Как выбрать рентгеновский аппарат? Компетентное мнение специалиста

Самым оперативным из инструментальных средств диагностики сегодня, являются исследования с использованием рентгеновского излучения. Что же такое современный рентгеновский аппарат? В первую очередь - это генератор ионизирующего излучения. Ионизирующее излучение — потоки фотонов, элементарных частиц или осколков деления атомов, способные ионизировать вещество.

В настоящее время производится различное рентгеновское оборудование, которое можно условно поделить: на аппараты для использования в условиях стационарного медицинского учреждения, находящиеся в специальных (рентгеновских) кабинетах или передвижные, которые можно использовать в палатах и операционных. И аппараты переносные, которые могут использоваться вне пределов лечебного учреждения, имеющие собственные источники питания или возможность подключения к бытовой электросети.

Стационарный рентгеновский аппарат                           Передвижной рентгеновский аппарат                  Переносной рентгеновский аппарат

Кроме способов размещения, рентгеновские аппараты отличаются по габаритным размерам, мощности и функциональным возможностям. За последние 10 лет производство рентгеновского оборудования сделало резкий скачок в сторону снижения дозы рентгеновского излучения и повышения качества рентгеновского изображения. При этом появляется возможность более тщательного и детального изучения патологических изменений в организме пациента без риска и последствий для здоровья.

В зависимости от целей исследований рентгеновские аппараты могут оснащаться разнообразными столами (поворотными и неподвижными), вспомогательными штативами (напольными, настольными и потолочными), различными по мощности высоковольтными генераторами и рентгеновскими трубками. Могут оснащаться различными типами приёмных рентгеновских устройств: аналоговыми кассетами, цифровыми приёмниками, сканерами и видео регистраторами.

Выбирая рентгеновский аппарат, в первую очередь, необходимо определиться с технологией использования рентгеновского аппарата и способом получения рентгеновского изображения. Всемирная организация здравоохранения (World Health Organization) выпустила методические рекомендации по технологии выполнения рентгенографических исследований, а также режимов (напряжения, тока, времени) необходимых для получения качественного рентгеновского изображения.

При использовании рентгеновского оборудования особое внимание уделяется выбору приёмного устройства, так как от него зависит необходимая доза излучения для получения изображения и качество снимка. По способу получения изображения приёмники рентгеновского излучения можно поделить на аналоговые, в которых изображение фиксируется на фоточувствительных материалах (стеклянных пластинах, фото бумаге, рентгеновской плёнки) и цифровое, в которых изображение отображается на мониторе компьютера.

Фоточувствительные материалы наиболее требовательны к параметрам рентгеновского аппарата, так как для получения качественного изображения необходимо большое количество энергии рентгеновского излучения.

Цифровые системы менее требовательны к энергии рентгеновского излучения из-за свой, более высокой чувствительности к нему. В рентгенологии применяются несколько типов цифровых систем, это CR система (Computed Radiography), CCD матрица (сокр. от англ. CCD, «Charge-Coupled Device») или PSA модули (Photo-diode Sensors Array/ Multi-CCD Detector Method), DR детектор (сокр. от англ. DR, «Digital Radiography»).

Работа CR системы (Computed Radiography) основана на фиксации пространственного рентгеновского изображения запоминающими люминофорами. Приёмник изображения представляет собой гибкую пластину, покрытую люминофором с вынужденной люминесценцией, способной хранить поглощённую энергию падающего рентгеновского излучения в квазиустойчивом состоянии, а также излучать эту энергию в виде фотонов при облучении светом видимого или ИК-диапазона.

Основным звеном, связывающим обычные рентгеновские аппараты с CR комплексом, являются стандартного вида рентгеновские кассеты, содержащие специальные многоразовые фосфорсодержащие пластины. Рабочий процесс выглядит следующим образом: после сделанного обычным способом снимка пациента на кассету, последняя помещается в дигитайзер, где из кассеты автоматически изымается или считывается пластина, изображение переводится в цифровой вид и отправляется на рабочую станцию для компьютерной обработки. Затем в дигитайзере считанное с пластины изображение стирается, а кассета готова к следующему снимку.

Работа приборов с зарядовой связью (ПЗС) (сокр. от англ. CCD, «Charge-Coupled Device») или PSA модуля (Photo-diode Sensors Array/ Multi-CCD Detector Method), принцип всех приборов с зарядной связью (ПЗС) основан на фотоэлектрическом эффекте — испускании электронов веществом под действием электромагнитных излучений (видимо света, инфракрасного, ультрафиолетового, рентгеновского излучений и других типов электромагнитных волн). Электроны, вылетающие из вещества при внешнем фотоэффекте, называются фотоэлектронами, а электрический ток, образуемый ими при упорядоченном движении во внешнем электрическом поле, называется фототоком.

ПЗС матрица (CCD) - специализированная аналоговая интегральная микросхема, состоящая из светочувствительных фотодиодов, выполненная на основе кремния, использующая технологию приборов с зарядовой связью (ПЗС). В оптическом блоке приёмника входящие рентгеновские лучи преобразуются усиливающим экраном в видимый свет, который одновременно накапливается в видео сенсорах.

Каждый из датчиков обрабатывает относительно маленькое поле обзора на усиливающем экране, что обеспечивает высокое разрешение изображения. Чем больше количество видео датчиков, установленных в оптический блок, тем выше пространственное разрешение диагностических изображений обеспечивается приёмником. Качество изображений может быть улучшено с помощью алгоритмов масштабирования, выбором интересующей области, настройкой яркости и контраста, инверсии цвета и т.д. Полученное с датчиков и изображение непосредственно поступает на компьютер, обрабатывается и выводиться на монитор в течении нескольких секунд.

Принцип работы DR детектора (сокр. от англ. DR, «Digital Radiography»). В настоящее время производство плоскопанельных DR детекторов развивается по двум технологиям: (Complementary metal–oxide–semiconductor) (КМОП).

TFT основана на использовании разновидность полевого транзистора, при которой как металлические контакты, так и полупроводниковый канал проводимости изготавливаются в виде тонких плёнок (от 1/10 до 1/100 микрона).

CMOS технология производства светочувствительных матриц из полевых транзисторов с изолированными затворами и каналами разной проводимости.

Сравнительный анализ этих технологий показывает, что у каждой из них есть преимущества и недостатки. Например, TFT – фотоприёмники более радиационно-стойкий и по этой технологии легче изготовить панели больших размеров. У CMOS - фотоприёмников меньше аддитивные шумы, они позволяют обеспечить высокое быстродействие, что особенно важно в интервенционной рентгенологии. Важным преимуществом КМОП–фотопреобразователей является возможность выполнения цепей управления, усилителей и аналогово-цифровых преобразователей на том же кристалле. Однако как TFT, так и CMOS панели в режиме рентгеноскопии (при малых дозах на кадр) имеют низкое отношение сигнал/шум за счёт аддитивных шумов. Это сильно снижает качество изображения. Этот недостаток имеют также панели прямого преобразования. Поэтому для исключения влияния на качество изображения аддитивных шумов ведутся интенсивные исследования по электронному усилению (умножению) сигнала изображения в полупроводниках.

Заключение:

При выборе рентгеновского аппарата для медицинского лечебно-профилактического учреждения, необходимо руководствоваться экономической целесообразностью использования конфигурации и мощности аппарата, а также его загруженностью.

Как показывает практика, приобретение и эксплуатация автоматизированного рентгеновского диагностического комплекса стоимостью более 300 000 $ не эффективно для небольших городских и сельских больниц или фельдшерско-акушерских пунктов. Использование такого оборудование будет не только затратным фактором для бюджета медицинского учреждения, но приведёт к его преждевременному «старению» ввиду малой загруженности. А использование мобильного рентгеновского аппарата с цифровой обработкой изображения не только позволит оперативно поставить правильный диагноз, но и приблизит к удалённым поселениям высококачественную медицинскую помощь, позволит получать консультацию профильного специалиста по результатам рентгенологических исследований, переданных по интернету. Затраты на такое оборудование не превысят и 25 000$.