Рентгеновизображение, наука, FANDOM, захранвано от Wikia

Вилхелм Конрад Рентген

Фиг. 1, рентгенова снимка на ръка (1895)

Фиг. 2, рентгеново изображение, 19 век.

Рентгеново изображение- изображение, образувано върху флуоресцентно покритие или светлочувствителен материал под въздействието на рентгеново лъчение, преминало през изследвания обект. Първоначално изглеждаше като черно-бяло изображение в сянка (проекция), тъй като се формира от директно облъчване на обект, лежащ върху фотографска плака или фотохартия (или разположен пред флуоресцентен екран). Изображението е създадено без използването на традиционни оптични елементи като леща (не са разработени рентгенови лещи). В бъдеще стана възможно получаването на цветни рентгенови изображения с помощта на алгоритми за преобразуване на няколко частни монохромни изображения, направени на различни дължини на вълната, и преобразуване на тяхната сума в цветно изображение. Тази трансформация се извършва първоначално механично, а по-късно на компютър, като се използват различни алгоритми, подобно на създаването на цветно изображение във видими лъчи с помощта на адитивен метод.

Съдържание

Редактиране на историята

Повишена доза радиация по време на диагностика;
Голям разход на сребро при използване на фотоплаки, фотофилми;
Облъчване на рентгенолози.

От откриването на рентгеновото лъчение за флуороскопия се използва флуоресцентен екран, който в повечето случаи представлява лист картон, върху който е нанесен слой от специално флуоресцентно вещество.

В съвременните условия използването на флуоресцентен екран не е уместно поради ниската му осветеност, което налага диагностика,изследвания в затъмнена стая с дългосрочна адаптация на изследователя към тъмното (10-15 минути). Понастоящем рентгеновите изображения се получават въз основа на различни методи, включителнодиректни аналогови, индиректни аналогови и цифрови технологии. В крайна сметка рентгеновите изображения могат да бъдат разделени на:

Аналогови рентгенови изображениявърху флуоресцентен екран и върху фотоемулстонен слой от прозрачни материали (фотографска плака, филм);
Цифрови рентгенови изображениявърху матрици от фотосензори.

Основният принцип на директното аналогово изображение, което включва конвенционалната радиография и флуороскопия, е, че фиксирано оптично рентгеново изображение на обект се създава върху рентгенов филм или флуоресцентен екран от точки, чиято плътност (яркост) отразява степента на поглъщане на рентгеновите кванти от обекта. Размерът на тези точки зависи от физикохимичните свойства на рентгеновия филм и флуоресцентните екрани. В резултат на това това определя пространствената и контрастна разделителна способност на метода. Рентгенографията е надежден и доказан метод, усъвършенстван в продължение на сто години. Характеризира се с бързина и има най-висока обемна разделителна способност. [2]

Недостатъци на аналоговата радиография Редактиране

Техническите недостатъци на метода, използващ системи екран-филм, са ниската квантова ефективност и малък диапазон на яркост (плътност) на изображението. Ниските квантови индекси на рентгеновия филм изискват използването на големи дози на експозиция при получаване на рентгенови лъчи. Това от своя страна води до повишено облъчване на пациента. Допълнително ограниченият диапазон на яркост на рентгеновия филм елиминираспособността да се разграничават меки и плътни тъкани в една снимка, което затруднява избора на оптимална експозиция.

Редактиране на цифрово рентгеново изображение

Цифровото рентгеново изображение в "дигиталната радиография" е в съответствие с методите, при които оптично изображение, и в този случайрентгеново изображение, се преобразува в цифров сигнал. Принципът на дигитализиране на изображения, включително рентгенови изображения, е подобен на всички устройства.

Рентгенови фотосензори (фотосензори) Редактиране

Цифровата радиография в твърдо състояние включва:

Дигитална селенова радиография;
Цифрова радиография, базирана на линия от детектори;
Дигитална радиография, базирана на пълноразмерна фотосензорна матрица.

Качеството на цифровото изображение зависи от прилагането на метода на неговото формиране. Рентгенови лъчи с електронна технология за откриване, работеща в директна връзка с компютър с опция за директно откриване на рентгенови лъчи, е дигитална селенова радиография. Това е система, чиято основна част е детектор - кондензатор във формата на барабан със слой селен. Под действието на рентгеновите лъчи върху повърхността на селеновото покритие възниква електрически заряд (по принципа на разряд в отворена верига), чиято величина зависи от енергията на излъчване. С помощта на специални преобразуватели сигналът се чете и се формира цифрова матрица на изображението. Рентгенографията със селен в момента се използва само в системи за рентгенография на гръдния кош, като Thoravision (Philips).

През 1998 г. е създаден фотосензор в твърдо състояние с формат 1K, който има размер на пиксела 20 микрона (За сравнение: размерът на пиксела на матрицатафотосензорът на цифров фотоапарат варира от 4-9 микрона). Матричният детектор се състои от сцинтилационен екран, директно свързан към фотодиодната матрица чрез оптично влакно. Сцинтилационният слой на фотосензорната матрица е направен от съединения на цезиеви кристали, активирани с талий (CsI:Tl). Откриването на рентгенови фотони става поради тяхното преобразуване чрез сцинтилационно покритие във видима светлина, последвано от откриване на светлина от силициев фотодиод. Уникална характеристика на матрицата е бързото четене на информация - до 30 изображения (кадъра) в секунда, което я прави подходяща за рентгенография и флуороскопия.

Трудностите при производството на пълноформатна твърдотелна матрица с директно детектиране на рентгенови лъчи, която има необходимите характеристики за медицинска радиология, доведоха до появата на фотосензори, които работят на принципа на сканиране. В тези устройства те са подредени под формата на линийка и са броячи, които измерват интензитета на рентгеновото лъчение. Като детектори се използват силициеви фотодиоди и сцинтилатори (Gd2O2S, GdWO4). Откриването на рентгенови кванти, както и в пълноразмерна фотосензорна матрица, се осъществява чрез преобразуването им в сцинтилатора във видима светлина, последвано от откриване на светлина от силициев фотодиод.

Сканирането се извършва чрез едновременно, равномерно движение на рентгеновия излъчвател, колиматора и детектора. В този случай изследваната област се осветява от плосък ветрилообразен рентгенов лъч, движещ се върху областта на изображението.

Дигитализираното рентгеново изображение се разчита с висока точност, дори ако всеки най-малък детайл от обекта се сканира два пъти. За добра пространствена разделителна способностразмерът (пиксел) на фотосензорната матрица на цифровото рентгеново изображение трябва да бъде по-малък или с един порядък от най-малката стойност на изследваните елементи. Ако при конвенционалната радиография пространствената разделителна способност се определя от зърнистостта на фотографските материали и екрана, то при цифровата радиография тя се определя от размера, броя на фотодиодите - пикселите на фотосензорната матрица. Рентгеновото изображение често се формира върху квадратна матрица на фотосензора и съдържа брой пиксели, пропорционални на две. Една фотосензорна матрица с различни размери може да съдържа 512x512, 1024x1024 (1K), 2048x2048 (2K) или 4096x4096 (4K) и др. пиксели.

Пространствената разделителна способност на практика се определя от броя двойки линии, които могат да бъдат разграничени в 1 mm (мерната единица е броят двойки линии / mm). За рентгенов филм най-високата пространствена разделителна способност е 20 двойки линии/mm. За екранно-филмови системи - 10 двойки линии/mm (появява се шум). За апарати с усилвател на рентгенов образ (EOP, REOP) — 1-2 двойки линии/mm. При цифровото изображение пространствената разделителна способност, в зависимост от свойствата на детекторите и размера на пиксела, варира от 0,7 до 5 - 6 двойки линии/mm.

Цифровата флуороскопия, използваща метода на цифровата многоредова технология за сканиране на рентгеново изображение, направи възможно намаляването на вторичното разпръснато облъчване стотици пъти и намаляването на интензитета на рентгеновия лъч със същото количество. В същото време се подобряват всички останали показатели на полученото рентгеново изображение: диапазонът на яркост, контраст и разделителна способност. Този метод е разработен за първи път от български учени и приоритетът на този метод е защитен с патент "Устройство за регистриране и формиране на рентгенови изображения". Потупване. България № 2130623 от 21 февруари 1997 г.). [3]