15. Оптимизация защиты в рентгенографии: Часть 1
advertisement
Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в диагностике и интервенционной радиологии Радиационная защита в диагностике и интервенционной рентгенологии Л15.1: Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты IAEA International Atomic Energy Agency Темы Структура и характеристики усиливающего экрана Комбинация экран - плёнка Структура и характеристики рентгенографической плёнки Отсеивающая решётка Проявочный автомат Тёмная комната и негатоскоп Параметры изображения IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 2 Обзор • Ознакомление с основами и элементами рентгенографической системы IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 3 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в диагностике и интервенционной радиологии Часть 15.1: Оптимизация защиты в рентгенографии Тема 1: Структура и характеристики усиливающего экрана IAEA International Atomic Energy Agency Ослабление первичного пучка и скрытое изображение Плёнка, люминесцентный экран или усилитель изображения Рассеянное излучение « Скрытое рентгеновское изображение Кость Мягкая ткань X Воздух Первичная коллимация Отсеивающая решётка IAEA Интенсивность излучения на уровне детектора 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 5 Усиливающий экран • • • • Слой материала, помещенный вплотую к плёнке при обычной рентгенoграфии, чтобы: Преобразовывать падающие рентгеновские лучи в излучение, которое лучше воспринимается эмульсией рентгеновской плёнки (ренг. лучи световые фотоны) Уменьшить облучение пациента, необходимое для достижения заданного уровня почернения плёнки Уменьшить время экспозиции и мощность рентгеновского генератора (понижение цены) Увеличить фотоэлектрический эффект лучшее использование энергии излучения (формирование изображения) IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 6 Структура усиливающего экрана (I) • Основание (в основном используется полиэфир) • Химически нейтральный, устойчивый к рентгеновскому излучению, гибкий, очень ровный • Отражающий слой (двуокись титана - TiO2) • Кристаллический компаунд, отражающий фотоны к эмульсии плёнки • Люминесцентный слой (полимер) • Кристаллы, расположенные в суспензии пластического материала • Защитное покрытие • Бесцветная тонкая плёнка, защищающая люминесцентный слой при использовании экрана IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 7 Структура усиливающего экрана (II) (Падающий рентгеновский луч) Основание (240 мкм) Экран Отражающий слой (25мкм) Люминесцентный слой (100 to 400 мкм) Защитное покрытие (20 мкм) (Светочувствительная плёнка) IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 8 Структура усиливающего экрана (III) • Люминесцентный слой (кристаллы люминофора) должны: • максимально поглощать рентгеновское излучение • преобразовывать рентгеновское излучение в свет • соответствовать по спектру излучения чувствительности плёнки • Тип материала: • вольфрамат кальция (CaWO4) (до 1972) • редкоземельные элементы (с 1970) (LaOBr:Tm) (Gd2O2S:Tb) более чувствительные и эффективные чем (CaWO4) IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 9 Характеристики усиливающего экрана (I) • УФ (Усиливающий Фактор): отношение экспозиций, при которых получается та же самая оптическая плотность с экраном и без экрана • 50 < УФ < 150 (в зависимости от материала экрана и энергии излучения) • КЭП (Квантовая Эфективность Поглощения): фракция фотонов, поглощённая экраном • 40% для CaWO4 < КЭП < 75% для редкоземельных элементов (в зависимости от материала кристаллов, толщины люминесцентного слоя и рентгеновского спектра) IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 10 Характеристики усиливающего экрана (II) • (Коэффициент преобразования): отношение энергии световых лучей к поглощённой энергии рентгеновских лучей (%) • 3% для CaWO4 < < 20% для редкоземельных элементов • C (Коэффициент поглощения): отношение энергии, поглощённой плёнкой, к энергии светового излучения (%) • C максимально для экранов со спектром излучения в ультрафиолетовой области 90% IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 11 Отн. чувствительность плёнки Характеристики усиливающего экрана (III) Чувствительность обычных плёнок BaSO4:Eu,Sr YTaO4:Nb BaSO4:Pb CaWO4 250 IAEA 300 УФ 350 400 450 Синий 500 550 Зелёный 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 600 12 Характеристики усиливающего экрана (IV) • Усиливающий фактор: отношение экспозиций, при которых получается та же самая оптическая плотность с экраном и без экрана 175 150 Gd2O2S 125 100 LaOBr 75 50 CaWO4 25 0 50 60 70 80 90 100 110 120 IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты кВ 13 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в диагностике и интервенционной радиологии Часть 15.1: Оптимизация защиты в рентгенографии Тема 2: Комбинация экран-плёнка IAEA International Atomic Energy Agency Комбинация экран-плёнка • Чувствительность (экран-плёнка): Частное от K0/Ka, • • • • • где K0 = 1 мГр и Ka – это КЕРМА в воздухе для плотности почернения D = 1.0, измеренная в плоскости плёнки Система экран-плёнка: Определённый усиливающий экран с определённым видом плёнки Класс чувствительности: определённый диапазон значений чувствительности системы экран-плёнка Плёнка с односторонней эмульсией: плёнка, покрытая с одной стороны, используемая с одним экраном Плёнка с двухсторонней эмульсией : плёнка, покрытая с двух сторон, используемая с двумя экранами Экран-плёнка контраст квантовый шум IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 15 Характеристики комбинации экранплёнка • Пространственное разрешение: способность комбинации экран-плёнка сделать близко расположенные объекты различимыми на изображении. Разрешение может быть оценено с помощью мир: периодических структур (пар линий) с различной частотой • Функция передачи модуляции (ФПМ): характеристика зависимости контраста изображения синусоидальной структуры от частоты при рентгено-оптическом преобразовании • Спектр шума: составляющая шума, обусловленная усиливающей системой (экран-плёнка) • Квантовый шум, экранный шум, зернистость. • Квантовая эффективность поглощения (КЭП): фракция рентгеновских фотонов, поглощённая системой экран-плёнка IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 16 Характеристики комбинации экранплёнка • В зависимости от требований к разрешающей способности и чувствительности применяют различные типы экранов (разная зернистость и фотографическое действие) • Плохой контакт между экраном и плёнкой • потеря пространственного разрешения • расплывчатое изображение • Чёткость изображения IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 17 Влияние экрана на разрешающую способность • Разрешающая способность зависит от размера кристаллов и толщины экрана • Разрешение при рентгенографии на плёнку без экранов лучше, но требует примерно в 40 раз большую дозу облучения • Без экрана - ~50 п.л./мм, обычные экраны ~ 10 п.л./мм, «быстрые» экраны ~6 п.л./мм, маммографические системы ~15 п.л./мм IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 18 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в диагностике и интервенционной радиологии Часть 15.1: Оптимизация защиты в рентгенографии Тема 3: Структура рентгенографической плёнки, её обработка и формирование изображения IAEA International Atomic Energy Agency Рентгенографическая плёнка (структура и характеристики) • Защитный слой (внешняя поверхность) • Чувствительный слой (~20 мкм) • Основа (прозрачность и механическая прочность) (~170мкм) • Связующий слой • Характеристики чувствительности IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 20 Структура рентгенографической плёнки Эмульсия (~5-20 мкм толщ.) Защитное покрытие Связующий слой Основа (~200 мкм толщиной) Противоскручивающий и противоореольный слой Плёнка с односторонней эмульсией IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 21 Устройство плёнки • Защитное покрытие – предохраняет от царапин • Основа • является относительно толстой и придаёт плёнке твёрдость и гибкость • является почти прозрачной • Эмульсия • слой изображения, состоит из желатина и галогена серебра (Br, I) • От состава эмульсии зависят чувствительность, контраст и разрешающая способность IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 22 Структура рентгенографической плёнки Эмульсия Защитное покрытие Связующий слой Основа Эмульсия Связующий слой Защитное покрытие Плёнка с двухсторонней эмульсией IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 23 Реакция галогена серебра • Скрытое (невидимое) изображение, формируемое при взаимодействии фотонов света с ионами галогена в кристалле, которые: • теряют электроны • электроны переходят к ионам серебра • в кристалле появляются нейтральные атомы серебра IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 24 Обработка • Проявление • Преобразует скрытое изображение в видимое, превращая ионы серебра в металлическое серебро • Фиксирование • Растворяет неэкспонированые кристаллы галогена серебра, оставляя только металлическое серебро, формируя постоянное изображение IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 25 Стадии формирования изображения IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 26 Спектральная чувствительность и спектральное соответствие • Изменение чувствительности плёнки в зависимости от света • Ортохроматическая плёнка обычно чувствительна к синему или сине-зелёному свету • Экран светится синим (кальций-вольфраматный) или зелёным (редкоземельный) светом • «Безопасный» свет не должен засвечивать плёнку IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 27 Спектральная чувствительность плёнки IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 28 Внутренний переход • В плёнке с двухсторонней эмульсией свет экрана может засвечивать эмульсию на противоположной стороне • Это явление уменьшает разрешающую способность изображения • Чтобы ограничить внутренний переход, применяется светопоглощающий слой IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 29 Внутренний переход IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 30 Оптическая плотность Интенсивность прошедшего света Интенсивность падающего света It I0 OD = log10 I0 / It Плёнка IAEA e.g. 10% прохождения = OD 1 1% прохождения = OD 2 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 31 Характеристическая кривая рентгенографической плёнки Оптическая плотность (OD) Насыщение OD2 Видимый диапазон плотностей = (OD2 - OD1) / (log E2 - log E1) плёнки: градиент прямо- OD1 Основа + вуаль IAEA Обычный диапазон доз E1 E2 линейной части характеристической кривой Логарифм доз (мР) 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 32 Средний градиент • Прямолинейный участок характеристической кривой определить трудно, поэтому средний градиент измеряется между OD=0,25 и 2,0 • OD 2,0 применяется потому, что на этом уровне проходит только1% света, и изображение будет ещё видно при использовании негатоскопа • OD 0,25 применяется потому, что при этой плотности глаз ещё различает 10% контраст, а при меньшей плотности этот контраст уже не различается IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 33 Средний градиент Средний градиент - это наклон линии, проведённой между точками OD 0,25 и OD 2,0 выше OD = основа+вуаль IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 34 Средний градиент --> Контраст • Контраст обычно измеряется как средний градиент • Можно также измерять наклон линии, проведённой между точками OD = 1.2, т.е. нетто OD=1.0 (без основы и вуали) и OD = 2 IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 35 Сенситометрические параметры плёнки • Основа+вуаль: OD плёнки, получаемая вследствие неполной прозрачности основы и действия проявителя на необлучённую плёнку; обычно 0,15 -0,25. • Чувствительность (скорость): величина, обратная экспозиции, необходимая для достижения нетто OD =1,0 • Гамма (контраст): градиент прямого участка характеристической кривой • Широта: Крутизна характеристической кривой, определяющая диапазон доз, при которых формируется изображение приемлемого качества IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 36 Сравнение характеристических кривых OD OD Плёнка A Плёнка B 1+B+Fog Логарифм дозы (мР) Плёнка A чувствительнее, чем плёнка B IAEA Плёнки A и B имеют тот же самый контраст Плёнка A Плёнка B Логарифм дозы (мР) Плёнки A и B имеют ту же самую чувствительность, но разный контраст 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 37 Сенситометрическая полоса IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Сенситометрия: метод оценки плотности почернения плёнки после облучения и проявления с помощью светового сенситометра 38 Сенситометрическая полоса IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 39 Широта Широта плёнки B (диапазон полезных экспозиций) больше, чем у плёнки А, но её контраст (наклон характеристической кривой) меньше IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 40 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в диагностике и интервенционной радиологии Часть 15.1: Оптимизация защиты в рентгенографии Тема 4: Отсеивающие решётки и их параметры IAEA International Atomic Energy Agency Отсеивающая решётка (I) • Радиация, выходящая из тела пациента • первичный пучок: формирует изображение • рассеянное излучение: достигает детектора, но уменьшает контраст и увеличивает дозу облучения пациента • Решётка (между пациентом и плёнкой) отсеивает • • • • большую часть рассеянного излучения Стационарная решётка Подвижная решётка (лучшая производительность) Сфокусированная решётка Система Поттера-Букки IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 42 Отсеивающая решётка (II) Источник рентгеновских лучей Пациент Рассеянное излучение Свинцовые пластины Полезные лучи IAEA Плёнка в кассете 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 43 Параметры производительности решётки (I) • Отношение решётки • Отношение высоты пластин к ширине промежутков около центральной линии • Отношение улучшения контраста • Отношение первичного и суммарного излучений, прошедших через решётку • Фактор облучения • Отношение мощностей доз суммарного излучения в определённой точке с решёткой и без неё IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 44 Параметры производительности решётки (II) • Количество пластин • Количество поглощающих пластин (ламелей) на 1 см • Фокусное расстояние решётки • Расстояние между линией, в которой сходятся продолжения плоскостей поглощающих пластин, и поверхностью растра (решётки), направленной в сторону излучателя IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 45 Пример отсеивающей решетки (отношение решётки) решётка :A Решётка :C Решётка :B D h 1 h Отношение решётки: r = D = tg 5 < r < 16 • Решётки А и В имеют то же самое количество пластин • Решётки В и С имеют то же самое расстояние между пластинами IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 46 Избирательность решётки (I) IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 47 % прошедшего рассеянного излучения Избирательность решётки (II) 100 IAEA 90 80 • Решётка с r = 12 пропускает 5% рассеянного излучения 70 • Решётка с r = 16 пропускает 3.8% 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Различие небольшое 5% 3.8% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты r 48 Ошибка в фокусировании (увеличение тени от решётки) Источник излучения (слишком далеко) Источник излучения (слишком близко) Решётка Плёнка в кассете Деформация тени решётки (применимо в обоих случаях) IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 49 Ошибка в фокусировании (ведёт к 25% потерь излучения) Характеристики Самое короткое Самое длинное решётки расстояние расстояние Фокус (cм ) 80 IAEA Отношение (cм ) r 7 68 (cм ) 96 80 10 72 91 100 10 87 116 100 14 91 110 150 13 130 180 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 50 Решётка не центрирована (деформация тени решётки) Источник излучения Боковой сдвиг Плёнка в кассете Решётка Тень решётки IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 51 Ошибка фокусирования решётки при боковом сдвиге (ведёт к 25% потерь излучения) Максимальный Характеристики боковой сдвиг решётки Фокус (cм ) Отнош. (cм ) r 80 7 2,8 IAEA 80 10 2 100 10 2,5 100 14 1,8 150 13 2,9 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 52 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в диагностике и интервенционной радиологии Часть 15.1: Оптимизация защиты в рентгенографии Тема 5: Проявочная машина IAEA International Atomic Energy Agency Проявочный автомат IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 54 Проявочные автоматы • • • • Постоянная температура Постоянное время обработки Автоматическое пополнение химикатов Сушка плёнки НО • Может вызывать артефакты IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 55 Контроль качества (КК) проявочных машин • Важнейшие атрибуты КК: • • • • • • правильное хранение плёнок уход за кассетой и экраном Контроль химикатов сенситометрия артефакты чистка процессора IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 56 Сенситометрия (I) • Требуются сенситометр и денситометр • Существенно – держать обработку плёнок под ежедневным контролем • Основные параметры для контроля: • основа + вуаль • скорость • градиент (гамма) • контраст IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 57 Сенситометрия (II) • Используйте сенситометр для экспониро- вания плёнки на свету через специальный ступенчатый клин • Убедитесь,что сторона плёнки с эмульсией (при одностороннем покрытии) обращена к источнику света • Выберите правильный свет (зелёный, синий) при сенситометрии и экспонируйте плёнку до специального сигнала • Проявите плёнку немедленно IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 58 Сенситометрия (III) • Перед измерениями оптических плотностей ступенчатого фильтра нужно зрительно проверить эталонные полоски, чтобы исключить ошибки в процедуре, такие как экспонирование при разных цветах или экспонирование со стороны основания вместо эмульсии IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 59 Сенситометрия (IV) • Нанесите оптические плотности ступенек клина на миллиметровую бумагу • Величины вуали, максимальной плотности, чувствительности и среднего градиента могут быть определены на основе характеристической кривой (зависимости оптической плотности от световой экспозиции) IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 60 Ручная обработка • Существует много медицинских учреж- дений, где рентгеновская плёнка обрабатывется вручную в открытых резервуарах, иногда в очень плохих условиях • Ручная обработка может быть эффективной, НО может возникнуть много проблем с качеством снимков IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 61 Тёмная комната в некоторых госпиталях IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 62 Обработка плёнки • Стадии обработки плёнки : • проявление • промывка в воде • фиксация (закрепление) • промывка в воде • Промывка в воде очень важна для удаления остатков химических реагентов и получения хороших снимков IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 63 Основные требования к обработке плёнки • Температура – постоянная и оптимальная • Контроль за временем обработки • Активность проявителя (химическое состояние) – свежий и неокисленный IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 64 Температура (I) • Температура проявителя должна быть около 20oC (или как рекомендовано производителем) • Регулярно используйте термометр для проверки температуры IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 65 Температура (II) • Поддержка рекомендуемой температуры ОЧЕНЬ ВАЖНА • В слишком холодном проявителе плёнка проявляться не будет • В слишком тёплом проявителе обработка будет слишком быстрой и плохо контролируемой IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 66 Поддержка температуры • В идеальном случае контейнеры с проявителем • • • • и фиксатором должны быть окружены контейнером с водой (как теплозащита) Контейнер с водой должен быть подогрет (или охлаждён) до 20oC Лучше всего использовать термостат Однако, горячая или холодная вода может быть добавлена в контейнер для поддержания нужной температуры Эти требования иногда невыполнимы (в Африке, Азии,…) IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 67 Контейнер для ручной обработки Раковина с водой, окружающая контейнер IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 68 Время проявления (I) • Если температура проявителя постоянна и известна, то должно использоваться стандартное время проявления • Идеально оно составляет около 3 минут • Точное время должно быть определено из графика время-температура • Должны быть использованы большие часы, видимые при слабом освещении IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 69 Время проявления (II) • Опытный оператор может определить время проявления, глядя на плёнки при «безопасном» свете ближе к концу обработки. • Однако, при этом плотность вуали возрастает IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 70 Химическая активность (I) • При ручной обработке должны использоваться рекомендуемые химические реагенты • Плотность проявителя должна контролироваться с помощью гидрометра • Бумажный pH индикатор определяет кислотность растворов - проявитель ~ pH 10; фиксатор ~ pH 4. • Бумажный индикатор содержания серебра определяет истощённость фиксатора IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 71 Химическая активность (II) • При истощении растворов из-за разбрызгивания должны добавляться новые химические реагенты • Начертите линию на контейнере с проявителем, чтобы зафиксировать требуемый объём раствора и пополняйте контейнер каждые несколько часов IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 72 Химическая активность (III) • Во время обработки раствор должен перемешиваться каждые 20 секунд • После проявления снимок должен быть промыт в чистой воде и только после этого помещён в фиксатор • Никогда не перемещайте снимок из фиксатора в проявитель • Избегайте брызг фиксатора, которые могут попасть в проявитель IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 73 Химическая активность (IV) • По мере проявления плёнок проявитель и фиксаж истощаются и их химическая активность снижается • Проявитель также окисляется на воздухе (становится коричневым) • При обработке в истощённых растворах качество снимков ухудшается IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 74 Измерение химической активности (I) • Желательно использовать сенситометр и денситометр • Однако, многое можно сделать, имея «стандартный фантом» и негатоскоп • В качестве “стандартного фантома” можно использовать • ступенчатый клин • знакомый предмет, например, часы IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 75 Измерение химической активности (II) • Процедура • Сделайте снимок объекта при определённых уставках kVp, мАс и расстоянии фокусплёнка • Запишите эти уставки • Всегда используйте те же уставки • Проявите снимок и используйте его как эталон • Сравнивайте последующие снимки с эталонным для проверки работы химикатов IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 76 Измерение химической активности (III) • Признаки пониженной активности проявителя • Долгое время проявления • Потеря контраста • Низкая оптическая плотность снимка • Замените проявитель с низкой активностью IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 77 Измерение химической активности (IV) • Признаки низкой активности фиксажа • Долгое время фиксирования снимков • Показатель содержания серебра на бумажном индикаторе > 5 • Замените фиксаж с низкой активностью IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 78 Промывка • Снимок должен прополаскиваться быстро, но тщательно между проявлением и фиксацией • Он должен промываться 30 минут после фиксации для очистки от следов фиксатора, ухудшающих изображение с течением времени • Вода для промывки должна быть чистой и часто меняться IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 79 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в диагностике и интервенционной радиологии Часть 15.1: Оптимизация защиты в рентгенографии Тема 6: Тёмная комната и негатоскоп IAEA International Atomic Energy Agency Характеристики тёмной комнаты • «Безопасный» свет • количество (наименьшее), расстояние от стола • тип и цвет фильтров • цвет колбы (красный или адаптированный к плёнке) • мощность (< 25 Вт) • Защищённость от внешнего света • Гидрометрия (30 - 60%) • Температура комнаты < 20° • Условия хранения плёнки IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 81 Характеристики негатоскопа Условия просмотра снимков важны для правильной интерпретации диагностических изображений и должны быть оптимизированы • Чистота внешней и внутренней поверхностей • Яркость (светимость) • однородность разных негатосткопов: 1300 - 2000 кд/м2 • Однородность поля негатоскопа • Цвета • Нужно избегать несоответствия цветов • Окружающая среда (освещение) • Уровень окружающего освещения: 50 люкс максимум IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 82 Яркость негатоскопа 5700 5810 5610 6200 5920 ПРИМЕР ИЗМЕРЕНИЙ IAEA 6110 6130 5860 6090 5920 ПРАВИЛЬНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ (кд/м2) 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 83 Цвет и яркость негатоскопа 5700 5810 3510 6200 5920 3870 СИНИЙ ЦВЕТ 4160 5860 2150 БЕЛЫЙ ЦВЕТ 3110 НЕПРАВИЛЬНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ (кд/м2) IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 84 Измерение светимости Units: cd.m-2 IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 85 Измерение освещённости Units: lux IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 86 Пример плохой видимости на негатоскопе IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 87 Учебный материал МАГАТЭ по радиационной защите в диагностике и интервенционной радиологии Часть 15.1: Оптимизация защиты в рентгенографии Тема 7: Дополнительные параметры изображения IAEA International Atomic Energy Agency Параметры изображения • • • • • • • Плотность Контраст Разрешение Нерезкость Шум Дисторсия ФПМ (функция передачи модуляции) IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 89 Факторы, влияющие на качество изображения Film Geometry Subject Density, contrast, speed, latitude Distortion, magnification, blur (unsharpness) Contrast (thickness, density, atomic number) Processing IAEA Motion 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 90 Контраст • Разность между OD в двух областях рентгенографического изображения (см. тему 3) • Имеет две составные части: • 1. Контраст объекта: разное количество излучения, поглощаемое разными участками тела • зависит от плотности ткани, атомного номера, энергии излучения (kVp), рассеяния • 2. Контраст детектора: зависит от свойств детектора излучения (например, комбинация экран-плёнка, обработка снимков) IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 91 Контраст объекта (1) IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 92 Контраст объекта (2) • kVp и рассеяние являются важными факторами и не зависят от пациента • Высокий kVp означает высокую проникающую способность, малые различия в ослаблении излучения и соответственно малый контраст • Низкий kVp (как в маммографии) обеспечивает большие различия в поглощении и соответственно больший контраст IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 93 Контраст объекта (3) • Рассеянное излучение, которое существенно снижает контраст, отсеивается решёткой IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 94 Контраст объекта (4) • Производительность решётки может быть определена отношением улучшения радиографического контраста k k = (контраст изображения с решёткой)/ (контраст изображения без решётки • k обычно колеблется между1,5 и 2,5 • Контраст объекта может быть улучшен при использовании контрастных агентов, содержащих йод или барий IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 95 Контраст детектора IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 96 Разрешение и нерезкость • Пространственное разрешение – это возможность различить на изображении два близко расположенных объекта • Разрешение измеряется различными методами, но чаще всего в парах линий на мм (п.л./мм) • Чем больше п.л./мм, тем выше разрешение IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 97 Пространственное разрешение • Разрешение зависит от ряда факторов: • размер фокусного пятна • применение усиливающих экранов • движение объекта • шум в изображении IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 98 Влияние размера фокусного пятна на разрешение IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 99 Шум (1) • Флуктуации OD в изображении, расположенные друг от друга на очень маленьких расстояниях • В системах визуализации шум может иногда регулироваться IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 100 Шум (2) • Шум в основном вызывается: 1. Недостаточным числом фотонов, фор- мирующих изображение (квантовые флуктуации) – важнейшая составляющая 2. Ограниченной эффективностью поглощения рентгеновских лучей экраном (структурный шум) 3. Размерами кристаллов и их распределением в плёнке (зернистость) IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 101 Увеличение изображений • Чем больше расстояние между объектом и приёмником излучения, тем больше размер получаемого изображения Увеличение = размер изображения/размер объекта = РИП/РИО Объект РИО РИП IAEA Изображение 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 102 РЕЗЮМЕ • Объяснены главные составляющие рентгенографической системы и их назначение: • Характеристики обычной плёнки и комбинации экран-плёнка • Необходимые условия для обработки плёнки, тёмная комната и просмотр изображений на негатоскопе IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 103 Где найти информацию • Physics of diagnostic radiology, Curry et al, Lea & Febiger, 1990 • Imaging systems in medical diagnostics, Krestel ed., Siemens, 1990 • The physics of diagnostic imaging, Dowsett et al, Chapman & Hall, 1998 IAEA 15.1 :Оптимизация защиты в рентгенографии: технические аспекты 104
