РАЗМЕРЫ ПОЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО СНИМКА

При увеличении размеров поля облучения увели­чивается не только лучевая нагрузка на кожу паци­ента, но также и гонадная и интегральная погло­щенная дозы.

Размеры поля облучения влияют и на качество рентгеновских снимков, которое улучшается с умень­шением площади облучения. С увеличением поля об­лучения увеличивается рассеянное излучение в теле человека, которое снижает контраст и увеличивает нерезкость изображения, а поэтому визуальное вос­приятие изображения ухудшается и соответственно снижается разрешающая способность снимка. С умень­шением же поля облучения разрешающая способ­ность рентгеновского изображения повышается за счет улучшения восприятия на снимке мелких дета­лей. Так, например, если минимальный размер раз­решаемой детали при поле облучения 30X40 см принять за 100%, то при поле облучения 24x30 см он уменьшится до 83%, при поле облучения 18X Х24 см — до 62%, при поле облучения 13X18 см — до 41% [36]. Из сказанного следует, что для получе­ния изображения мелких деталей необходимо произ­водить прицельную рентгенографию с возможно ми­нимальным размером поля облучения.

В рентгенографии имеет значение и форма поля облучения. Прямоугольное поле дает меньше вторич­ного излучения, чем круглое поле такой же площа­ди [82]. Например, круглое поле диаметром 7 см (площадь 38 см²) эквивалентно прямоугольному по­лю размером 6x14 см (площадь 84 см²); круглое поле диаметром 12 см (площадь 113 см²) эквива­лентно   прямоугольному   полю   размером   8x24   см

(площадь 192 см²); круглое поле диаметром 19 см (площадь 284 см²) эквивалентно прямоугольному полю размером 14X24 см (площадь 336 см²) и т. д.

Для снижения лучевой нагрузки на пациента и для увеличения информативности рентгенографиче­ского изображения необходимо ограничивать пло­щадь облучения до такой величины, которая обеспе­чивала бы требующуюся для диагностики площадь изображения на пленке.

Ограничение площади облучения производится с помощью устанавливаемых' у выходного окна за­щитного кожуха рентгеновской трубки тубусов раз­ной конструкции с плавно регулируемыми шторками диафрагм. В СССР получил распространение универ­сальный пирамидальный тубус со световым центра­тором и сменными диафрагмами (по В. Г. Гинзбур­гу.) При помощи диафрагм можно получать поля облучения разнообразной формы (трапеция, прямо­угольник, эллипс, круг). Плавно регулируемые шторки диафрагм обеспечивают точное соответствие разме­ров поля облучения величине исследуемого объекта. Наиболее эффективное ограничение поля облучения достигается с помощью тубуса с антидиффузион­ной, или глубинной, диафрагмой. В этом тубусе на­ходятся три диафрагмы, одна из которых располо­жена вблизи выходного окна защитного кожуха трубки, вторая удалена на расстояние 30 см от пре­дыдущей, между ними находится третья диафрагма. С помощью такой многощелевой диафрагмы имеется возможность наиболее четко отграничить поле облу­чения нужной величины и свести до минимума ши­рину полутеней, обусловленных афокальным рентге­новским излучением. В тубусе с антидиффузионной диафрагмой имеется лампа накаливания и призмен­ная проекционная система, позволяющая визуалиро­вать поле облучения. Пользоваться диафрагмами нужно следующим образом: до укладки пациента устанавливают нужное РФТП и на этом расстоянии трубка фиксируется. Затем с помощью оптического центратора на кассете или ее части высвечивается требуемого размера площадь изображения с таким расчетом, чтобы на рентгеновском снимке был виден

контур поля облучения, ограниченный шторками диа­фрагмы. Только после этого выполняется укладка и проводится съемка.

В эксплуатации могут находиться сменные круг­лые тубусы и диафрагмы, которые входили в комп­лект ранее выпускавшихся рентгенодиагностических аппаратов. С помощью этих съемных тубусов и диа­фрагм необходимо также диафрагмировать первич­ный пучок рентгеновских лучей до нужного размера поля. Рентгенография без ограничения поля облуче­ния сопровождается резким увеличением гонадной дозы [81]. Так, например, при съемке лучезапястного сустава с круглым тубусом без диафрагмы гонадная доза составляет 100 мР, а с тубусом, имеющим ан­тидиффузионную диафрагму,— 0,1 мР, т. е. в 1000 раз меньше даже в тех случаях, когда пациент сидит боком к столу для снимков, без надетого на него фартука из просвинцованной резины. При обзорной рентгенографии легких в прямой проекции с круглым тубусом без диафрагмы гонадная доза составляет б мР, а с тубусом, имеющим антидиффузионную диа­фрагму,— 0,04 мР, т. е. в 150 раз меньше. При обзор­ной съемке брюшной полости в задней проекции гонадная доза с круглым тубусом без диафрагмы сос­тавляет 2100 мР, а с тубусом, имеющим антидиффу­зионную диафрагму,— 65 мР, т. е. в 32 раза меньше. При рентгенографии бедра в боковой внутренней проекции с тубусом без диафрагмы гонадная доза составляет 600 мР, а с тубусом, имеющим антидиф­фузионную диафрагму,— 1 мР, т. е. в 600 раз меньше.

Если в распоряжении рентгенолаборанта имеется только круглый тубус, то при выполнении рентгено­графии в лежачем положении пациента участки тела вокруг исследуемой области необходимо экраниро­вать полосами или угольниками, вырезанными из ли­ста просвинцованной резины (рис. 18). Размеры та­ких угольников: длина — 50 см, ширина—15 см. После ограничения поля облучения угольники скреп­ляются друг с другом зажимами.

Таким же способом необходимо ограничивать по­ле облучения при использовании тубуса с антидиф-фузионной   диафрагмой,   не   говоря уже о тубусах

с иным конструктивным исполнением диафрагмы. Такое двойное ограничение первичного пучка рент­геновских лучей у выходного окна кожуха трубки и на теле пациента приводит к значительному сниже­нию лучевой нагрузки при рентгенографических ис­следованиях.

Сложнее ограничивать поле облучения при рент­генографии зубов, так как имеющийся для денталь­ного аппарата пластмассовый тубус не диафрагми­рует первичный пучок рентгеновских лучей. Поэтому на уровне зубов при КФР = 20 см облучается площадь тела примерно в 15 раз больше исследуемого участка. Исполь­зование пластмассового тубуса приводит к тому, что при рент­генографии зубов нижней че­люсти облучается почти весь череп,   а   при   съемке   зубов

18.   Два   угольника,   вырезанные   из листа просвинцованной резины, экра­нирующие участки кожи, не подлежа­щие облучению

верхней челюсти — лицевая часть черепа, щитовид­ная железа, органы грудной и брюшной полостей, гонады и т. д. При обследовании детей может об­лучаться почти все тело (Ф. Ф. Теличко, 1976).

Поэтому для защиты неисследуемых участков те­ла при дентографии на пациента надевают нагруд­ный фартук из просвинцованной резины, а в тубус аппарата вставляют вкладыш из листового свинца толщиной не менее 2 мм. Вместо вкладыша тубус можно снаружи обтянуть листовым свинцом такой же толщины. К выходному окну кожуха моноблока следует прикрепить свинцовый коллиматор толщи­ной 2—3 мм с отверстием в центре. Необходимый диаметр отверстия в коллиматоре определяют опыт­ным путем с помощью усиливающего экрана. При работе со свинцом и просвинцованной резиной надо принимать меры, предупреждающие отравление. Сви­нец снаружи необходимо окрасить масляной краской,

a на изделия из просвинцованной резины надеть чехлы из плотного тонкого материала типа дерман­тина, полиэтилена и т. п.

АНОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ НА РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКЕ

В зависимости от применяемого при рентгеногра­фии напряжения на рентгеновской трубке технику производства рентгенограмм по жесткости излучения можно разделить на четыре вида:

1)           мягкое излучение при напряжении до 50— 60 кВмакс (длина волны — 0,024—0,02 нм¹);

2)           излучение обычной (или средней) жесткости при напряжении 60—100 кВмакс (длина волны — 0,02—0,012 нм);

3)           жесткое излучение при напряжении от 100 до 300 кВмакс (длина волны —0,012—0,004 нм);

4)           сверхжесткое излучение при напряжении свы­ше 1000 кВмакс (длина волны — менее 0,001 нм).

Рентгенография жестким излучением, производи­мая при напряжении от 100 до 300 кВмакс., подраз­деляется на две ступени: 1) средней ступени — при напряжении от 100 до 160 кВмакс (длина волны из­лучения— 0,012—0,007 нм) и 2) высокой ступени — при напряжении от 200 до 300 кВмакс (длина волны излучения — 0,006—0,004 нм).

Рентгенодиагностические аппараты современных конструкций изготовляются так, чтобы на них мож­но было производить рентгенографию при напряже­ниях на трубке от 20 до 150 кВмакс, т. е. мягким, средней жесткости и жестким излучением средней ступени. Это обеспечивает получение рентгеновских снимков стандартного качества любых объектов.

ВЛИЯНИЕ АНОДНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ НА ТРУБКЕ

НА КАЧЕСТВО РЕНТГЕНОВСКОГО СНИМКА

Если произвести рентгенографию алюминиевого ступенчатого клина при двух разных значениях анодного напряжения на трубке, но без изменения

¹ 1 нм (нанометр) = 1 • 10^-9 м.

других условий съемки, то после измерений оптиче­ских плотностей рентгеновских снимков получим ха­рактеристические кривые (рис.. 19). На графике по оси абсцисс отложены номера ступенек алюминие­вого клина, а по оси ординат соответствующие этим ступенькам плотности почернений на рентгеновских снимках. Двумя горизонтальными линиями выделена

19.   Характеристическая  кривая фантома — ступенчатого алюминиевого клина

Объяснение в тексте

область оптимальных почернений в пределах 0,5/1,5. Кривая 1 построена для более низкого анодного нап­ряжения на трубке, а кривая 2 — для более высокого напряжения.

При сравнении характеристических кривых видно, что ее прямолинейный участок при повышении на­пряжения на рентгеновской трубке смещается влево с одновременным уменьшением угла наклона кри­вой к оси абсцисс. Поскольку коэффициент контраст­ности рентгенографической пленки  определяется  по

величине тангенса угла наклона прямолинейного участка характеристической кривой к оси абсцисс, то tga₂<tgа₁. Следовательно, при повышении анодного напряжения на трубке контраст в рентгенографиче­ском изображении снижается.

При подсчете количества ступенек алюминиевого клина на прямолинейном участке характеристиче­ских кривых видно, что при более низком анодном напряжении на трубке (кривая 1) в область пропор­циональной передачи, ограниченную двумя горизон­тальными линиями, попали 4 ступеньки (2, 3, 4 и 5), а при более высоком напряжении (кривая 2)—7 ступенек (4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10) и самые тонкие сту­пеньки (2 и 3)  попали в область передержек.

Таким образом, при повышении напряжения на трубке происходит расширение охваченных рентге­новским снимком толщин и плотностей. Такой сни­мок, охватывающий большой диапазон толщин и плотностей, следует рассматривать как обзорный по глубине объекта. Его можно получить умелым варь­ированием анодного напряжения на трубке и экспо­зиционными величинами (тока и' выдержки). Сле­дует иметь в виду, что анодное напряжение на трубке должно соответствовать толщине, плотности, хи­мическому составу данного объекта исследования и величине коэффициента контрастности используемой рентгенографической пленки, от которого зависит предел повышения напряжения на рентгеновской трубке.

АНОДНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

НА ТРУБКЕ И КОЭФФИЦИЕНТ

КОНТРАСТНОСТИ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОЙ ПЛЕНКИ

При выборе анодного напряжения на трубке при рентгенографии следует учитывать коэффициент конт­растности рентгенографической пленки. Чем больше значение коэффициента контрастности, тем большая величина напряжения может быть приложена к рент­геновской трубке, и наоборот.

Для того чтобы контраст в изображении не изме­нился, следует изменять анодное напряжение на трубке  в  соответствии   с   величиной   коэффициента

контрастности рентгенографических пленок. В слу­чае изменения величины коэффициента контрастно­сти рентгенографических пленок необходимое зна­чение анодного напряжения можно определить по следующей формуле:

где U₂ — искомое значение анодного напряжения на трубке в кВ; U1 — исходное (первоначальное) значе­ние анодного напряжения на трубке в кВ; у₂— но­вый коэффициент контрастности рентгенографиче­ской пленки; y₁ — исходный коэффициент контрастно­сти рентгенографической пленки.

Применение для рентгенографии пленки с боль­шим коэффициентом контрастности требует увели­чения анодного напряжения, что расширяет возмож­ности получения высококачественных рентгеновских снимков костей таза, поясничных позвонков, черепа, органов грудной полости в боковой проекции, же­лудка и других «трудных» для рентгенографии объ­ектов.

Изменение анодного напряжения на рентгенов­ской трубке, обусловленное изменением коэффициен­та контрастности рентгенографических пленок, ино­гда может компенсироваться изменением экспозиции. Однако на практике увеличить экспозицию из-за недостаточной мощности рентгеновской трубки и мощности питающей рентгеновский аппарат электри­ческой сети невозможно. В таких случаях для со­хранения контраста в изображении на рентгеновских снимках необходимо тщательно ограничивать в по­перечнике рабочий пучок рентгеновских лучей и прис­пособлениями из листового свинца и просвинцован­ной резины ограничивать величину поля облучения до возможно меньшей площади, использовать отсеи­вающую решетку с соответствующим шахтным отно­шением растра, а также проводить качественную химико-фотографическую обработку экспонирован­ных рентгенографических пленок.

Таким образом, изменение коэффициента контра­стности рентгенографических пленок эквивалентно изменению их радиационной чувствительности.

 

 

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ АНОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКЕ

Рекомендации по выбору оптимального анодного напряжения на трубке при рентгенографии в лите­ратуре весьма разноречивы. Так, например, А. Я. Кац­ман [63] полагал, что жесткость рентгеновского излу­чения, применяемого в диагностике, должна быть при анодном напряжении на трубке в пределах 56-92 кВмакс. Нижняя граница (56 кВ_макс.) обосно­вывалась тем, что при этом напряжении возбуждает­ся характеристическое излучение серебра, а при на­пряжении 92 кВмакс и выше ухудшается контраст и резкость изображения вследствие сильного влияния рассеянного излучения.

Однако В. Г. Гинзбург [12] рекомендовал прово­дить рентгенографию всех объектов жестким излу­чением, т. е. при напряжении в диапазоне 85-105 кВмакс. Такой же точки зрения придержи­вался В. В. Дмоховский [19], полагая, что обзорные снимки костей и суставов необходимо производить при напряжении 704-100 кВмакс, а при снимках ма­лыми полями (13X18 и  менее)   и при  напряжении

90-140 КВмакс.

Совершенно противоположную точку зрения вы­сказывали другие авторы. Н. В. Поройков [50] рент­генографию объектов толщиной 0,5—2 см рекомен­довал производить при напряжении 30-60 кВмакс, объектов толщиной 2-6 см — при 60-70 кВмакс и объектов толщиной 6-10 см и более — при напряже­нии 70-100 кВмакс. Напряжение 125 кВ и выше Н. В. Поройков применять в рентгенографии не ре­комендует, так как при этой жесткости излучения возбуждается характеристическое излучение свинца, а поэтому защита рентгенографической пленки от рассеянного излучения с помощью свинцовых реше­ток не обеспечивается.

Исходя из лучевых нагрузок Ф. Ф. Тельчко [58] рентгенографию при напряжении на трубке более 100 кВмакс. проводить не рекомендует. Автор пола­гает, что при повышении анодного напряжения сни­жается радиационная чувствительность рентгеногра-

фической пленки и эффективность свечения усилива­ющих экранов.

Разноречивые суждения по поводу оптимальных значений анодного напряжения не способствовали Упорядочению выбора физико-технических условий рентгенографии вообще и напряжения на трубке в частности. Поэтому рентгенографию одного и того же объекта до сих пор производят при разных значе­ниях анодного напряжения: например, обзорную рентгенографию черепа — при напряжениях от 55 до 125 кВмакс, органов грудной полости —от 60 до 140 кВмакс, мочевых путей —от 50 до 115 кВмакс, рентгенографию  мелких  костей   и  суставов — от  36

до 100 кВмакс.  и т.д.

Бесспорно, для каждого объекта исследования может быть выбрано несколько значений анодного напряжения на трубке, однако неоспоримо и то, что для каждого объекта исследования имеется опти­мальное значение напряжения, при котором обеспе­чивается наилучшее качество рентгеновского снимка, на котором одновременно хорошо проработаны и костная ткань, и мягкие ткани; с увеличением напря­жения различимость деталей ухудшается, а при умень­шении— некоторые детали пропадают и ценность рентгеновского  снимка  для  диагностики  снижается.

Таким образом, нужно умение подобрать для каждого объекта исследования напряжение такой величины, чтобы, с одной стороны, оно было по воз­можности низким, так как длинноволновая часть ра­бочего пучка рентгеновых лучей создает необходи­мый контраст в изображении, а с другой — до такой степени высоким, чтобы коротковолновая часть рабо­чего пучка рентгеновских лучей обеспечивала бы нужную проработку изображения наибольшего коли­чества деталей. При этом рентгеновские снимки хоро­шего качества получаются тогда, когда в общей ин­тенсивности рентгеновского излучения, действующего на пленку, на долю рассеянного излучения приходится меньше 20% [82].

Узнать требуемую величину анодного напряжения на трубке для каждого объекта исследования можно путем решения уравнения Лонгмора [541:

где Л — постоянная величина (для снимков костей и суставов взрослого человека А = 27, для снимков кос­тей и суставов детей и снимков органов грудной по­лости взрослого человека А = 22, для снимков орга­нов грудной полости детей А=17); х — толщина исследуемого объекта в см.

Оптимальные значения напряжения на рентгенов­ской трубке. Экспериментальные исследования, прак­тический опыт многих специалистов, а также много­летний личный опыт автора в клинической рентгено­графии показали, что в основном всю рентгенографию можно производить при четырех значениях напря­жения на рентгеновской трубке: 44, 63, 83 и 115 кВ _макс.

При 44 КВмакс. производятся рентгенографии кос­тей носа, плеча, локтевого сустава, предплечья, луче­запястного сустава, кисти, дистальной половины го­лени, голеностопного сустава и стопы (в случае использования рентгенографической пленки в сочета­нии с комплектом усиливающих экранов).

При 63 кВ_макс. производятся рентгенографии ту­рецкого седла, височной кости, лобной кости, решет­чатой кости, верхнечелюстной кости, нёбной кости, скуловой кости, нижней челюсти, глазницы, зубов, шейных позвонков, верхних грудных позвонков в пря­мой проекции, ребер, грудины, лопатки, ключицы, плечевого сустава, крестцово-подвздошного сочлене­ния, лонного соединения, седалищной кости, под­вздошной кости, дистальной половины бедра, колен­ного сустава, надколенника, проксимальной полови­ны голени, гортани; обзорные рентгенографии почек и мочевыводящих путей, желчного пузыря, рентгено­графии на безэкранной пленке.

При 83 кВмакс. производятся обзорные рентгено­графии черепа и придаточных пазух носа, рент­генографии затылочной кости, верхних грудных позвонков в боковой проекции, нижних грудных поз­вонков, поясничных позвонков, крестца, копчика; об­зорные рентгенографии таза, рентгенографии тазо­бедренного сустава, проксимальной половины бедра, органов грудной полости, пищевода, желудка и кишечника, плода у беременной женщины и других полостных органов.

При 115 кВмакс. производятся обзорные рентгено­графии черепа и таза; рентгенографии поясничных позвонков и крестца, легких, пищевода, желудка, ки­шечника, плода у беременной женщины, сердца и других полостных органов с искусственным контра­стированием.

Указанные значения анодного напряжения позво­ляют производить рентгенографию как излучением повышенной жесткости, так и жестким излучением. Рентгенография лучами повышенной жесткости про­изводится при увеличении общепринятых значений анодного напряжения на трубке на 15% для каждого объекта исследования соответственно с уменьшением экспозиции.

Рентгенографию жестким излучением производят жестким излучением средней ступени при напряже­ниях на трубке от 100 до 160 кВмакс. и жестким излу­чением высокой ступени при напряжениях на трубке от 200 до 300 кВмакс. В настоящее время получила распространение методика рентгенографии излуче­нием повышенной жесткости и методика рентгеногра­фии жестким излучением средней ступени.