Условия, влияющие на контрастность объекта на рентгенограмме

Обновлено: 18.05.2024

Под контрастностью рентгеновского изображения понимают зрительное восприятие разницы оптических плотностей (степени почернения) соседних участков изображения исследуемого объекта или всего объекта и фона.

Чем выше контрастность, тем значительнее различие оптических плотностей фона и объекта. Так, на высококонтрастных снимках конечностей светлое, почти белое изображение костей резко вырисовывается на совершенно черном фоне, соответствующем мягким тканям.

Необходимо подчеркнуть, что такая внешняя «красота» снимка не свидетельствует о его высоком качестве, так как чрезмерная контрастность изображения неизбежно сопровождается потерей более мелких и менее плотных деталей. С другой стороны, вялое малоконтрастное изображение также характеризуется низкой информативностью.

Оптимальной следует считать контрастность, обеспечивающую максимальное и наиболее отчетливое выявление на снимке или просвечивающем экране деталей рентгеновского изображения исследуемого объекта. В идеальных условиях глаз в состоянии заметить разницу оптических плотностей, если она составляет всего 2 %, а при изучении рентгенограммы на негатоскопе — около 5 %.

Малые контрасты лучше выявляются на снимках, имеющих относительно невысокую основную оптическую плотность. Поэтому, как уже говорилось, следует стремиться избегать значительного почернения рентгенограммы.

Контраст рентгеновского изображения, воспринимаемый нами при анализе рентгенограммы, прежде всего, определяется так называемым лучевым контрастом. Под лучевым контрастом понимают отношение доз излучения за и перед исследуемым объектом (фоном).

Это отношение выражается формулой:

где: С_n — лучевой контраст, D₁ — доза фона, D₂ — доза за деталью исследуемого объекта.

Лучевой контраст зависит от интенсивности поглощения рентгеновского излучения различными структурами исследуемого объекта, а также от энергии излучения. Чем отчетливее разница в плотности и толщине изучаемых структур, тем больше лучевой контраст, а следовательно, и контраст рентгеновского изображения.

«Методика и техника получения рентгеновского снимка»,
Кишковский

Условия, влияющие на контрастность объекта на рентгенограмме

28.05.2013

Контрастность рентгеновского снимка

Регулирование контрастности рентгеновского изображения

Контрастность рентгеновского снимка. Регулирование контрастности рентгеновского изображения.

1. Освещение в негатоскопе. При рассматривании рентгеновских снимков на негатоскопе мы судим о контрастности рентгеновского изображения субъективно, т. е. путем сравнения оптических плотностей почернения отдельных участков пленки. Иногда не учитывается, что каждому контрасту соответствует своя освещенность в негатоскопе. Малые различия оптических плотностей почернения наш глаз лучше различает при среднем освещении, а большие — требуют повышения освещения в негатоскопе.

Таким образом, контрастность рентгеновского снимка в какой-то степени косвенно зависит от освещения в негатоскопе. Наиболее приемлема умеренная контрастность.

Вообще же контрастность рентгеновского изображения находится в прямой зависимости от самого объекта исследования, качества рентгеновского излучения, свойств рентгеновской пленки и от химико-фотографической обработки рентгеновского снимка.

2. Естественная контрастность. Естественная контрастность рентгеновского изображения образуется в результате того, что рентгеновы лучи, проходя через исследуемый объект, ослабляются его различными частями по-разному. Степень ослабления их зависит от химического состава объекта, его плотности и толщины.

Контрастность рентгеновского изображения, обусловленная самим объектом исследования, нами, за некоторыми исключениями, не может быть изменена.

3. Качество рентгеновского излучения. С увеличением напряжения на рентгеновской трубке увеличивается проникающая способность рентгеновского излучения (его жесткость) С увеличением жесткости излучения увеличивается количество рассеянного излучения, которое является причиной появления на рентгеновских снимках диффузной вуали. Вуаль, в свою очередь, уменьшает разность оптических плотностей почернения, что, естественно, приводит к понижению контрастности изображения.

Возможно, что понижение контрастности изображения является причиной осторожного отношения большинства работников рентгеновских кабинетов к методике рентгенографии лучами повышения жесткости. Возможно и то, что внешний вид снимка при повышенной жесткости излучения несколько отличается от снимка, сделанного при обычном напряжении.

Увеличение напряжения на рентгеновской трубке действительно снижает контрастность всего изображения в целом, но зато очень мало влияет на передачу мелких деталей, на их восприятие нашим глазом. Здесь уместно напомнить, что повышенная контрастность изображения придает рентгеновскому снимку лишь внешний эффект, но не является достоинством.

Возможно, что осторожное отношение большинства работников рентгеновских кабинетов к методике рентгенографии лучами повышенной жесткости вызвано еще и тем, что самыми распространенными причинами брака рентгеновских снимков до сих пор являются переэкспонирование с недопроявлением и отсутствие решеток для «жесткой» техники.

По всей вероятности, указанные причины брака рентгеновских снимков являются тем самым главным препятствием, стоящим на пути освоения методики рентгенографии при повышенных напряжениях на рентгеновской трубке. Устранение многих причин, тормозящих освоение и распространение прогрессивной методики рентгенографии, в значительной мере зависит только от самих работников рентгеновских кабинетов.

Бесспорным преимуществом работы на повышенных напряжениях является то, что снижается доза рентгеновского излучения как на коже больного, так и внутри организма за счет резкого сокращения выдержки. Сокращение выдержки, в свою очередь, способствует повышению качества рентгеновского снимка, т. е. резкости изображения. Кроме того, при работе на повышенных напряжениях можно без вреда для больных, но при строгом соблюдении фильтрации излучения производить большее количество рентгеновских снимков, что очень важно при серийных исследованиях.

Жесткое излучение позволяет получить на рентгенограмме большее число деталей во всей глубине исследуемого объекта. На рентгеновском снимке, произведенном при повышенной жесткости излучения, хорошо видны в деталях как костная, так и мягкая ткани.

Теги: лекция по рентгенологии
234567 Начало активности (дата): 28.05.2013 14:27:00
234567 Кем создан (ID): 6
234567 Ключевые слова: Контрастность рентгеновского снимка, Регулирование контрастности рентгеновского изображения
12354567899

Рентгеновский контраст

Рентгенологический контраст описывает разницу в фотографической плотности на рентгенограмме. Контраст между различными частями изображения — это то, что формирует изображение. И поэтому чем выше контраст, тем более заметными становятся детали. Рентгенологический контраст имеет два основных фактора: контраст объекта и контраст детектора (рентгеновской пленки). Обращаем ваше внимание что контраст термографической плёнки зависит от других факторов.

Контраст объекта

Контраст объекта — это соотношение интенсивностей излучения, проходящего через различные области оцениваемого компонента. Это зависит отразличий в поглощении компонентов, длины волны первичного излучения, а также интенсивности и распределения вторичного излучения из-за рассеяния.

Неудивительно, что различия в поглощении внутри объекта будут влиять на уровень контрастности рентгенограммы. Чем больше разница в толщине или плотности между двумя областями объекта, тем больше разница в рентгенографической плотности или контрасте.

Однако также возможно сделать рентгенограмму конкретного объекта и получить две рентгенограммы с совершенно разными уровнями контрастности.

Генерация рентгеновских лучей с использованием низкого напряжения обычно приводит к высококонтрастной рентгенограмме. Это происходит потому, что излучение с низкой энергией легче ослабляется.

Следовательно, соотношение фотонов, которые проходят через толстую и тонкую область, будет больше при низкоэнергетическом излучении. Это, в свою очередь, приведет к тому, что пленка будет экспонироваться в большей или меньшей степени в двух областях.

Однако есть компромисс. Как правило, с увеличением контрастной чувствительности широта рентгенограммы уменьшается. Радиографическая широта относится к диапазону толщины материала, который может быть отображен. Это означает, что на изображении будет видно больше областей разной толщины. Таким образом, цель состоит в том, чтобы сбалансировать рентгенографический контраст и широту снимка, чтобы контраст был достаточным для идентификации интересующих объектов, а также для обеспечения достаточной широты снимка, чтобы все интересующие области можно было исследовать с помощью одной рентгенограммы.

В толстых частях с большим диапазоном толщин, вероятно, потребуется несколько рентгенограмм, чтобы получить необходимые уровни плотности во всех областях. К примеру, когда делается рентген оливок на поиск дефектов.

Контраст рентгеновской пленки общий контраст

Промышленные рентгеновские плёнки structurix от GE или медицинские рентгеновские плёнки имеют разницу в плотности, которая возникает из-за типа используемой пленки, способа ее экспонирования и обработки рентгеновской плёнки.

Поскольку помимо пленочных есть и другие детекторы, это можно назвать контрастом детектора, но здесь основное внимание будет уделено пленке. Экспонирование пленки для получения пленки с большей плотностью обычно увеличивает контраст на рентгенограмме.

Типичная характеристическая кривая пленки, которая показывает, как пленка реагирует на разное количество радиационного воздействия, показана ниже.

По форме кривой видно, что, когда пленка не претерпела большого количества взаимодействий фотонов (что приведет к низкой плотности пленки), наклон кривой и сама кривая низкая. В этой области кривой требуется большое изменение экспозиции, чтобы вызвать небольшое изменение плотности пленки.

Поэтому чувствительность пленки относительно низкая. Можно видеть, что изменение логарифма относительной экспозиции от 0,75 до 1,4 изменяет только плотность пленки от 0,20 до примерно 0,30. Однако при плотностях пленок выше 2,0 наклон характеристической кривой для большинства пленок максимален.

В этой области кривой относительно небольшое изменение экспозиции приведет к относительно большому изменению плотности пленки. Например, изменение логарифма относительной экспозиции с 2,4 до 2,6 приведет к изменению плотности пленки с 1,75 до 2,75. Поэтому чувствительность пленки в этой области кривой высока. Как правило, самая высокая общая плотность пленки, которую можно удобно просматривать или оцифровывать, будет иметь самый высокий уровень контрастности и содержать наиболее полезную информацию.

Свинцовые экраны толщиной от 0,004 до 0,015 дюйма обычно уменьшают рассеянное излучение на уровнях энергии ниже 150 000 вольт. Выше этой точки они будут испускать электроны, чтобы обеспечить большее воздействие ионизирующего излучения на пленку, тем самым увеличивая плотность и контраст рентгенограммы.

Флуоресцентные экраны излучают видимый свет при воздействии излучения, и этот свет дополнительно раскрывает пленку и увеличивает контраст.

Обеспечение качества рентгенограммы за пять шагов. В.М. Семенов.

Основной причиной ложноотрицательных и ложноположительных результатов при рентгенодиагностике является неудовлетворительное качество снимков. По данным Ю.В. Варшавского, при госпитализации в клинику, до 70% рентгенологических исследований приходится переделывать из-за неудовлетворительного качества медицинского изображения. Об этом же свидетельствует число пропусков туберкулеза легких при пленочной флюорографии, доходящее по нашим данным до 28% случаев.

Информативность рентгеновского изображения мы оценивали вначале на соответствие стандартам качества, а затем по объему полезной диагностической информации. Если снимок соответствует выработанным потребительским свойствам, то потери диагностической информации значительно снижаются.

Мы разработали тактику оценки потребительских свойств, и достижения высоких потребительских свойств рентгеновского снимка в пять шагов:

Первый шаг - обеспечение стандартов фотолабораторного процесса. Если они не выполнены, то судить о степени несоответствия заданных лучевых параметров не представляется возможным. По принятому правилу, участки рентгеновского снимка, где не было препятствий для рентгеновских лучей, должны были быть черного цвета. Это правило работает постоянно за исключением случаев рентгенографии свыше 120 киловольт и незначительной экспозиции. При невыполнении стандартов фотолабораторной обработки, оценка других параметров рентгенограммы нерентабельна и не проводилась по принципу: «на основании ложной информации невозможно принять правильное решение». Наилучшие результаты стандартизации фотолабораторного этапа обеспечивал автоматический процессор. Инструкции для пользователя выполнялись неукоснительно. Ручная фотолабораторная обработка также может обеспечить выполнение стандартов при соблюдении постоянства химической активности, температурного режима и времени проявления.

Второй шаг - анализ оптической плотности (почернения) снимка. Визуально плотность оценивалась как степень выраженности градиентов черного цвета в области объекта исследования. Этот показатель имел прямую зависимость от экспозиционных параметров (MAS) и количества лучевой энергии, достигших эмульсии рентгеновской пленки. Составляющими является: толщина объекта рентгенологического исследования, расстояние «Фокус трубки - Пленка», тип генераторного устройства, характеристики растра, тип и состояние усиливающих экранов, чувствительность рентгеновской пленки и некоторые другие.

Экспозиция (MAS) вычислялась с помощью специальной программы «КОРРИС» на персональном компьютере. Программный продукт «Программа расчетов экспозиции» создан по заказу профессиональной Пензенской общественной организации «НОРМИС» при активном участии автора на всех этапах его создания. Особенностью программы является количественная оценка всех составляющих при производстве рентгенологического исследования в условных величинах (пунктах). Работа с программой также рассчитана на пять последовательных действий рентгенолаборанта. Если плотность почернения на рентгенограмме недостаточная, то при повторном исследовании добавлялось 1-5 пунктов, что автоматически вело к увеличению экспозиционных данных. Увеличение на 1 пункт было равно увеличению экспозиции на 25-30%. При чрезмерной плотности действия были обратными: для повторной рентгенографии число пунктов уменьшалось, что вело к снижению почернения медицинского рентгенологического документа. Плотность рентгенологического изображения оценивалась визуально и считалась приемлемой при достижении денсиметрического показателя равного 0,8 (средняя степень почернения). Вычисление потребного уровня экспозиции проводилось на различных рентгенологических установках «Филипс-Компакт-Диагност», «EDR 750», «TUR-D-800» и РУМ-20. Установление достаточно точных цифровых показателей для любого исследования и последующих поправок дало возможность свести к минимуму число пробных рентгенограмм (не более 2-4) на разных типах рентгеновского оборудования и в последующем обеспечить стандартное почернение практически во всех случаях. Работа на разных рентгеновских установках показала, что расчетная разница может достигать 200-500% за счет различного лучевого выхода.

Третий шаг - оценка контрастности рентгеновского снимка. Контрастность снимка (разница между двумя различными почернениями) зависит, прежде всего, от высокого напряжения на трубке (KV). Общеизвестно, что эта зависимость обратная. Повышение высокого напряжения приводило к снижению контрастности изображения, преобладанию серых тонов и наоборот. Рекомендованные уровни высоковольтного напряжения были разработаны в шестидесятых годах двадцатого века. За прошедшие десятилетия произошли принципиальные изменения в производстве рентгенологического, технологического оборудования и расходных материалов. В процессе работы мы изменили рекомендованные уровни высокого напряжения. В большинстве случаев предложенные нами уровни KV были выше, чем применялись ранее. По данным Акселя Адамса (США) изображение визуально совершенно, если перепад плотностей имеет семь оттенков серого от почти белого до почти черного цвета в прямолинейном участке сенсиметрической кривой. Целенаправленное изменение спектра высокого напряжения позволило нам обеспечить хорошую градацию тонов.

Немаловажное значение для обеспечения контрастности изображения имело также: а) состояние фотолабораторного фонаря; б) отсеивание вторичного (рассеянного) рентгеновского излучения. Мы применяли отсеивающую решетку, если объект исследования был более 10 см толщиной, а также диафрагмировали пучок излучения. Использование растра поглощало до 70-80 % рассеянного излучения при незначительном ослаблении первичного.

Четвертый шаг - анализ структурной проработки рентгенограммы. При достаточной степени почернения и оптимальной контрастности были хорошо видны анатомические составляющие объекта исследования и патологические изменения. В качестве примера может служить проработка костной структуры лицевого черепа при исследованиях придаточных полостей носа.

Пятый шаг - резкость деталей изображения. Наиболее распространенной причиной нерезкости являлся сдвиг объекта исследования во время выполнения рентгенографии. Изображение воспринимается резким, если сдвиг контура не превышает 0,2 мм, что обеспечивается выдержкой при рентгенографии. Большое значение имеет состояние зеркала анода рентгеновской трубки. Многолетняя эксплуатация рентгеновской трубки, КПД которой конструктивно невысокий, приводит к снижению резкости деталей медицинского изображения из-за разрушений на поверхности анода. Имели значение и другие геометрические факторы съемки: величина оптического фокуса, расстояния «фокус - пленка» и расстояния «объект - пленка». Величина нерезкости контуров прямо пропорциональна величине оптического фокуса. Между величиной нерезкости и фокусным расстоянием имеется зависимость: чем больше расстояние от трубки до пленки, тем выше четкость деталей.

Предметом нашего анализа являлось качество 260 рентгенограмм придаточных пазух носа, лучевые параметры которых были рассчитаны по комплексу отработки режимов рентгенологического исследования (КОРРИС). Алгоритм анализа включал в себя пять вышеуказанных шагов. В первую очередь рентгенограммы проходили тестирование на соответствие стандарту фотообработки. Из рассматриваемых рентгенограмм: обработано в проявочном процессоре 30 снимков. Все рентгенограммы соответствовали стандартам фотообработки.

170 рентгенограмм подвергали фотообработке в баках танках с полуавтоматической регуляцией температуры проявляющего раствора. При этом фотолаборатория была снабжена реле времени. Как правило, процесс обработки проводили по времени и заканчивали после сигнала зуммера. Тест на правильность фотографического процесса прошли 164 снимка, что составило 96,47%.

В 60 случаях снимки проходили обработку в баке танке, где температурный режим не был стабильным, и зависел от условий внешней среды. Процесс проявления в основном подвергался визуальному контролю. В данном случае стандарт фотолабораторной обработки выдержали 46 рентгенограмм, что составило 76,66%.

Таким образом, после первого этапа анализа было отбраковано 20 снимков в основном проявленных в обычной лаборатории с нарушением правил фотолабораторной обработки. Использование бака танка с полуавтоматическим терморегулятором и реле времени позволило существенно (р<0,001) повысить качество рентгенограмм. Наиболее стабильной являлась с высокой статистической достоверностью (р<0,02 и р<0,001) обработка в проявочном процессоре.

Далее анализировались 240 рентгенограмм, прошедших тест фотообработки. Каждый из последующих пяти шагов алгоритма проходил оценку по трех бальной системе. Одним баллом оценивали неудовлетворительный результат, двумя - удовлетворительный и тремя - хороший. Каждому параметру присваивали определенное количество баллов. Максимальное число баллов, которое мог получить каждый снимок, достигало 15, минимальное - 5 баллов. Рентгенограммы хорошего качества набирали 11-15 баллов, удовлетворительного - 6-10 баллов, оцененные менее 6 баллов были признаны неудовлетворительными.

Рентгенограммы выполнялись в различных проекциях (носоподбородочной, боковой, аксиальной, носолобной с каудальным направлением луча) и на рентгеновских аппаратах с разными техническими характеристиками (COMPACT DIAGNOST с двенадцативентильным генераторным устройством и шахтным отношением решетки 12:1; EDR 750 с двенадцативентильным генератором и шахтным отношением отсеивающей решетки 8:1; РУМ 20 с шестивентильным генераторным устройством и шахтным отношением решетки 6:1), что заставляло изменять экспозиционные параметры.

Средний балл, набранный оставшимися снимками данной группы, составил 13,28 ± 1,21. Все 240 рентгенограмм этой группы были оценены как снимки хорошего качества.

В контрольной группе комплекс отработки режимов рентгенологического исследования (КОРРИС) не использовался. Из 122 рентгенограмм этой группы (выбраны рентгенограммы с положительным тестом фотообработки) только 19,7% снимков хорошего качества, 65,6% удовлетворительного и 14,7% снимков признаны неудовлетворительными. Среди неудовлетворительных рентгенограмм преобладали аксиальные снимки и прицельные снимки решетчатого и лобного синусов.

При статистическом сравнении показателей контрольной и опытной групп выявлено, что рентгенограммы придаточных пазух носа, выполненные с использованием комплекса отработки режимов рентгенологического исследования (КОРРИС) по своим потребительским свойствам с высокой степенью достоверности (р<0,001) превосходили снимки, сделанные без применения расчетных технологий.

1. Несоответствие рентгенограммы стандартам качества резко снижало ее диагностическую ценность. Балльное сравнение показало снижение показателей качества почти в два раза.

2. Все параметры, влияющие на рентгенологическое изображение можно выразить в числовой форме. Применение расчетной технологии позволило добиться достаточно высоких потребительских свойств рентгенографического изображения на рентгеновских аппаратах разных конструкций.

3. Наибольшими, почти универсальными, возможностями управления экспозиционными параметрами дало применение персональных компьютеров с использованием специальной программы.

4. Тактика этапов оценки рентгенограммы в пять шагов дисциплинировало персонал при анализе потребительских свойств и практике действий для достижения стандартов качества рентгенологического изображения.

Рентгеновское исследование

Из-за того, что ткани и отдельные органы различаются по плотности и химическому составу, они в разной степени пропускают излучение, что создаёт условия для появления контрастности получающегося изображения и позволяет с достаточной точностью различать отдельные структуры, органы, ткани и их строение.

Широко применяемый метод диагностики позволяющий изучать строение органов в норме и в условиях патологии, в том числе для выявления скрытой патологии. Позволяет диагностировать болезнь, уточнить её стадию, определить место расположения и степень найденных изменений, их протяжённость. Наилучшие результаты получаются при исследовании костной системы и лёгких.

Разновидности исследования

Методы рентгеновского исследования можно условно разделить на две большие группы:
- без дополнительного контрастирования (рентген костной системы, легких,)
- с контрастированием (желудочно-кишечный тракт, бронхи, вены и др.). Естественная контрастность этих структур недостаточна и для её усиления применяют искусственное контрастирование. С этой целью в организм вводятся специальные рентгенконтрастные препараты, поглощающие излучение больше или меньше чем орган подлежащий исследованию.

Рентгенконтрастные препараты могут вводится:
- внутрь (исследование желудка, двенадцатиперстной кишки),
- в просвет сосудов, в вену или артерию (исследование состояния сосудов, исследование выделительной функции почек)
- в ткани (полости) окружающие исследуемый орган (париетография)
- непосредственно в полость органа (ретроградная цистография, бронхография и др.).

Ещё одна классификация рентгеновских исследований зависит от статичности исследования:

- рентгеноскопия, при которой не делается рентгеновский снимок, а выполняется просвечивание определённой зоны с выводом изображения на экран, глядя на который рентгенолог сразу, в реальном времени, определяет имеющиеся изменения. При этом возможно исследование двигательной функции некоторых органов (пищевода, желудка и др.), определение подвижности найденных образований при пальпации или перемене положения тела пациента. Используется реже рентгенографии, отличается повышенным уровнем лучевой нагрузки на пациента и врача.

- рентгенография, при которой выполняется снимок, который потом исследуется и может хранится, повторно изучаться. Рентгенография отличается большей разрешающей способностью и позволяет отчетливее и рельефнее увидеть исследуемые объекты.

Рентгенография лежит в основе многих частных (рентгеновская томография, флюорография) и специальных (цистография, бронхография, сальпингография и др.) методов исследования.

Также рентгеновские исследования делятся в зависимости от исследуемого органа или системы, и тут вариантов большое количество.

Плюсы и минусы метода

К преимуществам можно отнести следующие характеристики:
- метод не инвазивный,
- почти повсеместная доступность,
- легкость и быстрота выполнения;
- существование мобильных аппаратов, что позволяет обследовать пациентов в условиях приемного отделения, перевязочной, а так же находящихся в реанимации, в операционной.

Недостатки:
- рентгенограмма представляет собой плоскостное изображение трёхмерного объекта, часто необходимо делать обследование в 2-х проекциях;
- в процессе рентгенографии применяются рентгеноконтрастные средства, иногда дающие осложнения;
- ионизирующее излучение оказывает некоторое неблагоприятное воздействие на организм;

Показания и противопоказания

Противопоказаний к собственно рентгеновскому исследованию не много т.к. современные диагностические аппараты гарантируют качество при небольшой дозе излучения, сопоставимой с естественным радиационным фоном. Беременность основное противопоказание к рентгеновскому исследованию, особенно в первом триместре. В большинстве случаев противопоказания связаны с необходимостью применения контрастных препаратов для внутрисосудистого введения:

- индивидуальная непереносимость контрастного вещества,
- аллергия на препараты содержащие йод;
- некоторые болезни щитовидной железы;
- снижение почечной функции;
- тяжелые повреждения печени и почек,
- активный туберкулез,
- поражения сердечной мышцы, сердечные аритмии,
- состояния гиперкоагуляции.

Возможные осложнения

Осложнения при рентгеновском исследовании бывают редко и в основном обусловлены применением препаратов для контрастирования, особенно внутрисосудистого. Наиболее часто это аллергические реакции разной степени выраженности.

Читайте также: