Цифровая рентгенография - новая эра лучевой диагностики.
Полойко Ю. Ф.
Белорусский Государственный институт усовершенствования врачей.
Современная лучевая диагностика своим бурным техническим развитием и диагностической значимостью во многом обязана успехам компьютерной техники. Использование возможностей современных компьютеров в рентгеновской технике позволило поднять диагностические возможности метода на качественно иной уровень. Цифровая рентгенология сегодня - наиболее быстро развивающаяся отрасль не только лучевой диагностики, но и, пожалуй, медицины в целом.
К сожалению, недостаточное знание специалистами в нашей республике принципов цифровой рентгенологии, ее диагностических возможностей в какой-то мере ограничивает приобретение и рациональное использование цифровых систем в практике лучевой диагностики.
В нашем издании этому разделу современной лучевой диагностики мы отводим постоянную рубрику «Цифровая рентгенология».
Термин «цифровая рентгенография» охватывает все методы проекционной рентгенографии, при которых рентгеновское изображение получается при помощи цифровых компьютерных систем с дальнейшей его обработкой. Для этих методов характерно преобразование рентгеновского пространственного изображения, поступившего на детектор, в ряд цифровых параметров, которые с помощью компьютерных цифровых систем быстро реконструируются в визуальное изображение на экране монитора.
(опубликовано 13.10.2009)
Преимуществом цифровой рентгенографии является возможность разделения процессов получения изображения на отдельные этапы, которые по отдельности могут быть оптимизированы.
К ним относятся: ·детекция пространственного изображения; ·обработка изображения; ·запись изображения; ·представление изображения и просмотр; ·архивация.
Напротив, при традиционной рентгенографии пленка является одновременно детектором изображения, носителем изображения (памятью) и фактическим материалом архивирования.
Поскольку человек не способен воспринимать пространственное рентгеновское изображение, его следует трансформировать в такую форму, которая поддается наблюдению и анализу. В медицинской рентгенографии, за исключением методики прямого экспонирования, для перевода пространственного изображения в более приемлемую форму, используются люминофоры. Люминесцентные усиливающие экраны трансформируют рентгеновскую энергию пространственного изображения в световую, которая и экспонирует светочувствительную рентгеновскую пленку, образуя в ней скрытое изображение. При этом изменение яркости свечения экрана в различных участках носит непрерывный характер и пропорционально интенсивности рентгеновской энергии, падающей на него. Эта пропорциональность эмитируемого экраном света отражается и на степени экспонирования пленки, почернение которой также пропорционально ее экспонированию эмитируемым светом. Такая система называется аналоговой, поскольку фиксация и воспроизведение изображения происходят под воздействием непрерывного изменяющегося сигнала. В конечной фазе световой сигнал от флюоресцирующего экрана «записывается» на пленке, содержащей галоидное серебро, в виде непрерывной шкалы оттенков серого. В итоге создается способное к хранению и передаче изображение, содержащее информацию о пространственном изображении и модулированное характеристиками контрастности, резкости и шума системы экран-пленка.
Цифровые системы визуализации отличаются от экранно-пленочной техники тем, что в них используются другие способы трансформации рентгеновской энергии пространственного изображения. Цифровые изображения формируются либо с помощью электронно-оптических преобразователей (ЭОП), которые создают аналоговый видео сигнал, в дальнейшем с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) преобразуемый в цифровой сигнал, либо при использовании датчиков, чувствительных к рентгеновским фотонам и непосредственно формирующих цифровое изображение (прямая цифровая рентгенография).
Матрица видимого изображения складывается из отдельных мельчайших элементов - пикселов (сокращение от picture element). Каждый пиксел имеет в матрице свои пространственные координаты (ряд и колонку), аналогичные расположенному в теле пациента соответствующего ему элементарному объему, который называется вокселом (volume element). Таким образом, пациент состоит из вокселов, а цифровое изображение - из пикселов. Каждый пиксел имеет цифровое значение, обусловленное специфическим для каждого метода визуализации параметром. Так, в цифровой рентгенографии пиксел изображения отражает плотность рентгеновского фотонного потока в пространственном изображении, чему соответствует интенсивность оттенков серого цвета в наблюдаемом на экране монитора изображении. На ультразвуковой эхограмме пикселу соответствует интенсивность отраженного звукового сигнала, воспринимаемого датчиком. В магнитно-резонансной томографии пиксел несет информацию об интенсивности радиочастотного сигнала, принимаемого катушкой.
Подобные системы называются цифровыми, или дигитальными, поскольку в них информация о параметрах изображения выражается в цифровой двоичной системе (битах). Бит имеет только два значения - ноль и единица, что отражает наличие электрического сигнала в системе только в двух состояниях: «есть-нет», или двух состояний напряжения: «высокое-низкое». Подобный принцип носит название бинарного или цифрового. Поскольку цифровые сигналы имеют бинарный характер, то есть состоят из отдельных или дискретных энергетических состояний, их называют прерывными (дискретными) в отличие от аналоговых (непрерывных) сигналов.
В традиционном (аналоговом) рентгеновском изображении пространственное разрешение определяется зерном люминофора и рентгеновской пленки, в то время как в цифровом изображении - величиной отдельного пикселя, что зависит от размеров детектора матрицы изображения. При DSA (цифровой субтракционной ангиографии) используется матрица изображения 512х512 или 1024х1024 точек (пикселей). При этом не достигается пространственное разрешение присущее традиционной рентгенограмме. При прямой цифровой рентгенографии в настоящее время возможно использование матрицы 2048х2048, что уже превышает уровень пространственного разрешения обычных систем экран-пленка.
Для изображения слабоконтрастных объектов решающим фактором является разрешающая способность по контрастности, которая определяется числом битов на пиксель («глубина изображения»). Высокоразрешающие системы для цифровой рентгеноскопии требуют 10 бит, что соответствует 1024 градациям серого. Современные системы цифровой рентгенографии работают с 12 или даже 14 битами (соответственно - 4096 и 16384 градаций серого), что лучше, чем в аналоговых (традиционных) системах.
Благодаря повышенной чувствительности детекторов изображения систем цифровой рентгенографии к квантам рентгеновских лучей улучшается не только качество изображения, но и, что особенно важно, появляется возможность значительного (до десятков раз) снижения лучевой нагрузки во время исследования.
Возможность последующей обработки цифровых изображений - основное преимущество всех цифровых систем. С помощью электронной обработки можно качественно оптимизировать изображение. Изменяя контрастность, яркость, подчеркивание контуров деталей изображения, используя различные фильтры для устранения шумов и помех, возможно улучшение визуализации различных структур и тканей. Ошибки при экспонировании в значительной мере уменьшаются, поскольку почти все результаты экспонирования могут быть исправлены последующей обработкой изображения. Таким образом, обработка изображений - это приведение изображения к виду, в максимальной степени облегчающему его анализ врачом.
При необходимости цифровое изображение в виде электронных данных можно постоянно или временно сохранять на магнитных или оптических дисках, передавать по электронным цепям, используя компьютерные сети. Подобная компьютерная система хранения и обработки изображений носит сокращенное название PACS (Picture Archiving and Communication System, т.е. система передачи и хранения изображений). Появление цифровых систем изображения предоставляет новые возможности управления изображениями и информацией. Например, значительно облегчается, по сравнению с традиционными архивами рентгенограмм, хранение и извлечение диагностических изображений из электронного архива (на оптических дисках). Один и тот же снимок может одновременно просматриваться в различных отделениях больницы, значительно облегчается консультирование снимков. Цифровые системы позволяют также передавать изображения на дальние расстояния, в частности из удаленных медицинских учреждений первичного звена в центральные.
Кроме того, во всех электронных системах используются и преимущества пленочных носителей изображения для архивации и передачи изображений. Цифровые изображения могут записываться на фотопленку с помощью лазерных печатающих устройств (принтеров).
Источник: www.nld.by
Модернизация здравоохранения - программа на 2011-2012 года, которую должны пройти все медицинские учреждения. Модернизация нужна не только для отчетности, но и прежде всего самим больницам, т. к. современный мир требует все более быстрого реагирования и более сложного лечения пациентов. Современное оборудование позволяет уже на ранних стадиях определить тяжелую болезнь и своевременно начать лечение.
Рентгенорадиология
