Применение
В медицине
Рентгенография применяется
для диагностики: Рентгенологическое
исследование (далее РИ) органов
позволяет уточнить форму данных
органов, их положение, тонус, перистальтику,
состояние рельефа слизистой
оболочки.
- РИ желудка и двенадцатиперстной кишки (дуоденография) важно для распознавания гастрита, язвенных поражений и опухолей.
- РИ желчного пузыря (холецистография) и желчевыводящих путей (холеграфия) проводят для оценки контуров, размеров, просвета внутри- и внепеченочных желчных протоков, наличие или отсутствие конкрементов, уточняют концентрационную и сократительную функции желчного пузыря.
- РИ толстой кишки (ирригоскопия) применяется для распознавания опухолей, полипов, дивертикулов и кишечной непроходимости.
- рентгенография грудной клетки — инфекционные, опухолевые и другие заболевания,
- позвоночника — дегенеративно-дистрофические (остеохондроз, спондиллез, искривления), инфекционные и воспалительные (различные виды спондилитов), опухолевые заболевания.
- различных отделов периферического скелета — на предмет различных травматических (переломы, вывихи), инфекционных и опухолевых изменений.
- брюшной полости — перфорации органов, функции почек (экскреторная урография) и другие изменения.
- Метросальпингография — контрастное рентгенологическое исследование полости матки и проходимости фаллопиевых труб.
- зубов — ортопантомография
- Показания к рентгенографии:
- Заболевания:
- - костей и суставов;
- - органов грудной клетки;
- - мочевыделительной системы;
- - желудочно-кишечного тракта;
- - придаточных пазух носа;
- - зубов;
- - а также контроль эффективности лечения;
- - контроль правильности установки центрального катетера и эндотрахеальной трубки в отделении реанимации и интенсивной терапии и др.
Рентгеновские лучи возникают
при сильном ускорении заряженных частиц (в основном электронов) либо же при высокоэнергетичных
переходах вэлектронных
оболочках атомов или молекул. Оба эффекта используются
в рентгеновских трубках, в которых электроны,
испущенные раскалённым катодом, ускоряются (при этом рентгеновские
лучи не испускаются, т. к. ускорение слишком
мало) и ударяются об анод, где они резко тормозятся (при
этом испускаются рентгеновские лучи:
т. н. тормозное излучение) и в то же время
выбивают электроны из внутренних электронных
оболочек атомов металла, из которого сделан анод. Пустые места в оболочках занимаются другими электронами атома. При этом испускается рентгеновское
излучение с определённой, характерной
для материала анода, энергией (характеристическое
излучение, частоты определяются законом
Мозли: \sqrt \nu = A(Z - B), где Z — атомный номер элемента анода, A и B — константы для определённого
значения главного квантового числа n электронной
оболочки). В настоящее время анодыизготовляются главным образом
из керамики, причём та их часть, куда ударяют
электроны, — из молибдена. В процессе ускорения-торможения
лишь 1%кинетической энергии электрона
идёт на рентгеновское излучение, 99% энергии
превращается в тепло.
Рентгеновское излучение
можно получать также и на ускорителях
заряженных частиц. Т. н. синхротронное
излучение возникает при отклонении пучка
частиц в магнитном поле, в результате чего они испытывают
ускорение в направлении, перпендикулярном
их движению. Синхротронное
излучение имеет сплошнойспектр с верхней границей. При соответствующим
образом выбранных параметрах (величина
магнитного поля и энергия частиц) в спектре синхротронного
излучения можно получить и рентгеновские
лучи.
Преобразование традиционной рентгенограммы
в цифровой массив с последующей
возможностью обработки рентгенограмм
методами вычислительной техники стало
распространенным процессом. Такие
аналоговые системы зачастую имеют
очень жесткие ограничения на
экспозицию из-за малого динамического
диапазона рентгеновской пленки.
В отличие от аналоговых прямые цифровые
рентгенографические системы позволяют
получать диагностические изображения
без промежуточных носителей, при любом
необходимом уровне дозы, причем это изображение
можно обрабатывать и отображать самыми
различными способами.
На рисунке приведена
упрощенная схема цифровой рентгенографической
системы. Рентгеновская трубка и приемник
изображения сопряжены с компьютером
и управляются им, а получаемое изображение
запоминается, обрабатывается и выводится
на монитор, составляющий часть пульта
управления рентгенлаборанта. Аналогичные
пульты управления можно применять и в
других системах получения изображения,
например на основе ядерного магнитного
резонанса или компьютерной томографии.
Цифровое изображение можно записать
на любой носитель информации. В цифровой
рентгенографии нашли применение два класса
цифровых детекторов:
- с непосредственным формированием изображения
- с частичной регистрацией изображения, в которых полное изображение формируется путем сканирования
В цифровой рентгенографии
применяют усилитель изображения,
ионографическую камеру и устройство
с вынужденной люминисценцией. Эти приемники
могут непосредственно формировать цифровые
изображения без промежуточной регистрации
и хранения. Усилители изображения не
обладают наилучшим пространственным
разрешением или контрастом, однако имеют
высокое быстродействие.
Аналого-цифровое преобразование
флюорограммы с числом точек в изображении
512х512 может занимать время менее 0,03 с.
Даже при числе точек 2048х2048 в изображении
время преобразования изображения в цифровую
форму составляет всего несколько секунд.
Время считывания изображения с пластины
с вынужденной люминисценции или ионографической
камеры значительно больше, хотя последнее
выгодно отличается лучшим разрешением
и динамическим диапазоном.
Записанное на фотопленке
изображение можно преобразовать
в цифровую форму с помощью
сканирующего микроденситометра, но любая
информация, зафиксированная на фотопленке
со слишком малой или, наоборот, слишком
высокой оптической плотностью, будет
искажена из-за влияния характеристик
пленки. В цифровую форму можно преобразовать
и ксеро- рентгенограмму также с помощью
сканирующего денситометра, работающего
в отраженном свете, или путем непосредственного
считывания зарядового изображения с
селеновой пластины.
В России прямая цифровая рентгенографическая
система Института ядерной физики
(ИЯФ) СО РАН применяется во многих
клинических больницах с конца
90 годов. В этой системе рентгеновская
пленка как регистратор рентгеновского
излучения заменена многопроволочной
иоанизационной камерой. Использование
в счетчиках в качестве рабочего газа
ксенона при давлении 3 кгс/см2 обеспечивает
высокую эффективность регистрации излучения.
Эта система может быть отнесена к классу
ионографических приборов для цифровой
рентгенографии, передающих изображение
на внешние устройства отображения.
В других цифровых рентгенографических
системах используют твердотельные
приемники с высоким коэффициентом
поглощения рентгеновского излучения.
В обоих разновидностях упомянутых
рентгенографических систем применяется
метод сканирования с построчной регистрацией
изображения, которое воспроизводится
в целое на дисплее компьютера (сканирующая
проекционная рентгенография). Ко второму
классу цифровых рентгенографических
систем следует отнести люминофоры с памятью
и вынужденной люминисценцией, которая
затем регистрируется. Это приемник с
непосредственным формированием изображения.
Системы получения изображения
со сканированием рентгеновским
пучком и приемником имеют важное
преимущество, состоящее в том, что
в них хорошо подавляется рассеяние.
В этих системах один коллиматор располагается
перед пациентом с целью ограничения
первичного рентгеновского пучка до
размеров, необходимых для работы
приемника, а другой - за пациентом,
чтобы уменьшить рассеяние.