Современная рентгенография

Современные сканирующие системы для скрининг - диагностики.
Ю.И. Хвостишков, нач. отдела маркетинга ЗАО "Научприбор", г.Орёл
Ю.Г. Украинцев, снс ИЯФ им. Г.И. Будкера СО РАН г. Новосибирск
С момента открытия рентгеновского излучения началось бурное развитие новой
отрасли медицины – инструментальной диагностики. Появилась возможность изучения
физиологических и патологических процессов, происходящих в живом организме:
изучалась деятельность сердца, структура легких, строение костей.
Уже через 10 лет, в 1905 году, был выпущен первый рентгеновский аппарат для
применения в стоматологии. Несколько позже, с изобретением рентгенконтрастных
препаратов, стало возможным проведение исследований желудочно-кишечного тракта, а
затем сосудов и мочевыводящих путей. Но широкое применение рентгеновского метода
исследования ограничивалось из-за негативных воздействий рентгеновского излучения на
организм. Параллельно с появлением других альтернативных методов инструментальных
исследований – ультразвукого, магниторезонансного, позитронной томографии шел поиск
новых путей снижения дозы облучения пациента при выполнении рентгеновского
исследования.
В 1993 – 1995 гг. группой учёных Новосибирского Института ядерной физики СО РАН
был предложен сканирующий метод беспленочного получения рентгеновского
изображения и в 1997 году на заводе "Научприбор" (г.Орёл) создан первый в России
цифровой сканирующий рентгенографический аппарат, в котором для регистрации
рентгеновского излучения в качестве линейного цифрового детектора используется
многоканальная ионизационная камера (МИК), широко применяемая в ядерной физике.
Технология получения двухмерного цифрового изображения на аппарате, который в
настоящее время выпускается под торговой маркой ФМЦ "НП-О" "Взгляд Орла" основана
на методе послойного сканирования пациента узким веерообразным пучком
рентгеновского излучения. Плоское изображение формируется путём синхронного
перемещения рентгеновского излучателя,
щелевого коллиматора и МИК вдоль
исследуемого объекта. В отличие от аналогов, в ФМЦ исключено дополнительное
преобразование энергии Y-кванта в свет и только потом – в заряд, что уменьшает потери и
повышает выходной сигнал. Это достоинство МИК, в результате даёт возможность
получать более качественное цифровое изображение исследуемого объекта. В отличие от
других детекторов, приемник МИК имеет крайне низкий собственный шум и высокую
эффективность регистрации (~70%, тогда как у других цифровых приёмников она не
превышает 30-50%), что позволяет получать рентгеновское изображение при предельно
низких дозах. ( в 80 раз меньше, чем на традиционных экроно-пленочных аппаратах и в
5÷10 раз меньше, чем у большинства цифровых аналогов).
Вместе с тем, диагностические характеристики цифровых изображений, получаемых с
помощью ФМЦ, превосходят по качеству не только пленочную флюорографию, но и
полноформатную
рентгенографию
легких.
Сканирование
пациента
узко
сколлимированным горизонтальным лучом повышает качество снимка, т.к. практически
полностью исключен процесс регистрации рассеянного излучения; а короткое время
выдержки уменьшает динамическую нерезкость. Эти нерезкости наблюдается в
некоторых других цифровых системах. Даже в том случае, когда пациент правильно
задерживает дыхание (что бывает далеко не всегда, особенно у пожилых людей) остается
пульсация аорты, сердца и крупных сосудов, поэтому края этих органов всегда размыты
на снимке, полученных с помощью матричных приемников, т.к. длительность экспозиции
у них от 0,04 до 0,1 с. В ФМЦ "Взгляд Орла", изображение на экране монитора состоит из
«сшитых» строк с экспозицией 0,002 с, и поэтому имеются четкие границы сосудов и
сердца, просканированные в разных фазах за 5 с. Важным отличительным качеством
аппарата ФМЦ является также и то, что в силу его конструктивных особенностей на
получаемом снимке нет геометрических искажений по вертикали и то, что разрешение и
контраст равномерно распределены по всему полю получаемого снимка (недостатки
присущие другим цифровым аппаратам).
Динамический диапазон цифровых систем приблизительно в 20-50 раз выше, чем у
важной рентгеновской пленки. На практике это означает, что цифровой снимок содержит
больший объем дополнительной диагностической информации по передаче полутонов,
как в мягких, так и в плотных тканях. В этом отношении сканирующие аппараты также
имеют преимущество перед другими цифровыми системами. Цифровая обработка
рентгеновского изображения позволяет врачу при постановке диагноза опираться уже не
только на свой опыт, но и на количественную и качественную информацию, которая дает
возможность выявлять минимальные изменения в тканевой структуре легких и выполнять
диагностику без проведения контрольных снимков на пленке. Это полностью исключает
фотохимический процесс, именно тот этап получения рентгеновского изображения, во
время которого возможны многие ошибки и погрешности, приводящие к значительному
ухудшению качества изображения. Старение рентгеновской пленки, громоздкие рентгенархивы, потеря снимков приводят к необоснованным повторным исследованиям и,
следовательно, увеличению суммарной лучевой нагрузки на пациента. При обследовании
пациента на цифровом аппарате, кроме существенного уменьшения лучевой нагрузки и
быстроты выдачи заключений, появляется возможность компьютерной обработки
получаемого изображения: изменение яркости, контрастности, дополнительное
подчеркивание контуров, сглаживание, изучение изображения, как в позитиве, так и
негативе, увеличение полученного изображения с целью более детального его изучения.
Цифровые изображения, записанные на CD или DVD диски, создают неограниченный
и компактный рентгеновский архив и в отличие от традиционных, не занимают много
места, не портятся, обеспечивают быстрый доступ одновременно нескольким врачам.
Цифровой архив позволяет врачам автоматизировать обработку результатов исследований
с помощью специализированных алгоритмов, проводить статистическую обработку на
больших выборках данных о пациентах с целью обобщения полученных результатов. По
сохраненным данным в архиве можно создавать статистические отчеты согласно
действующим нормативным документам о проведенных обследованиях, сортировать и
выбирать пациентов в зависимости от условий отбора. Архивные изображения
используются для быстрого и полноценного сравнение результатов двух обследований,
снятых в разный момент времени, с целью анализа динамики развития заболевания или
хода лечения. Врач со своего рабочего места может провести не только анализ
полученного изображения, но и передавать снимки для оперативных консультаций в
другие медицинские центры по компьютерным сетям. Современные средства связи и
передача данных позволит консультировать пациентов и их лечащих врачей, находясь от
них на значительном расстоянии, даже на другом континенте, причем консультанту
передается не субъективный доклад лечащего врача, а первичная диагностическая
информация. Передача персонифицированных данных о состоянии пациента удаленному
консультанту позволяет выровнять шансы больных на получение квалифицированной
помощи, когда речь идет о самом важном вопросе – постановке правильного диагноза. Во
многих случаях непосредственное общение не требуется, консультации проводятся в
отложенном режиме, когда вся необходимая медицинская документация, включая
результаты исследований и измерений, пересылается консультанту по каналам связи
заранее, консультант просматривает ее в удобное для себя время, готовит заключение и
отсылает его обратно. Для уточнения диагноза или выбора метода лечения бывает
достаточно одного обсуждения клинических проявлений болезни лечащим врачом с
коллегами из специализированного отделения. Таким же путем, возможно дистанционное
повышение квалификации по рентгенологии врача в режиме заочного обучения и
получение информации о последних достижениях в лучевой диагностике. Созданные
внутритерриториальные сети обеспечат доступ к высококвалифицированной
консультативной помощи врачам из «глубинки».
Важной особенностью аппаратов сканирующего типа является наличие в них
рентгенозащитной кабины (РЗК). В аппарате ФМЦ, например, имеется система
видеонаблюдения за находящимся внутри РЗК пациентом с двухсторонним (лаборантпациент)
переговорным
устройством.
Наличие
РЗК
позволяет
размещать
автоматизированное рабочее место (АРМ) лаборанта непосредственно в процедурной, где
находится и сам цифровой аппарат (аппараты с ПЗС-камерами не имеющие РЗК
нуждаются в двух помещениях: пультовом и процедурном, с соответствующими
требованиями по дополнительной защите этих помещений).
Какие же рентгеновские исследования могут быть выполнены с помощью ФМЦ
"Взгляд Орла"?
Это и профилактическое и диагностическое изучение состояния органов грудной
клетки, состояния придаточных пазух носа, и практически всё многообразие исследований
костно-суставной системы, в том числе степени выраженности сколиотической
деформации позвоночника, плоскостопия, сравнительного исследования длины
конечностей.
Обследование органов грудной полости по данной методике увеличит долю
диагностируемых патологических состояний на начальной стадии процесса и в ряде
случаев предоставит возможность:
• во-первых, осуществлять динамическое наблюдение за состоянием диспансерных
пациентов из групп повышенного риска с любой необходимой периодичностью;
• во-вторых, свести риск облучения к безопасному минимуму при оценке
эффективности лечения в динамике больных туберкулезом легких, что в свою очередь
позволит
своевременно
вносить
коррекцию
в
лечение;
• в-третьих, снять с рассмотрения вопрос о радиационной опасности при массовых
обследованиях более ранних возрастных групп.