Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах)

Чучалин А. Г.

Рентгенография в палате имеет свои особенности и ограничения. Большинство передвижных рентгеновских аппаратов уступают по мощности стационарным аналогам. В силу этого рентгенография выполняется с большей экспозицией, что в свою очередь приводит к более выраженной динамической нерезкости от видимых сокращений сердца и крупных сосудов. При исследовании груди в положении на спине сердце и крупные сосуды средостения, расположенные у передней грудной стенки, оказываются в отдалении от кассеты с пленкой, в связи с чем возникает эффект геометрической нерезкости и проекционного увеличения. Это усугубляется небольшим фокусным расстоянием, поскольку при использовании палатного аппарата расположить рентгеновскую трубку на высоте более 150 см над пациентом практически невозможно. В

результате серединная тень оказывается значительно больше, чем на снимках в передней проекции, создавая ложное впечатление о патологии сердца и перекрывая значительную часть легочных полей. Произвольное расположение кассеты исключает применение фотоэкспонометра, поэтому экспозиция определяется на глаз, применительно к конституции пациента, и очень часто неправильно. К этому следует добавить отсутствие кооперации части пациентов и медицинского персонала, невозможность сделать вдох и задержать дыхание в момент экспозиции. Рекомендации по устранению этих недостатков приведены в некоторых руководствах по рентгенодиагностике.

Технологические стандарты American College of Radiology для рентгенографии легких на палатных аппаратах взрослых пациентов:

– --расстояние фокус / трубка 40 - 72 дюйма (100 - 182 см);

– --может применяться напряжение 70 - 100 кВ, если использование жесткого излучения (120 - 150 кВ) невозможно;

– --отсеивающая решетка необходима при использовании напряжения более 100 кВ;

– --максимально допустимое время экспозиции составляет 100 мс.

Указанные технологические недостатки можно частично компенсировать при использовании современных достаточно мощных палатных рентгеновских аппаратов. Они позволяют обеспечить напряжение генерирования до 120 кВ при величине выдержки порядка 20 - 40 мс и силе тока до 250 мА. Эти параметры очень близки к оптимальным значениям рентгенографии на стационарном рентгеновском аппарате. В этом случае использование неподвижной отсеивающей решетки, которая вместе с кассетой подкладывается под спину пациента, является обязательным. Однако и при такой методике сохраняется проблема рентгенографии в задней проекции и небольшое фокусное расстояние, что приводит к проекционному искажению и геометрической нерезкости изображения.

Значительным шагом вперед в области рентгенографии легких на палатных аппаратах стало внедрение систем компьютерной радиографии в середине 80-х годов. Технологический принцип методики подробно описан в разделе «цифровая рентгенография». Беспленочная кассета со специальными экранами, покрытыми специальным соединением фосфора, устанавливается позади больного, производится экспозиция, а затем кассета помещается в дигитайзер, который считывает скрытое изображение с экранов. На сегодняшний день это единственный и исключительно эффективный способ получения цифровых изображений вне рентгеновского кабинета. Оцифровка рентгеноскопического сигнала в рентгенохирургических аппаратах фактически не является рентгенографией в прямом смысле этого слова.

Основными преимуществами компьютерной радиографии применительно к исследованиям легких является исключительно широкий динамический диапазон и высокая разрешающая способность (5 пар линий/мм), что в сумме позволяет получить высокоинформативные изображения органов грудной полости в сочетании со всеми преимуществами цифровых радиологических методик. Даже при недостаточной экспозиции цифровое построение изображений позволяет компенсировать этот недостаток. В результате повышается качество изображений, снижается количество повторных рентгенографий.

ЦИФРОВАЯ РЕНТГЕНОГРАФИЯ

Цифровая рентгенография прочно заняла свое место в арсенале традиционной рентгенодиагностики и постепенно вытесняет пленочную рентгенографию из повседневной практики. Цифровые рентгеновские аппараты, специально предназначенные для исследования органов грудной полости, называются в нашей стране цифровыми флюорографами.

Основные технологии цифровой радиографии основаны на использовании фосфорных запоминающих экранов, систем «экран - оптика - ПЗС» матрица и так называемых плоских панелей (flat panels). В нашей стране

также используются цифровые системы, основанные на сканирующем принципе получения изображения. Основными преимуществами цифровой рентгенографии являются: более высокая информативность по сравнению с пленочным снимком, ускорение процесса получения изображения за исключением фотохимической обработки пленки, возможность постпроцессорной обработки полученного изображения с помощью компьютерных программ, удобства хранения и передачи диагностической информации в цифровом виде.

Системы компьютерной радиографии, исторически являются первой разработкой для цифровой рентгенографии. Принцип действия этих систем основан на эффекте фотостимулируемой люминесценции (рис. 5-11). После прохождения через объект, ослабленное рентгеновское излучение попадает на специальный экран, покрытый слоем люминофора. Экран размещен в стандартной кассете обычных размеров. Скрытое изображение, сформированное на экране, может сохраняться несколько часов. Для получения видимого изображения кассету помещают в дигитайзер, в котором она раскрывается. Тонкий луч инфракрасного лазера построчно сканирует экран, вызывая свечение люминофора. Это свечение пропорционально количеству квантов рентгеновского излучения, попавшего на экран. Свечение экрана регистрируется фотоэлектронным умножителем и преобразуется в электрические сигналы, из которых строится видимое изображение. Экран облучается вспышкой яркого света и может использоваться для следующей экспозиции.

path: pictures/0511.png

Рис. 5-11. Схема рентгенографии с помощью запоминающих люминофоров.

Вторая группа аппаратов использует воспринимающее устройство, состоящее из люминесцентного экрана, оптической системы и ПЗС-матрицы (ПЗС - прибор зарядовой связи). Принцип действия этих приборов аналогичен пленочной флюорографии (рис. 5-12). Ослабленное рентгеновское излучение попадает на люминесцентный экран, вызывая его свечение. Видимое изображение фокусируется системой линз до размера около 3 см² и проецируется на ПЗС-матрицу, в которой происходит преобразование видимого света в электрические сигналы. После аналого-цифрового преобразования на экране монитора возникает диагностическое изображение. Время, необходимое для получения изображения, обычно составляет 8 - 15 с.

path: pictures/0512.png

Рис. 5-12. Схема цифровой рентгенографии с использованием системы «экран - оптика - ПЗСматрица».

Третья группа приборов основана на использовании полноразмерных матриц или плоских панелей. Каждая из таких панелей представляет собой совокупность множества дискретных детекторов, помещенных в рентгенопрозрачный корпус, каждый из которых самостоятельно воспринимает ослабленное рентгеновское излучение, а из совокупности множества сигналов формируется диагностическое изображение. Существует два основных типа подобных устройств.

Первый из них основан на применении аморфного кремния. В качестве воспринимающего элемента на поверхности детектора используется соединение цезия и йода - CsI, в котором ослабленное рентгеновское излучение преобразуется в световой сигнал (рис. 5-13). Сформированный световой поток достигает фотодиодов на основе аморфного кремния, в которых свет преобразуется в электрические сигналы. С помощью аналого-цифрового преобразователя формируется цифровое изображение. Размеры каждого детектора составляют 140 - 200 мкм, а общее количество детекторов в плоской панели достигает нескольких миллионов.

path: pictures/0513.png

Рис. 5-13. Схема рентгенографии с использованием плоских панелей на основе йодида цезия.

Второй тип плоских панелей основан на использовании аморфного селена (рис. 5-14). В этом случае ослабленное рентгеновское излучение попадает на поверхностный слой аморфного селена, который находится в постоянном электрическом поле. Изменение электрического заряда под действием квантов рентгеновского излучения фиксируется слоем полупроводниковых элементов на базе аморфного кремния. В результате формируются электрические сигналы, которые передаются в аналогово-цифровой преобразователь, после чего возникает диагностическое изображение.