Цифровые технологии получения рентгеновского изображения

Дигитальнаяили цифровая рентгенология (англ. digit–цифра).

Основные технологии цифрового способа получения рентгеновского изображения:

• рентгенография с использованием аналого-цифрового преобразователя (АЦП),

• рентгенография на запоминающих люминофорах;

• прямая цифровая рентгенография (рентгенография с использованием цифровой матрицы).

Рентгеновская компьютерная томография (кт)

• Рентгеновская компьютерная томография (РКТ) - рентгенологическое исследование, при котором изображение слоя исследуемого объекта получают путем компьютерной обработки результатов многократного просвечивания узким пучком рентгеновского излучения слоя, когда рентгеновская трубка совершает движение по окружности.

• Основы метода рентгеновской компьютерной томографии были разработаны математиком из ЮАР Аланом МакКормаком.

• В 1972 году впервые в клинической практике с помощью РКТ было выполнено исследование головного мозга. Именно возможность исследования структур головного мозга, которые нельзя визуализировать при обычной рентгенографии, впервые нашла свое применение с помощью РКТ. Исследование других органов и систем началось несколько позже.

• В 1975 году был создан РКТ для исследования всего тела. За создание метода РКТ Годфри Хаунсфилдуи Алану МакКормакув 1979 году была присуждена Нобелевская премия в области медицины.

• В 1990-х годах был разработан новый тип сканеров -спиральные КТ (СКТ).

• В СКТ рентгеновская трубка с детекторами постоянно вращается вокруг непрерывно движущегося стола с пациентом. Это позволило не только сократить время исследования, но и устранить ограничения «пошаговой» методики – пропуска участков, которые «не попали в срез», а также участков, которые пропускались из-за разной глубины задержки дыхания пациентом.

• В 1998 г. появилась мультиспиральная КТ (МСКТ), когда были созданы системы не с одним (как при СКТ), а 4 рядами цифровых детекторов.

• В последующем были созданы МСКТ с 16 рядами, а в 2003 г. – количество рядов достигло 64.

• В 2007 г. появились МСКТ с 256 и 320 рядами детекторных элементов. На таких томографах можно получить сотни и тысячи томограмм всего лишь за несколько секунд с толщиной среза 0,5-0,6 мм. Кроме уменьшения времени обследования и улучшения качества изображения была создана возможность исследования коронарных сосудов и полостей сердца с помощью МСКТ.

Преимущества ркт

1. Изображение органов не накладывается друг на друга (отсутствует

эффект суммации);

2. Информация о внутреннем строении исследуемой части тела может

быть представлена в трехмерной виде по результатам суммирования серии

тонких срезов исследуемой области (устранение недостатков плоскостного

изображения);

3. КТ белее чувствительна к плотности тканей: Р-графия может

отобразить ткани, имеющие разницу в плотности ткани не менее 10%, при

КТ –1% и менее;

4. Возможность обрабатывать и настраивать изображение после

завершения сканирования (постпроцессинг): регулировка яркости,

контрастности, масштабирования, регулировка градации серой шкалы –

регулировка окна (windowing) для лучшей визуализации анатомии интереса.

Недостатки ркт

1. Относительно высокая (по сравнению с рентгенографией) лучевая нагрузку на пациента – это обстоятельство диктует жесткую необходимость использования РКТ исключительно по строгим показаниям (беременным противопоказано);

2. Появление артефактов от плотных структур, особенно металлических –протезов суставов, инородных тел и т.д.

3. Относительно невысокое мягкотканое контрастное разрешение.

Рентгендиагностика

Используют фотоны с энергией 60-120 кэВ.

Ослабление плотности потока фотонов:

????=????₀∙????^{−????????????????}

????-толщина поглощающего слоя, -плотность поглотителя, ????_????-массовый коэфф. ослабления потока.

????_????~????³

????_????=????????³????³

Проникающая способность выше для жесткого излучения.

Массовые коэффициенты ослабления:

•Кости: Ca₃(PO₄)₂

•Мягкие ткани: H₂O

????_к/????_мт=68

Различия в поглощении РИ позволяет видеть границу сред и различать строение БО.

Оптимизация изображения

• Проникающая способность растет с энергией кванта и уменьшается с ростом толщины БО.

• При низкой проникающей способности малая доля квантов дойдет до приемника, а радиационная нагрузка будет высокой.

• При высокой проникающей способности различия между тканями будут малы, а значит контраст изображения низкий.

Необходимо искать компромисс между малой дозой излучения и высоким контрастом.

Следует учитывать нерезкость рентгеновской системы, источниками которой являются:

- фокусное пятно от трубки, дающее полутень на изображении;

- неидеальность приемника;

- движение пациента во время обследования.

Шумы в изображении возникают в следствие:

- Флуктуаций числа квантов, регистрируемых единицей плотности поверхности (квантовый шум);

- Флуктуаций, обусловленных характеристиками приемника и системы отображения.

Способы снижения дозы

• Ограничение поперечного сечения рабочего пучка

• Уменьшение мощности рассеянного излучения на выходе пучка из кожуха рентгеновской трубки

• Экранирование

• Правильный выбор режима работы (увеличение U на трубке, что снизит мощность экспозиционной дозы или время экспозиции).