Условия, влияющие на контрастность объекта на рентгенограмме
а) Яркость и плотность. Перед выводом на экран яркость изображения благодаря нормализации подстраивается под ТС и может в дальнейшем быть отрегулирована изменением «окна» отображения, тем не менее изображение исходно должно обладать определенным уровнем яркости. Этот уровень зависит не от яркости монитора, а от методики проведения рентгенологического исследования и является оптимальным тогда, когда ЗИ отображается в широком диапазоне интенсивности. Интенсивностью обозначают общее количество фотонов рентгеновского излучения, достигающих пациента и ПИ. Интенсивность и выраженность экспозиции ПИ в наибольшей степени зависят от количества миллиампер-секунд (мАс) и в меньшей степени от значений кВ, РИПИ, РОПИ, степени коллимации и наличия отсеивающей решетки.
б) Контрастность — это разница в процентах в уровне яркости между двумя прилежащими деталями. Чем больше разница, тем контрастность выше (рис. 1), и чем меньше разница, тем контрастность ниже (рис. 2). Высококонтрастная рентгенограмма характеризуется большим количеством черного и белого цветов, а низкоконтрастная — большим количеством оттенков серого. Если контрастность между двумя деталями недостаточна, то отличить их друг от друга не удастся, и они будут выглядеть как одно целое. Оптимальным является промежуточное значение контрастности. Оценивая контрастность рентгенограммы, важно сравнивать контрастность анатомических структур, входящих в зону интереса, а не контрастность анатомических структур и черного фона за их пределами. Цифровая рентгенография благодаря возможности ПИ улавливать разницу в контрастности объектов в 1% и более широкому динамическому диапазону (количеству оттенков серого) обеспечивает более высокое контрастное разрешение. Оно зависит от исходной контрастности объекта, динамического диапазона и алгоритмов обработки, применяемых к изображению до его вывода на экран. Ниже перечислены характерные условия, влияющие на контрастность объекта.
РИСУНОК 1 Рентгенограмма левой стопы в косой ПЗ проекции, высокая исходная контрастность объекта.
РИСУНОК 2 Рентгенограмма левой стопы в косой ПЗ проекции, низкая исходная контрастность объекта.
Условия, влияющие на контрастность объекта:
РИСУНОК 3 Рентгенограмма таза в ПЗ проекции, высокая исходная контрастность объекта.
• При исследовании пациентов в хорошей физической форме, с крепкой мускулатурой, низким содержанием жира и плотными костями контрастность объекта обычно наиболее высокая (рис. 3)
РИСУНОК 4 Рентгенограмма таза в ПЗ проекции, низкая исходная контрастность объекта вследствие избыточного веса пациента.
• У пациентов, физическая форма которых ухудшилась из-за болезни или возраста, и пациентов с избыточным весом мышцы теряют тонус и содержат больше жировой ткани, вследствие чего контрастность объекта обычно становится хуже. Это обусловлено тем, что жировая и мышечная ткани схожи по плотности (рис. 4)
РИСУНОК 4 Рентгенограмма левого голеностопного сустава в боковой проекции, низкая исходная контрастность объекта вследствие деструктивного процесса.
• Костные структуры, деминерализованные и утратившие плотность из-за болезни, на изображениях выглядят более темными и в большей степени сливаются с окружающими структурами, вследствие чего контрастность объектов ухудшается (рис. 4)
РИСУНОК 5 Рентгенограммы левого коленного сустава в ПЗ и боковой проекциях. Скопление жидкости вокруг сустава ухудшает исходную контрастность объекта.
• Патологические скопления жидкости из-за болезни или травмы также ухудшают контрастность объекта, поскольку уменьшают разницу в плотности прилежащих тканей организма (рис. 5)
РИСУНОК 6 Рентгенограмма правого коленного сустава ребенка в ПЗ проекции, низкая исходная контрастность объекта
• Кости младенцев и детей старшего возраста менее плотные и более пористые, чем кости взрослых, что приводит к снижению контрастности между костью и мягкими тканями на изображениях (рис. 6)
а) Контрастность объекта. Контрастность объекта отражает различия в интенсивности излучения, достигающего ПИ. Они в свою очередь определяются избирательным поглощением излучения различными тканями тела в зависимости от их толщины, атомной плотности и атомного числа. На изображении различия в интенсивности излучения передаются различными оттенками серого. Повлиять на дифференциальное поглощение и контрастность объекта можно изменением пикового напряжения (кВп), поскольку от него зависит энергия и проникающая способность фотонов рентгеновского излучения.
Для каждой части тела подбирается оптимальное значение кВп, обеспечивающее необходимую глубину проникновения фотонов и дифференциальное поглощение всеми тканями в области ЗИ, а также разумную дозу лучевой нагрузки и количество рассеянного излучения, достигающего ПИ. Оптимальные уровни кВп для каждой проекции приводятся в следующих разделах. При оптимальном значении кВп, как минимум, часть излучения должна задерживаться тканями. Если в условиях увеличения толщины тканей или наличия кумулятивного процесса возникает необходимость изменить стандартное значение кВn, следует помнить, что при увеличении напряжения свыше 80 кВn фотоны не будут поглощаться мягкими тканями, а при увеличении свыше 120 кВn — костями. Это обусловлено прекращением фотоэлектрического взаимодействия в перечисленных структурах при таком уровне напряжения, что приводит к ухудшению исходной контрастности объекта.
б) Контрастное разрешение. Контрастное разрешение — это способность визуализирующей системы различать детали, отображая их в различных оттенках серого. Контрастное разрешение считается высоким, если система способна различать детали, которые очень близки по коэффициенту поглощения. Количество доступных для отображения оттенков серого (динамический диапазон) задано в цифровой системе и определяется разрядностью.
в) Разрядность и динамический диапазон. Максимальный диапазон значений пикселей, который может хранить цифровая система, определяется разрядностью («битовой глубиной» пикселей). Цифровые системы, выпускаемые в настоящее время, имеют разрядность 14 бит (214), что позволяет сохранять 16384 потенциальных значения для каждого пикселя. Эти значения используются для определения оттенков серого, отображаемых на мониторе. Поскольку остаточный луч передается только около 1024 различными оттенками серого, а человеческие глаза способны различить только около 32 (25) различных оттенков серого, то нет необходимости полностью отображать информацию, полученную системой во время экспозиции (исходные данные).
Вместо этого предварительно заданным системным программным обеспечением указывается диапазон значений, который будет доступен для отображения рентгенограммы. Такой диапазон называют динамическим диапазоном (шкалой оттенков серого) цифровой системы. Для каждого исследования соответствующим процедурным алгоритмом задан динамический диапазон и средние уровни яркости, которые компьютер должен использовать при отображении рентгенограммы. Они встроены в ТС, которая используется для автоматической нормализации гистограммы в целях оптимизации отображения анатомических структур.
