Возможности машинной обработки рентгенограмм и современных систем экран-пленка в улучшении качества изображений и снижении лучевой нагрузки.

Карпелёв Г. М., Пицко А. Ф.

БелНИИ экологической и профессиональной патологии, г. Могилев.

Современная медицина располагает широкими возможностями в сфере создания и обработки диагностических изображений. Именно эта отрасль развивается наиболее интенсивно в последние годы. Внедрение новых технологий в сферу медицинской визуализации имеет своей целью решение следующих задач:
1. Улучшение качества изображений.
2. Обеспечение радиационной безопасности пациентов и медперсонала.
3. Развитие новых методов диагностических и лечебных интервенций, производящихся под рентгеновским контролем.

Учитывая, что значительная часть населения нашей республики пострадала от аварии на ЧАЭС и продолжает пребывать в условиях воздействия низких доз ионизирующей радиации, а также достаточно высокую значимость диагностического рентгеновского излучения в формировании коллективной дозы вопросам радиационной безопасности при проведении рентгенографии должно быть уделено особое внимание.

Данная проблема волнует специалистов не только в Беларуси, но и в странах с более благополучной радиоэкологической и экономической обстановкой. В Швеции, при анализе эффектов, вызванных ионизирующим излучением, применявшимся в диагностических и терапевтических целях, с высокой достоверностью была доказана связь между полученной дозой на щитовидную железу и заболеванием папиллярной карциномой. В Польше, при анализе работы диагностических рентгеновских установок было выявлено, что доза, полученная пациентами в различных рентгеновских отделениях при проведении рентгенографии иногда вдвое и более превышала нормативные величины и составляла от 0,14 до 72,11 mGy для одного и того же исследования. В Швейцарии, при анализе лучевой нагрузки на пациентов при проведении компьютерной томографии были получены значения экспозиционной дозы от 1 до 36 mGy.

Проблема снижения дозы при проведении рентгенодиагностических исследований сложна и связана прежде всего с качеством и техническим состоянием использующейся аппаратуры и приспособлений. Так, совершенствование рентгенустановок, плёнок, усиливающих экранов, использование ЭОП в ряде случаев позволяет снизить экспозицию на 90 %. Использование фильтров из Cu, Ti, W и Аu, вместо стандартных алюминиевых, способно уменьшить поглощённую дозу у пациента на 10-25%.

Поглощённая доза может быть значительно уменьшена при использовании в конструкции усиливающих экранов редкоземельных люминофоров, а также за счёт оптимизации конструкции отсеивающих решёток, и т. д.
Отмечая главенствующую роль цифровой технологии в развитии рентгеновского метода, всё же необходимо отметить, что большинству медицинских учреждений подобные аппараты недоступны из-за высокой стоимости.

Мы хотим поделиться опытом использования менее затратных аппаратных и технологических новшеств — машинной обработки рентгенограмм и современных систем экран-плёнка, оценить их вклад в улучшение качества изображений, оптимизацию режимов рентгенологических исследований, снижение дозовой нагрузки на пациентов, экономию времени и материальных средств.

С сентября 1997 года рентгенкабинет клиники Бел НИИ ЭПП перешёл на машинную обработку рентгенограмм с использованием проявочной машины KODAK X-OMAT М35 производительностью 88 рентгенограмм в час. За период работы выполнено около 3000 рентгенограмм. Машина обеспечивает стандартизированный процесс обработки рентгенограмм за счёт оптимизации температурного и временного режимов, использования стандартных концентрированных химреактивов.

Машинная обработка плёнки позволила:
1. Получать стабильно качественные рентгеновские изображения за счёт оптимального процесса проявления.
2. Уменьшить время фотообработки рентгенограмм (весь цикл обработки плёнки формата 35?43 занимает около 150 сек.).
3. Практически исключить контакт персонала с высокоактивными химическими реактивами, благодаря закрытому процессу обработки и герметичности системы.
4. Предотвратить потери серебра в фиксажном растворе.
5. Улучшить эргономичность и эстетичность работы в рентгенлаборатории.

Мы провели клинические испытания рентгенологических систем KODAK-INSIGHT, а с начала 1998 года перешли на их рутинное использование.

Системы INSIGHT представляют собой специализированные кассеты с усиливающими экранами и рентгеновской плёнкой. В конструктивном плане INSIGHT THORACIC относится к категории ассиметричных систем, что обусловлено нанесением на переднюю и заднюю стороны плёнки фотоэмульсии с различными свойствами. Под эмульсионным слоем нанесён специальный антикроссоверный слой, препятствующий воздействию света от переднего экрана на задний слой эмульсии и наоборот. В результате изолированного воздействия свечения переднего и заднего экранов на передний и задний слои эмульсии соответственно, на различных поверхностях плёнки формируются два независимых изображения. Изображение легочных полей фиксируется на передней стороне плёнки, а изображение средостенных, ретрокардиальных и ретродиафрагмальных структур на задней.

Механизм формирования изображений при использовании обычных систем и INSIGHT демонстрируют схемы на Рис. 1 и Рис. 2 соответственно.

Испытания показали, что комплексное использование машинной обработки и систем KODAK-INSIGHT позволяет добиваться высококачественного изображения. Использование машинной обработки рентгенограмм как в отдельности, так и в сочетании с системами INSIGHT позволили в значительной степени оптимизировать режимы работы рентгенаппарата и снизить количественные значения основных дозообразующих факторов. Ниже мы приводим Таблицу и Рис. 3, где представлены основные экспозиционные режимы при некоторых видах рентгенографии с использованием традиционных и специализированных комбинаций плёнка-экран при ручной и машинной обработке рентгенограмм.

Таблица. Основные экспозиционные режимы при некоторых видах рентгенографии с использованием традиционных и специализированных комбинаций плёнка-экран при ручной и машинной обработке рентгенограмм.
 

Объект  исследования	Ручная обработка рентгенограмм, обычные системы экран-плёнка		Машинная обработка рентгенограмм, обычные системы экран-плёнка		Машинная обработка рентгенограмм, системы KODAK-INSIGHT
	KV	mAs	KV	mAs	KV	mAs
Грудная клетка, взрослые	60	25	60	20	120	1,6
Грудная клетка, дети	50	20	50	16	90	1,3
Экскреторная урография,  взрослые	75	250	75	125	70	40
Экскреторная урография,  дети	70	25	70	20	70	16
Придаточные пазухи носа	70	125	70	100	70	40
Позвоночник, шейный отдел, прямая проекция	65	80	65	63	60	32
Позвоночник, грудной отдел, прямая проекция	75	160	75	100	70	40
Позвоночник, поясничный отдел, прямая проекция	75	250	75	125	70	40
Коленный сустав	55	25	55	20	45	13

Как видно из приведенной Таблицы и Рис. 3, основные изменения коснулись значений экспозиции (mAs). При некоторых видах исследований уменьшение экспозиционных параметров произошло в 10 и более раз.
 

Рис. 3. Зависимость значений экспозиции от способов фотообработки рентгенограмм и систем пленка-экран: I - ручная обработка рентгенограмм, обычные системы экран-плёнка,  II - машинная обработка рентгенограмм, обычные системы экран-плёнка, III - машинная обработка рентгенограмм, системы Kodak-Insight.

Значение напряжения на трубке в большинстве случаев оставалось прежним. Напряжение повысилось при обзорной рентгенографии органов грудной клетки при использовании системы INSIGHT THORACIC.

Как известно при увеличении напряжения на трубке происходит сдвиг максимума интенсивности спектра рентгенизлучения в сторону коротких волн, что позволяет увеличить его проникающую способность (т.н. «дозу за объектом») при тех же показателях силы тока. Это повышает разрешающую способность исследования и снижает лучевую нагрузку на пациентов. Кроме того, качество изображения улучшается за счёт увеличения контрастности и снижения экспозиции, а следовательно, и динамической нерезкости. Подобные результаты мы получили в наших исследованиях. Необходимо отметить, что подобные режимы требуют применения отсеивающей решётки с эффективностью не менее 1:10.

Выводы:

1. Применение машинной фотообработки рентгенограмм и современных систем экран-плёнка позволяет получать рентгеновские изображения улучшенного качества.
2. Снижение экспозиционных параметров при исследованиях с использованием машинной обработки рентгенограмм и систем INSIGHT составило от 1,5 до 15 раз.

Литература:

1. Homer К. Radiation protection in dental radiology.-British Jornal of radiology.67(803):1041-9,1994,Nov.
2. Hallquist A. Harden 1. Degermann A. Wingren С. Boquist E. Medical diagnostic and therapeutic ionizing radiation and the risk for thyroid cancer: a case-control study.-European Jornal of Cancer Prevention. 3(3):259— 67,1994May.
3. Jancowski J.Staniszewska M. Analiza diagnostycznych aparatow rtg w Polsce pod katem narazenia pacientow па promieniowaniejonizujace.— Medycyna pracy.46(2): 155-60,1995.
4. Mini RL. Vock P. Mury К. Schneeberger pp. Radiation exposure of patient who undergo CT of the trunc.-Radiology.195(2):557-62,1995,May.
5. Sanborg M. Carisson GA. Shaping X-ray spectra with filters in X-ray di-agnostics'-Medical & Biological Engineering & Computing.32(4):3S4-90,1994, Jul.
6. Shimizu Т. Yamamoto К. Ogura Y. Aratake К. Nakata Y. Saika Y. Yagami A. Ashina К. Sueyoshi К. Narabayashi 1. Clinical evaluation of assimmetric film-screen system for thoracic lesions.-Nippon Acta Radiologica. 54(6):465— 70,1994, May 25.