгенографических комплектов определяется типом используемых усиливающих экранов. Если же оценивать разрешающую способность не рентгенографического комплекта, а рентгеновского аппарата в целом с учетом увеличения объекта, то она, как правило, в аппаратах для общей рентгенологии не превышает 3,5 мм-1, что связано с геометрией съемки и подвижностью исследуемых органов. Для цифровых аппаратов такое разрешение не является непреодолимым барьером [2]. Уже известны цифровые приемники с разрешением 5 мм-1 и более [7].

Отметим, что в аппаратах для общей рентгенологии разрешающая способность аппарата в 3,5 мм-1 считается достаточной и ее увеличение не практикуется, так как минимальная доза, необходимая для получения изображения малоразмерного объекта, обратно пропорциональна четвертой степени размера этого объекта [5].

Таким образом, детектор цифрового аппарата, как правило,имеет более высокую чувствительность и динамический диапазон
при практически одинаковых разрешающих способностях.

Обработка изображения в видеопроцессоре. Если в пленочной рентгенографии обработка связана с фотохимическим проявлением скрытого изображения и ее возможности по изменению параметров изображения весьма ограничены, то к оцифрованному рентгеновскому изображению в видеопроцессоре может быть в принципе применен весь спектр наработанных цифровых обработок, которые наиболее полно изложены в монографиях [8, 11].

Прежде чем рекомендовать тот или иной алгоритм обработки изображения к использованию в практике, отметим, что он требует тщательной проверки на предмет увеличения точности диагностического исследования на стадии медицинских испытаний рентгеновских аппаратов. В ЗАО «НИПК «Электрон» проверены и внедрены разработанные цифровые аппараты ФЦ-01-«Электрон»,

АРЦ-01-«ОКО», КРТ-«Электрон», с помощью которых возможны коррекция неравномерности сигнала и фона по полю изображения, коррекция геометрических искажений, подавление шумов,контрастирование, масштабирование. Особенно полезной цифровая обработка оказывается при согласовании параметров изображения на мониторе со свойствами зрительного анализатора рентгенолога по яркости, контрасту, детальности и т. д. В этих случаях рентгенологу представляется возможность самому выделить зону интереса на изображении и осуществить над изображением ряд манипуляций: увеличить или уменьшить, использовать лупу контраста, изменить гистограмму распределения яркостей и др. Возможности цифровых обработок рентгеновских изображений не только до конца не исследованы, но даже не полностью осознаны.

Визуализация на мониторе. Изображение на мониторе должно быть представлено так, чтобы зрительный анализатор мог извлечь всю содержащуюся в нем информацию. Выясним, какой должна быть минимальная яркость изображения в белом, чтобы она была согласована с динамическим диапазоном яркостей, воспринимаемых зрением. Из физиологии зрения известно, что все детали, яркости которых на 1,5 логарифмической единицы ниже яркости адаптации, воспринимаются как абсолютно черные, а детали, яркости которых на 1,5 логарифмической единицы выше яркости адаптации, воспринимаются как абсолютно белые, т. е.





Следовательно, контраст изображения на мониторе, согласованный со зрением, должен быть равен Вмаксмин = 1024.

Диапазон яркостей, воспринимаемых зрительным анализатором, хорошо согласован с диапазоном яркостей рентгенограмм, рассматриваемых на негатоскопе, так как разница плотностей большинства рентгенограмм равна 3. Яркость современных негатоскопов равна 2000—4000 кД/м2, а плотность большинства рентгенограмм находится в диапазоне от 0,3 до 3,3. Поэтому максимальная яркость рентгенограмм на негатоскопах составляет 1000—2000 кД/м2. Современные мониторы не обеспечивают таких яркостей.

Часто ухудшение восприятия информации с экрана монитора связано с неправильным выбором освещения помещения, в котором установлен монитор. Известно, что глаз адаптируется к средней яркости помещения, поэтому попытка обеспечить хорошее восприятие за счет высокой яркости экрана монитора не приведет к желаемым результатам, если окружающий фон будет темным или очень светлым. Необходимо стремиться к тому, чтобы яркость окружающего фона и средняя яркость экрана монитора были приблизительно одинаковыми. Чтобы удовлетворить этому условию,должны быть предусмотрены оперативная регулировка яркости на экранах мониторов и соответствующее средней яркости монитора освещение помещения. Для согласования контраста интенсивностей рентгеновского изображения с динамическим диапазоном яркостей монитора должна быть предусмотрена оперативная регулировка контраста изображения.

Если рентгенолога интересует информация только в узком диапазоне яркостей изображения, применяют метод амплитудных
разрезов [11]. Этот метод, который называется также режимом окна или амплитудной лупы, заключается в том, что на весь диапазон яркостей растягивается только выбранный участок видеосигнала.

Изображение за пределами выбранного участка амплитуд видео-сигнала не воспроизводится. Перемещая участок по диапазону значений видеосигнала, можно последовательно просмотреть все изображение. Амплитудная лупа позволяет исключить влияние на восприятие малоконтрастных деталей контрастной чувствительности зрительного анализатора. Их восприятие будет ограничиваться только шумами изображения. Часто амплитудную лупу используют только в зоне интереса, которую ограничивают рамкой, сохраняя за пределами этой рамки исходное изображение. Такой метод более эффективен, так как сохранение изображения по всему рабочему полю позволяет рентгенологу сопоставлять зону интереса с другими участками рентгенограммы.

Чтобы зрительный анализатор рентгенолога не ограничивал восприятие мелких деталей изображения, его пространственная
контрастно-частотная характеристика (КЧХ) должна быть согласована с пространственными частотами изображения, воспроизводимого на мониторе. Такое согласование обеспечивается масштабированием изображения на экране монитора.

При оптимальном увеличении пространственные частоты изображения, представляющие для рентгенолога наибольший интерес, должны приходиться на максимум КЧХ зрения. Например, если рентгенолога интересует костная структура, пространственный спектр которой на мониторе группируется около частоты 3 мм-1, а минимум КЧХ зрения при расстоянии рассматривания 25 см близок к 1,5 мм-1, то целесообразно применить увеличение изображения в 2 раза. Излишнее или недостаточное увеличение может привести к существенному ухудшению восприятия мелкой структуры изображения.

В практических конструкциях цифровых рентгеновских аппаратов важно обеспечить рентгенологу либо оптимальный набор увеличений, либо право выбора увеличения. Практика эксплуатации цифровых рентгеновских аппаратов показала, что рентгенологами используются увеличения до 4 раз. Большие увеличения приводят не к улучшению, а к ухудшению восприятия изображения из-за видимости дискретной структуры изображения и нерезкости границ.

При анализе рентгеновских изображений в ряде случаев возникает необходимость увеличить диапазон изменения яркости на
мониторе для темных деталей за счет уменьшения его для светлых деталей. Наиболее просто это реализуется изменением полярности сигнала изображения (позитив-негатив). Кроме того, рентгенологи, которые чаще работают на усилителях рентгеновского изображения, где исходное изображение позитивное, предпочитают работать с позитивом, а рентгенологи, анализирующие рентгенограммы, — с негативом, поэтому в автоматизированных рабочих местах рентгенолога предусматривается возможность изменения позитивного изображения на негативное.

Изложенное выше показывает, что визуализация рентгенограммы на мониторе имеет широкие возможности по оптимизации
ее параметров, что в будущем заставит рентгенологов отказаться от твердой копии и ее анализа на негатоскопе.

Хранение. Внедрение в медицинскую практику цифровых аппаратов стимулировало интенсивную разработку цифровых систем передачи и хранения медицинских изображений (PACS), а также развитие телерадиологии [4, 5, 7]. Это направление исследований и разработок переживает настоящий бум, так как позволяет поднять на более высокий уровень всю организационную структуру лучевой диагностики.

В заключение еще раз подчеркнем, что широко развитая пленочная технология, сочетающая в одном носителе функции детектирования, обработки, визуализации и хранения изображения и сыгравшая неоценимую роль в развитии лучевой диагностики XX века, в настоящее время является тормозом на пути ее развития.

Литература


  1. Блинов Н. Н., Мазуров А. И. // Мед. техника. - 1999. - № 5. - С. 3-6.


  2. Блинов Н. Н., Мазуров А. И. // Мед. техника. - 2000. - № 5. -С. 12-15.



  1. Вендровский К. В., Вейцман А. И. Фотографическая структурометрия. - М., 1982.


  2. Зеликман М. И. Теория, исследование и разработка методов и аппаратно- программных средств медицинской цифровой рентгенографии: Автор реф. дис. на соис. учен. степени д-ра техн. наук. - М., 2001.


  3. Медицинская рентгенология: технические аспекты, клинические материалы, радиационная безопасность / Под ред. Р. В. Ставицкого. - М., 2003.


  4. Общее руководство по радиологии. Юбилейная книга NICER. -Нью Йорк, 1995.


  5. Основы рентгенодиагностической техники / Под ред. Н. Н. Блинова. - М., 2002.


  6. Прэтт У. Цифровая обработка изображений. - М., 1982.


  7. Роуз А. Зрение человека и электронное зрение. - М., 1977.


  8. Физика визуализации изображений в медицине. Т. 1 / Под ред. С. Уэбба. - М., 1991.


  9. Ярославский Л. П. Введение в цифровую обработку изображений. -М., 1979.


цифровой рентген, МРТ, магнитно-резонансная томография, Рентген, Рентген на дому

Пути снижения лучевых нагрузок в рентгендиагносике

http://trauma.ru/content/articles/detail.php?ELEMENT_ID=17634

Общеизвестно вредное воздействие рентгеновского излучения на организм человека. Оно является причиной гибели клеток, появления раковых клеток и повреждения генетического аппарата.

Однако человечество не отказалось от использования рентгеновского излучения в диагностических целях, так как вред, наносимый исследованиями, неизмеримо меньше той пользы, которую приносит рентгенодиагностика. В настоящее время на долю рентгенодиагностики приходится не менее 50% от всех методов интроскопических исследований организма человека.

Для сведения риска, связанного с рентгенологическими исследованиями, к минимуму принимаются все возможные меры для снижения лучевых нагрузок на пациента и обслуживающий персонал. Совершенствование с этой целью классической рентгенотехники, которая основана на аналоговых технологиях (рентгеновской пленке и аналоговых усилителях рентгеновских изображений) близко к теоретическому пределу [1].

С внедрением в рентгенологическую практику цифровых технологий [2, 3] появились новые возможности уменьшения лучевых нагрузок. Эти возможности связаны с более высокими квантовой эффективностью и динамическим диапазоном, автоматическим микропроцессорным управлением всеми звеньями цифровой системы формирования и визуализации рентгеновского изображения,а также с цифровым запоминанием и обработкой сигнала изображения.

Проанализируем возможности снижения облучения, связанные с каждым функциональным узлом цифрового рентгеновского
аппарата  в отдельности.

Анализ будем проводить, используя соотношения, которые определяют экспозиционную дозу на входе водного фантома в зависимости от его толщины и параметров аппарата для случая обнаружения малоконтрастной детали при цифровой рентгенографии(один снимок) и рентгеноскопии (непрерывное просвечивание).

Для случая рентгенографии соотношение имеет вид:

Д =2Y2 „ (1 + 5)/АAx-Ay• Az2а?эф -h

Здесь Дг — доза на входе фантома (мкР) за время снимка, ¥п —пороговое отношение сигнал/шум, определяющее вероятность обнаружения малоконтрастной детали; 5 — отношение величины вторичного (рассеянного) излучения к первичному (проходящему через фантом без отклонения) в плоскости приемника изображения;

А — пересчетный коэффициент, зависящий от энергетического спектра рентгеновских квантов (например, для монохроматического излучения со слоем половинного ослабления 7 мм Al A = 200 квант/мм2/мкР); Ax, Ay, Az — ширина, высота и толщина обнаруживаемой детали соответственно; аэф — эффективный линейный коэффициент ослабления рентгеновского излучения в воде; h —квантовая эффективность приемника изображения; e — основание натурального логарифма; z — толщина фантома.

Для случая рентгеноскопии доза увеличится на произведение числа информативных кадров п в секунду и время просвечивания t:

Дс = Дг'п-t. (2)

Радиационный эффект определяется произведением дозы на облучаемую площадь объекта S.

Э = Д-S. (3)

Как видно из соотношений (1), (2) и (3) для снижения лучевой нагрузки имеются следующие пути.

1. Подавление рассеянного излучения.

Если полностью исключить в изображении рассеянное излучение, то доза уменьшится в (1 + 5) раз. Известно, что при просве-
чивании рентгеновским пучком одновременно всей площади исследуемого органа рассеянное излучение в зависимости от жесткости рентгеновского излучения, площади и толщины объекта может от двух до десяти раз превосходить полезное излучение, формирующее изображение [4]. Поэтому в цифровой рентгенотехнике подавление рассеянного излучения является одной из основных задач. Наиболее радикальным способом подавления рассеянного излучения является просвечивание объекта бегущим рентгеновским пучком, позволяющим уменьшить 5 до теоретического предела (5 = 0).

Однако до настоящего времени этот принцип построения цифровых рентгеновских аппаратов не нашел практического применения из-за трудностей, связанных с формированием самого бегущего рентгеновского луча [1]. Разработаны рентгеновские аппараты, которые просвечивают объект тонким веерообразным рентгеновским пучком, который механически сканируется по кадру изображения. В этом случае рассеянное излучение снижается во столько раз, во сколько площадь «веера» меньше всей сканируемой площади объекта. Этот класс аппаратов находит ограниченное применение из-за ряда технологических трудностей (низка пространственная разрешающая способность линеек детекторов,большое время сканирования, пониженная надежность из-за необходимости перемещения ряда функциональных узлов и др.) Эти трудности не носят принципиального характера и в будущем могут быть преодолены.

Наиболее широкое распространение для борьбы с рассеянным излучением получили свинцовые растры. Их устанавливают за объектом перед приемником изображения. При установке растра перед приемниками с использованием пленки дозу на снимок приходится не уменьшать, а увеличивать. Дело в том, что пленка имеет узкий динамический диапазон. Рассеянное излучение занимает часть этого диапазона, увеличивая плотность проявленной пленки и создавая паразитный фон, который сильно снижает контраст изображения. Растр, подавляя главным образом рассеянное излучение, увеличивает контраст, но при этом, для сохранения оптимального почернения, доза на входе растра должна быть увеличена в 1/Xt раз. Здесь параметр Xt определяет прозрачность растра для общего потока рентгеновского излучения. Он равен отношению суммарной интенсивности излучения на приемнике при наличии растра к суммарной интенсивности излучения без растра. Цифровые системы имеют, как правило, очень широкий динамический диапазон. Поэтому для них уровень экспозиции не так критичен,
как для пленки. Этот уровень должен быть достаточен для того,чтобы собственные шумы приемника не оказывали существенного влияния на качество изображения. Рассеянное же излучение вносит в систему шум непосредственно на входе приемника, существенно снижая отношение сигнал/шум в изображении. Поэтому в цифровых системах роль растра, который подавляет рассеянное излучение, сводится к повышению отношения сигнал/шум на входе приемника, что весьма существенно. За растром отношение вторичного излучения к первичному уменьшается в Е раз, где Е — избирательность растра, равная отношению прозрачности растра для первичного рентгеновского излучения к прозрачности растра для рассеянного излучения. Следовательно, в цифровых системах растр необходимо выбирать по максимальной избирательности, что позволит на столько же раз снизить дозу, если собственные шумы приемника пренебрежимо малы.

Отметим, что в правильно сконструированных цифровых приемниках это условие выполняется.

2. Увеличение квантовой эффективности приемников изображения.

Как следует из соотношения (1) дозовая нагрузка на пациента обратно пропорциональна квантовой эффективности приемника изображения. В аналоговых усилителях рентгеновского изображения (УРИ) уже достигли квантовой эффективности п = 0,65, т. е.65% от теоретического предела, который равен 1. Но в пленочной рентгенографии, на долю которой приходится более 90% всех рентгенологических исследований, даже при использовании самых эффективных усиливающих экранов квантовая эффективность вряд ли может превысить 0,3, что обусловлено низкой квантовой эффективностью пленки (среднее значение равно 0,01) [3]. Цифровые приемники, производимые разными фирмами, имеют квантовую эффективность от 0,1 до 0,7. Но здесь не существует принципиальных ограничений на увеличение п до величин близких к теоретическому пределу. Таким образом, по мере увеличения квантовой эффективности цифровых приемников будут снижаться лучевые нагрузка на пациента.

3. Оптимизация качества рентгеновского излучения.

Правильный выбор качества, т. е. жесткости или эффективной длины волны рентгеновского излучения существенно влияет как на информативность изображения, так и на экспозиционную дозу.

В соответствии с (1) качество рентгеновского излучения характеризует линейный коэффициент ослабления аэф. Из соотношения (1)можно выделить множитель, который является функцией аэ4,:

В=аэФ*exp ф

(DaW J )

Как видно из формулы (4) для каждой толщины объекта существует эффективный линейный коэффициент ослабления, при
котором экспозиционная доза минимальна. Если предположить,что деталь толщиной Az должна обнаруживаться на любой толщине объекта в пределах от 0 до z с одинаковой вероятностью, то формулу (4) можно переписать используя соотношение о числе воспроизводимых градаций толщины объекта m = z/Az:

В=a.*zexp ,ф*m

Беря производную функции (5) и приравнивая ее к 0, полу-чим, что минимум функции (5) существует при аэф = 2/z.

К тому же выводу можно придти, определив максимум отношения сигнал/шум на обнаруживаемой детали толщиной Az при
максимальной толщине объекта Z [1]. Таким образом, оптимальным является излучение с линейным коэффициентом ослабления аэф = 2\z. В аналоговых рентгеновских аппаратах как правило выбирается более мягкое излучение, что соответствует аэ4^ ~ 3,5—4 [1].

При этом требуемая экспозиционная доза увеличивается почти в 2 раза. Выбор более мягкого излучения в пленочной рентгенографии вызван желанием увеличить контраст изображения и снизить рассеянное излучение, которое увеличивается с повышением аэф. Для цифровых систем контраст изображения, не изменяя аэф, можно повысить в телевизионном видеотракте, а увеличение рассеянного излучения компенсируется выбором растра с максимально возможной избирательностью. Для пленочной рентгенографии выбор таких растров сдерживается необходимостью непомерного увели-
чения экспозиции.

Требуемое качество излучения, определяемое ах, в зависимости от толщины объекта задается напряжением на рентгеновской трубке, материалом и толщиной фильтра. От напряжения зависит спектр излучения, а фильтр убирает низкоэнергетическую компоненту спектра, которая не несет полезной диагностической информации, поскольку практически полностью поглощается в теле пациента. В общей рентгенологии, где используются напряжения от 40 кВ до 150 кВ, обычно применяются фильтры из А1 (Z = 13) или Cu (Z = 29). В цифровых аппаратах, в которых формируется более жесткое излучение, чем в пленочных аппаратах, все большее применение находят фильтры из меди. Это связано с тем, что в них
ослабление происходит в большей степени за счет поглощения, а не рассеяния, чем в фильтрах из алюминия.

Наиболее жесткий спектр формируется при подаче на анод рентгеновской трубки постоянного напряжения, поэтому в цифро-
вых аппаратах используются рентгеновские питающие устройства с преобразователем частоты сети до частот от 6 кГц до 300 кГц, при которых пульсации выпрямленного напряжения не превышают двух процентов. Задача предварительного фильтра — сделать излучение при выбранном напряжении практически однородным.

К сожалению эта задача не имеет однозначного решения.

Дело в том, что одному аэф могут соответствует различные спектральные составы рентгеновского излучения. Одному и тому
же аэф может соответствовать сильно фильтрованное излучение при более высоком Ua. Поэтому задача выбора анодного напряжения и степени фильтрации решается на основе экспериментальных данных.

4. Сокращение избыточности качества изображения.

В рентгенологии всегда имеется необходимость установления оптимального соотношения между уровнем предполагаемого риска от рентгеновского излучения и ожидаемым выигрышем за счет лучшей диагностики. Эта оптимизация достигается ограничением качества изображения на уровне достаточности с целью минимизации экспозиционной дозы. В цифровых аппаратах это приобретает особо важное значение, так как в них имеется возможность адаптивного изменения пространственной, временной и градационной разрешающих способностей аппарата в зависимости от детальности, подвижности и контраста изображения исследуемого органа.

Если обратиться к соотношениям (1) и (2), то эти изменения касаются параметров Ax, Ay, определяющих пространственную
разрешающую способность, параметра Az, от которого зависит число различимых градаций плотности объекта (m = z\Az) и, наконец, числа информативных кадров n, которые передаются в рентгеноскопии в единицу времени.

В организме человека патология может развиваться в любом направлении (X, Y, Z), поэтому желательно, чтобы разрешающие
способности аппарата были одинаковыми во всех направлениях, то есть, должно выполняться равенство Ax = Ay = Az. В этом случае снижение требований к размерам разрешаемого объема в 2 раза позволяет снизить дозу, как следует из соотношения (1), в 16 раз.

В цифровых аппаратах эта операция может реализовываться адаптивно в зависимости от требуемого разрешения.

Аналоговые аппараты не имеют такой возможности.

Регулировать частоту информативных кадров в зависимости от подвижности исследуемых органов стало возможным, когда
появилась кадровая память. Кадровая память позволяет генерировать в промежутках между информативными недостающие кадры для преодоления критической частоты слияния мельканий. Для исследования в рентгеноскопическом режиме неподвижного органа достаточно одного информативного кадра, который повторяется с частотой более критической частоты слияния мельканий в течение всего времени исследования. Частота информативных кадров при исследовании подвижных органов должна выбираться в соответствии с теоремой отсчетов (теоремой Котельникова). Как показали исследования зрительного анализатора [5], частота информативных кадров для обеспечения слитности движения может не превышать 15 кадров в секунду, если недостающие кадры для обеспечения критической частоты воспроизводятся из памяти.

В цифровых рентгеновских аппаратах используются «псевдодинамические»режимы исследования с частотой повторения кадров от 1 до 15.

Только в случае исследования быстропротекающих процессов, когда для диагностики важны все фазы движения, например в кардиологии, частоту информативных кадров не понижают, а повышают до 60 в секунду и более, и воспроизводят изображение в замедленном ритме.

5. Облучаемая площадь.

Как следует из соотношения (3), радиационный эффект прямо пропорционален облучаемой площади исследуемого объекта.

Для ограничения этой площади необходимым минимумом в аппаратах предусмотрены диафрагмы. К сожалению, большинство эксплуатируемых в клиниках поворотных столов-штативов не оборудованы ирисовыми диафрагмами, формирующими круглое рабочее поле в соответствии с рабочим полем УРИ. Поэтому пациенты получают на 27,3% большую лучевую нагрузку. В современных цифровых аппаратах с микропроцессорным управлением это несоответствие устранено и диафрагма автоматически устанавливается строго в соответствии с используемым рабочим полем УРИ.

Из приведенного выше рассмотрения путей снижения лучевых нагрузок можно дать следующие рекомендации по построению
цифровых рентгеновских аппаратов.


  1. Рентгеновское питающее устройство аппарата должно быть построено по схеме с преобразованием частоты питающей сети,что обеспечивает практически постоянное высокое напряжение на аноде рентгеновской трубки и, следовательно, оптимальный спектр излучения.


  2. Питающее устройство совместно с излучателем и фильтром должно формировать короткие (до 1 мс) импульсы высокого напряжения переменной скважности и частоты.


  3. Наиболее перспективны рентгеновские трубки с сеточным управлением, формирующие импульсы излучения с практически прямоугольными фронтами, что обеспечивает постоянный спектр рентгеновского излучения.


  4. В зависимости от толщины исследуемого объекта должна быть предусмотрена автоматическая смена фильтра, отсекающего мягкое излучение.


  5. Диафрагма аппарата должна формировать пучок рентгеновских лучей строго в соответствии с рабочим полем приемника
    изображения. При переключении рабочих полей диафрагма должна автоматически устанавливаться на выбранное поле.


  6. Избирательность растров должна быть максимально возможной при заданной частоте растра.


  7. Видеопроцессор аппаратов должен работать в адаптивном режиме, согласованном с параметрами рентгеновского изображения по пространственной, временной и градационной разрешающим способностям.


Дополнительно необходимо напомнить, что при рентгенологических исследованиях должны неукоснительно соблюдаться тре-
бования радиационной безопасности, регламентированные нормативными документами [6].

Выполнение перечисленных рекомендаций при разработке и эксплуатации цифровых рентгеновских аппаратов сократит лучевые нагрузки на все группы населения не менее, чем в 10 раз.

С учетом рассмотренных требований ЗАО «НИПК «Электрон» разработаны рентгенодиагностический телеуправляемый
комплекс КРЦ «Электрон», цифровой флюорограф ФЦ-01-«Электрон» и цифровой рентгенографический аппарат АРЦ-«ОКО».

Правильное сочетание в этих аппаратах рассмотренных факторов позволяет проводить исследования с малыми дозовыми нагрузками.

Литература


  1. Блинов Н. Н., Жуков Е. М., Козловский Э. Б., Мазуров А. И. Телевизионные методы обработки рентгеновских и гамма-изображений. - М Энергоиздат, 1982.


  2. Игнатьев Н. К. Дискретизация и ее приложения. - М.: Связь,


1980.

  1. Мазуров А. И., Данилов В. А. Цифровое рентгенотелевидение. - М.:
    Знание, 1990.


  2. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99). - М., 1999.


  3. Основы рентгенодиагностической техники / Под ред. Н. Н. Блинова. - М.: Медицина, 2002.


  4. Пиццутиелло Р., Куллинан Дж. Введение в медицинскую рентгенографию. - Нью-Йорк: Кодак, 1996.


// Вестник Северо-Западного регионального отделения Академии медико-технических наук / ОАО «НПП «Радар ММС» / Под общ. ред. Анцева Г. В. - СПб., 2003. - Вып. 7. - С. 96-101.

цифровой рентген, МРТ, магнитно-резонансная томография, Рентген, Рентген на дому

Анатомия желудка

http://trauma.ru/content/articles/detail.php?ELEMENT_ID=16684

Желудок, ventriculus (gaster), — наиболее расширенная часть пищевого канала.

Форма желудка ретортообразная, расширенная часть его обращена кверху.

В желудке различают переднюю и заднюю стенки, paries anterior, paries posterior, границей которых справа является малая кривизна желудка, curvatura ventriculi minor, слева — большая кривизна, curvature ventriculi major. В желудке выделяют кардиальную часть, pars cardiaca, дно, fundus ventriculi, тело желудка, corpus ventriculi, и привратниковую часть, pars pylorica. В кардиальной части желудка расположено кардиальное отверстие ostium cardiacum, соединющее желудок с пищеводом. Влево и кверху от него расположено дно желудка, отграниченное от кардиальной части кардиальной вырезкой, incisura cardiaca.

Тело желудка расположено ниже кардиальной части и под прямым или тупым углом переходит в привратниковую часть (рис.
266, а), в которой размещены привратниковое преддверие, antrum pyloricum, и привратниковый канал, canalis pyloricus. На границе с двенадцатиперстной кишкой привратниковый канал снабжен кольцевым перехватом выхода — привратником, pylorus, в котором находится привратниковое отверстие, ostium pyloricum.

Размеры. Длину желудка измеряют от наиболее выпуклой части дна до нижнего уровня большой кривизны, что составляет 21 —23 см. Расстояние от кардиального до привратникового отверстия желудка колеблется от 7 до 15 см.

Топографические соотношения. Желудок расположен в надчревной области в так называемом «желудочном ложе». Большая часть желудка (2/3) расположена в левой половине, а меньшая (1/3) в правой половине брюшной полости. Дно желудка граничит с диафрагмой и левой долей печени. Сзади к желудку прилежит желудочна поверхность селезенки, левый надпочечник и, частично, передняя поверхность левой почки, а также передняя поверхность поджелудочной железы, слева — желудочная поверхность селезенки.

Передняя стенка желудка прилежит к печени и поперечной ободочной кишке, а при наполненном желудке соприкасается с диафрагмой, передней брюшной стенкой, реберными хрящами. Большая кривизна желудка внизу прилежит к поперечной ободочной кишке и ее брыжейке; к малой кривизне желудка прикреплется малый сальник.

Стенка желудка состоит из слизистой, tunica mucosa, мышечной, tunica muscularis, и серозной, tunica serosa, оболочек.

Слизиста оболочка желудка отделена от мышечной подслизистой основой, вместе с которой образует многочисленные желудочные складки, plicae gastricae.

На поверхности складок слизистой находятся мелкие (1 —3 мм) возвышения — желудочные поля, areaegastricae, образованные вследствие скопления желез и лучше выраженные в привратниковой части желудка.


Рис. 266. Желудок (а): 1 — дно желудка; 2 — кардиальная часть; 3 — тело желудка; 4 — угловая вырезка; 5 — привратниковая часть (а-привратниковое преддверие, б — привратниковый канал); 6 — привратник; 7 — малая кривизна желудка;

8 — большая кривизна желудка.

Рентгеноанатомическая номенклатура отделов желудка (б): 1 — свод; 2а — газовый (желудочный) пузырь; 2 —кардиальная часть; 3—тело желудка: За—субкардиальный отдел; 36 — синус; 4 — угол желудка; 5 — привратниковая часть;

5а — привратниковое преддверие (антральный отдел);

Подслизистая основа представлена рыхлой соединительной тканью. В ней расположены крупные кровеносные и лимфатические сосуды, а также капилляры и нервные волокна.

Внешний продольный слой является продолжением мышечных волокон пищевода и переходит в мышечную оболочку двенадцатиперстной кишки.

Серозная оболочка почти полностью покрывает желудок. Непокрытыми ею остаются две узкие полоски вдоль малой и большой кривизны. В местах перехода серозной оболочки на соседние органы образуются связки, поддерживающие желудок в определенном положении. Желудочно-диафрагмальная связка, lig. gastrophrenicum, прочно фиксирует дно желудка к диафрагме. Печеночно-желудочная связка, lig.hepatogastricum, вместе с печеночно-двенадцатиперстной кишечной связкой, lig. hepatoduodenale, образуют малый сальник и прикрепляются вдоль малой кривизны желудка,

Желудочно-ободочнокишечна связка, lig. gastrocolicum, расположена между большой кривизной желудка и поперечной ободочной кишкой и вместе с желудочно-селезеночной связкой, lig. gastrolienale, составляет часть большого сальника.

Кровоснабжение желудка. Артериальную кровь желудок получает от ветвей чревной артерии, arteria coeliaca, левой желудочной артерии, arteria gastrica sinistra, селезеночной артерии, отдающей левую желудочно-сальниковую артерию, arteria gastroepiploica sinistra, и короткие желудочные артерии, arteriae gastricae brevis, общей печеночной артерии, arteria hepatica communis, отдающей правую желудочную артерию, arteria qastrica dextra, а также правую желудочно-сальниковую, arteria gastroepiploica dextra.

Вены желудка образуют венозные сплетения преимущественно в подслизистой основе и под серозной оболочкой. Крупные венозные стволы повторяют ход артерий. Они анастомозируют с венами пищевода и отводят кровь в систему воротной вены.

Лимфатическая система. Лимфоотток из желудка в лимфатические узлы чревной артерии происходит двумя путями: верхнему по сосудам и лимфатическим узлам, лежащим вдоль малой кривизны желудка, и нижнему— вдоль большой кривизны и привратника.

Иннервация желудка осуществляется экстра- и интрамуральной нервной системой, представляющей собой единую систему в функциональном и анатомическом отношении. Экстрамуральная система представлена блуждающим и симпатическим нервами. Блуждающие нервы переходят на желудок из пищевода, ветви симпатического нерва идут из чревного сплетении в области печеночно-желудочной связки анастомозируют с ветвями блуждающего нерва. Парасимпатические и симпатические нервы разветвляются преимущественно в области малой кривизны желудка и с медиальной стороны верхней части
двенадцатиперстной кишки. Иннервация большой кривизны развита слабее, возможно это имеет значение в частоте локализации язв. Интрамуральная «автономная» нервная система представлена тремя нервными желудочными сплетениями.

Они расположены между продольными и круговыми мышечными слоями и ведают двигательной функцией желудка, подслизистое сплетение содержит чувствительные волокна и участвует в желудочной секреции, а также двигательных сокращени х желудка.

Функция

Известны функции желудка: секреторная, внутрисекреторная или инкреторная, всасывающая, экскреторная,двигательно-эвакуаторная (перистальтическая). Рентгенологическим методом исследования изучают двигательно-эвакуаторную и частично секреторную функции.

В желудок поступает размягченная пища, которая в зависимости от химического состава и консистенции задерживается от 3 до 10 часов, подвергаясь воздействию желудочного сока, вырабатываемого желудочными железами.

Железы желудка содержат главные, обкладочные и добавочные клетки. Главные клетки вырабатывают пепсиноген, который при взаимодействии с соляной кислотой превращается в пепсин, обкладочные участвуют в образовании соляной кислоты, добавочные клетки вырабатывают муцин и мукопротеин.

Продукция слизи в желудке предотвращает соприкосновение слизистой оболочки желудка с сильными раздражителями и являетс таким образом защитным механизмом.

Методики рентгенологического исследования

Необходимым условием рентгенологического исследования желудка является искусственное его контрастирование.

Исследование производится натощак. При запорах и метеоризме рекомендуют очистительные клизмы накануне вечером и за 2—3 часа до исследования. При рентгенологическом исследовании используют большое количество методик, которые можно разделить на основные (обычные) и дополнительные (специальные).

Основные методики — рентгеноскопия и рентгенография , которые используют параллельно.

Рентгенологическое исследование желудка начинают с обзорной рентгеноскопии органов грудной и брюшной полостей. При этом определяют качество подготовки больного, наличие конкрементов, обызвествлений или свободного газа в брюшной полости. Особое внимание уделяют газовому пузырю желудка. После приема больным одного - двух глотков контрастной взвеси следят за ее продвижением в желудке. Путем пальпации производят распределение контрастной массы тонким слоем в бороздах между складками слизистой оболочки,изучение которой требует умелого владения методикой направленной пальпации и дозированной компрессии, а также сочетания рентгеноскопии с производством прицельных снимков. В некоторых случаях при невозможности получении рельефа слизистой желудка в вертикальном положении, больного переводят в горизонтальное положение.

Не менее важным является изучение формы и контуров желудка после приема больным 200—250 мл бариевой взвеси. Тугое заполнение желудка позволяет изучить контуры желудка, а также эластичность его стенок, перистальтическую функцию, время и ритм опорожнения. В процессе рентгеноскопии для регистрации двигательно-эвакуаторной функции желудка по показаниям производят серию рентгенограмм через короткие промежутки времени, полиграфию желудка, рентгенокимографию, рентгенокинематографию. Наиболее точное отображение этой функции желудка дает рентгенокинематография.

В процессе рентгенологического исследования больного применяют некоторые дополнительные приемы: прием повторных порций бариевой взвеси, натуживание, глубокие вдохи, втягивание живота, иногда прием пищи.

С целью детального изучения рельефа слизистой оболочки, определения толщины стенки желудка, ее эластичности применяют дополнительные методики исследования. К ним относятся: двойное контрастирование,пновмогастрография , париетография , тройное контрастирование желудка, ангиография , использование специальных фармакологических препаратов.

Двойного контрастирования достигают приемом обычной порции контрастного вещества и последующим изменением положения больного на трохо- и латероскопе, что способствует замещению контрастного вещества воздухом в отделе, подлежащем изучению. На фоне воздуха определ ютс складки слизистой оболочки,импрегнированные барием; уточняется также эластичность стенок желудка. При недостаточном количестве газ в желудок вводят дополнительно через зонд или путем приема газовыделяющей смеси, состоящей из 0,5—1,0 лимонной кислоты и 4,0 питьевой соды.

Пневмогастрографию производят после раздувания желудка 300 — 400 мл газа (через зонд или беззондовым способом). Она позволяет изучить эластичность стенок желудка. В сочетании с томографией или раздуванием толстой кишки газом пневмогастрография позволяет получить представление о толщине стенки желудка в некоторых его отделах (чаще большой кривизны).

Париетографию желудка производят после накладывания искусственного пневмоперитонеума и раздувания желудка газом.

Изучают толщину стенки желудка, размеры и распространение патологического процесса,а также его переход на соседние органы.

Тройное контрастирование желудка производят в условиях искусственного пневмоперитонеума при приеме больным контрастного вещества и раздувания желудка газом, что улучшает условия изучения внутренней поверхности желудка.

Уточняются форма и границы патологического процесса.

Селективную целиакографию применяют для изучения особенностей сосудов желудка при патологических процессах.

Фармакодиагностика осуществляется препаратами, влияющими на двигательно-эвакуаторную и секреторную функции желудка, широко используют при рентгенологических исследованиях. Для активной стимуляции двигательно-эвакуаторной функции применяют морфий, ацеклидин, прозерин и др., а для угнетения ее деятельности и уменьшения секреции — атропин, метацин, бускопан и др.