4 курс / Лучевая диагностика / Выбор_оптимальных_физико_технических_условий_рентгенографии_Соколов

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ АНОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКЕ

Рекомендации по выбору оптимального анодного напряжения на трубке при рентгенографии в литературе весьма разноречивы. Так, например, А. Я. Кацман [63] полагал, что жесткость рентгеновского излучения, применяемого в диагностике, должна быть при анодном напряжении на трубке в пределах 56-92 кВмакс. Нижняя

граница (56 кВмакс.) обосновывалась тем, что при этом напряжении возбуждается характеристическое

излучение серебра, а при напряжении 92 кВмакс и выше ухудшается контраст и резкость изображения вследствие сильного влияния рассеянного излучения.

Однако В. Г. Гинзбург [12] рекомендовал проводить рентгенографию всех объектов жестким излучением, т. е. при напряжении в диапазоне 85-105 кВмакс. Такой же точки зрения придерживался В. В. Дмоховский [19], полагая, что обзорные снимки костей и суставов необходимо производить при напряжении 704-100 кВмакс, а при снимках малыми полями (13X18 и менее) и при напряжении

90-140 КВмакс.

Совершенно противоположную точку зрения высказывали другие авторы. Н. В. Поройков [50] рентгенографию объектов толщиной 0,5—2 см рекомендовал производить при напряжении 30-60 кВмакс, объектов толщиной 2-6 см — при 60-70 кВмакс и объектов толщиной 6-10 см и более — при напряжении 70-100 кВмакс. Напряжение 125 кВ и выше Н. В. Поройков применять в рентгенографии не рекомендует, так как при этой жесткости излучения возбуждается характеристическое излучение свинца, а поэтому защита рентгенографической пленки от рассеянного излучения с помощью свинцовых решеток не обеспечивается.

Исходя из лучевых нагрузок Ф. Ф. Тельчко [58] рентгенографию при напряжении на трубке более 100 кВмакс. проводить не рекомендует. Автор полагает, что при повышении анодного напряжения снижается радиационная чувствительность рентгеногра-

фической пленки и эффективность свечения усиливающих экранов.

Разноречивые суждения по поводу оптимальных значений анодного напряжения не способствовали Упорядочению выбора физико-технических условий рентгенографии вообще и напряжения на трубке в частности. Поэтому рентгенографию одного и того же объекта до сих пор производят при разных значениях анодного напряжения: например, обзорную рентгенографию черепа — при напряжениях от 55 до 125 кВмакс, органов грудной полости —от 60 до 140 кВмакс, мочевых путей —от 50 до 115 кВмакс, рентгенографию мелких костей и суставов — от

36

до 100 кВмакс. и т.д.

Бесспорно, для каждого объекта исследования может быть выбрано несколько значений анодного напряжения на трубке, однако неоспоримо и то, что для каждого объекта исследования имеется оптимальное значение напряжения, при котором обеспечивается наилучшее качество рентгеновского снимка, на котором одновременно хорошо проработаны и костная ткань, и мягкие ткани; с увеличением напряжения различимость деталей ухудшается, а при уменьшении— некоторые детали пропадают и ценность рентгеновского снимка для диагностики снижается.

Таким образом, нужно умение подобрать для каждого объекта исследования напряжение такой величины, чтобы, с одной стороны, оно было по возможности низким, так как длинноволновая часть рабочего пучка рентгеновых лучей создает необходимый контраст в изображении, а с другой — до такой степени высоким, чтобы коротковолновая часть рабочего пучка рентгеновских лучей обеспечивала бы нужную проработку изображения наибольшего количества деталей. При этом рентгеновские снимки хорошего качества получаются тогда, когда в общей интенсивности рентгеновского излучения, действующего на пленку, на долю рассеянного излучения приходится меньше 20% [82].

Узнать требуемую величину анодного напряжения на трубке для каждого объекта исследования можно путем решения уравнения Лонгмора [541:

где Л — постоянная величина (для снимков костей и суставов взрослого человека А = 27, для снимков костей и суставов детей и снимков органов грудной полости взрослого человека А = 22, для снимков органов грудной полости детей А=17); х — толщина исследуемого объекта в см.

Оптимальные значения напряжения на рентгеновской трубке. Экспериментальные исследования, практический опыт многих специалистов, а также многолетний личный опыт автора в клинической рентгенографии показали, что в основном всю рентгенографию можно производить при четырех значениях напряжения

на рентгеновской трубке: 44, 63, 83 и 115 кВ макс.

При 44 КВмакс. производятся рентгенографии костей носа, плеча, локтевого сустава, предплечья, лучезапястного сустава, кисти, дистальной половины голени, голеностопного сустава и стопы (в случае использования рентгенографической пленки в сочетании с комплектом усиливающих экранов).

При 63 кВмакс. производятся рентгенографии турецкого седла, височной кости, лобной кости, решетчатой кости, верхнечелюстной кости, нёбной кости, скуловой кости, нижней челюсти, глазницы, зубов, шейных позвонков, верхних грудных позвонков в прямой проекции, ребер, грудины, лопатки, ключицы, плечевого сустава, крестцово-подвздошного сочленения, лонного соединения, седалищной кости, подвздошной кости, дистальной половины бедра, коленного сустава, надколенника, проксимальной половины голени, гортани; обзорные рентгенографии почек и мочевыводящих путей, желчного пузыря, рентгенографии на безэкранной пленке.

При 83 кВмакс. производятся обзорные рентгенографии черепа и придаточных пазух носа, рентгенографии затылочной кости, верхних грудных позвонков в боковой проекции, нижних грудных позвонков, поясничных позвонков, крестца, копчика; обзорные рентгенографии таза, рентгенографии тазобедренного сустава, проксимальной половины бедра, органов грудной полости, пищевода, желудка и кишечника, плода у беременной женщины и других полостных органов.

При 115 кВмакс. производятся обзорные рентгенографии черепа и таза; рентгенографии поясничных позвонков и крестца, легких, пищевода, желудка, кишечника, плода у беременной женщины, сердца и других полостных органов с искусственным контрастированием.

Указанные значения анодного напряжения позволяют производить рентгенографию как излучением повышенной жесткости, так и жестким излучением. Рентгенография лучами повышенной жесткости производится при увеличении общепринятых значений анодного напряжения на трубке на 15% для каждого объекта исследования соответственно с уменьшением экспозиции.

Рентгенографию жестким излучением производят жестким излучением средней ступени при напряжениях на трубке от 100 до 160 кВмакс. и жестким излучением высокой ступени при напряжениях на трубке от 200 до 300 кВмакс. В настоящее время получила распространение методика рентгенографии излучением повышенной жесткости и методика рентгенографии жестким излучением средней ступени.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДИКИ РЕНТГЕНОГРАФИИ ИЗЛУЧЕНИЕМ ПОВЫШЕННОЙ ЖЕСТКОСТИ

Рентгенография излучением повышенной жесткости производится в общепринятом режиме (при напряжении до 100 кВмакс), но с увеличением напряжения на 15%.

Рентгенография лучами повышенной жесткости основана на увеличении дозы рентгеновского излучения, действующего на рентгенографическую пленку. Это достигается повышением анодного напряжения. Поскольку оптическая плотность почернения рентгенографической пленки в большей степени зависит от анодного напряжения на трубке и в меньшей — от экспозиции (уравнение 8), то при рентгенографии лучами повышенной жесткости можно уменьшить силу анодного тока или сократить выдержку.

Поэтому для получения рентгеновских снимков с наибольшим количеством мелких деталей при

рентгенографии движущихся органов влияния динамической нерезкости уменьшают увеличением анодного напряжения на трубке и укорочением выдержки, а также применением усиливающих экранов с усиленным фотографическим действием.

Однако по мере увеличения напряжения на трубке возрастает рассеяние рентгеновских лучей, а поэтому контраст снимка уменьшается, ухудшается качество изображения однородных по структуре органов, а также областей тела, имеющих толщину более 10 см. По мере повышения напряжения на трубке исчезает изображение не только мелких, но и более крупных деталей [20]. Поэтому химико-фотографическая обработка рентгенографических пленок, экспонированных лучами повышенной жесткости, должна быть направлена на достижение максимальной контрастности рентгеновских снимков. Для этого необходимо следить за качеством проявляющего раствора и строго соблюдать технологию обработки пленок.

Рентгенографию лучами повышенной жесткости необходимо производить диафрагмированным пучком лучей так, чтобы поле облучения было минимальной величины, необходимой для диагностики. Для уменьшения толщины исследуемой области тела пациента требуется применять компрессию и обязательно отсеивающую решетку.

Применение отсеивающей решетки требует увеличения экспозиции, так как ламели растра, кроме вторичного излучения, частично экранируют первичное излучение. В результате этого энергия рентгеновского излучения на уровне пленки уменьшается пропорционально коэффициенту Букки1. Если уменьшение энергии излучения не будет компенсировано, то рентгеновские снимки получатся с недодержкой и будут непригодны для изучения. Для компенсации падения энергии в отсеивающей решетке необходимо увеличитьэкспозицию или повысить анодное напряжение, или же одновременно увеличить то и другое.

1 Коэффициент Букки (В) численно равен величине общей падающей на отсеивающий растр радиации, деленной на пропущенную растром радиацию, и лежит в пределах 2,5-6,0. Числовое значение коэффициента В зависит от шахтного отношения растра

(r).

Однако не безразлично, в каких пределах и за счет каких величин будут изменены экспозиция или напряжение. В табл. 5 приведены разные варианты изменения физико-технических условий рентгенографии для внесения поправки в экспозицию на шахтное отношение растра отсеивающей решетки (r).

Для примера приводим физико-технические условия рентгенографии обзорного снимка черепа в осевой проекции, I—IV поясничных позвонков и желчного пузыря в боковой проекции для пациента средней упитанности: РФТП=100 см, КФР = 75 см, величина общей фильтрации излучения 5 мм Al.

В первой строке табл. 5 даны условия рентгенографии без, а в остальных с отсеивающей решеткой с шахтным отношением растра r = 6.

Из анализа табличных данных видно, что величина входной экспозиционной дозы рентгеновского излучения (Do) повышается в 2,7 раза при увеличении экспозиции за счет выдержки и силы анодного тока. Однако она снижается в 1,6 раза при использовании усиливающих экранов с повышенной светоотдачей. При повышении напряжения на 20% (75 кВмакс.) и одновременном использовании усиливающих экранов типа ЭУ-ВЗ, экспозиционная доза рентгеновского излучения становится почти равной начальной дозе. А при повышении напряжения до 83 кВмакс и одновременном применении усиливающих экранов типа ЭУ-ВЗ, экспозиционная доза по сравнению с начальной уменьшается в 2 раза.

Следовательно, уменьшение энергии излучения на уровне рентгенографической пленки при рентгенографии с отсеивающей решеткой необходимо компенсировать повышением анодного напряжения на трубке с одновременным применением усиливающих экранов с повышенной светоотдачей. Пределы повышения анодного напряжения на трубке должны быть согласованы с характеристикой усиливающих экранов, так как светоотдача некоторых типов экранов при повышении напряжения уменьшается. Так, например, усиливающие экраны типа ЭУ-ВЗ и ЭСТ-С наибольшей светоотдачей обладают при Uа = 75-85 кВмакc., экраны типа ЭУ-Б —при Ua = 80-120 кВмакс. экраны типа ЭУ-С — при Uа = 40-80 кВмакс., экран типа

Т а б л и ц а 5

Изменение технических условий рентгенографии при внесении поправки в экспозицию на шахтное отношение растра (r = 6)

* Без растра.

ЭУ-ф - при Ua = 80—120 кВмакс. Пределы повышения анодного напряжения на трубке должны быть согласованы с конструктивными особенностями отсеивающего растра. Нецельнометаллические растры с шахтным отношением r = 5-7 могут применяться для рентгенографии при напряжении не более 80 кВмакс, а цельнометаллические с таким же шахтным отношением

— не более 100 кВмакс.

При рентгенографии с повышенным напряжением на трубке возможно переэкспонирование рентгенографической пленки, так как отношение мощности входной к мощности выходной дозы излучения при этих условиях уменьшается. Поэтому точную установку величины выдержки при рентгенографии лучами повышенной жесткости необходимо производить малыми интервалами. Наоборот, при рентгенографии на безэкранной рентгенографической пленке ее радиационная чувствительность с повышением напряжения на трубке снижается, а поэтому снимки получаются недоэкспонированными. Это обусловлено тем, что с увеличением жесткости излучения уменьшается количество поглощенных пленкой лучей.

При использовании безэкранной пленки требуется ее защита от рассеянных рентгеновских лучей, создаваемых столом для снимков. По мере повышения напряжения на трубке количество рассеянных рентгеновских лучей увеличивается, а поэтому под безэкранную пленку необходимо подкладывать зачехленный окрашенный лист свинца или просвинцованной резины. Такую защиту пленки нужно делать и при рентгенографии с усиливающими экранами.

Работа при повышенных напряжениях эффективна только при условии правильной «подгонки» рентгенодиагностического аппарата к питающей его электрической сети. Любой рентгенодиагностический аппарат рассчитан на определенное сопротивление питающей его электрической сети, величина которого указывается в паспорте аппарата. Поэтому если сопротивление сети не будет соответствовать указанному в паспорте аппарата, то при включении высокого напряжения в режиме снимков падение напряжения в сети будет больше допустимого, в результате чего напряжение на трубке фактически будет

меньше указанного на шкале коммутатора. Так, например, при падении напряжения в сети на 10 В и более сверх допустимого анодное напряжение на трубке понижается на 5—8 кВмакс. и более, а снимок при этих условиях получается почти с двукратной недодержкой.

Таким образом, методика рентгенографии лучами повышенной жесткости является весьма ценной, так как рентгеновские снимки при ней получаются более высокого качества, а доза радиации обследуемых значительно меньше, чем в режиме рутинной рентгенографии.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДИКИ РЕНТГЕНОГРАФИИ ЖЕСТКИМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

Ранее уже говорилось о том, что оптическая плотность почернения . рентгенографической пленки имеет прямую зависимость от силы анодного тока, прошедшего через трубку во время съемки, выдержки и анодного напряжения в пятой степени. Поэтому интенсивность рентгеновского излучения на уровне пленки в большей степени зависит не от силы тока или выдержки, а от анодного напряжения. Например, при увеличении силы тока или выдержки в 2 раза, при прочих равных условиях съемки, интенсивность рентгеновского излучения на уровне пленки также увеличится в 2 раза. Если же повысить анодное напряжение на трубке в 2 раза, то интенсивность рентгеновского излучения на уровне пленки увеличится в 32 раза. Следовательно, при повышении анодного напряжения, в соответствии с законом взаимозаместимости, необходимо уменьшить силу анодного тока или сократить выдержку, или то и другое одновременно. Тогда рентгеновские снимки одного и того же объекта исследования получатся с одинаковыми плотностями почернений.

Исходя из этой зависимости можно выделить следующие преимущества рентгенографии жестким излучением:

1. Сокращение выдержки способствует уменьшению динамической нерезкости, поэтому рентгеногра-

фическое изображение движущихся органов получается более высокого качества.

2.При рентгенографии жестким излучением доза рентгеновского излучения, получаемая кожей и внутренними органами пациента, меньше, чем при рутинной рентгенографии. Доза рентгеновского излучения может быть больше уменьшена усиленной фильтрацией излучения.

3.Уменьшение дозы рентгеновского излучения, получаемой пациентом, дает возможность увеличить количество производимых рентгеновских снимков за одно исследование, особенно при томографии, ангиографии и других методиках.

4.С уменьшением экспозиции снижается тепловая нагрузка на трубку, в результате чего увеличивается срок ее эксплуатации.

5.С уменьшением нагрузки на рентгеновскую трубку снижается нагрузка на питающую рентгеновский аппарат электрическую сеть, а поэтому снижается потребление электроэнергии.

6.Большая проникающая способность жесткого излучения облегчает получение хорошего качества рентгеновских снимков частей тела человека большого объема, беременных женщин, тучных пациентов, особенно при исследовании в боковых и косых проекциях, позволяет использовать рентгенографическую пленку меньшей радиационной чувствительности.

7.Благодаря большой проникающей способности жесткого излучения изображение мягких и плотных тканей, тонких и толстых участков объекта выравнивается и прорабатывается одинаково подробно; рентгеновский снимок получается более богатым деталями исследуемого объекта по всей его толщине и во всех его частях.

8.При работе жестким излучением отпадает необходимость в использовании мощных рентгенодиагностических аппаратов, что в свою очередь дает возможность использовать рентгеновские трубки с небольшими размерами оптического фокуса. Применение таких рентгеновских трубок уменьшает влияние на качество изображений геометрической нерезкости,