Индикаторы экспозиции цифровой (компьютерной) рентгенограммы

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 05.11.2024

Государственное реформирование здравоохранения поставило перед лечебными учреждениями принципиально новые задачи: скорость и качество получения и обработки информации стали важнейшим условием повышения уровня оказываемой медицинской помощи. Эту задачу нельзя решить без внедрения новых информационных технологий. Основным приоритетом развития лучевой диагностики на сегодняшний день является внедрение в практику цифровых технологий.

Цифровая рентгенография обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с аналоговыми методами. Это отсутствие пленки и реактивов, экономия площади, широкие возможности по обработке снимков, автоматизация данных. Кроме того, использование цифровой диагностической техники позволяет объединить диагностические кабинеты и рабочие места лаборантов, врачей в единую информационную систему лечебного учреждения. В настоящее время лечебно-профилактические учреждения (ЛПУ) используют 2 типа информационных систем: общебольничные системы – автоматизация работы ЛПУ как предприятия и радиологические информационные системы (РИС) – обработка, хранение и передача диагностических изображений. С целью оказания врачами оперативной квалификационной консультации пациентам, находящимся на расстоянии могут использоваться телемедицинские сети, к которым подключается РИС ЛПУ. Особенностью таких сетей является способность передачи рентгеновских снимков на большие расстояния в реальном времени без искажений и с соблюдением строгой конфиденциальности. Организация телемедицинских радиологических сетей позволит вывести раннюю диагностику на новый качественный уровень.

Создание цифровых информационных систем в диагностической медицине обеспечивает сохранение максимума информации о больном и ее рациональное и эффективное использование в клинической практике и для научных целей. С целью повышения качества лучевой диагностики хирургических заболеваний в отделении лучевой диагностики Института хирургии им. А.В. Вишневского используется автоматизированная радиологическая информационная система (PACS), обеспечивающая беспленочную систему получения, обработки, передачи и архивирования изображений в стандартном формате DICOM. Единое медицинское информационное пространство предоставляет возможность оказания дистанционной высококвалифицированной помощи ведущих медицинских центров, что в конечном итоге позволяет повысить качество и снизить себестоимость обслуживания пациентов.

Малодозовая цифровая рентгенография органов грудной клетки получает все более широкое распространение. Её преимуществом является стандартно высокое качество изображения, не зависящее от особенностей фотохимической обработки пленки. Цифровые изображения имеют значительно более широкий динамический диапазон, позволяющий одновременно анализировать как легочную ткань, так и плотные структуры средостения. В зависимости от типа пленочного флюорографического аппарата обследуемый получает дозу от 0,3 до 1,99 мЗв. Эффективная доза при проведении скрининговых исследований не должна превышать 1 мЗВ. При проведении цифровой рентгенографии эффективная доза составляла от 0,004 до 0,2 мЗв. Существенное снижение дозы облучения при выполнении рентгенограммы на аппарате высокого разрешения позволит свести риск облучения к безопасному минимуму при оценке эффективности лечения в динамике больных туберкулезом легких и осуществлять динамическое наблюдение за состоянием диспансерных пациентов из групп повышенного риска с любой необходимой периодичностью.Кроме того, цифровое изображение может быть подвергнуто дополнительной обработке с помощью математических программ, что в ряде случаев повышает информативность исследования.

В настоящее время ряд исследователей изучают и проводят сравнительную оценку различных типов цифровых рентгенографических систем для определения их диагностических возможностей в клинической практике, а также для определения эффективной дозы, получаемой пациентом при исследовании органов грудной клетки. Современные системы прямой рентгенографии позволяют снижать дозу до 50%.

Процесс перехода на цифровой рентген аппарат в Западной Европе прошел несколько этапов и начался с систем оцифровки пленочных рентгенограмм, на смену которым достаточно быстро пришли системы компьютерной рентгенографии с технологией запоминающих люминофоров. Затем появился плоскопанельный детектор рентгеновского излучения и, соответственно, сканирующие рентгенографические системы. Четвертым этапом перехода к цифровой технологии визуализации стало внедрение в клиническую практику полноформатных рентгеновских систем на основе матричных детекторов, которые в настоящее время преобладают на мировом рынке.

Для постановки окончательного диагноза или для контроля состояния пациента в динамике врачу лучевой диагностики приходится не только анализировать изображения, но и обращаться к архивным данным. Использование компьютерных технологий и информационных систем: Picture Archiving and Communication System (PACS), Radiological Information Systems (RIS), Hospital Information Systems (HIS) в лучевой диагностике позволяет осуществлять мультимодальное совмещение медицинских изображений, хранить их в сжатом цифровом виде в централизованном архиве, а также считывать и пересылать рентгеновские снимки на любой компьютер по различным информационным сетям, включая интернет. Необходимость внедрения информационных технологий в клиническую практику неоспорима на сегодняшний день. Применение систем архивирования, передачи и обработки изображений (PACS, RIS) в работе отделения лучевой диагностики ЛПУ позволяет обеспечить быстрый доступ к информации о пациенте различным специалистам, представить медицинские изображения в цифровом виде, повысить производительность и эффективность работы всего ЛПУ.

Положительный опыт оснащения большинства крупных европейских клиник системами архивирования и передачи медицинских изображений (PACS), широкое использование компьютерных анализаторов в медицинской визуализации и рабочих станций, а также ведение историй болезни в электронном виде (Bellon E. et al, 2005) позволяет предположить в скором времени внедрение данных систем в отечественное здравоохранение.

Одной из основных тенденций развития медицинской визуализации является активное внедрение цифровых технологий, замены аналоговых аппаратов для лучевой диагностики на цифровые установки. Эти изменения также коснулись и традиционной рентгенологии.

Переход к оцифровке рентгеновских снимков способствует тому, чтобы цифровая флюорография легких заняла свое ведущее место в первичной диагностике легочной патологии, и при скрининге, и в обычных клинических ситуациях. Возможности компьютерной обработки рентгеновских изображений позволили значительно повысить выявляемость патологии органов грудной клетки при проведении профосмотров.

В последние годы большое внимание уделяется компьютерному анализу медицинских изображений при заболеваниях легких. В частности, созданы компьютерные программы, позволяющие выявлять мелкие очаговые образования в легких и, тем самым, повышающие диагностическую эффективность цифровой рентгенографии.На цифровых изображениях убедительно выявляются мелкие, компактные, изолированные петрификаты в парааортальных лимфатических узлах, а также в периферических лимфатических узлах шеи и подмышечной области, которые при проекционной пленочной рентгенографии по разным причинам не всегда находят отображение. Важное практическое значение приобретает возможность обнаружения на цифровых снимках "малых" форм. В особенностях отображения очагового туберкулеза легких количество очаговых теней, как правило, тоже определяется большее, чем на обзорных рентгенограммах и флюорограммах. Кроме того, в США в связи с относительно низкой стоимостью и пониженной лучевой нагрузкой в будущем планируется использовать цифровой рентген в сочетании с компьютерным анализом изображений вместо КТ при скрининговом исследовании органов грудной клетки для выявления бронхогенного рака.

Значительная часть населения России подвергается рентгенологическим исследованиям с целью диагностики или профилактики различных заболеваний. Установлено, что более 70% заболеваний распознается с помощью рентгенологического метода, необходимого для обнаружения и определения степени распространенности патологического процесса, а также для контроля эффективности лечения. Поэтому усилия ученых направлены на создание рентгеновских аппаратов с пониженной лучевой нагрузкой. К ним относятся малодозовые цифровые рентгеновские аппараты. Необходимо оптимизировать лучевые исследования для уменьшения лучевой нагрузки на пациента при одновременном сохранении качества медицинских изображений.

В настоящее время накоплен опыт эксплуатации цифровых рентгеновских установок и флюорографов в лечебно-профилактических учреждениях различного профиля. Преимуществами цифровой флюорографии являются: снижение лучевой нагрузки на исследуемого (в 10-30 раз), высокая информативность, уменьшение стоимости исследования, возможность хранения данных на всех видах носителей информации и передачи через интернет, простота и высокая скорость получения изображений и их высокое качество. Сравнение возможностей в выявлении нормальных анатомических структур и патологических рентгенологических симптомов показывает, что цифровые изображения имеют преимущество, которое проявляется в превосходном разрешении по контрастности в широком динамическом диапазоне.

Дополнительными преимуществами цифровой радиографии являются возможности применения гистограммного анализа и цветового кодирования. Цветовое кодирование может быть выполнено на основе техники трапециоидов. При этом различные ткани получают разную окраску, что позволяет проводить их визуальную дифференцирововку.

Экологическое благополучие населения является одной из важнейших задач современного индустриального общества. Среди всех экологических проблем, стоящих сейчас перед государством, радиационный фактор занимает одно из ведущих мест. Рассматривая радиационный фактор, необходимо отметить, что среди всех видов облучения населения источниками ионизирующего излучения 17% вклада в него обусловлено медицинской компонентой. В целом считается, что польза от применения медицинского облучения превышает вред от его использования, поэтому оно не нормируется в отличие от профессионального облучения. Диагностическое облучение характеризуется довольно низкими дозами, получаемыми каждым из пациентов (типичные эффективные дозы находятся в диапазоне 1-10 мЗв), что в принципе вполне достаточно для получения требуемой клинической информации. Эффективная доза при рентгенографии составляет от 1 мЗв до 0,6 мЗв и для КТ от 0,2 мЗв до 12 мЗв.

Сканирующий метод исключает регистрацию рассеянного излучения при формировании рентгеновского изображения, поэтому, рентгенологическое обследование, проведенное путем сканирования пациента узким коллимированным лучом, с прямым преобразованием энергии -кванта в электрический сигнал, позволяет уменьшить лучевую нагрузку на пациента в десятки раз и повысить диагностическую эффективность обследования по сравнению с традиционной пленочной технологией. Стратегия снижения дозовых нагрузок на население при проведении рентгенологических процедур должна предусматривать поэтапный переход в рентгенологии на сканирующие технологии получения информации и, прежде всего, при проведении профилактических процедур, доля которых в общем объеме рентгенологических исследований составляет около 33%. Реализация в полном объеме этих предложений по снижению дозовых нагрузок позволит уже в ближайшие 2-3 года снизить эффективную среднюю годовую дозу облучения на одного человека до 0,6 мЗв. При этом суммарная годовая коллективная эффективная доза облучения населения уменьшится почти на 31000 чел.-Зв, а число вероятных случаев возникновения злокачественных заболеваний (смертельных и не смертельных) снизится за это период более чем на 2200.

В системах сканирующего типа рентгеновский пучок проходит через узкую щель коллиматора прежде, чем попадает на линейку детекторов. В сканирующих аппаратах получение информации с одной строки происходит максимум за 5-6 мс, что даже меньше времени формирования изображения в цифровых флюорографах на основе ПЗС-матрицы. Преимущество сканирующих систем с узким веерным рентгеновским пучком состоит в том, что в них практически отсутствует вредное влияние рассеянного излучения на качество изображения, а это, в свою очередь, позволяет значительно снизить дозовую нагрузку на пациента. Ряд авторов отмечает, что сканирующая рентгенография на сегодняшний день является наилучшим решением для практической рентгенодиагностики с точки зрения достижения приемлемого баланса цена качество для цифрового приемника.

Таким образом, цифровые рентген аппараты обладают рядом преимуществ над традиционными аналоговыми аппаратами, что связано с высоким качеством и возможностью компьютерной обработки получаемых изображений, хранением полученной информации в электронном виде, возможностью передачи рентгеновских снимков через интернет и значительным снижением лучевой нагрузки на пациента.

Цифровые рентген аппараты — высокотехнологичное оборудование для соверменной медицины!

Индикаторы экспозиции цифровой (компьютерной) рентгенограммы

Распознавание экспозиционного поля цифровой (компьютерной) рентгенограммы

После получения гистограммы ее анализируют, чтобы отличить данные, являющиеся частью ЗИ, от фона, рентгеноконтрастных материалов, несъемных металлических объектов (например, протезов) и рентгеноконтрастных артефактов, благодаря чему нормализации подвергнется только диапазон данных, соответствующий изучаемым анатомическим структурам. Достичь этого можно посредством алгоритма распознавания экспозиционного поля. Во время этого процесса компьютер сканирует гистограмму изображения по направлению с обоих концов внутрь до тех пор, пока не идентифицирует с каждой стороны первый оттенок серого, соответствующий пороговому количеству пикселей (в столбце) (рис. 1).

РИСУНОК 1 Определение ЗИ на гистограмме.

Оттенок серого, выявленный слева, обозначается S_min и соответствует минимальному полезному значению (наиболее яркий оттенок), а оттенок серого, выявленный справа, обозначается S_max и соответствует максимальному полезному значению (наименьшая яркость). Также анализ идентифицирует значение S_ave — среднее значение яркости пикселя (обычно соответствует мягким тканям), располагающееся посередине между S_min и S_max. Значение S_ave используется для расчета индекса экспозиции (ИЭ) и может применяться для того, чтобы определить корректность экспозиции ПИ, если нет ошибки распознавания экспозиционного поля.

Для корректного анализа гистограммы на рабочей станции следует выбрать подходящий процедурный алгоритм (часть тела и проекцию), благодаря чему компьютер в дальнейшем сможет сравнить гистограмму изображения с типовой для данной проекции гистограммой. Это позволит идентифицировать на гистограмме неанатомические структуры и исключить их из ЗИ (рис. 2). В книге «Рентгенография в цифровую эпоху» К. Б. Кэрролл описывает три основных алгоритма для анализа гистограмм в зависимости от их формы.

РИСУНОК 2 Типовые гистограммы.

Алгоритм 1 типа используют тогда, когда между анатомической структурой и границами коллимированного поля имеется свободное пространство (например, при рентгенографии конечностей). В этом случае на гистограмме в крайнем правом положении ожидают увидеть «хвост» или пик, который следует исключить из ЗИ, поскольку он анатомической структуре не соответствует. Применение алгоритма 1 типа позволяет компьютеру при сканировании гистограммы справа налево пропускать темные значения, соответствующие этому «хвосту», и не учитывать их при определении S_max.

Алгоритм 2 типа используют в тех случаях, когда границы коллимированного поля не выходят за пределы кожных покровов, и на гистограмме изображения в крайнем правом положении отсутствует «хвост», соответствующий свободному пространству (например, при исследовании поясничного отдела позвоночника). При выборе этого алгоритма компьютер такой «хвост» не ищет и не исключает его данные из ЗИ.

Алгоритм 3 типа используют тогда, когда в экспозиционное поле попадает большая рентгеноконтрастная область, например контрастный препарат или несъемный металлический объект (протез). В этом случае на гистограмме ожидают увидеть в крайнем левом положении значения, близкие к белому цвету. Применение алгоритма 3 типа позволяет компьютеру при сканировании эти значения пропускать и не учитывать их при определении S_min.

Оценка экспозиции по цифровой (компьютерной) рентгенограмме

Суммарная экспозиция ПИ определяется проникающим первичным и рассеянным вторичным рентгеновским излучением. При уменьшении или увеличении вклада любого из этих типов излучения соответствующим образом изменяется и экспозиция ПИ. Пока хотя бы минимальное количество первичного рентгеновского излучения проникает сквозь все ткани, недоэкспонированное или переэкспонированное в пределах двухкратного отклонения изображение может быть нормализовано, что позволит избежать повторного исследования (рис. 1 и 2). В таблицах ниже перечислены способы определения по рентгенограмме, а также причины и способы корректировки недостаточной или избыточной экспозиции.

Если величина экспозиции выходит за пределы допустимого диапазона, то возможности для изменения «окна» отображения ограничиваются.

РИСУНОК 1 Рентгенограммы таза. В центре первого ряда представлена рентгенограмма оптимального качества, которая была скопирована и обработана с использованием различных «окон» отображения, чтобы продемонстрировать, как будут выглядеть рентгенограммы при оптимальном значении кВп и приемлемом диапазоне мАс. Второй ряд показывает, как будут выглядеть рентгенограммы первого ряда после нормализации. Если величина экспозиции недоэкспонированной или переэкспони-рованной рентгенограммы укладывается в данное 400% окно, то повторять исследование не нужно. Повторная рентгенография оправдана только при выходе величины экспозиции за пределы этого окна. Если получена рентгенограмма, похожая на правую или левую в первом ряду, то причина этого заключается не в экспозиции ПИ, а в методике обработки. РИСУНОК 2 Рентгенограммы таза. В центре первого ряда представлена рентгенограмма оптимального качества, которая была скопирована и обработана с использованием различных «окон» отображения, чтобы продемонстрировать, как будут выглядеть рентгенограммы при увеличении или уменьшении кВп на 15% (двухкратное изменение экпозиции) по сравнению с оптимальным значением. Второй ряд демонстрирует, как будут выглядеть рентгенограммы первого ряда после нормализации. Если величина экспозиции недоэкспонированной или переэкспонированной рентгенограммы при изменении кВп находится в пределах двухкратного отклонения от оптимального значения, то повторение исследования не оправдано.

Прочие факторы, влияющие на экспозицию

Как правило, влияние перечисленных ниже факторов требует повторения исследования только в редких случаях, например, когда они привели к значительному увеличению или уменьшению экспозиции по сравнению с рутинной практикой или к возникновению ошибки во время обработки. В этих случаях рентгенограммы будут выглядеть так же, как это описано выше для избыточной и недостаточной экспозиции, при этом корректировка технических параметров должна выполняться перед получением рентгенограммы, а ее целью должно стать приближение показателя ИЭ к идеальному значению.

а) Отсеивающая решетка. При установке отсеивающей решетки или ее смене на решетку с большим отношением потребуется изменить мАс, чтобы компенсировать изменение экспозиции, вызванное ограничением рассеянного излучения и поглощением первичного излучения решеткой (таблица ниже). При увеличении отношения отсеивающей решетки во избежание недостаточной экспозиции ПИ следует увеличить значение мАс, а при уменьшении отношения во избежание избыточной экспозиции — соответственно уменьшить значение мАс.

Недостаточная экспозиция может быть вызвана неправильным взаиморасположением отсеивающей решетки и ЦЛ, что приведет к уменьшению количества фотонов, достигающих ПИ, и возникновению эффекта отсечения решеткой. Если уменьшение экспозиции обусловлено эффектом отсечения решеткой, то на рентгенограмме будут видны небольшие белые линии, соответствующие свинцовым пластинам решетки.

б) Расстояние «источник-приемник изображения». Увеличение расстояния «источник-приемник изображения» (РИПИ) по закону обратных квадратов приведет к уменьшению экспозиции ПИ, поскольку при увеличении РИПИ площадь, по которой распределяется излучение, тоже увеличится. Напротив, при уменьшении РИПИ экспозиция ПИ увеличится. Чтобы показатель ИЭ соответствовал идеальному, любое изменение РИПИ более чем на 10% должно компенсироваться коррекцией мАс по формуле поддержания экспозиции новое мАс/старое мАс = (новое расстояние) 2 /(старое расстояние) 2 .

в) Расстояние «объект-приемник изображения». Обычно расстояние «объект-приемник изображения» (РОПИ) поддерживается на наименьшем возможном уровне, но в некоторых случаях избежать его увеличения не удается, например, если пациенту установлен спице-стерж-невой аппарат, элементы которого выходят за пределы изучаемой части тела. Увеличение РОПИ может привести к заметному уменьшению экспозиции ПИ, поскольку снизится количество рассеянного в теле пациента излучения, достигающего ПИ. Выраженность снижения экспозиции зависит от степени увеличения РОПИ и количества рассеянного излучения, достигающего ПИ при данном исследовании, что определяется размером экспозиционного поля, толщиной тела пациента и значением кВп.

При большей величине экспозиционного поля и толщине тела рассеивание излучения будет выражено сильнее, но тем сильнее с увеличением РОПИ будет уменьшаться количество излучения, достигающего ПИ. Если напряжение на трубке будет более 60 кВ, то направление рассеянного излучения станет более прямолинейным, вследствие чего при увеличении РОПИ меньше рассеянного излучения попадет на ПИ, и его экспозиция уменьшится. Чтобы компенсировать недостаточную экспозицию ПИ и поддерживать показатель ИЭ на идеальном уровне, необходимо увеличивать значение мАс на 10% на каждый сантиметр РОПИ.

г) Коллимация. Уменьшение экспозиционного поля за счет коллимации влияет на количество образуемого рассеянного излучения, а значит, на количество излучения, достигающего ПИ. Выраженность изменения экспозиции зависит от размера коллимированного поля и количества рассеянного излучения, которое в типичном случае достигает ПИ при данном исследовании, что в свою очередь определяется толщиной тела пациента и значением кВп. Если при исследовании образуется значительное количество рассеянного излучения, то, чтобы компенсировать уменьшение экспозиции за счет малого размера коллимированного поля, необходимо увеличить значение мАс. Это позволит сохранить показатель ИЭ на идеальном уровне.

При уменьшении размера экспозиционного поля с 35 х 43 см до 25 х 30 см следует увеличить значение мАс на 35%, а при изменении с 35 х 43 см до 20 х 25 см — соответственно на 50%.

д) Эффект анодного основания. Эффект анодного основания проявляется в тех случаях, когда для исследования выбирается экспозиционное поле размером 43 см и больше, например, при рентгенографии длинных костей или позвоночника. При этом в пределах экспозиционного поля возникает заметное колебание уровней интенсивности, наиболее значимое между концами поля. Различия в интенсивности обусловлены большим поглощением фотонов более толстым основанием анода по сравнению с его более тонкой верхушкой. Таким образом, уровень интенсивности со стороны анодного конца трубки ниже, чем со стороны катодного конца вследствие меньшей эмиссии фотонов.

По этой причине при неправильной укладке один конец анатомической структуры на изображении будет казаться недоэкспонированным, а другой — переэкспонированным. Знание этого облегчит получение рентгенограмм длинных костей и позвоночника с равномерным распределением яркости, поскольку для компенсации такого эффекта требуется не изменение кВ или мАс, а выполнение правильной укладки. В таблице ниже приведены рекомендации по укладке, позволяющие компенсировать эффект анодного основания.

е) Кумулятивный и деструктивный процессы. Кумулятивный и деструктивный процессы сопровождаются изменением характеристик костных, мягкотканных структур, газового или жидкостного содержимого, что требует регулировки технических параметров для компенсации изменения экспозиции. Кумулятивный процесс приводит к увеличению плотности или толщины тканей, вследствие чего они становятся более рентгеноконтрастными. При деструктивном процессе, напротив, ткани разрушаются и становятся более рентгенонегативными. В таблице ниже перечислены часто встречающиеся кумулятивные и де-, структивные процессы, при которых необходима корректировка технических параметров, а также рекомендации по ее выполнению.

ж) Автоматический контроль экспозиции. Автоматический контроль экспозиции (АКЭ) позволяет в автоматическом режиме выбирать значения мАс определяя временя экспозиции. При этом рентгенологом должны задаваться оптимальные значения кВ и мА. Оптимальное значение мА подразумевает, что для данного размера фокусного пятна значение мА должно быть достаточно большим, чтобы минимизировать двигательную нерезкость, но не настолько, чтобы время экспозиции становилось короче минимального времени отклика АКЭ. Последнее определяется временем, которое требуется для электрической цепи, чтобы обнаружить излучение и прореагировать на него. Время отклика АКЭ задается производителем. В таблице ниже перечислены основные рекомендации по настройке АКЭ для оптимальной экспозиции ПИ.

з) Постобработка. Изменение «окна» отображения. В цифровой рентгенографии для лучшей визуализации ЗИ можно изменить «окно» отображения, т.е. изменить яркость и контрастность изображения. Сделать это можно после того, как изображение будет выведено на монитор. Корректировка уровня «окна» позволяет изменить средний оттенок серого (центральный в динамическом диапазоне) на изображении в сторону более светлого или более темного оттенка, увеличив тем самым общую яркость. Корректировка ширины «окна» позволяет изменить ширину динамического диапазона за счет добавления или удаления оттенков серого, что приводит к увеличению или уменьшению разницы между соседними оттенками и изменению контрастного разрешения. Изменение ширины «окна» проявляется кажущимся изменением яркости изображения. Так, при уменьшении ширины динамического диапазона (уменьшении количества оттенков серого) изображение кажется ярче, при увеличении диапазона—темнее. Это происходит из-за того, что дополнительным структурам присваиваются соответственно более светлые или темные оттенки серого. Если уровень окна остается неизменным, то и средний уровень яркости не меняется.

Чтобы в случае недостаточной или избыточной экспозиции сохранялась возможность изменить яркость изображения в два раза, а также изменить шкалу оттенков серого для корректировки контрастного разрешения, необходимо, чтобы были сохранены исходные данные изображения. Выполнять корректировку уровня и ширины «окна» не следует, поскольку при сохранении отредактированного изображения в системе архивации и передачи изображений (PACS) исходная гистограмма изображения будет потеряна. Это приведет к тому, что рентгенолог при оценке изображения будет оперировать более узким динамическим диапазоном.

Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно

ГОСТ Р МЭК 62494-1-2013

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ИЗДЕЛИЯ МЕДИЦИНСКИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ. ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКСПОЗИЦИИ РЕНТГЕНОВСКИХ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ

Определения и требования для общей рентгенографии

Medical electrical equipment. Exposure index of digital X-ray imaging systems.
Part 1. Definitions and requirements for general radiography

Дата введения 2015-01-01

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным учреждением "Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники" Федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и социального развития (ФГБУ "ВНИИИМТ" Росздравнадзора) на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 411 "Аппараты и оборудование для лучевой терапии, диагностики и дозиметрии"

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62494-1:2008* "Изделия медицинские электрические. Показатель экспозиции рентгеновских цифровых систем. Часть 1. Определения и требования для общей рентгенографии" (IEC 62494-1:2008 "Medical electrical equipment - Exposure index of digital X-ray imaging systems - Part 1: Definitions and requirements for general radiography").

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

При применении настоящего стандарта вместо ссылочных международных стандартов рекомендуется использовать соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Введение

В пленочной рентгенографии установлена прямая связь между уровнем экспозиции приемника и оптической плотностью комбинации экран-пленка. Не так обстоит дело в цифровой рентгенографии, где почти всегда постоянство характеристик изображения достигается при использовании автоматического экспонирования. Соответственно, отклонения от заданной экспозиции, т.е. переэкспонирование и недоэкспонирование не сказываются на отклонении яркости изображения. Чем более значительно отклонение экспозиции влияет на уровень шума, тем более значительно влияние (с точки зрения радиационной защиты) на чрезмерное увеличение дозы.

Таким образом, различные изготовители цифровых рентгеновских систем вынуждены вводить указания значений дозы для своей аппаратуры. Таких значений существует достаточно много, они зависят от исходных характеристик изображений, позволяющих определить уровень экспозиций на приемнике. Эти значения различны для различных рентгеновских аппаратов различных изготовителей. Между тем унифицированный ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКСПОЗИЦИИ (EXPOSURE INDEX) для всех цифровых систем необходим для упрощения их использования, т.е. для установки режимов съемки, особенно если аппараты различных изготовителей применяются в одном и том же лечебном учреждении.

Настоящий стандарт устанавливает понятие ПОКАЗАТЕЛЯ ЭКСПОЗИЦИИ. Вне области применения стандарта находятся конкретные значения и общие требования для ПОКАЗАТЕЛЯ ЭКСПОЗИЦИИ. Процесс детального расчета (алгоритм) исключен из настоящего стандарта во избежание отрицательного воздействия на дальнейшее совершенствование аппаратуры.

ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКСПОЗИЦИИ позволяет оператору оценить соответствует ли изображение на детекторе требуемому уровню качества. Существенно, что ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКСПОЗИЦИИ, как определено в стандарте, зависит от сигнала детектора изображения, который, в свою очередь, определяется поглощенной в детекторе энергией, т.е. дозой на детекторе, но не значением воздушной кермы приемника. Отношение ВОЗДУШНОЙ КЕРМЫ НА ПРИЕМНИКЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ (керма в плоскости приемника) постоянно только при одном качестве излучения. Однако, это определение, принятое для оценки качества в цифровой рентгенографии, определяется, главным образом, отношением сигнал/шум, которое, в свою очередь, определяется поглощенной энергией.

В настоящем стандарте более детально изложены свойства и использование ПОКАЗАТЕЛЯ ЭКСПОЗИЦИИ.

Значение уровня экспозиции детектора необходимо для получения соответствующего качества изображения, как следует из определения ПОКАЗАТЕЛЯ ЭКСПОЗИЦИИ. Настоящий стандарт устанавливает еще один параметр, называемый ПОКАЗАТЕЛЕМ ОТКЛОНЕНИЯ, определяющий отклонение реального ПОКАЗАТЕЛЯ ЭКСПОЗИЦИИ от заданного принятого значения ПОКАЗАТЕЛЯ ЭКСПОЗИЦИИ (называемого также ЗАДАННЫМ ПОКАЗАТЕЛЕМ ЭКСПОЗИЦИИ). Несмотря на то, что этот параметр не определяет абсолютное значение дозы, он позволяет оператору легко оценить, соответствует ли этот параметр специфической задаче исследования.

В приложении B приведены более подробные данные по уровням ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОТКЛОНЕНИЯ.

Хранение ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКСПОЗИЦИИ (и ПОКАЗАТЕЛЕЙ ОТКЛОНЕНИЯ) совместно с параметрами изображения, например в таблицах DICOM, позволит документировать и передавать значения уровней дозы в клинической практике.

ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКСПОЗИЦИИ не исключает использования параметров, определяющих воздействие дозы облучения на пациента, таких как ОТНОСИТЕЛЬНАЯ КЕРМА В ВОЗДУХЕ или произведение кермы на площадь. Поскольку соотношение между дозой пациента и дозой на детекторе зависит от многих факторов, заранее неизвестных в клинических условиях, ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКСПОЗИЦИИ не следует использовать при расчете или оценке дозы на пациента.

ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКСПОЗИЦИИ не может быть использован для контроля совпадения опорных значений уровня дозы с дозой на пациента.

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет требования к ПОКАЗАТЕЛЮ ЭКСПОЗИЦИИ для изображений в ЦИФРОВЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ СИСТЕМАХ.

Стандарт применим к ЦИФРОВЫМ РЕНТГЕНОВСКИМ СИСТЕМАМ формирования изображений при общей рентгенографии, например, таким как:

- системы компьютерной радиографии (SR), основанные на применении стимулируемых люминофоров;

- системы с применением твердотельных панелей;

- CCD устройства (приборы с зарядовой связью ПЗС).

Системы для получения маммографических или дентальных рентгенограмм не относятся к области применения настоящего стандарта.

Стандарт определяет ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКСПОЗИЦИИ только при одиночном ОБЛУЧЕНИИ. Изображения, сформированные при многократных ОБЛУЧЕНИЯХ (например, при томосинтезе, методом двух экспозиций или многими экспозициями на одну рентгенограмму), не входят в область применения настоящего стандарта.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание. Для ссылок без даты применяют самое последнее издание (включая все изменения и поправки).

МЭК/ТО 60788:2004 Изделия медицинские электрические. Словарь (IEC/TR 60788:2004, Medical electrical equipment - Glossary of defined terms)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 УСЛОВИЯ КАЛИБРОВКИ (CALIBRATION CONDITIONS): Условия, при которых определяют ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКСПОЗИЦИИ.

3.2 КАЛИБРОВОЧНАЯ ФУНКЦИЯ (CALIBRATION FUNCTION): СИГНАЛ В ЗОНЕ ИНТЕРЕСА как функция ВОЗДУШНОЙ КЕРМЫ НА ПРИЕМНИКЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ при соответствующих УСЛОВИЯХ КАЛИБРОВКИ.

3.3 ПОВЕРХНОСТЬ ДЕТЕКТОРА (DETECTOR SURFACE): Доступная площадь, непосредственно прилегающая к ПЛОСКОСТИ ПРИЕМНИКА ИЗОБРАЖЕНИЯ.

Примечание - После удаления всех частей (включая отсеивающий растр и компоненты системы автоматического контроля экспозиции), которые возможно вывести из-под рабочего пучка без повреждения цифрового рентгеновского детектора.

[МЭК 62220-1-2:2007, определение 3.3]

3.4 ПОКАЗАТЕЛЬ ОТКЛОНЕНИЯ (DEVIATION INDEX; DI): Количественное значение отклонения реального ПОКАЗАТЕЛЯ ЭКСПОЗИЦИИ от ЗАДАННОГО ЗНАЧЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ЭКСПОЗИЦИИ.

3.5 ЦИФРОВОЙ ПРИЕМНИК РЕТГЕНОВСКОГО* ИЗОБРАЖЕНИЯ (DIGITAL X-RAY IMAGING DEVICE): Устройство на основе твердотельного цифрового рентгеновского детектора, включающее используемые на практике защитные элементы, усиливающую и цифровую электронику, компьютерную технику, обеспечивающее ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ (DN, CDU) изображения.

[МЭК 62220-1:2003, определение 3.5]

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Примечание - Могут быть включены защитные элементы, такие как отсеивающие растры, элементы автоматической экспонометрии.

3.6 РЕНТГЕНОВСКАЯ ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА (DIGITAL X-RAY IMAGING SYSTEM): Рентгеновское оборудование, использующее ЦИФРОВОЙ ПРИЕМНИК РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ для перевода ПРОЕКЦИИ изображения в цифровой формат, включающее также подсистемы, обеспечивающие обработку, дисплей, печать и хранение изображений.

3.7 ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКСПОЗИЦИИ (EXPOSURE INDEX; El): Измеренное значение сигнала детектора на излучение в ОПОРНОЙ ЗОНЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ на изображении, полученном в РЕНТГЕНОВСКОЙ ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЕ.

Примечание - Для заданного качества излучения сигнал, создаваемый в детекторе, пропорционален ВОЗДУШНОЙ КЕРМЕ НА ПРИЕМНИКЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ (или экспозиции).

3.8 ВОЗДУШНАЯ КЕРМА НА ПРИЕМНИКЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ (IMAGE RECEPTOR AIR KERMA; K): ВОЗДУШНАЯ КЕРМА в ПЛОСКОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТЕКТОРА в свободном воздухе (за исключением вторичного рассеянного излучения).

3.9 ОБРАТНАЯ КАЛИБРОВОЧНАЯ ФУНКЦИЯ (INVERSE CALIBRATION FUNCTION): Значение ВОЗДУШНОЙ КЕРМЫ НА ПРИЕМНИКЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ как функция СИГНАЛА В ЗОНЕ ИНТЕРЕСА при соответствующих УСЛОВЯХ КАЛИБРОВКИ.

3.10 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ (ORIGINAL DATE; DN): Необработанные данные, по которым ведется коррекция в соответствии с настоящим стандартом.

[МЭК 62220-1:2003, определение 3.12]

Примечание - Отношение ИСХОДНЫХ ДАННЫХ к ВОЗДУШНОЙ КЕРМЕ НА ПРИЕМНИКЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ может быть нелинейным, например, логарифмической характеристикой или зависимостью, выраженной в виде квадратного корня.

3.11 НЕОБРАБОТАННЫЕ ДАННЫЕ (RAW DATA): Значения сигнала пикселей, считанные непосредственно после аналого-цифрового преобразования с ЦИФРОВОГО ПРИЕМНИКА РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ без программной коррекции.

[МЭК 62220-1:2003, определение 3.14]

3.12 ОПОРНАЯ ОБЛАСТЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ (RELEVANT IMAGE REGION): Подобласть, наиболее важная для исследования, или подобласть изображения, содержащая диагностически значимую информацию.

Примечание - Обычно это область, по которой следует оптимизировать параметры экспозиции.

3.13 ЗАДАННЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКСПОЗИЦИИ (TARGET EXPOSURE INDEX; ): Ожидаемое значение ПОКАЗАТЕЛЯ ЭКСПОЗИЦИИ непосредственно в процессе экспозиции ПРИЕМНИКА РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ.

Примечание - ЗАДАННЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ЭКСПОЗИЦИИ может зависеть от типа детектора, вида исследования, задачи диагностики и других параметров.

3.14 СИГНАЛ В ЗОНЕ ИНТЕРЕСА (VALUE OF INTEREST; ): Основные значения данных в области интереса изображения.

Примечание - Основные значения данных представляют собой статистические значения, регистрируемые в центре зоны интереса. Они могут относиться к различным величинам, измеренным как средние, медианные или модельные.

4 Требования

4.1 Получение ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

Независящие от коррекции изображения НЕОБРАБОТАННЫЕ ДАННЫЕ применяются для создания ИСХОДНЫХ ДАННЫХ при определении КАЛИБРОВОЧНОЙ ФУНКЦИИ и ПОКАЗАТЕЛЯ ЭКСПОЗИЦИИ.

Все последующие коррекции, если они используются, должны быть проведены таким же образом, как и при обычном клиническом применении:

- замена НЕОБРАБОТАННЫХ ДАННЫХ дефектных пикселей на усредненные данные;

- коррекция сглаживания поля, состоящая, например в следующем:

1. коррекция нелинейности радиационного поля;

2. коррекция отклонений чувствительности отдельных пикселей;

3. увеличенная коррекция отдельных пикселей;

4. коррекция скорости отклонений во время одного сканировании;

- коррекция геометрической дисторсии.

1 Некоторые детекторы исключают линейную обработку изображений по своим физическим принципам. До тех пор пока эта обработка линейна и независима от изображения, эта обработка возможна.

2 Коррекция изображения считается независимой от изображения, если это коррекция применима ко всем элементам изображения, независимо от их содержания.

Компьютерная радиография – этап эволюции между плёночными технологиями и линейными детекторами

Компьютерная радиография (КР, CR) – технология радиографического контроля, при которой в качестве детектора используются фосфорные запоминающие пластины (ЗП, IP). Это многоразовый носитель рентгенограмм, полученных в результате прохождения рентгеновского излучения через объект контроля. После просвечивания пластину помещают в специальный сканер. Он считывает снимок, передаёт его на ПК и стирает с пластины старое изображение. После этого ЗП вновь готова к экспонированию. Компьютерная радиография более прогрессивна по сравнению с традиционной плёночной, так как позволяет увеличить производительность контроля, избавляет от «мокрой» фотохимической обработки и необходимости тратить много средств на расходные материалы и дополнительные принадлежности для РК.

Разберёмся в терминологии

Компьютерную радиографию (computed radiography) не следует путать с цифровой. Первая имеет дело с запоминающими пластинами (storage phosphor imaging plate), вторая – с матричными DDA-системами. И те, и другие в ГОСТ ISO 17636-2-2017 объединены в группу так называемых «цифровых детекторов». Они позволяют получать цифровые изображения (рентгенограммы, радиограммы), доступные для просмотра с помощью компьютера. Вместо оптической плотности потемнения на плёнках, здесь - градации серого на экране. Цифровые детекторы позволяют передавать изображение напрямую на монитор ПК (поэтому цифровую радиографию ещё называют «прямой»). В компьютерной всё чуть дольше: между детектором (пластиной) и монитором есть ещё одно «звено» – сканер.

Под запоминающей пластиной имеется в виду фотостимулируемый люминесцентный материал, способный хранить скрытое рентгеновское изображение объекта контроля. Под действием источника красного цвета (лазера) с соответствующей длиной волны (400 нм) генерирует люминесценцию (свечение) пропорционально дозе излучения, которая "упала" на чувствительный слой ЗП. Стирание снимка происходит при длине волны лазера 500–700 нм.

По состоянию на май 2021 года два основных стандарта, в которых допускается использование технологий компьютерной радиографии, – это ГОСТ ISO 17636-2-2017 и ГОСТ Р ИСО 10893-7-2016. На подходе актуализированная редакция ГОСТ 7512, по которому системы CR также получают «официальное признание». За рубежом данный способ проведения радиографии применяется очень давно и регламентирован такими документами, как ISO 16371 (над переводом обеих частей работают в Подкомитете №5 «Радиационные методы» при ТК 371), EN 14784, ASTM E-2445, E-2446 и др.

Что собой представляют системы компьютерной радиографии

1) фосфорные запоминающие пластины. Состоят из радиационно-чувствительного слоя люминофоров, гибкой подложки-основания из полиэтилентерефталата, адгезивного слоя, противоореольного слоя, ламината и защитного покрытия, отверждённого в потоке электронов. Люминофоры образуются смесью гранул фтора, бария, брома с добавлением европия. Под влиянием рентгеновского излучения часть электронов переходит в полу-стабильное возбуждённое состояние. В процессе сканирования на них воздействует лазерный луч, и происходит их возврат к исходному состоянию. Если плёнка чувствительна к излучению и с лицевой, и с обратной стороны, то пластина – только с лицевой. Два ключевых требования к запоминающему люминофору – однородность и малое время отклика. Лазерный луч поочерёдно воздействует на каждый пиксель на пластине. Если люминесценция от предыдущего пикселя успевает затухнуть до того, как возбуждается следующий пиксель, то отношение сигнал-шум получается более высоким. Сигналы от соседних пикселей не накладываются друга на друга, и картинка получается чётче. Максимальное базовое пространственное разрешение в зависимости от типа пластин составляет 30–100 мкм. Изготавливаются разных стандартных форматов: 6x24, 10x24, 10x48, 18x24, 24x30, 35x43 см. При необходимости можно подрезать пластину по индивидуальным размерам. Для этого сгодится сабельный или роликовый резак - такой же, как и для рентгеновской плёнки. Пластины бывают низкого, стандартного, высокого и сверхвысокого разрешения. Диапазон рабочих температур – от -5 до +30 ˚С. Для деликатной очистки от пыли и разводов рекомендуются специальные безворсовые салфетки;

2) сканер. Считывает изображение, передаёт на ПК (либо записывает в собственной памяти для последующего экспорта на USB-носитель или SD-карту) и удаляет его (если включено автоматическое стирание после сканирования). После этого запоминающая пластина вновь готова к использованию. Качество готовых рентгенограмм зависит от размера лазерного пятна. У некоторых сканеров – например, HD-CR 35 NDT – его можно настраивать в диапазоне 12,5–50 мкм при помощи ирисовой диафрагмы. Чем выше разрешение, тем медленнее сканируется снимок. Для подключения к ПК чаще всего используются интерфейсы USB, Ethernet, RJ45 или Wi-Fi. Одни сканеры требуют ручного извлечения пластины из кассеты перед сканированием. Другие умеют сами извлекать ЗП из кассеты, а после считывания изображения механика загружает её назад. Наконец, существуют сканеры, которые могут сканировать пластины даже без извлечения из кассеты. Последний тип сканеров – самый дорогостоящий, но и самый эффективный с точки зрения увеличения ресурса пластин. Чем реже её извлекают из кассеты и вставляют обратно – тем меньше вероятность возникновения царапин и иных повреждений. Правда, наибольшее распространение всё же получили сканеры первого типа, для работы с которыми оператору нужно самостоятельно извлекать ЗП из кассеты. Цена решает.

Для полноценной работы понадобится также ПК со специализированным ПО. Обычно нет никаких проблем с тем, чтобы взять с собой ноутбук в полевые условия. Но если это не представляется возможным – выход есть. Во многих сканерах предусмотрен цветной дисплей и слот для SD-карты. Это позволяет оперативно, по ходу сканирования, убедиться в том, что снимки получились, и записать их на внешний носитель. После этого – вернуться в лабораторию и спокойно расшифровать радиограммы на рабочем ПК.

Чтобы уберечь запоминающие пластины от царапин и изнашивания светочувствительного слоя, рекомендуется использовать светозащитные конверты (для хранения) и мягкие виниловые либо жёсткие кассеты (для экспонирования). В первых могут использоваться свинцовые, в жёстких – стальные экраны. Жёсткие лучше всего защищают ЗП, но не подходят для изогнутых поверхностей и иных объектов сложной геометрии. Чтобы уберечь пластину от рассеянного излучения, на задней стороне кассеты предусмотрен свинцовый экран толщиной 150 мкм.

Как это работает

Пропустить пластину через сканер в режиме стирания, чтобы на ней точно не осталось изображения с предыдущего рабочего цикла. И поместить её в кассету.
Обозначить на объекте точку начала отсчёта, направление установки мерительного пояса и закрепить его.
Установить проволочный индикатор качества изображения IQI или канавочный эталон чувствительности (смотря по какой РД проводится рентген).

Преимущества компьютерной радиографии

Увеличение производительности контроля. В продолжение предыдущего пункта: плёнку нужно проявлять. Далеко не у всех есть автоматическая проявочная машина. Приходится всё делать вручную: разводить растворы в кюветах или тазиках, выдерживать в них плёнку, следить за равномерным воздействием растворов на её поверхность, потом ждать, когда она высохнет. И не дай бог её поцарапать, передержать/недодержать, ошибиться с приготовлением растворов, использовать не ту воду и т.д. Как говорят опытные дефектоскописты РК, здесь всё зависит от всего. Технологии компьютерной радиографии позволяют ускорить проведение РК минимум в 3–5 раз (в зависимости от типа объекта и условий просвечивания). Повышение производительности достигается также благодаря тому, что ЗП более чувствительны к рентгеновскому излучению, чем плёнка. Это позволяет уменьшать время экспозиции, в отдельных случаях – в 5–10 раз.
Сокращение затрат на расходники и оборудование. Для компьютерной радиографии нужен только сканер и ПК (либо ноутбук – но он есть в любой лаборатории) с программным обеспечением. Проявочную машину, негатоскоп, сменные лампы, сушильную машину, реактивы, денситометр, неактиничные фонари, ёмкости для растворов – покупать не нужно. Содержать архив готовых рентгенограмм тоже – снимки хранятся в цифровом виде на жёстком диске и/или облачном сервисе.
Сравнительно более высокое качество радиограмм. Если у цифровых детекторных систем пространственное разрешение чаще всего составляет 75–200 мкм, то у запоминающих пластин 30 мкм. Это позволяет различать на снимке несплошности меньшего размера. Разрядность достигает 65 535 уровней серого.
Возможность применения на изогнутых объектах. Плоскопанельный детектор имеет жёсткий корпус. Запоминающую пластину можно сгибать (если она в мягкой кассете), свернуть "трубочкой" и поместить внутри трубопровода малого диаметра, например. Это открывает дополнительные возможности в выборе схемы просвечивания по ГОСТ 7512.
Использование многоразовых запоминающих пластин. Особенно сильно это преимущество ощущается при просвете объектов с разной геометрией, разных размеров, разной контроледоступности. Только представьте: вам нужно просветить радиационную толщину (диаметр), с которой вы ранее не сталкивались. А если ещё и трубка не в идеальном состоянии, то в любом случае нужно пристреляться. Да, конечно, можно воспользоваться дозиметрам – и по количеству «упавших» мЗв спрогнозировать вероятное качество снимка. С запоминающей пластиной всё проще и нагляднее. Если сканер с собой, то можно сразу же оценить готовую рентгенограмму и при необходимости скорректировать напряжение и время экспозиции. С «одноразовой» плёнкой это невозможно. Правда, не так давно российским дефектоскопистам РК стал доступен новый инструмент для быстрого и точного расчёта дозы излучения и времени экспозиции. Это, конечно же, экспонометр Xtime. На нашем портале есть интервью с его разработчиком - рекомендуем к прочтению. А пока - двигаемся дальше.
Пригодность к полевым условиям. DDA-система тоже в них неплохо вписывается, но это всё-таки электроника. Плёночный способ – при всей его популярности – на отдалённых объектах тоже не идеален, поскольку требует наличия достаточного запаса воды. Желательно чистой. Либо ставить фильтры. Запоминающая пластина – это не прибор, а всего-навсего материал (хоть и высокотехнологичный, многослойный). И не нуждающийся в таких «грязных» процедурах, как проявка, выдержка и сушка. Кроме того, многие сканеры оснащены аккумулятором, что позволяет использовать их автономно, без подключения к сети или генератору. С проявочной техникой это невозможно.
Долговечность сканера. Это неприхотливое в эксплуатации устройство. В нём практически нет изнашиваемых частей и перегревающихся узлов, как в проявочной машине. Профилактика требуется примерно раз в 1–1,5 года: чистить ролики, разъёмы, заменять неисправные комплектующие, обновлять прошивку и пр. Количество трущихся деталей и узлов сведено к минимуму. К ним относятся разве что приводные ролики для перемещения пластины (рекомендованный интервал для диагностики и замены – 1–2 года) и резиновый приводной ремень (рекомендована осмотр и замена через 3–4 года). В периодической проверке и замене нуждаются ещё пылезащитные щётки: средний эксплуатационный период – 2 года. Всё остальное внутри сканера – это электроника. Если не пренебрегать элементарными процедурами ухода за техникой, то сканер вполне может отработать больше 10 лет. Сильно больше. Оценить долговечность запоминающих пластин сложнее. Слишком многое зависит от условий эксплуатации. К примеру, если пожалеть денег на защитные пакеты-футляры, то слой запоминающего люминофора будет более подвержен царапинам, загрязнениям, потёртостям. Если же аккуратно обращаться с ЗП, то срок службы может достигать 5, 7 лет и более. Разные производители заявляют ресурс пластин 3 000–4 000 циклов получения/стирания изображения. В действительности для полевых условий хорошим считается срок службы в 1 000 циклов.
Возможность постобработки рентгенограмм. Для анализа, расшифровки, архивации снимков используется профессиональное ПО.
Безопасность данных. Сохранность исходных изображений гарантирована тем, что все снимки и рабочие файлы сохраняются в формате DICONDE. Это специальный стандарт для цифровой и компьютерной радиографии, регламентированный зарубежными стандартами ASTM E2339, ASTM E2738, ASTM E2699 и пр. Протокол DICONDE обеспечивает долгосрочное хранение данных, полученных в результате сканирования ЗП, а также их целостность и возможность корректного воспроизведения на разных мониторах. Формат универсален: он поддерживается программными обеспечением зарубежных и российских разработчиков ПО и аппаратуры для КР. Безопасность данных достигается, во-первых, хранением не только самих изображений, но и метаданных, перечисленных выше. При этом – данные хранятся в исходном виде, а вся последующая постобработка выполняется на пиксельном уровне и легко «откатывается» к первоначальному виду. Во-вторых, ПО для компьютерной радиографии позволяет разделять права доступа к рабочим файлам. Для защиты от несанкционированного доступа можно поставить пароль.

Недостатки компьютерной радиографии

уменьшение чувствительности по мере увеличения энергии рентгеновского излучения. Для запоминающих пластин она должна быть в пределах 300 кэВ;
стоимость. Для сравнения: пачка импортной плёнки класса С3 из 100 листов похожего размера 30x40 см по состоянию на май 2021 года стоит порядка 35 000 рублей. Комплекс компьютерной радиографии тоже стоит немало, 3,5–15 млн рублей в зависимости от разрешения, способа извлечения ЗП из кассет. Впрочем, за новую автоматическую проявочную машину тоже придётся выложить кругленькую сумму – 1,5 рублей и более;
требовательность к персоналу. Самое страшное для пластины – это царапины. Конечно, в перчатках работать никто не будет (хотя некоторые производители это рекомендуют). Ну и кроме того, не будем забывать про ГОСТ ISO 17636-2-2017, который требует обучения и аттестации (сертификации) дефектоскопистов по ИСО 9712. Правда, работать с пластинами всё же попроще, чем с плоскопанельным детектором.

Как подобрать сканер запоминающих пластин

Что будет дальше?

Технологии компьютерной радиографии официально одобрены на уровне стандартов (ГОСТ ISO 17636-2-2017, ГОСТ Р ИСО 10893-7-2016) и широко применяются на объектах «Газпрома», «Транснефти», «Росатома». Всё чаще их внедряют предприятия судостроительной, авиастроительной, ракетостроительной отрасли.

Дальнейшее распространение технологий компьютерной радиографии сдерживается ценовым фактором, необходимостью переобучения персонала и очень аккуратного обращения с запоминающими пластинами.

Дополнительную конкуренцию КР составляет «прямая» радиография. Производство плоскопанельных детекторов сейчас бурно развивается. Они получаются всё менее дорогостоящими и более надёжными.

Читайте также: