МЕДИЦИНСКАЯ РЕНТГЕНОЛОГИЯ: технические аспекты, клинические материалы, раоиаиионная

Глава 1.4. ОсновЫцифРовых методов медицинской рентгенов

, .^й|§§|§

1. Методы формирования цифРовых изобр ажений

Метод медицинской рентгенодиагностики основан на анализе вра^Ч0М‘Р^1,11111?Has бражения, полученного в результате облучения исследуемой области тела пациеш .i m *т тонов рентгеновского излучения. Традиционно рентгснодиаггюстичсские изображен)! рировались на флуоресцентном экране или на рентгеновской пленке. ПоС-н^мн»¹ пегий сятилетий начали применяться так называемые усилители рентгеновского изобоа^ж^Й® С помощью УРИ изображение регистрируется на экране видеоконтрольного устрою писывается на магнитную ленту. Полученные представленными способами изобрази сятся к классу непрерывных или аналоговых [214].

В

F(x,y,t) = f С(х,уХЛЩА^л (¹-3)

процессе анализа непрерывных медицинских рентгеновских изображ ений в Зрй систему врача попадает свет либо от самосветящегося источника (флуор( < шчтюгояа рана видеоконтрольного устройства), либо прошедший через предмет (экспонировав ботанная рентгеновская пленка). Распределение энергии источника светового излучс странственным координатам (х, у), времени (t) и диапазону длин волн (л) может бвй некогорой функцией С (х, у, t, л). В реальных условиях эта функция пример, из-за наличия области насыщения характеристической кривой светочувсап пленки [84]. Также имеется ограничение по пространственным координатам (любое зД емое изображение конечно по размерам) и по времени наблюдения (изображение ся в течение конечного промежутка времени). Таким образом, непрерывное изопп мированное некогорой физической системой, может быть представлено в следующе;

о

где: S(^ - спектральная: чувствительность анализатора.

Для рентгенодиагностики характерен анализ черно-белых изображений, пс считать, что функция (1.3) представляет собой распределение яркости или другой величины, которая: связана с яркостью (например, оптической плотности).

Системы цифровой обработки изображений обычно оперируют с массивами лучеиных путем дискретизации исходного непрерывного изображения. В проиессе получают новые массивы данных, которые используют для восстановления непрерь бражения, подлежащего анализу. В общем случае любое изображение можно расс> суперпозицию детерминированного и случайного полей. Однако, для большей простоты изложения пренебрежем стохастической составляющей и будем рассмат ное непрерывное изображение в качестве детерминированного поля в системе nf ных координат (х.у). Пусть непрерывное изображение бесконечных размеров функцией F (х,у), которая отличается от F(x,y,t) тем, что не зависит от времени нас изменна во времени). Данная функция описывает распределение яркости ил! oi Н^стиДискретизацию изображения можно осуществить путем перемножения фз на пространственно- дискретизируюшую функцию

L00

, L8(x-kL1x,y-a1L—Y)

k—З) т=-'Х'

которая содержит бесконечное число двумерных дельта-функций .Тирака, pajtdffi на координатной сетке с определенным шагом: i

Я.

f—(x,y) = F(x,y)D(x,y) = L LF(kilx,md,y)8 (х-Ых,у-тд,у) (1-*^

1 ’1»

Рис. 1.11. Набор дельта-функций.

;где: Ах и Ду - шаг дискретизации вдоль осей х и у, соответственно. Выражение (1.5) полу- J? ..учетом фильтрующего свойства дельта-функции Дирака [22]. Набор дельта-функций, с щью которого осуществляется дискретизация функции F (х,у) представлен на рис. 1.11.

.Не менее удобным для анализа и обработки (по сравнению с дискретизацией в области анственных координат) оказывается представление функций, описывающих изображе- гобласти пространственных частот. Для этого можно воспользоваться непрерывным дву-

1. преобразованием Фурье дискретизированного изображения:

^!

(1.6.)

^Fz(^x>y)^exv-А^ых^х+®_уу) ^dxdy

'_f В соответствии с теоремой о свертке (в данном случае речь идет об обратной теореме), »дискретизированного сигнала можно представить в виде свертки спектров исходного изо- ^ния и дискретизирующей функции [214]:

(1.7)

После несложных преобразований можно получить следующее выражение для спектра гтизированного изображения (для случая ограниченного по ширине спектра исходного жения):

(1.8)

к=-сс г.

где: co_xd = 2тг/Ах и co_yd =2л:/Ду - шаг дискретизации частоты на плоскости пространствен- _гчастот вдоль соответствующей координаты.

Лаким образом, в соответствии с (1.8), спектр дискретизированного изображения можно "авить в виде совокупности бесконечно повторяющихся спектров исходного изображения, из которых имеет сдвиг на величину, кратную (co_xd, co_yd), как это показано на рис. 1.12. Дискретизированное изображение подвергается обработке, после чего должно быть вос- 'влено. Восстановление может осуществляться с использованием, например, метода ли- ;ой пространственной фильтрации. В этом случае восстановленное непрерывное изображе- }F_H(x,y) получают путем свертки последовательности отсчетов дискретизированной функ- ‘грд (x.v) с импульсным откликом восстанавливающего фильтра Н(х,у). С учетом (1.5) мож- 'исать:

(1.9)

Из (1.9) следует, что восстанавливающий фильтр, имеющий импульсный отклик Н(хл осуществляет интерполяцию отсчетов дискретизированной функции F,, (х,у) на всю плоскос пространственных координат. Восстановление исходной непрерывной функции, описывают* изображение, может быть осуществлено и в области пространственных частот. Для этого, в соо ветствии с теоремой о свертке, необходимо перемножить спектр дискретизированного изображ ния на частотную характеристику восстанавливающего фильтра:

F

(1.10)

_H («о _г,оо _v) - F_a (со_л,со _v )# (со _г,<й_у)

К восстановленной функции пространственных координат переходят с помощью обрати го преобразования Фурье от F„ (со_х, ео_у). Для полного и неискаженного восстановления исходы го изображения при использовании (1.9) или (1.10) необходимо, чтобы спектры исходного из* бражения, расположенные на плоскости пространственных частот, не перекрывались (рис. 1.12 Данное условие может быть формализовано следующим образом:

^

(1.11)

шах

®v^²®vmax

где: со_{х тах} и со _утах - граничные значения частоты спектра исходного изооражения вдоль о ответствующей координаты. Из (1.11) напрямую следует, что шаг пространственной дискрет] зации исходного непрерывного изображения должен выбираться из условия, чтобы он был мен ше или равнялся половине периода пространственной гармоники, соответствующей самой ме. кой детали изображения:

(1.12)

Ау<п /со_угоах

Если условия (1.11) или (1.12) выполняются со знаком равенства, то говорят, что дискр- тизация исходного изображения произведена в соответствии с теоремой Котельникова [22]. зарубежной научно - технической литературе частоту дискретизации в этом случае называя частотой Найквиста [214]. Условия (1.12) должны быть основополагающими при выборе разм- ра элемента пространственного разрешения системы, в которой осуществляется дискретизаш; непрерывного изображения. Применительно к задачам рентгенодиагностики эти условия мож:-: сформулировать следующим образом. Элемент пространственного разрешения детектора рен- геновского излучения должен иметь линейные размеры (по каждой из координат), не превыш; ющие половину размера (по соответствующей координате) наименьшей детали изображена которую необходимо обнаружить в процессе исследования.

О сновой системы визуализации в цифровых рентгенодиагностических комплексах слл жат приемники-преобразователи рентгеновского излучения. Под приемником-преобразоватс лем рентгеновского излучения здесь и далее будем понимать совокупность аппаратно- программных средств, составляющих тракт приема и преобразования информации, со­держащейся в потоке рентгеновских фото­нов, прошедшем через исследуемую область тела пациента. Данный тракт ограничен с од- . ной стороны исследуемым объектом (начи­нается непосредственно за ним), а с другой стороны - экраном видеоконтрольного уст­ройства, на котором оператор (врач) может наблюдать и анализировать сформированное изображение. Пространственная разрешаю­щая способность системы в целом определя­ется пространственным разрешением На каж- р_ИС ] /|2. Спектр дискретизированного изображения.

rot::: i.3: н .ч:-:;:.-. и :-:t м: ;т;ет быть выше наихудшего из показателей, соответствующих г/ г:-.-:. • ' :;:г:-:а.тоЕ. По этой причине разработчикам рентгенодиагностиче- Ет*. з.ттзз^тъ за тем. чтобы условия (1.12) соблюдались на каждом участке

мг т: т: ::яз-:ван;!л рентгеновского излучения с учетом возможного изменения раз- рал.тни.т >:т ГйЗличных стадиях преобразования. ^тесз;п лтоззесе дискретизации непрерывного изображения может быть реализован юваннзг многоканального приемника-преобразователя, линейные размеры каналов Ь&граются. исходя из (1.12). Сформированные на выходе каждого из каналов элект- '"2тналы. несущие информацию об интенсивности потока фотонов рентгеновского из- : области пространства, соответствующей данному каналу, усиливаются, после чего тся в цифровую форму с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП). В получают цифровой массив данных, каждый элемент которого имеет вполне опреде- Ивязку на плоскости пространственных координат и содержит информацию о яркости ующето элемента изображения. Ддя оцифровки электрических сигналов в ренттено-

v\ 'тагл.та.ж ^

fieexaB дазназоне от ТТЛ до традавдш.

Лиже будет представлена классификация основных цифровых систем для рентгенодиаг- ' 1с. их базовыми техническими характеристиками. Далее будет сделано (в главе 1.5) опи- "Ьаиболее применимых в нашей стране цифровых систем медицинской рентгеновской ин- ши.

Ж¹

Aff &3V,- •

.>■ 1.4.2. Классификация цифровых систем для рентгенодиагностики

■fop* 'Л ■

М^зработанные к настоящему времени и находящиеся в эксплуатации приемники - преоб- _в'тели рентгеновского излучения для цифровых медицинских диагностических систем раз­ится как по физическим принципам преобразования, так и по видам обрабатываемых на ка- %адии преобразования сигналов (например, поток фотонов рентгеновского излучения - в ротонов оптического диапазона длин волн, оптический сигнал - в поток электронов, по- лстронов - в оптический сигнал, оптический сигнал - в электрический сигнал; поток фо- |>ёнтгеновского излучения - в поток электронов, поток электронов - в оптический сигнал ^дующей трансформацией в электрический; поток фотонов рентгеновского излучения - цственно в электрический сигнал и так далее). Различаются эти приемники-преобразо- :й по области их применения - это могут быть общая рентгенодиагностика, маммография, ная рентгенодиагностика, ангиография, флюорография и тому подобное, классификацию приемников - преобразователей проводят с учетом метода детектирова- итеновского излучения и способа дальнейшего преобразования сигналов [120, 353, 411 и иентируясь на область применения тех или иных систем [29]. Однако ни одна из этих фикаций не исчерпывает всего многообразия методов и технических средств, которые мо- :ш> использованы и используются для получения цифровых рентгеновских изображений. ’ приведена классификация, охватывающая все известные на сегодняшний день методы по- ЗЙ полноформатных цифровых рентгеновских изображений, включая оцифровку экспони- ых рентгеновских Пленок. Данная классификация дополнительно учитывает возмож- Щит ее отсутствие) формирования изображений в режиме реального масштаба времени, ^'возможность регистрировать и отображать 25 и более изображений в секунду (режим вой рентгеноскопии), а также в режиме квазиреального масштаба времени, при котором ^времени от начала экспозиции до появления первичного изображения на экране мони- йревышает 20-30 секунд. В соответствии с этой классификацией все методы получения :рации цифровых рентгеновских изображений и, реализующие эти методы технологиче- 1работки можно условно разделить на две группы:

Листемы, в которых прием и преобразование информации, содержащейся в потоке рентге­новского излучения, прошедшем через исследуемую область тела пациента, осуществляет­

ся с использованием запоминающих устройств, выполняющих роль своеобразного буфе­ра, с формированием цифрового массива данных при последующем считывании информа­ции уже с запоминающего устройства в специально предназначенной для этих целей аппа­ратуре — системы с формированием цифровых изображений в режиме нереального мас­штаба времени (рис. 1.13)',

системы с непосредственным приемом и преобразованием информации, содержащейся в прошедшем через тело пациента потоке фотонов рентгеновского излучения, в массив циф­ровых данных - системы с формированием цифровых изображений в режиме реального и квазиреального масштаба времени (рис. 1.14) [104].

Источник

рентгеновского

изп'учения

I .imn>t«ffrr uni

■ Г I 1-1 I ГТТТТ^ППНТ!

АРМ

врача-рентгенолога

Запоминающее Устройство устройство считывания и оцифровки информации

Рис. 1.13. Система формирования цифрового рентгеновского изображения с использованием

запоминающего устройства.

Источник

рентгеновского

излучения

АРМ

врача-рентгенолога

Приемник-

преобразователь

Рис. 1.14. Система с непосредственным формированием цифрового рентгеновского изображения.

К первой группе можно отнести рентгенодиагностические комплексы с трактом формиро­вания изображения, содержащим люминесцентные запоминающие экраны (пластины), считыва­ние информации с которых осуществляется при помощи специального лазерного устройства. Срок хранения информации на этих экранах (с момента окончания экспозиции до начала считы­вания) может составлять несколько часов. В качестве буфера с практически неограниченным временем хранения информации может рассматриваться обычная экспонированная и обрабо­танная рентгеновская пленка, изображение с которой преобразуется в цифровой вид с помощью устройств для оцифровки рентгеновских пленок. Хотя при оцифровке экспонированной рентге­новской пленки используется цифровая технология регистрации и представления конечной

Гностической информации, считать эту технологию разновидностью цифровой *'ии можно "ишь с некоторой долей условности, так как в этом случае на первом эта- ‘ в полном объеме реализовать процедуру, соответствующую традиционной пле- .. '"ографии.

"•рой группы систем характерно большое разнообразие реализованных в них физи- :ов. а также инженерных и конструктивных решений для осуществления приема :ия информации (заключенной в потоке фотонов рентгеновского излучения, про­чее исследуемую область тела пациента) с последующим представлением ее в цифро- ёгу группу входят: 1) усилители рентгеновского изображения (УРИ) с аналого-циф- Щованием сигналов на выходе входящей в состав УРИ телевизионной системы ли- ^ЗС-матрицей; 2) устройства с трактом преобразования, построенном на базе ком- МТилляционный экран - светосильная оптика - ПЗС-матрица; 3) сканирующие сн- дииейкой газовых (многопроволочная пропорциональная камера или многоканальная еная камера) либо твердотельных (полупроводниковых) детекторов; 4) аппараты : ■м -- преобразователем рентгеновского излучения на базе селенового барабана: а так- т.йггва, использующие в качестве приемника-преобразователя плоские панели различ- черов на основе аморфного кремния либо аморфного селена. ^Ррйки-преобразователи, используемые в системах, представляющих вторую группу, редь. могут быть отнесены к одному из следующих двух типов:

' ЧМ*⁴ чники-преобразователи, в которых на первой стадии не происходит преобразование uMftiVfifM фотонов рентгеновского излучения в энергию фотонов оптического диапазона воин (к этому типу относятся детекторы на базе селеновых барабанов, плоские пане- «а (х;нове аморфного селена, а также детекторы на основе газовых ионизационных ка- jt.им сканирующих систем);

’ "'гники-преобразователи с промежуточным преобразованием энергии фотонов рентге- „^ногб/излучения в энергию фотонов оптического диапазона длин волн - только на сле- .iJ^aKKeii стадии носителями информации становятся электроны (к этому типу относятся гкторы на базе УРИ с аналого-цифровым преобразованием сигналов на выходе входя- " “ в состав УРИ телевизионной системы либо камеры с ПЗС-матрицей, приемники с рМ преобразования, построенном на базе комбинации сцинтилляционный экран - “игильная оптика - ПЗС-матрица, линейки полупроводниковых детекторов для скани- —систем, а также плоские панели на основе аморфного кремния).

.звг_г|1атуре приемники - преобразователи первого типа (исключение составляют не на- тййирокого применения в зарубежных разработках для цифровой рентгенографии газо- этры) часто относят к устройствам, предназначенным для "прямой" цифровой рентге- Ф irect Radiography) [353, 411, 435]. Очевидно, что было бы справедливо включить в

• к детекторы на основе газовых ионизационных камер, которые нашли широкое при- в России в качестве приемников-преобразователей рентгеновского излучения для циф- “ирующих систем [30, 283, 475].

'Дл> у юбетва представления и дальнейшего анализа обе группы и соответствующие типы p. -v приемников-преобразователей рентгеновского излучения сведены в таблицу 1.11. -т'Сжетемы на базе стимулируемых люминофоров. Исторически системы, использующие в дапоминающего^стройства люминофоры стали одной из первых разработок для циф­рографии. Принцип действия этих систем, получивших в литературе название Radiography (CR), основан на физическом эффекте фотостимулируемой люминес- $* 29,353,508] . Специальный экран, покрытый тонким слоем люминофора, может поме- ■йггету для рентгеновской пленки соответствующего типоразмера. После экспонирова- с экраном в потоке фотонов рентгеновского излучения, прошедших через исследуе- мгь тела пациента, на экране появляется скрытое изображение, которое может сохра- ■ нескольких часов. В течение этого срока изображение может быть считано с экрана кчрй системой и зарегистрировано в рабочей станции из состава автоматизированного viviа врача-рентгенолога или рентгенолаборанта (рис. 1.15). Однако, чем раньше про-

Таблице 1.11. Классификация цифровых полноформатных приемников-преобразователей

рентгеновского излучения.

СИСТЕМЫ С ФОРМИРОВАНИЕМ ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ В РЕЖИМЕ НЕРЕАЛЬНОГО МАСШТАБА ВРЕМЕНИ	СИСТЕМЫ С ФОРМИРОВАНИЕМ ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ В РЕЖИМЕ КВАЗИРЕАЛЬНОГО МАСШТАБА ВРЕМЕНИ		СИСТЕМЫ С ФОРМИРОВАНИЕМ ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО МАСШТАБА ВРЕМЕНИ
	ПРЯМАЯ РЕНТГЕНОГРАФИЯ	НЕПРЯМАЯ РЕНТГЕНОГРАФИЯ
Системы с трактом форми­рования цифрового рентгенов­ского изображения, содержа­щим люминесцентные запоми­нающие пластины (системы на базе стимулируемых люмино­форов). Системы с трактом форми­рования цифрового рентгенов­ского изображения, содержа­щим устройство для оцифров­ки рентгеновских пленок.	Приемники-преобразовате­ли с трактом формирования цифрового рентгеновского изображения, построенном на базе селенового барабана. Приемники-преобразовате­ли с трактом формирования цифрового рентгеновского изображения, содержащим плоскую панель на основе аморфного селена. Приемники-преобразовате- ли для сканирующих систем на базе газовых ионизационных камер.	Приемники-преобразовате­ли с трактом формирования цифрового рентгеновского изображения на базе УРИ (си­стемы для рентгенографии). Приемники-преобразовате­ли с трактом формирования цифрового рентгеновского изображения, построенном на основе комбинации: сцинтил- ляционный экран - светосиль­ная оптика - ПЗС-матрица. Приемники-преобразовате­ли с трактом формирования цифрового рентгеновского изображения, содержащим плоскую панель на основе аморфного кремния. Приемники-преобразовате­ли для сканирующих систем на базе линеек полупроводнико­вых детекторов.	1. Приемники-преобразовате­ли с трактом формирования цифрового рентгеновского изображения на базе УРИ (си­стемы для рентгеноскопии).

изошло считывание информации с запоминающих экранов, тем меньшими потерями информа­ции оно сопровождается (по данным компании Agfa, через 2 часа после экспозиции в экране со­храняется порядка 80% запасенной энергии, и видимых потерь после считывания не наблюдает­ся). Считывание информации осуществляется с помощью инфракрасного лазера, луч которого в процессе сканирования стимулирует люминофор, в результате чего происходит высвобождение энергии, накопленной электронами, в виде вспышек света различной интенсивности. Парал-

отражатель луч лазера фотоэлектронный

Рис. 1.15. Схема считывания изображения со стимулируемого люминофора.

.^щью фотоэлектронного умножителя, производится регистрация вспышек света, ; е их в зле:чтрические сигналы, на выходе фотоэлектронного умножителя усиливаются с помощью усилителя с ой переходной характеристикой, после чего осуществляется их аналого-цифро- ■ie с квантованием на 8-14 разрядов. Сформированный таким образом массив sx содержит информацию о соотношении плотностей различных участков ис- кта. После считывания информации запоминающие экраны помещают в свето- ой интенсивности, чтобы стереть остатки скрытого изображения. Современные 1улируемом люминофором позволяют многократно (тысячи раз) использовать ы. В настоящее время разрабатываются и производятся системы со стимули- ором двух типов - это располагаемые отдельно от рентгенодиагностического 1ства обработки экспонированных кассет с помещенными в них запоминающими е, так называемые, бескассетные устройства, которые являются узлом рентгено­во комплекса и используются в нем в качестве приемника-преобразователя рент- Йй*уч ения.

^ ^Затрачиваемое на обработку кассеты с полноформатным экраном (размер 35>-'6

ы х устройствах первого типа при полностью автоматическом процессе, который .захват кассеты со входа устройства, ее раскрытие и выемку экрана, считывание йкрана, оцифровку и регистрацию данных, полное стирание оставшейся на экра- упаковку экрана в кассету и выдачу кассеты на выход устройства, составляет от It В системах второго типа, используемых совместно как с вертикальными стойка- йЬгнэлами для рентгенографии с плавающей декой, интервал времени между экспози- болсе 30 секунд (при этом осуществляется запись считанной с запоминающих эк- щда жесткий диск, входящий в состав системы). Время, затрачиваемое на пол- йач.фа экспозиции до регистрации изображения в рабочей станции и получения \ превышает 60 секунд, йша бескассетная система с двумя запоминающими экранами для двухэнергетиче- тонной рентгенографии (рис. 1.16). На двух экранах, разделенных фильтром из гея скрытые изображения исследуемой области тела пациента, полученные в ГДМШ&юнах энергетического спектра фотонов рентгеновского излучения. После счи- ации с запоминающих пластин и представления ее в цифровом виде, с помощью чгоритмов производят совместную обработку массивов данных, соответствующих Му изображениям, например, вычитание одного из другого (следует отметить, Пластине формируется изображение, соответствующее практически всему диапа- кого спектра фотонов, а на второй - только высокоэнергетической части спект- _?в зависимости от поставленной задачи, можно получить изображение, в кото-

; ' Медный фильтр

Источник рентгеновского •^--излучения

.Ziv v •

1.16. Схема бескассетной системы с двумя запоминающими экранами.

яЯШ

и

1^8:

lei!

ЯЯШЁШИШШШЯШп

ром подчеркнуты мягкотканные структуры и практически удалены костные ' туры с высокой поглощающей способностью), либо наоборот. Время счить:е&н::^ информации с записью на жесткий диск для двухэнергетической субтракционно;'. :т-:тгтн .п фии составляет приблизительно 75 секунд.

Технология CR в настоящее время позволяет реализовать пространственную разрезы щую способность до 4,5 пар линий/мм для полноформатных изображений и около 10 пар л; ний/мм при использовании двусторонних экранов, которые служат для получения цифровь маммографических изображений. С учетом того, что полученные при использовании стимул! руемых люминофоров цифровые изображения обладают очень*широким динамическим диащ зоном, этот метод позволяет обеспечить высокое качество диагностики при производстве бол! шинства рентгенодиагностических процедур. В результате получают качество сравнимое щЦ превышающее качество изображения, которое реализуется при использовании комбинации эй ран-пленка [352, 508, и др.]. За счет уменьшения количества необходимых повторных снимет (снижение процента брака за счет ошибок в установках параметров экспозиции и способное® системы качественно воспроизвести на одном изображении структуры с высокой и низкой пло| ностями - все это следствия широкого динамического диапазона), а также возможностей мата матической обработки оцифрованных изображений, удается снизить дозовые нагрузки на пацщ ентов в процессе исследований. На конференции по цифровой рентгенографии, которая прохя дила в Мюнхене в 1996 году, указывалось, что более 90% рентгенологов предпочли технологии CR традиционным пленочным системам для проведения большей части исследований грудной полости, скелета, желудочно-кишечного тракта и урогенитальной области [352]. Основной недв статок систем со стимулируемым люминофором связан с тем, что не удается избежать процеди ры обработки экспонированных кассет с запоминающими экранами, схожей с обработкой обычй ных кассет с рентгеновской пленкой. Однако, развитие технологии бескассетных систем, в кото! рых нет необходимости в проведении переноса кассет с запоминающими экранами из рентгеном ского аппарата в устройство обработки, могут уже в скором времени перевести эти устройства щ категорию приемников-преобразователей, в которых цифровое изображение получают в режима квазиреального масштаба времени. 1

Системы на базе устройств для оцифровки рентгеновских пленок. Данная технология может рассматриваться в качестве цифровой только с некоторой долей условности, так как по-| лучению оцифрованного изображения с последующей регистрацией его в рабочей станции пред-1 шествует полный рабочий цикл, характерный для традиционной пленочной рентгенографии! Полномасштабный перевод отделений лучевой диагностики на цифровую ("беспленочную"» технологию требует больших материальных затрат и не может произойти в одночасье, поэтом®* использование устройств для оцифровки рентгеновских пленок может рассматриваться как про-1 межуточное решение, позволяющее, во-первых, эти затраты пролонгировать во времени, а, во-Ц вторых, обойтись без остановки деятельности отделения, связанного с полным его переоснащеЯ нием. Возможно также конвертирование в цифровую форму всего содержимого архива рентгеЩ новских снимков для перевода отделения в разряд "беспленочных". В подобных случаях! организуют единый электронный архив, в который поступает информация от цифровых уст-1 ройств (например, цифровых денситометров, цифровых рентгенодиагностических комплексом современных рентгеновских компьютерных и магнитно-резонансных томографов - КТ и МРТл аппаратов для ультразвуковой диагностики и так далее), а также информация, полученная пос-i ле оцифровки изображений, зарегистрированных на рентгеновскую пленку в традиционных ап- I паратах для рентгенографии, либо других аналоговых устройствах. Рассматриваемые устройства ва оцифровки рентгеновских пленок находят применение если необходимо в кратчайшие срокяа получить консультацию специалиста, находящегося на большом расстоянии. В этих случаях! можно использовать возможности телерадиологии - произвести оцифровку рентгенограмм и пе-| реслать их с использованием высокоскоростных линий связи. Устройства для оцифровки рент J геновских пленок, появившиеся на рынке медицинского оборудования более 10 лет тому назад, различаются по технологии формирования первичного светового потока, а также по типу детек-j тора светового потока, прошедшего через экспонированную и обработанную рентгеновскую'^-"

0©

л.

^т экспозиция

/У//|\\ч

+ + + + + + + + +

Selenium

Selenium х считывание

заряд

т т

обработка сигналов

обработка данных изображения

Рис. 1.17. Блок-схема системы на базе селенового барабана. 1. Заряд барабана. 2. Экспонирование. 3. Счи-ызаиие сигналов.

у. В настоящее время используются два типа детекторов: детекторы на основе ПЗС-матриц

“соким пространственным разрешением; детекторы на основе высокоэффективных фото-

johhhx умножителей. В первом типе приемников используют ПЗС-матрицы, содержащие

¹ элементов в строке. В качестве источника света в этих системах используются флуорес-

ые лампы с холодным катодом и широкополосные источники, работающие в ультрафиоле- диапазоне длин волн, светодиоды, излучающие красный свет, и галогенные лампы.

Фотоэлектронные умножители в качестве детектора используются в системах с лазерным

шком первичного светового потока. В этих разработках расширения динамического диа-

ia (оптической плотности) добиваются не только за счет использования высокоэнергетиче-

когерентного светового потока, но и за счет включения в тракт приема-преобразования

Веля с передаточной характеристикой, изменяющейся по логарифмическому закону. Дос-

Шя последних лет в технологии производства ПЗС-матриц позволили добиться результа-

Врн оцифровке рентгеновских пленок не уступающего, а по целому ряду характеристик и пре-

вяотдящего результаты, полученные с помощью лазерных сканеров. Основные характеристики

дайбзлее совершенных современных сканирующих устройств для оцифровки рентгеновской

5?£И, использующих оба типа детекторов и различные типы источников первичного светово-

■ВРЮка, приведены в таблице 1.12. Приведенные характеристики, свидетельствуют о том, что

йящее время существуют возможности перевода в цифровую форму фактически без поте-

тва рентгеновских снимков различных размеров, полученных по результатам исследова-

;#рактически во всех разделах медицинской рентгенодиагностики.

Системы на базе селенового барабана. Рассмотрим принцип действия приемников-пре-

$$сззпялгелей рентгеновского излучения, в тракте формирования изображения которых исполь-

*!ей»гз' селеновый барабан [487]. На по-

лсть металлического (как прави-

щшкиниевого) полого цилиндра

Т слой аморфного селена

'lious selenium, a-Se) толщиной