ГЛАВА II. ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТЕЛЕРЕНТГЕНОГРАФИИ
Цефалометрия (гр. cephale — голова + metreo — измерять) — часть антропометрии, один из основных методов исследования в антропологии и медицине, в частности — в стоматологии, заключающийся в различных измерениях головы человека. Метод измерений, проводимых на рентгенограммах, называется рентгенограмметрией. Методика измерения на рентгенограммах головы называется рентгеноцефалометрией. Анализ рентгенограмм головы, построенный на арифметических и геометрических измерениях, именуют рентгеноцефалометрией или рентгеноцефалометрическим анализом.
Рентгенография позволила изучить лицевой скелет и его взаимоотношения с покрывающими его мягкими тканями у живого человека. Данные исследования получили название рентгеноцефалометрии. Их впервые осуществил Pacini в 1922 г. Автор предложил проводить съемку с расстояния 2 м, максимально приближая рентгеновскую пленку к снимаемому объекту. Так как рентгеновская трубка аппарата была отведена от снимаемого объекта на значительное расстояние, метод получил название “телерентгенографии”
Несмотря на то, что отображение объекта на пленке приближалось к реальному, имелись пространственные и проекционные размерные искажения, связанные, во-первых, с коническим распространением пучка непараллельных рентгеновских лучей, во-вторых, с различным расстоянием одноименных отделов правой и левой сторон головы от пленки.
В 1931 В. Broadbent в США и H.Hofrath в Германии одновременно и независимо друг от друга предложили стандартизированную методику получения боковых снимков головы с использованием рентгеновского аппарата и штатива для фиксации головы, названного цефалостатом.
Для получения снимка головы в боковой проекции необходимо следующее оборудование: 1) рентгеновский аппарат; 2) система восприятия изображения и 3) цефалостат (головодержатель).
РЕНТГЕНОВСКИЙ АППАРАТ содержит рентгеновскую трубку, повышающий и понижающий напряжение трансформаторы, фильтры, коллиматоры, и систему хладагентов. Вакуумная рентгеновская трубка служит как источник рентгеновского излучения. При этом рентгеновское излучение генерируют три её основных элемента: катод, анод, и источник электроэнергии. Катод представляет собой вольфрамовую нить, окруженную молибденом. Нить вольфрама служит источником электронов (рис. 2).
Разность потенциалов между катодом и анодом усиливает электронное затемнение, формирующее, в свою очередь, электронные лучи. Последние «бомбардируют» маленькую цель на аноде — фокальное пятно, вследствие чего появляются рентгеновское излучение. Тем не менее, лишь 1% электронной кинетической энергии идет на образование фотонов рентгеновского излучения. Остальная энергия переходит в тепловую. Поэтому анод аппарата
имеет медную оболочку, гасящую скорость электронов и отводящую часть тепла. Кроме того, анод погружен в жидкую среду хладагента, также предох- пяняюшую его от пепегпева.
¦ Рис. 2. Принципиальная схема строения рентгеновского аппарата
(Трезубов В.И., Фадеев Р.А., 2005)
Для получения качественного изображения необходимо, чтобы размер фокального пятна на аноде был минимален, чего добиваются, изменив угол его наклона к электронному потоку до 15-20°. Таким образом, размер эффективного фокального пятна составляет в диаметре порядка 1 мм (рис. 3).
¦ Рис. 3. Принципиальная схема получения пучка рентгеновских лучей (Трезубов В.И., Фадеев Р.А., 2005)
Поток фотонов рентгеновских лучей может иметь различные энергетические уровни — с низкой энергией и большой длиной волны и с большой энергией и малой длиной волны. Первые задерживают посредством алюминиевого фильтра, когда рентгеновские лучи проходят через диафрагму — коллиматор, установленный на рентгеновском аппарате. Последний, фильтруя поток рентгеновских лучей, позволяет выйти из аппарата и достичь пациента только фотонам с высокой энергией.
Интенсивность рентгеновского излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния от трубки до пленки.
Рентгеновское излучение представляет собой форму электромагнитной радиации, распространяющуюся с определенной скоростью и несущую энергию, обратно пропорциональную длине волны. Рентгеновское излучение имеет чрезвычайно короткие длины волн, что позволяет им проникнуть через непрозрачные вещества и быть поглощенными ими.
Свойства рентгеновских лучей связаны с их проникающей способностью, которая, в свою очередь, зависит от разницы потенциалов между анодом и катодом. Рентгеновское излучение, произведенное высоким напряжением, называется «жестким». Оно характеризуется короткой длиной волны и высокой проникающей способностью. Рентгеновское излучение, произведенное низким напряжением, называется «мягким». Оно имеет большую длину волны и низкую проникающую способность.
Количество рентгеновского излучения определяется количеством электронного потока, бомбардирующего анод, и регулируется силой тока, проходящего через вольфрамовую нить катода, измеряемого в миллиамперах, а также продолжительностью периода излучения, то есть временем выдержки и экспозиции.
СИСТЕМА ВОСПРИЯТИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ служит для выведения результатов съемки. Она подразумевает наличие рентгеновской пленки, усиливающих экранов, кассеты, сетки, и мягкотканного экрана. Рентгеновская пленка для получения снимка головы, как правило, имеет стандартные размеры: 203 х 254 мм, либо 254 х 305 мм и устанавливается за усиливающим экраном. Основным компонентом пленки является эмульсия серебряных кристаллов в галоидном состоянии. Когда последние подвергаются радиации, они преобразуются в металлическое серебро, таким образом, производя латентное изображение. Это преобразование становится видимым после проявки пленок. Количество металлического серебра, депонированного в эмульсии, определяет плотность пленки, которая влияет на качество изображения снимаемого объекта.
Усиливающие экраны используются с целью уменьшения дозы облучения пациента и увеличения контрастности изображения. Они представлены фосфоресцирующими кристаллами, типа вольфрамово-кислого кальция и сернокислого свинца бария, нанесенного на пластмассовую основу. Когда кристаллы облучают, они выделяют флуоресцентный поток, регистрируемый рентгеновской пленкой. При этом яркость флуоресцентного потока связана с интенсивностью рентгеновского излучения, а также с размером и качеством фосфоресцирующих кристаллов.
Рентгеновская пленка и усиливающие экраны размещаются внутри светонепроницаемого ящика, называемого кассетой. С целью получения резкого изображения на пленке, они должны находиться в плотном контакте, так как в противном случае, флуоресцентный поток от усиливающего экрана будет рассеян, еще не доходя до пленки.
Из общего потока фотонов рентгеновского излучения лишь 10% обладают необходимой кинетической энергией, способной проникнуть через облучаемые ткани и оставить изображение на пленке. Остальные 90% после облучения представляют вторичную или рассеянную радиацию. Так как распространение вторичной радиации происходит под углом к первичному рентгеновскому лучу, на пленке возможно нечеткое изображение. С целью коррекции подобных искажений между снимаемым объектом и пленкой помещают сетку из свинцовой фольги, состоящую из растровых полос, задерживающих вторичную радиацию, но пропускающих основной пучок рентгеновских лучей. Поглотительная способность сетки определяется количеством полос, задерживающих вторичную радиацию, и выражается в виде коэффициента, представляющего отношение высоты задерживающих полос к ширине полос, пропускающих рентгеновские лучи.
Фильтр для мягких тканей представляет алюминиевую пластину, помещенную поверх кассеты или непосредственно в окне рентгеновского аппарата. Выполняя функцию фильтра, указанная пластина задерживает, так называемую, «мягкую» часть излучения, которая в других условиях задерживалась бы мягкими тканями, ионизируя их.
Несомненным прорывом, обозначившим новый этап в развитии рентгенологии, стало появление радиовизиографов — устройств, позволяющих получать и обрабатывать цифровое изображение. Кардинальное отличие цифровой телерентгенографии от традиционной заключается в том, что, в данном случае, вместо пленки приемником изображения является сенсор, передающий информацию на компьютер. Оборудование, необходимое для радиови- зиографии, последовательно состоит из источника излучения, устройства для считывания информации, устройства для оцифровывания информации и устройства для воспроизведения и обработки изображения. В качестве источника излучения используют как обычные рентгеновские аппараты, так и специализированные, предназначенные исключительно для работы с цифровым изображением. Сенсор визиографа обладает высокой чувствительностью и разрешающей способностью, что позволяет сократить время облучения до минимума. Современные рентгеновские аппараты, используемые в стоматологии, оснащены высокочастотными генераторами, а компьютерная программа позволяет оптимизировать получаемое изображение. Чрезвычайно быстрая передача образа в компьютер позволяет получить истинное изображение в режиме реального времени. Пока идет сканирование, оператор может следить за постепенно появляющимся образом с экрана монитора. В случае ошибки позиционирования или перемещения пациента в течение сканирования дефект может быть устранен, избегая лишней дозы. В связи с этим можно говорить, что радиовизиограф работает с менее вредным для пациента излучением без потери качества изображения. Также с применением уникального программного обеспечения и широкой динамической области, отпала потребность и в автоматическом фильтре мягких тканей.
Рентгенография позволила изучить лицевой скелет и его взаимоотношения с покрывающими его мягкими тканями у живого человека. Данные исследования получили название рентгеноцефалометрии. Их впервые осуществил Pacini в 1922 г. Автор предложил проводить съемку с расстояния 2 м, максимально приближая рентгеновскую пленку к снимаемому объекту. Так как рентгеновская трубка аппарата была отведена от снимаемого объекта на значительное расстояние, метод получил название “телерентгенографии”
Несмотря на то, что отображение объекта на пленке приближалось к реальному, имелись пространственные и проекционные размерные искажения, связанные, во-первых, с коническим распространением пучка непараллельных рентгеновских лучей, во-вторых, с различным расстоянием одноименных отделов правой и левой сторон головы от пленки.
В 1931 В. Broadbent в США и H.Hofrath в Германии одновременно и независимо друг от друга предложили стандартизированную методику получения боковых снимков головы с использованием рентгеновского аппарата и штатива для фиксации головы, названного цефалостатом.
Для получения снимка головы в боковой проекции необходимо следующее оборудование: 1) рентгеновский аппарат; 2) система восприятия изображения и 3) цефалостат (головодержатель).
РЕНТГЕНОВСКИЙ АППАРАТ содержит рентгеновскую трубку, повышающий и понижающий напряжение трансформаторы, фильтры, коллиматоры, и систему хладагентов. Вакуумная рентгеновская трубка служит как источник рентгеновского излучения. При этом рентгеновское излучение генерируют три её основных элемента: катод, анод, и источник электроэнергии. Катод представляет собой вольфрамовую нить, окруженную молибденом. Нить вольфрама служит источником электронов (рис. 2).
Разность потенциалов между катодом и анодом усиливает электронное затемнение, формирующее, в свою очередь, электронные лучи. Последние «бомбардируют» маленькую цель на аноде — фокальное пятно, вследствие чего появляются рентгеновское излучение. Тем не менее, лишь 1% электронной кинетической энергии идет на образование фотонов рентгеновского излучения. Остальная энергия переходит в тепловую. Поэтому анод аппарата
имеет медную оболочку, гасящую скорость электронов и отводящую часть тепла. Кроме того, анод погружен в жидкую среду хладагента, также предох- пяняюшую его от пепегпева.
¦ Рис. 2. Принципиальная схема строения рентгеновского аппарата
(Трезубов В.И., Фадеев Р.А., 2005)
Для получения качественного изображения необходимо, чтобы размер фокального пятна на аноде был минимален, чего добиваются, изменив угол его наклона к электронному потоку до 15-20°. Таким образом, размер эффективного фокального пятна составляет в диаметре порядка 1 мм (рис. 3).
¦ Рис. 3. Принципиальная схема получения пучка рентгеновских лучей (Трезубов В.И., Фадеев Р.А., 2005)
Поток фотонов рентгеновских лучей может иметь различные энергетические уровни — с низкой энергией и большой длиной волны и с большой энергией и малой длиной волны. Первые задерживают посредством алюминиевого фильтра, когда рентгеновские лучи проходят через диафрагму — коллиматор, установленный на рентгеновском аппарате. Последний, фильтруя поток рентгеновских лучей, позволяет выйти из аппарата и достичь пациента только фотонам с высокой энергией.
Интенсивность рентгеновского излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния от трубки до пленки.
Рентгеновское излучение представляет собой форму электромагнитной радиации, распространяющуюся с определенной скоростью и несущую энергию, обратно пропорциональную длине волны. Рентгеновское излучение имеет чрезвычайно короткие длины волн, что позволяет им проникнуть через непрозрачные вещества и быть поглощенными ими.
Свойства рентгеновских лучей связаны с их проникающей способностью, которая, в свою очередь, зависит от разницы потенциалов между анодом и катодом. Рентгеновское излучение, произведенное высоким напряжением, называется «жестким». Оно характеризуется короткой длиной волны и высокой проникающей способностью. Рентгеновское излучение, произведенное низким напряжением, называется «мягким». Оно имеет большую длину волны и низкую проникающую способность.
Количество рентгеновского излучения определяется количеством электронного потока, бомбардирующего анод, и регулируется силой тока, проходящего через вольфрамовую нить катода, измеряемого в миллиамперах, а также продолжительностью периода излучения, то есть временем выдержки и экспозиции.
СИСТЕМА ВОСПРИЯТИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ служит для выведения результатов съемки. Она подразумевает наличие рентгеновской пленки, усиливающих экранов, кассеты, сетки, и мягкотканного экрана. Рентгеновская пленка для получения снимка головы, как правило, имеет стандартные размеры: 203 х 254 мм, либо 254 х 305 мм и устанавливается за усиливающим экраном. Основным компонентом пленки является эмульсия серебряных кристаллов в галоидном состоянии. Когда последние подвергаются радиации, они преобразуются в металлическое серебро, таким образом, производя латентное изображение. Это преобразование становится видимым после проявки пленок. Количество металлического серебра, депонированного в эмульсии, определяет плотность пленки, которая влияет на качество изображения снимаемого объекта.
Усиливающие экраны используются с целью уменьшения дозы облучения пациента и увеличения контрастности изображения. Они представлены фосфоресцирующими кристаллами, типа вольфрамово-кислого кальция и сернокислого свинца бария, нанесенного на пластмассовую основу. Когда кристаллы облучают, они выделяют флуоресцентный поток, регистрируемый рентгеновской пленкой. При этом яркость флуоресцентного потока связана с интенсивностью рентгеновского излучения, а также с размером и качеством фосфоресцирующих кристаллов.
Рентгеновская пленка и усиливающие экраны размещаются внутри светонепроницаемого ящика, называемого кассетой. С целью получения резкого изображения на пленке, они должны находиться в плотном контакте, так как в противном случае, флуоресцентный поток от усиливающего экрана будет рассеян, еще не доходя до пленки.
Из общего потока фотонов рентгеновского излучения лишь 10% обладают необходимой кинетической энергией, способной проникнуть через облучаемые ткани и оставить изображение на пленке. Остальные 90% после облучения представляют вторичную или рассеянную радиацию. Так как распространение вторичной радиации происходит под углом к первичному рентгеновскому лучу, на пленке возможно нечеткое изображение. С целью коррекции подобных искажений между снимаемым объектом и пленкой помещают сетку из свинцовой фольги, состоящую из растровых полос, задерживающих вторичную радиацию, но пропускающих основной пучок рентгеновских лучей. Поглотительная способность сетки определяется количеством полос, задерживающих вторичную радиацию, и выражается в виде коэффициента, представляющего отношение высоты задерживающих полос к ширине полос, пропускающих рентгеновские лучи.
Фильтр для мягких тканей представляет алюминиевую пластину, помещенную поверх кассеты или непосредственно в окне рентгеновского аппарата. Выполняя функцию фильтра, указанная пластина задерживает, так называемую, «мягкую» часть излучения, которая в других условиях задерживалась бы мягкими тканями, ионизируя их.
Несомненным прорывом, обозначившим новый этап в развитии рентгенологии, стало появление радиовизиографов — устройств, позволяющих получать и обрабатывать цифровое изображение. Кардинальное отличие цифровой телерентгенографии от традиционной заключается в том, что, в данном случае, вместо пленки приемником изображения является сенсор, передающий информацию на компьютер. Оборудование, необходимое для радиови- зиографии, последовательно состоит из источника излучения, устройства для считывания информации, устройства для оцифровывания информации и устройства для воспроизведения и обработки изображения. В качестве источника излучения используют как обычные рентгеновские аппараты, так и специализированные, предназначенные исключительно для работы с цифровым изображением. Сенсор визиографа обладает высокой чувствительностью и разрешающей способностью, что позволяет сократить время облучения до минимума. Современные рентгеновские аппараты, используемые в стоматологии, оснащены высокочастотными генераторами, а компьютерная программа позволяет оптимизировать получаемое изображение. Чрезвычайно быстрая передача образа в компьютер позволяет получить истинное изображение в режиме реального времени. Пока идет сканирование, оператор может следить за постепенно появляющимся образом с экрана монитора. В случае ошибки позиционирования или перемещения пациента в течение сканирования дефект может быть устранен, избегая лишней дозы. В связи с этим можно говорить, что радиовизиограф работает с менее вредным для пациента излучением без потери качества изображения. Также с применением уникального программного обеспечения и широкой динамической области, отпала потребность и в автоматическом фильтре мягких тканей.