Участник:Миг/Рентгеновское изображение

Рис.1,Рентгеновский снимок руки (1895 год)

Рис.2,Получение рентгеновского изображение, 19 век.

Рентгеновское изображение — изображение, образующееся на флюоресцирующем или светочувствительном материале под воздействием рентгеновского излучения, прошедшего через исследуемый объект. Первоначально выглядело, как чёрно-белое теневое изображение (проекция), так как формировалось с помощью непосредственного облучения объекта, расположенного перед экраном (лежащего на фотобумаге или плёнке), без использования таких оптических элементов, как объектив (линзы для рентгеновских лучей не были разработаны). В дальнейшем появилась возможность получения цветных рентгеновских изображений, с помощью алгоритмов перевода нескольких частных монохромных изображений, сделанных на разной длине волны, и преобразования их суммы в цветное изображение. Это преобразование проводилось вначале механически, а позже - на компьютере, с помощью разных алгоритмов, аналогично созданию цветного изображения в видимых лучах по аддитивному способу.

История

Для получения рентгеновского изображения Немецкий физик Вилхелм Конрад Рентген (1845-1923) 8 ноября 1895 года произвел и обнаружил электромагнитное излучение в диапазоне длин волн рентгеновского излучения. За это открытие он был удостоен первой Нобелевской премии в области Физики в 1901 году.. Это открытие стало началом применения рентгеновских лучей в медицине (См. Рис.1, Рис.2). Способность рентгеновских лучей проходить сквозь мягкие и костные ткани и при столкновении на свём пути с разной их плотностью и составом терять при этом часть своей лучевой энергии образовывадо на флюоресцентеом материале или фотоматериале — фотопластинке или фотоплёнке теневое рентгеновское изображение просвеченной части исследуемого тела. При этом исследуемый объект размещался между излучателем и флюоресцентным экраном или фотоматериалом (Фотоплёкой). Данный способ диагностики открыл возможность врачам взглянуть во внутрь организма и определять его состояние при здоровом образе жизни и нарушениям анатомо-физиологического состояния. Данный метод диагностики несмотря на свои недостатки широко используется и в настоящее время. Главными недостатками способа являлись:

• Повышенная доза радиации при диагностике;
• Большой расход серебра при применении фотопластин, фотоплёнок;
• Облучение врачей-рентгенологов.

С момента открытия рентгеновского излучения для рентгеноскопии применялся флюоресцентный экран, представлявший из себя в большинстве случаев лист картона с нанесенным на него слоем специального флюоресцирующего вещества.

В современных условиях применение флюоресцентного экрана не актуально в связи с его малой светимостью, что вынуждает проводить диагностику, исследования в затемненном помещении с длительной адаптацией исследователя к темноте (10-15 минут). В настоящее время рентгеновское изображение получают на базе различных методов, включающих прямые аналоговые, непрямые аналоговые и цифровые технологии. Т.е. получают:

• Аналоговые рентгеновские изображения на флюоресцентном экране и на фотоэмульстонном слое прозрачных материалов (фотопластинке, фотоплёнке);
• Цифровые рентгеновские изображения на Фотосенсорах.

Главный принцип прямого аналогового изображения, куда входят обычная рентгенография и рентгеноскопия, состоит в том, что форимруемое оптическое содержание объекта создаётся на рентгеновской плёнке или флюоресцентном экране точками, плотность — (яркость) которых отражает степень поглощения объектом квантов рентгеновского излучения. Размер этих точек зависит от физико-химических свойств рентгеновской плёнки и флюоресцентных экранов. В результате это определяет пространственное и контрастное разрешение метода. Рентгенография является надежным и испытанным методом, который совершенствовался на протяжении 100 лет. Он характеризуется быстродействием и обладает самым высоким пространственным разрешением.

Недостатки аналоговой рентгеногрфии

Техническими недостаткоми метода с применением систем экран-плёнка все отмечают низкую квантовую эффективность и малый диапазон яркости (плотности) изображения. Низкие квантовые показатели рентгеновской плёнки требуют применения больших экспозиционных доз при получении рентгенограмм, что в свою очередь ведет к повышенному радиационному облучению обследуемого субъекта. Дополнительно ограниченный диапазон яркости рентгеновской плёнки исключает возможность наблюдения на одном снимке мягких и плотных тканей и затрудняет выбор оптимальной экспозиции.

Непряме аналогове технологиии позволяют получать рентгеновские изображения, которые также первоначально создаются на флюоресцентном экране, но затем это проходят через усилитель (УРИ), где его яркость увеличивается в тысячи раз после чего они фиксируются приемной ТВ - камерой с последующим выводом на экран монитора или записывается видеомагнитофоном. Качество любого непрямого аналогового изображения, особенно его объёмное (стерео) разрешение, заметно уступает классической рентгенографии. Но однозначным преимуществом этой технологии является уменьшение дозы облучения исследуемого и возможность использования дистанционного управления при рентгеноскопии.

Цифровое рентгеновское изображение

Современный рентгеноскоп

Цифровое рентгеновское изображение в «цифровой рентгенографии» созвучно с методами, при которых оптическое изображение и в данном случае рентгеновское изображение преобразуется в цифровой сигнал. Принцип формирования цифрового изображения на всех приборах одинаков.

В связи с тем, что диапазон плотностей серого цвета намного меньше зарядовой ёмкости фотодиода, определяющий характеристики изучаемого объекта, то для детального просмотра рентгеновского изображения требуется выразить этот верхний и нижний уровни визуализации. Для этого пиксели, числовые значения которых находятся в диапазоне от верхнего до нижнего уровня, преобразуются в полутона серого, а всё что выше или ниже заданных уровней - соответственно в белый и чёрный цвета. Таким образом достигается превосходное разрешение по контрастности изучаемых структур.

Рентгеновские фотодатчики (фотосенсоры)

Оцифрованное рентгеновское изображение считаеться высокоточным, если каждая самая мелкая деталь объекта сканируется хотя-бы дважды. Отсюда понятно, что для хорошего пространственного разрешения размер (пикселя) матрицы фотосенсора цифрового рентгеновского изображения должен быть меньше или одного порядка самой мелкой из имеющих диагностическое значение исследуемых элементов. Если в обычной рентгенографии пространственное разрешение определяется в основном зернистостью фотоматериалов и экрана, в цифровой рентгенографии оно определяется размерами количеством фотодиодов — пикселей матрицы фотосенсора. Рентгеновское изображение чаще формируется на квадратной матрице фотосенсора и содержит число пикселей пропорционально двум. Матрица может состоять из 512x512, 1024x1024 (1К), 2048х2048 (2К) или 4096х4096 (4К) и т.д. пикселей.

Пространственное разрешение на практике определяется количеством пар линий, которое можно различить в 1мм (единица измерения – пар линий/мм). Для рентгеновской плёнки пространственное разрешение наибольшее - 20 пар линий/мм. Для систем экран-плёнка - 10 пар линий/мм (возрастает шум). Для устройств с усилителем рентгеновского изображения (ЭОП, РЭОП) - 1-2 пары линий/мм. В цифровом изображении пространственное разрешение в зависимости от свойств детекторов и размеров пикселя колеблется от 0,7 до 5 - 6 пар линий/мм.

Рентгеновское цифровое изображение также выводится на экран монитора. Вывод рентгеновского изображения на экран монитора решил главную из задач — когда не требует световой адаптации работающего персонала и затемненного помещения, и важное, что исключил облучения рентгенологов за счет вынесения рабочего места за пределы комнаты с рентгеновским аппаратом. И ещё, возможна дополнительная обработка рентгеновского изображения и его регистрация на видеоплёнке или памяти аппарата, передача изображения в любое место по сети интернета.

Цифровая рентгеноскпия, применив цифровую многострочную технологию сканирующего метода, позволила в сотни раз уменьшить вторичное рассеянное облучение и во столько же раз снизить интенсивность рентгеновского луча. Одновременно улучшены все прочие показатели получаемого рентгеновского изображения: диапазон яркости, контрастности и разрешение. Приоритет этого метода принадлежит русским ученым и защищён патентом.

Эта статья в данный момент редактируется. Пожалуйста, не вносите в неё никаких изменений до тех пор, пока не исчезнет это объявление. В противном случае могут возникнуть конфликты редактирования.