4 курс / Лучевая диагностика / Выбор_оптимальных_физико_технических_условий_рентгенографии_Соколов

может быть определена с достаточной для практики

точностью по формуле:

где d — толщина исследуемого объекта (в см), измеренная по ходу центрального луча рабочего пучка рентгеновских лучей; RTP — индекс резкости рентгенодиагностической трубки. Известно, что чем ближе к пленке находится исследуемый объект, тем меньше может быть РФТП, а чем дальше — тем больше. Исходя из индекса резкости рентгенодиагностических трубок и формулы (32), минимальное РФТП должно быть не меньше пятикратной толщины исследуемого объекта (за исключением частных случаев). Так, например, наибольшую поперечную толщину имеет область таза (33 см у человека, имеющего рост 175 см и массу тела 75 кг). При рентгенографии этой области в боковой проекции, по формуле (32) РФТП должно быть не меньше 165 см. На рабочем месте № 2 рентгенодиагностических аппаратов установить РФТП в 165 см невозможно, так как при рентгенографии на обычном столе для снимков, с учетом использования отсеивающей решетки, максимально допускаемое высотой колонны штатива РФТП составляет 87—100 см, т. е. в 1,6—1,9 раза меньше минимально допустимого РФТП, обусловленного индексом резкости рентгенодиагностических трубок. При РФТП, равном 87—100 см, для рентгеновских снимков крестца, копчика, V поясничного позвонка и таза в боковой проекции (при толщине объекта 33 см) КФР вместо 130 см будет 50—65 см, т. е. примерно в 2—3 раза короче требуемого. При уменьшении КФР в 2—3 раза интенсивность рентгеновского излучения у поверхности кожи исследуемой области тела пациента будет больше номинальной величины в 4—9 раз. Современные конструкции штативов для снимков не позволяют получать снимки хорошего качества объектов, толщина которых по ходу центрального луча рабочего пучка рентгеновских лучей более 17—20 см. Кроме этого, при толщине исследуемых объектов более 33 см не исключено значительное уменьшение КФР. Необходимо помнить, что оно

не должно быть меньше 40—50 см. Это обязывает более тщательно ограничивать рабочий пучок рентгеновских лучей до минимально необходимых размеров и не делать повторных рентгенограмм.

ОПТИМАЛЬНЫЕ РФТП

Для практических целей можно рекомендовать следующие стандартные РФТП:

10—30 см —при контактной рентгенографии; 18 см —при рентгенографии зубов; 70 см —при рентгенографии на ЭСУ; 125 см —при обзорной рентгенографии органов грудной

полости (легких); 150 см —при рентгенографии

гортани и шейных позвонков в боковой проекции; 190 см —при

телерентгенографии в ортодонтии; 200 см — при телерентгенографии сердца; 100 см —во всех остальных случаях клинической рентгенографии.

При маммографии РФТП ограничивается длиной специального тубуса.

Работа при рекомендуемых РФТП в значительной мере облегчает выбор экспозиций, в том числе и при необходимости внесения поправок. Постоянные РФТП позволяют получать рентгеновские снимки с одинаковым проекционным увеличением размеров изображения исследуемого объекта в целом и его отдельных структур.

При рентгенографии зубов и челюстей, которая производится при небольших РФТП, необходимо принимать меры противолучевой защиты пациентов и избегать частого повторения рентгенографических исследований.

Контактная рентгенография производится на минимально возможных РФТП. Поэтому для уменьшения лучевого воздействия на пациентов при этой методике необходимо использовать дополнительный алюминиевый фильтр такой толщины, чтобы общая фильтрация рентгеновского излучения была не менее 10 мм Al. Применение усиленной фильтрации излучения при контактной рентгенографии позволяет уменьшить лучевую нагрузку на исследуемых до уровня обычной рентгенографии с общей фильтрацией

излучения 3 мм Al. Усиленная фильтрация первичного пучка рентгеновских лучей снижает дозу излучения не только на поверхности тела пациента, но и на уровне рентгенографической пленки. Поэтому для компенсации уменьшения выходной дозы излучения необходимо на каждый мм Al повышать анодное напряжение на трубке на 1 кВмакс.

РАЗМЕРЫ ПОЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ

При увеличении размеров поля облучения увеличивается не только лучевая нагрузка на кожу пациента, но также и гонадная и интегральная поглощенная дозы.

Размеры поля облучения влияют и на качество рентгеновских снимков, которое улучшается с уменьшением площади облучения. С увеличением поля облучения увеличивается рассеянное излучение в теле человека, которое снижает контраст и увеличивает нерезкость изображения, а поэтому визуальное восприятие изображения ухудшается и соответственно снижается разрешающая способность снимка. С уменьшением же поля облучения разрешающая способность рентгеновского изображения повышается за счет улучшения восприятия на снимке мелких деталей. Так, например, если минимальный размер разрешаемой детали при поле облучения 30X40 см принять за 100%, то при поле облучения 24x30 см он уменьшится до 83%, при поле облучения 18X Х24 см — до 62%, при поле облучения 13X18 см — до 41% [36]. Из сказанного следует, что для получения изображения мелких деталей необходимо производить прицельную рентгенографию с возможно минимальным размером поля облучения.

В рентгенографии имеет значение и форма поля облучения. Прямоугольное поле дает меньше вторичного излучения, чем круглое поле такой же площади [82]. Например, круглое поле диаметром 7 см (площадь 38 см2) эквивалентно прямоугольному полю размером 6x14 см (площадь 84 см2); круглое поле диаметром 12 см (площадь 113 см2) эквивалентно прямоугольному полю размером 8x24 см

(площадь 192 см2); круглое поле диаметром 19 см (площадь 284 см2) эквивалентно прямоугольному полю размером 14X24 см (площадь 336 см2) и т. д.

Для снижения лучевой нагрузки на пациента и для увеличения информативности рентгенографического изображения необходимо ограничивать площадь облучения до такой величины, которая обеспечивала бы требующуюся для диагностики площадь изображения на пленке.

Ограничение площади облучения производится с помощью устанавливаемых' у выходного окна защитного кожуха рентгеновской трубки тубусов разной конструкции с плавно регулируемыми шторками диафрагм. В СССР получил распространение универсальный пирамидальный тубус со световым центратором и сменными диафрагмами (по В. Г. Гинзбургу.) При помощи диафрагм можно получать поля облучения разнообразной формы (трапеция, прямоугольник, эллипс, круг). Плавно регулируемые шторки диафрагм обеспечивают точное соответствие размеров поля облучения величине исследуемого объекта. Наиболее эффективное ограничение поля облучения достигается с помощью тубуса с антидиффузионной, или глубинной, диафрагмой. В этом тубусе находятся три диафрагмы, одна из которых расположена вблизи выходного окна защитного кожуха трубки, вторая удалена на расстояние 30 см от предыдущей, между ними находится третья диафрагма. С помощью такой многощелевой диафрагмы имеется возможность наиболее четко отграничить поле облучения нужной величины и свести до минимума ширину полутеней, обусловленных афокальным рентгеновским излучением. В тубусе с антидиффузионной диафрагмой имеется лампа накаливания и призменная проекционная система, позволяющая визуалировать поле облучения. Пользоваться диафрагмами нужно следующим образом: до укладки пациента устанавливают нужное РФТП и на этом расстоянии трубка фиксируется. Затем с помощью оптического центратора на кассете или ее части высвечивается требуемого размера площадь изображения с таким расчетом, чтобы на рентгеновском снимке был виден

контур поля облучения, ограниченный шторками диафрагмы. Только после этого выполняется укладка и проводится съемка.

В эксплуатации могут находиться сменные круглые тубусы и диафрагмы, которые входили в комплект ранее выпускавшихся рентгенодиагностических аппаратов. С помощью этих съемных тубусов и диафрагм необходимо также диафрагмировать первичный пучок рентгеновских лучей до нужного размера поля. Рентгенография без ограничения поля облучения сопровождается резким увеличением гонадной дозы [81]. Так, например, при съемке лучезапястного сустава

скруглым тубусом без диафрагмы гонадная доза составляет 100 мР, а с тубусом, имеющим антидиффузионную диафрагму,— 0,1 мР, т. е. в 1000 раз меньше даже в тех случаях, когда пациент сидит боком к столу для снимков, без надетого на него фартука из просвинцованной резины. При обзорной рентгенографии легких в прямой проекции с круглым тубусом без диафрагмы гонадная доза составляет б мР, а

стубусом, имеющим антидиффузионную диафрагму,— 0,04 мР, т. е. в 150 раз меньше. При обзорной съемке брюшной полости в задней проекции гонадная доза с круглым тубусом без диафрагмы составляет 2100 мР, а с тубусом, имеющим антидиффузионную диафрагму,— 65 мР, т. е. в 32 раза меньше. При рентгенографии бедра в боковой внутренней проекции с тубусом без диафрагмы гонадная доза составляет 600 мР, а с тубусом, имеющим антидиффузионную диафрагму,— 1 мР, т. е. в 600 раз меньше.

Если в распоряжении рентгенолаборанта имеется только круглый тубус, то при выполнении рентгено-

графии в лежачем положении пациента участки тела вокруг исследуемой области необходимо экранировать полосами или угольниками, вырезанными из листа просвинцованной резины (рис. 18). Размеры таких угольников: длина — 50 см, ширина—15 см. После ограничения поля облучения угольники скрепляются друг с другом зажимами.

Таким же способом необходимо ограничивать поле облучения при использовании тубуса с антидиф-фузионной диафрагмой, не говоря уже о тубусах

с иным конструктивным исполнением диафрагмы. Такое двойное ограничение первичного пучка рентгеновских лучей у выходного окна кожуха трубки и на теле пациента приводит к значительному снижению лучевой нагрузки при рентгенографических исследованиях.

Сложнее ограничивать поле облучения при рентгенографии зубов, так как имеющийся для дентального аппарата пластмассовый тубус не диафрагмирует первичный пучок рентгеновских лучей. Поэтому на уровне зубов при КФР = 20 см облучается площадь тела примерно в 15 раз больше исследуемого участка. Использование пластмассового тубуса приводит к тому, что при рентгенографии зубов нижней челюсти облучается почти весь череп, а при съемке зубов

18. Два угольника, вырезанные из листа просвинцованной резины, экранирующие участки кожи, не подлежащие облучению

верхней челюсти — лицевая часть черепа, щитовидная железа, органы грудной и

брюшной полостей, гонады и т. д. При обследовании детей может облучаться почти все тело (Ф. Ф. Теличко,

1976).

Поэтому для защиты неисследуемых участков тела при дентографии на пациента надевают нагрудный фартук из просвинцованной резины, а в тубус аппарата вставляют вкладыш из листового свинца толщиной не менее 2 мм. Вместо вкладыша тубус можно снаружи обтянуть листовым свинцом такой же толщины. К выходному окну кожуха моноблока следует прикрепить свинцовый коллиматор толщиной 2—3 мм с отверстием в центре. Необходимый диаметр отверстия в коллиматоре определяют опытным путем с помощью усиливающего экрана. При работе со свинцом и просвинцованной резиной надо принимать меры, предупреждающие отравление. Свинец снаружи необходимо окрасить масляной краской,

a на изделия из просвинцованной резины надеть чехлы из плотного тонкого материала типа дермантина, полиэтилена и т. п.

АНОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ НА РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКЕ

В зависимости от применяемого при рентгенографии напряжения на рентгеновской трубке технику производства рентгенограмм по жесткости излучения можно разделить на четыре вида:

1)мягкое излучение при напряжении до 50— 60 кВмакс (длина волны — 0,024—0,02 нм1);

2)излучение обычной (или средней) жесткости при напряжении 60—100 кВмакс (длина волны —

0,02—0,012 нм);

3)жесткое излучение при напряжении от 100 до 300

кВмакс (длина волны —0,012—0,004 нм); 4) сверхжесткое излучение при напряжении свыше

1000 кВмакс (длина волны — менее 0,001 нм). Рентгенография жестким излучением, производимая

при напряжении от 100 до 300 кВмакс., подразделяется на две ступени: 1) средней ступени — при напряжении от 100 до 160 кВмакс (длина волны излучения— 0,012—0,007 нм) и 2) высокой ступени — при напряжении от 200 до 300 кВмакс (длина волны излучения — 0,006—0,004 нм).

Рентгенодиагностические аппараты современных конструкций изготовляются так, чтобы на них можно было производить рентгенографию при напряжениях на трубке от 20 до 150 кВмакс, т. е. мягким, средней жесткости и жестким излучением средней ступени. Это обеспечивает получение рентгеновских снимков стандартного качества любых объектов.

ВЛИЯНИЕ АНОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА ТРУБКЕ

НА КАЧЕСТВО РЕНТГЕНОВСКОГО СНИМКА

Если произвести рентгенографию алюминиевого ступенчатого клина при двух разных значениях анодного напряжения на трубке, но без изменения

1 1 нм (нанометр) = 1 • 10-9 м.

других условий съемки, то после измерений оптических плотностей рентгеновских снимков получим характеристические кривые (рис.. 19). На графике по оси абсцисс отложены номера ступенек алюминиевого клина, а по оси ординат соответствующие этим ступенькам плотности почернений на рентгеновских снимках. Двумя горизонтальными линиями выделена

19. Характеристическая кривая фантома — ступенчатого алюминиевого клина

Объяснение в тексте

область оптимальных почернений в пределах 0,5/1,5. Кривая 1 построена для более низкого анодного напряжения на трубке, а кривая 2 — для более высокого напряжения.

При сравнении характеристических кривых видно, что ее прямолинейный участок при повышении напряжения на рентгеновской трубке смещается влево с одновременным уменьшением угла наклона кривой к оси абсцисс. Поскольку коэффициент контрастности рентгенографической пленки определяется по

величине тангенса угла наклона прямолинейного участка характеристической кривой к оси абсцисс, то tga2<tgа1. Следовательно, при повышении анодного напряжения на трубке контраст в рентгенографическом изображении снижается.

При подсчете количества ступенек алюминиевого клина на прямолинейном участке характеристических кривых видно, что при более низком анодном напряжении на трубке (кривая 1) в область пропорциональной передачи, ограниченную двумя горизонтальными линиями, попали 4 ступеньки (2, 3, 4 и 5), а при более высоком напряжении (кривая 2)—7 ступенек (4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10) и самые тонкие ступеньки (2 и 3) попали в область передержек.

Таким образом, при повышении напряжения на трубке происходит расширение охваченных рентгеновским снимком толщин и плотностей. Такой снимок, охватывающий большой диапазон толщин и плотностей, следует рассматривать как обзорный по глубине объекта. Его можно получить умелым варьированием анодного напряжения на трубке и экспозиционными величинами (тока и' выдержки). Следует иметь в виду, что анодное напряжение на трубке должно соответствовать толщине, плотности, химическому составу данного объекта исследования и величине коэффициента контрастности используемой рентгенографической пленки, от которого зависит предел повышения напряжения на рентгеновской трубке.

АНОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ НА ТРУБКЕ И КОЭФФИЦИЕНТ

КОНТРАСТНОСТИ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЙ ПЛЕНКИ

При выборе анодного напряжения на трубке при рентгенографии следует учитывать коэффициент контрастности рентгенографической пленки. Чем больше значение коэффициента контрастности, тем большая величина напряжения может быть приложена к рентгеновской трубке, и наоборот.

Для того чтобы контраст в изображении не изменился, следует изменять анодное напряжение на трубке в соответствии с величиной коэффициента

контрастности рентгенографических пленок. В случае изменения величины коэффициента контрастности рентгенографических пленок необходимое значение анодного напряжения можно определить по следующей формуле:

где U2 — искомое значение анодного напряжения на трубке в кВ; U1 — исходное (первоначальное) значение анодного напряжения на трубке в кВ; у2— новый коэффициент контрастности рентгенографической пленки; y1 — исходный коэффициент контрастности рентгенографической пленки.

Применение для рентгенографии пленки с большим коэффициентом контрастности требует увеличения анодного напряжения, что расширяет возможности получения высококачественных рентгеновских снимков костей таза, поясничных позвонков, черепа, органов грудной полости в боковой проекции, желудка и других «трудных» для рентгенографии объектов.

Изменение анодного напряжения на рентгеновской трубке, обусловленное изменением коэффициента контрастности рентгенографических пленок, иногда может компенсироваться изменением экспозиции. Однако на практике увеличить экспозицию из-за недостаточной мощности рентгеновской трубки и мощности питающей рентгеновский аппарат электрической сети невозможно. В таких случаях для сохранения контраста в изображении на рентгеновских снимках необходимо тщательно ограничивать в поперечнике рабочий пучок рентгеновских лучей и приспособлениями из листового свинца и просвинцованной резины ограничивать величину поля облучения до возможно меньшей площади, использовать отсеивающую решетку с соответствующим шахтным отношением растра, а также проводить качественную химико-фотографическую обработку экспонированных рентгенографических пленок.

Таким образом, изменение коэффициента контрастности рентгенографических пленок эквивалентно изменению их радиационной чувствительности.