4 курс / Лучевая диагностика / Выбор_оптимальных_физико_технических_условий_рентгенографии_Соколов

ствия микрокристаллов галоидного серебра фотографического слоя с проявителем, а не в результате экспонирования пленки. Величина плотности вуали (D0) определяется по неэкспонированному полю сенситограммы.

Точка А, которой заканчивается область вуали, называется порогом почернения. Этой точке соответствует минимальная доза излучения, которая требуется для того, чтобы вызвать на рентгенографической пленке визуально различимое почернение. Всякая меньшая доза излучения не вызывает никакого дополнительного почернения фотографического слоя. Поэтому величина экспозиционной дозы рентгеновского излучения, соответствующая точке А, называется пороговой, а минимальное почернение, обнаруживаемое сверх вуа-

областью недодержек, или нижним криволинейным участком характеристической кривой. Этот участок характеризует рост почернений при воздействии на фотографический слой малых величин экспозиционных доз рентгеновского излучения. Крутизна кривой на этом участке возрастает от нуля (в точке А) до некоторого наибольшего значения (в точке Б). На участке АБ равным приращениям логарифмов экспозиционных доз излучения соответствует различный (неравный), постепенно возрастающий прирост оптических плотностей. При рентгенографии с большой недодержкой рентгеновское изображение на пленке строится почернениями нижнего криволинейного участка характеристической кривой, поэтому рентгеновские снимки получаются бракованными.

После нижнего криволинейного участка, ограниченного точками А и Б, следует прямолинейная часть характеристической кривой от точки Б до точки В,

которая называется областью пропорциональной пе-

редачи, или областью нормальных экспозиций, или областью рабочих почернений. На этом участке равным приращениям логарифмов экспозиционных доз рентгеновского излучения соответствуют равные приращения оптических плотностей. С рентгенографической точки зрения—это лучший участок кривой почернений, так как изображение, построенное его почернениями, как правило, будет всегда хорошим, т. е. в изображении получается правильное воспроизведение деталей исследуемого объекта в смысле соотношений толщин и плотностей. Поэтому условия экспонирования рентгенографических пленок необходимо выбирать такие, которые обеспечивали бы использование области пропорциональной передачи.

Верхний участок кривой, ограниченный точками В и Г, представляет собой выпуклую линию и называется областью передержек, или верхним криволинейным участком. Этот участок характеризует увеличение степени почернений при воздействии на фотографический слой больших величин экспозиционных доз рентгеновского излучения. На всем его протяжении равным приращениям величин логарифмов экспозиционных доз излучения соответствует непропорциональный уменьшающийся прирост оптических плотностей. Крутизна характеристической кривой на участке ВГ непрерывно падает от наибольшего значения в точке В до нуля в точке Г. Точке Г соответствует максимальная оптическая плотность испытуемого фотографического слоя (Dmax), т. е. наибольшая возможная плотность почернения, которую можно получить на данном фотоматериале при определенных условиях проявления. При рентгенографии с большой передержкой изображение строится почернениями, соответствующими верхнему криволинейному участку характеристической кривой. Качество рентгеновских снимков с такими оптическими плотностями почернений неудовлетворительное.

Участок кривой, лежащий правее точки Г, называется областью соляризации. Соляризация — явление обращения, превращающее негативное изображение в позитивное, которое наступает после воздействия на

фотографический слой критических величин экспозиционных доз рентгеновского излучения.

Самая важная часть кривой — прямолинейная от точки Б до точки В. Она определяет диапазон экспозиционных доз рентгеновского излучения, в пределах которого в изображении получается правильное воспроизведение соотношений толщин и плотностей исследуемого объекта.

Средняя часть характеристической кривой соответствует максимуму разрешающей способности рентгенофотоматериалов. С уменьшением или увеличением экспозиционных доз излучения относительно средней разрешающая способность падает.

В нижней и верхней криволинейных областях характеристической кривой изображение деталей исследуемого объекта будет искажено (в соотношении толщин и плотностей). Область соляризации практического значения не имеет, а область вуали совсем не позволяет получить изображение.

Таким образом, на рентгеновских снимках изображение наиболее важных для диагностики деталей исследуемого объекта должно быть построено почернениями пленки, соответствующими прямолинейной части ее характеристической кривой (от точки Б до точки В).

Определение плотности почернения. Объективная оценка плотностей почернений и, следовательно, качества рентгеновских снимков возможна на основании измерений оптических плотностей специально предназначенным для этого микрофотометром. Качество рентгеновских снимков оценивать намного легче, когда с исследуемым объектом одновременно снимается эталон в виде ступенчатого алюминиевого клина (рис. 2). Каждая ступенька клина отличается друг от друга по высоте на 6,25 мм. Высота первой ступеньки равна 6,25 мм, а последней — 6,25 X 12=75 мм. Ширина клина — 10 мм, длина — 120 мм. Такой клин на рентгеновских снимках дает такие же теневые нюансы, как и тело человека. На снимках изображения ступенек клина получаются в виде однородных почернений разной плотности под каждой ступенькой, которое может быть измерено при помощи фотометра.

Для наблюдения за развитием заболеваний в динамике необходимо производство серии рентгеновских снимков, сделанных в период болезни. В этих случаях изображение на снимках должно быть одинакового качества, объективизация которого легко осуществляется, если на одном листе рентгенографической пленки одновременно производится съемка исследуемого объекта и расположенного рядом с ним ступенчатого алюминиевого клина. Измерения оптических плотностей ступенек клина на сравниваемых рентгеновских

2. Схема эталона —ступенчатого алюминиевого клина

снимках дают возможность оценить физико-техниче- ские условия, при которых были получены данные снимки. Если на сравниваемых снимках оптические

исследуемого объекта были также одинаковыми. В этих случаях изменения в оптических плотностях изображения следует относить за счет развития патологического процесса. К сожалению, подобными эталонами, а также простыми фотометрами рентгенодиагностические кабинеты пока не обеспечены. Поэтому врачи-рентгенологи и рентгенолаборанты об оптических плотностях судят субъективно, и в результате оценка одной и той же рентгенограммы неоднозначна.

Визуальное определение оптических плотностей облегчается с помощью примитивных эталонов, которые могут быть изготовлены из картона, окрашенного черной тушью или оклеенного черной бумагой. Эти эталоны по форме напоминают зубчатые шестерни и отличаются друг от друга шириной просвета (рис. 3).

Такой эталон насаживают на спицу или гвоздь и вращают вокруг оси. При вращении каждый эталон будет пропускать через просветы строго определенную часть света, падающего на него от негатоскопа. Определение величины плотности почернения какого-либо участка рентгеновского снимка производится путем сравнения этого участка с эталоном. Для того, чтобы можно было визуально судить об оптических плотностях, необходимы опыт и систематическая тренировка.

3. Схемы эталонов (я, б) оптических плотностей почернений

Объяснение в тексте

Процесс изготовления эталонов прост. Для этого необходимо рассчитать величину просвета по всей окружности и число вырезанных долек. Например, для эталона с оптической плотностью D = 0,5 на картоне вычерчиваются две окружности с диаметрами d1 = 100 мм и d2 = 80 мм. При оптической плотности D — 0,5 в глаза наблюдателя должно попадать приблизительно 1/3 света (см. табл. 1). Поэтому 1/3 окружности (120°) должна быть вырезана. Окружность делится на десять равных частей (по 36° каждая), и из каждой части вырезается долька, равная 12°. При вращении диска перед негатоскопом вместо зубчатой каймы глаза наблюдателя увидят равномерное

почернение, которое будет пропускать Уз света, падающего на диск, что соответствует почернению плотностью D = 0,5.

Для получения эталона с оптической плотностью D = 1,5 необходимо вырезать 1/10 часть окружности (36°). Для этого окружность делится на 10 равных частей и в каждой части вырезается долька по 3,6°. Для оптической плотности D = 2 в каждой части вырезается долька по 0,36° (при изготовлении эталона с D = 2 диск берется большего диаметра— 120 мм).

Ниже приводятся исходные данные для изготовления эталонов с оптическими плотностями от D = 0,3 до D = 2,0. Окружность делится на 10 равных частей и в каждой части вырезается долька по дуге:

В литературе приводятся и другие способы определения качества рентгеновских снимков [24, 36, 40, 61].

НЕРЕЗКОСТЬ

Под резкостью изображения понимается скачкообразный переход одного участка почернения в другой. В резком изображении полутени, размывающие контуры теней деталей исследуемого объекта, отсутствуют.

Нерезкость изображения проявляется постепенным переходом одного участка почернения в другой (рис. 4). В нерезком изображении контуры теней деталей исследуемого объекта размыты, так как окружены полутенью.

Геометрическая нерезкость — эта нерезкость изображения появляется, когда размытость контуров рентгенографического изображения обусловлена геометрическими факторами съемки. Она зависит от размера оптического фокуса рентгеновской трубки, расстояния между деталью объекта исследования и рент-

генографической пленкой, расстояния между фокусом трубки и деталью объекта исследования, расстояния от фокуса трубки до рентгенографической пленки.

Фокус рентгеновской трубки представляет собой не геометрическую точку, а некоторую площадку, линейные размеры которой тем больше, чем больше мощность трубки. Конечная величина действительного фокуса трубки всегда приводит к образованию полутени, которая размывает контуры тени детали в изображении или контуры изображения исследуемого

4. Кривая резкого перехода одной плотности почернения в другую (а), нерезкого перехода одной плотности почернения в другую (б), обусловленного полутенью (x1 — х2)

объекта в целом. Если бы оптический фокус трубки был в виде геометрической точки, то каждая точка в границе детали передавалась бы в ее изображении так же (как точка) и на границе детали и фона, окружающего эту деталь, получался бы резкий переход от одного участка почернения к другому.

На рис. 5 воспроизведено построение изображения детали при различной величине фокуса трубки, ограниченного точками а и b. На участок пленки, ограниченный точками А1 и B1, действуют рентгеновские лучи со всех точек фокусного пятна трубки, а на участки СА1 и B1D — только от крайних его точек а и b; поэтому на участок пленки, ограниченный точками А1 и В1, действует большее количество рентгеновской

энергии, чем на участки СА1 и B1D. В результате переход основной тени к окружающему ее фону происходит постепенно — вместо резкой границы между тенью и окружающим ее фоном образуются переходные области полутеней СА1 и B1D, которые со всех сторон окружают тень А1В1 и поэтому размывают ее контуры. Эти полутени и создают нерезкость рентгенографического изображения.

5. Влияние величины фокуса рентгеновской трубки на резкость изображения (а, б)

Объяснение в тексте

Из рис. 5 видно, что с увеличением размера фокуса трубки, при всех прочих равных условиях, полутени СA1 и B1D становятся шире, т. е. геометрическая нерезкость пропорциональна величине оптического фокуса рентгеновской трубки.

Вторым фактором, влияющим на геометрическую нерезкость рентгенографического изображения, является величина расстояния от детали до 'плоскости пленки. При сравнении рис. 6 а и б нетрудно заметить, что вследствие расхождения лучей в пучке с увеличением расстояния деталь — пленка, при прочих равных условиях, ширина полутеней СA1 и B1D увеличивается; увеличивается и тень А1В1 детали АВ.

Третьим фактором, влияющим на геометрическую нерезкость рентгенографического изображения, является величина расстояния от фокуса рентгеновской трубки до плоскости рентгенографической пленки. Из рис. 7 видно, что вследствие расхождения лучей в пучке с уменьшением расстояния фокус трубки — пленка, при всех прочих равных условиях, увеличивается тень А1В1 детали АВ и становятся шире полутени СА1 и B1D.

6. Влияние расстояния деталь — пленка на резкость изображения (а, б)

Объяснение в тексте

Из подобия треугольников аАb и АСА1 следует:

где Н и h — высота треугольников. Если геометрическую нерезкость СА1 обозначить символом Hг, ширину оптического фокуса трубки обозначить символом f, расстояние фокус трубки — пленка — символом F, расстояние деталь — пленка — символом Е, то после соответствующих подстановок в уравнение (11) получим:

Из формулы (12) видно, что величина геометрической нерезкости тем меньше, чем меньше ширина оптического фокуса рентгеновской трубки, чем короче расстояние деталь — пленка и чем дальше от фокуса трубки находится пленка. Чтобы в практических условиях работы можно было определить величину геометрической нерезкости, для этого достаточно знать ширину оптического фокуса трубки и расстояния деталь— пленка и фокус трубки — пленка. Например,

7. Влияние расстояния фокус трубки —пленка на резкость изображения (а, 6)

Объяснение в тексте

если фокус рентгеновской трубки имеет линейную протяженность 1,2 мм, толщина исследуемого объекта равна 200 мм, а расстояние фокус трубки — пленка равно 1000 мм, то геометрическая нерезкость будет равна 0,3 мм:

На самом же деле она будет меньше еще в 2 раза, так как за меру нерезкости принимается половина ширины полутени, рассчитанной по формуле (12).

В наиболее благоприятных условиях рассматривания рентгеновских снимков на негатоскопе глаза на-