Фотографическая характеристика современных рентгеновских пленок в обеспечении радиационной безопасности при высоком качестве рентгеновского изображения

Михайлов А.Н., Абельская И.С.,
Малевич Э.Е., Черненко А.Н.

ГУО «Белорусская медицинская академия последипломного образования», ГУ «Республиканская больница» Управления делами Президента Республики Беларусь, ГУ «Республиканский клинический госпиталь инвалидов ВОВ им. П.М. Машерова»

Во всех лечебно-профилактических учреждениях (ЛПУ) рентгенологические методы диагностики являются ведущими. Задача врача-рентгенолога и рентгенлаборанта максимально снизить дозу облучения пациента без потери качества изображения органов и систем организма [1,3,4].

Качество рентгеновского изображения зависит от многих факторов, а именно: от физико-технических параметров съемки (кВ, мА, с) фильтрации, фокусировки, расстояния "фокус-пациент-пленка", свойств объекта, рентгенографического шума, воспринимающего устройства (комбинация ЭУ-РП), химической обработки пленки (время, температура, химический состав) и других факторов, находящихся в цепочке визуализации [2,5,6,8].

Основным клиническим требованием, предъявляемым к рентгеновскому изображению, является его информатив-ность. Она оценивается объемом полезной информации, разрешающей способностью (пространственным разреше-нием). К физическим параметрам изображения относятся контрастность, резкость, шум, соотношение сигнал/шум и другие качественные характеристики [1,7,10].

Основными же характеристиками рентгеновской пленки являются почернение пленки, контрастность и чувствительность, позволяющие объективно оценить ее качество и свойство [1,9].

Почернение пленки обычно характеризуют оптической плотностью S, которая описывается формулой:

S = lg(L0/L),

где L0 и L - интенсивности светового пучка соответственно до и после про­хождения через фотопленку. Можно показать, что соотношение между оптической плотностью S и поглощенной дозой D в фотопленке есть

S = Smax [1-exp(-kD)],

где Smax - максимально возмож­ная плотность почернения плен­ки, зависящая от количества зе­рен бромистого серебра на еди­ницу площади и эффективности их сенсибилизации; k - коэффи­циент рентгеновского контраста, обычно находящийся в интервале от 2 до 3,5.


Рис. Характеристическая кривая фотопленки:

j -инерция, L — широта. ВС - область недостаточных экспозиций; СЕ — область нормальных экспозиций; EF - область избыточных экспозиций; FG - об­ласть соляризации.

Реальная зависимость оп­тической плотности от экспози­ции (дозы), называемая обычно характеристической кривой, приведена на рисунке, где доза по оси абсцисс отложена в логарифмическом мас­штабе. Не экспонированная, но проявленная и зафиксированная фотопленка будет иметь некоторую плотность почернения So, которая называется вуалью. Область FG на графике соответствует проявлению эффекта соляризации, приводящем к снижению плотности почернения при увеличении экспозиции. Область нормальных экспозиций СЕ описывается прямолинейным участком характеристической кривой, длина которого по оси абсцисс L называется фотографической широтой фотопленки.

Отсюда ясно, что пленку надо экспонировать так, чтобы ее плотность почернения находилась в пределах области нормальных экспозиций. Высококонтрастные пленки с большими значениями контраста k имеют узкую широту, а слабоконтрастные пленки – большую широту. Во многих случаях трудно определить необходимую экспозицию исходя только из комплекции пациента, и это является одним из существен­ных недостатков фотопленочной (т.е. аналоговой) рентгенографии.

Второй основной характеристикой рентгенографи-ческого изображения является контрастность, то есть визуально воспринимаемая разность плотностей почернения в изображении органа или ткани организма. Для различных видов исследований и в целях удовлетворения индивидуальных особенностей пациента рентгеновские пленки выпускаются разной контрастности.

Нередко в практической работе используют рентгеновскую пленку с контрастностью G = 3-3,5. Этот коэффициент контрастности показывает, во сколько раз данная пленка усиливает естественную контрастность исследуемого объекта.

С увеличением контрастности пленки создается возможность использовать более жесткое излучение без снижения контрастности изображения, что существенно расширяет возможности получения высокоинформативных снимков пояснично-крестцового отдела позвоночника, костей таза, черепа, бедер, костей голени и т.п. При определении напряжения на трубке следует учитывать и коэффициент контрастности рентгеновской пленки.

В практической работе при изменении коэффициента контрастности рентгенографической пленки новое значение анодного напряжения может быть определено по формуле:

U1 = U2 (G1/G2),

где U1 – искомое напряжение; U2 – исходное напряжение; G1 – новый коэффициент контрастности пленки; G2 - исходный коэффициент контрастности пленки.

Третьей основной характеристикой рентгеновской пленки является ее радиационная чувствительность, характеризующаяся дозой излучения, вызывающей стандартное почернение. Эмульсия рентгенографических пленок сохраняет чувствительность к широкому спектру излучения. Для достижения максимального значения чувствительности пленки необходимо соответствие спектральной чувствительности пленки спектральной области излучения экрана.

Чувствительность рентгеновской фотопленки зависит от размеров и концентрации зерен бромистого серебра, толщины эмульсионного слоя, эффективности поглощения, т.е. энергии, рентгеновского излучения и техноло­гии проявления фотопленки. За исключением квантов самых низких энергий, уровень поглощения излучения фотопленкой очень мал, и для се нормальной экспозиции требуется достаточно высокая доза облучения фотопленки и, сле­довательно, тела пациента. Разрешающая способность пленки, от которой за­висит пространственное разрешение рентгеновского изображения, ограниче­на радиусом взаимодействия вторичных электронов, генерируемых внутри эмульсии.

Качество рентгеновского изображения характеризует разрешающая способность рентгеновской пленки, которая выражается числом раздельно воспринимаемых параллельных линий (штрихов) на 1 см или 1 мм. Разрешающая способность современной рентгеновской пленки достигает 20 ЛП/мм, при комбинации ее с усиливающим экраном – 10-12 ЛП/мм. Объем информации на рентгеновском снимке находится в прямой зависимости от разрешающей способности, а именно: объем информации пропорционален квадрату разрешающей способности. При повышении разрешающей способности в 2 раза информативность изображения увеличивается в 4 раза.

Объем получаемой информации зависит и от формата изображения. Он прямо пропорционален размеру входного экрана и связан с количеством элементарных ячеек (площадок) зависимостью: n = s х r2, где s – площадь входного экрана в см2, r2 - разрешающая способность на уровне входного экрана в ЛП/см.

Объем информации выражается в двоичных единицах (binary digest),или в битах. Если при флюорографии на 70 мм пленке объем информации на один кадр составляет 3,7 млн бит, то при флюорографии на 100 мм пленке - 4,4 млн бит, а при рентгенографии на 35 см пленке – 9,3 млн бит. Если же проводится рентгенография с прямым увеличением в 2 раза на пленке размером 35Х35 см, то объем информации возрастает до 13,8 млн бит.

Таким образом, из изложенного выше видно, что качество рентгеновского изображения зависит от многих факторов. Вместе с тем все факторы, влияющие на информативность снимка, взаимосвязаны. Выбор факторов, определяющих качество изображения, должен носить компромиссный характер.

В медицинские учреждения нашей республики поступают рентгеновские светочувствительные материалы из многих стран Европы. Как известно, рентгеновская пленка на рынке есть двух основных типов. Чувствительная к синей или зеленой части спектра. Последняя обладает большей чувствительностью, но разница составляет примерно 20-25%. Однако попытки перехода на зеленую пленку часто бывают неудачными. Работа на зеленой пленке требует соответствующих экранов. Новый комплекс "экран-пленка" по сравнению используемыми в рентгеновском кабинете много лет старыми экранами часто приводит к тому, что экспозиционные условия различаются в несколько раз. Последующая фотообработка в процессорах выявляет излишне темное изображение, а при ручной обработке проявление прерывается раньше стандартного времени. Рентгенограмма имеет серый вид без проработки и без выявления деталей. Отсутствие знаний и у врачей и рентгенолаборантов по технологии оценки качества рентгенограммы и отработки режимов добавляет трудностей.

На наш взгляд, чувствительность рентгеновской пленки имеет не главное значение, тем более что разница относительно небольшая. Очень важным является наклон характеристической кривой, который в числовом выражении известен как средний градиент. Чем круче характеристическая кривая, тем контрастнее светочувствительный материал и имеет меньшую фотографическую широту. У разных производителей величина среднего градиента различная, что может отвечать тем или иным потребностям рентгенолога.

В фотографии принято, что изображение должно иметь семь степеней почернения – от почти черного до почти белого. Контрастные фотоматериалы не способны передать эту гамму. Имеются данные, что контрастные материалы способны передать только 40% деталей по сравнению с пленкой имеющей большую фотографическую широту и пологую характеристическую кривую. С другой стороны, чем круче характеристическая кривая, тем уже экспозиционный интервал в прямолинейной ее части и тем сложнее выбрать лучевые параметры для рентгенографии. Контрастные материалы часто экспонируются в верхней части кривой (область передержек), пленка недопроявляется и за счет большого значения среднего градиента возникает иллюзия приемлемого качества изображения и остается неосознанным неполное отображение патологического процесса. Реальным следствием этого является пропуск туберкулеза легких, который составляет от 16 до 28% случаев [6].

Табл.

Характеристика рентгеновской пленки СЕА


п/п

Тип пленки

Назначение

1.

CEA RI
с односторонним покрытием эмульсией

Для лазерных принтеров с инфракрасными диодами (820 нм) в РКТ, МРТ, ДСА, УЗИ и др.

2.

CEA RK
с односторонним покрытием эмульсией

Для лазерных принтеров с инфракрасными диодами (670 нм) в РКТ, МРТ, ДСА, УЗИ и др.

3.

CEA RH
с односторонним покрытием эмульсией

Для гелио-неоновых лазерных принтеров в РКТ, МРТ, ДСА, УЗИ и др.

4.

CEA FF с односторонним покрытием эмульсией, ортохроматическая,
обладает высокой чувствительностью. Имеет оптимальную контрастность и фотографическую широту.

Для снимков органов грудной полости. Может быть использована для камер как с синими, так и с зелеными флюоресцирующими экранами

5.

CEA MRB
с односторонним нанесенным покрытием эмульсий. Имеет высокое разрешение.

Для снимков конечностей, а также для всех устройств получения видиоиз ображений, включая РКТ, МРТ, УЗИ, ДСА и др.

6.

CEA OGA
c двухслойным покрытием. Имеет высокое разрешение и обеспечивает высокое качество изображений.

Высококонтрастная пленка,предназначена для использования с зелено-эмитирующими экранами при всех видах рентгенографий

7.

CEA OGХ со слоем кристаллической эмульсии, обладает высокой чувствительностью. Обеспечивает получение снимков высокого качества при низкой дозе облучения пациентов.


Для использования в общей рентгенологиии с зелеными усиливающими экранами

8.

CEA RP NEW
с двухслойным покрытием,
обладает высокой чувствительностью и обеспечивает высокое качество изображений

Для использования в общей рентгенологиии и ангиографии с редко земельными усиливающими экранами и другими любыми голубыми и UV излучающими экранами

9.

CEA DENT DB
CEA DENT DG
CEA DENT DGL
дентальные панорамные и цефалометрические пленки

Для использования в стоматологии при внеротовой съемке

10.

CEA D1 – дентальная внутриротовая пленка. Класс чувствительности Е. Обладает высокой чуствительностью и резко снижает лучевую нагрузку на пациента.

Для прямой дентальной рентгенографии на всех известных дентальных рентгеновских установках.

Нами на протяжении 3 лет в рентгеновских кабинетах Республиканской больницы и Республиканского госпиталя ИВОВ используется рентгеновская пленка и химреактивы производства CEA (Швеция). Всего произведено более 25 тыс снимков, в т.ч. легких – 9800, пищевода, желудка и кишечника – 1760, мочевыводящих путей – 410, костно-суставного аппарата – 6050 и зубов – 6980.

Снимки производились на следующих рентгеновских пленках: CEA MRB, CEA OGA, CEA OGХ, CEA RP New, CEA DENT DB, DG , DGL и CEA D1 (таблица). Содержание серебра в пленках общего назначения было от 3,7 до 3,8 г/м2 , в дентальных пленках
– 20,9 г/м2.

Тщательное изучение рентгеновских снимков различных органов показало, что высокое содержание металлического серебра в эмульсии рентгеновской пленки существенно повышает информативность изображения и позволяет работать при более жестком излучении, что в свою очередь снижает лучевую нагрузку на пациента. Слой специальной криталлической эмульсии минимизирует эффект "Кроссовер" и обеспечивает рентгенографию с исключительно хорошей четкостью изображения. Такие пленки как CEA OGA, CEA OGX, CEA FF, CEA RP NEW и др. обладают высокой чувствительностью, что дополнительно снижает облучение больного почти в 1,5 раза, а высокая разрешающая способность позволяет своевременно диагностировать начальные формы заболеваний.

Что касается дентальной пленки, то нами изучена как внутриротовая, так и внеротовая. К первой группе относятся технологии: окклюзионная, интерпроксимальная, периапикальная и длиннофокусная. Они отличаются друг от друга геометрией системы излучатель – зубы – фотопленка. Не останавливаясь на их специфических особенностях, отметим только, что более 80% всех рентгеновских стоматологических исследований проводилось по методике периапикальной рентгенографии.

Внутриротовая рентгенография предназначена для визуализации состояния зубо-альвеолярной структуры челюстей. При этом требуется максимально точное воспроизведение на изображении реальных форм и размеров этой структуры с целью повышения точности планирования лечения и протезирования зубов. Данному требованию в наибольшей степени отвечает технология длиннофокусной рентгенографии и в несколько меньшей степени – периапикальная визуализация.

Внеротовые (экстраоральные) рентгенограммы позволяют оценивать состояние собственно верхней и нижней челюстей, височно-нижнечелюстных суставов, лицевых костей черепа, т.е. тех структур, которые не визуализируются вообще или отображаются лишь частично на внутриротовых снимках. На внеротовых снимках изображение зубов и окружающих тканей получается менее детальным, и поэтому экстраоральная рентгенография используется лишь в тех случаях, когда выполнение внутриротовых рентгенограмм становится невозможным или затруднительным (повышенный рвотный рефлекс и т.п.). Как правило внеротовая рентгеновизуализация производится с помощью детекторных систем "усиливающий экран – фотопленка", благодаря чему лучевая нагрузка ниже, чем при внутриротовых исследованиях.

Наиболее применяемые технологии экстраоральной рентгенографии: конвенциальная съемка в различных проекциях; томография (послойная визуализация) в различных проекциях с углами качания рентгеновской трубки 30º,45º и 60º; зонография – послойное исследование с углом качания 8º и толщиной среза 1,5 – 2,0 см, что позволяет снизить количество снимков и лучевую нагрузку без потери информативности; панорамная томография (ортопантомо-графия). Наиболее часто по сравнению с остальными применялась последняя технология, позволяющая отобразить всю зубочелюстную систему как единый комплекс практически без угловых искажений.

Изучение дентальных рентгеновских изображений показало, что CEA DENT и CEA D1 являются высококонтрастными и высокочувствительными пленками с очень низким уровнем вуали, могут обрабатываться как вручную, так и на стандартной проявочной машине с высоким качеством визуализации зубочелюстной системы.

Итак, многолетний опыт работы в многопрофильном лечебном учреждении показал, что от качества рентгенодиагностики зависит успех лечения больного. В свою очередь качество рентгеновского снимка находится в прямой зависимости от сенситометрических параметров рентгеновской пленки. Длительное применение рентгеновских пленок производства фирмы CEA AB (Швеция) в многопрофильном лечебном учреждении показало, что вся рентгеновская пленка CEA:

  1. Отличается широким и универсальным использованием в обычной и специализированной рентгеновской диагностике.

  2. Обеспечивает высокое качество рентгеновских изображений при всех видах съемки и в особенности визуализацию легочной ткани.

  3. Высокая чувствительность пленки при высокой контрастности ее снижает значительно лучевую нагрузку на пациента без потери качества изображения.

  4. Рентгеновская пленка фирмы CEA AB (Швеция) отвечает самым высоким Европейским требованиям и рекомендуется для применения как в общесоматических, так и в специализированных лечебно-профилактических учреждениях Респулики Беларусь.

Литература:

  1. Михайлов А.Н. Средства и методы современной рентгенографии: Практ. Рук. –Мн.: Бел.наука,2000. – 242с.

  2. Михайлов А.Н. Рентгенологическая энциклопедия. – Мн.: Бел.наука,2004. – 591с.

  3. Михайлов А.Н., Абельская И.С. Качественные диагностические критерии и рекомендуемые технические параметры при рентгенографии скелета и внутренних органов//Медицина. –2005.-№2. –С.33-36.

  4. Михайлов А.Н., Абельская И.С.,Малевич Э.Е. Лучевая диагностика: настоящее и будущее //Медицина. –2004.-№1. –С.4-6.

  5. Михайлов А.Н., Абельская И.С., Малевич Э.Е. Обеспечение качества рентгенографического изображения при наименьшем радиационном риске //Медицинские новости. – 2005г. - №12. - С.28-31.

  6. Семенов В.М. Приемники рентгеновского изображения с точки зрения рентгенолога // Невский радиологический форум: Материалы международного конгресса. –СПб,2005. – С.426-428.

  7. Ewen K. Moderne Bildgebung: - Stuttgart, New York, 1985. – 268s.

  8. Moller T.B., Reif E. Taschenatlas Einstelltechnik.- Stuttgart, New York, 2004. -334s.

  9. Radiation Exposure and Image Quality in X-Ray Diagnostik Radiology / H.Aichinger, J.Dierker, S. Joite-Barfus, M.Säbel/ - Springer-Verlag Berlin Heidelberg,2004.-212 p.

  10. Schröder U.G., Schroder B.S. Strahlenschutzkurs für Madiziner. – Georg Thime Verlag KG Stuttgart/ New York, 2005. -161 s.

Рекомендуем к просомтру

www.kievoncology.com благодарны автору и издательству, которые способствует образованию медицинских работников. При нарушении авторских прав, сообщите нам и мы незамедлительно удалим материалы.