а) Что определяет понятие «цифровой»? Цифровой — это другой и более точный способ отображения информации с использованием электрических сигналов, например напряжения, для представления арифметических чисел.
Например, насколько точным должно быть измерение времени? Оно может быть неформальным: около 10 утра; или немного более официальным: сейчас 10:17; или, если событие (например, спортивная гонка) требует большей точности, указать время можно вплоть до сотых долей секунд — 10:17:21:36 (рис. 1).
Рисунок 1. (А) Цифровое времяисчисление. Время может быть измерено настолько точно, насколько это необходимо. (B) Аналоговые технологии позволяют измерить время в часах, минутах и секундах
Цифровая точность также полезна при определении веса, температуры и расстояния. Существуют цифровые методы измерения потока жидкостей в трубах, оценки температуры обработки широкого спектра промышленных товаров (от детского питания до стали и пластмасс) и определения скорости автомобилей на шоссе.
Они также используются во многих сферах нашей жизни. Во всех этих цифровых приложениях используются числа и десятичная система исчисления.
В аналоговой маммографии создание изображения зависело от системы, преобразующей рентгеновские лучи в источник света, специальной пленки и оборудования для визуализации тканей молочной железы.
Такое сочетание химии, физики и механики, волшебным образом прогрессирующее в течение последних лет, позволило клиницистам визуализировать структуры, маленькие и трудноразличимые, как микрокальцинаты, а также минимальные изменения, вызванные объемными образованиями минимальных размеров. Она была достаточно полезной и заслуженно признана «золотым стандартом» всех будущих разработок.
Тем не менее дальнейшее развитие и улучшение визуализации происходит только с появлением возможности видеть минимальные изменения, которые происходят на этапе раннего развития рака молочной железы. Аналоговые маммографы, как и аналоговые часы с секундной стрелкой, не способны отображать более точные значения.
б) Четыре основные функции. В процессе создания рентгеновских изображений принимают участие четыре функции.
1) Получение изображения.
2) Обработка.
3) Экран.
4) Хранилище.
При аналоговой визуализации общим знаменателем всех четырех функций является пленка. Она следует по установленной производственной цепочке с несколькими возможными переменными в каждой функции. Непроявленный негатив фиксируется на пленке.
Затем эта пленка перемещается в темную комнату фотолаборатории, где после воздействия химических веществ и прокатки пленки через процессор из секции сушилки выдается обработанная пленка. После этого пленку помещают на негатоскоп, после чего ее анализирует и описывает радиолог.
Наконец, после завершения анализа снимок отправляется в архив. При проектировании и использовании пленки всегда приходилось идти на компромиссы, потому что она имела отношение ко всем четырем функциям. Оптимизация одного из них происходила за счет другого. Изменение какой-либо функции безвозвратно влияло на изображение на последующих этапах.
При выполнении цифровой маммографии пленка не нужна. Тем не менее все четыре функции выполняются и дают желаемый результат с той же уверенностью, с какой цифровые часы без стрелок показывают время (см. рис. 1). Цифровая визуализация разделяет четыре функции, поэтому каждая из них может быть более точной и квалифицированной и не зависеть от трех других.
Для получения лучших результатов цифровая визуализация может независимо расширить границы любой функции.
При цифровой визуализации непроявленное изображение создается в цифровом массиве для визуализации рентгеновских фотонов, прошедших через молочную железу. При этом нет необходимости в обработке пленки, специальной камере для этого: массив не нуждается в переносе.
Отсутствует потребность в дополнительном оборудовании или реагентах, которые физически формируют или создают изображение, которое видит врач. Вместо этого радиолог полагается на быстро движущиеся электроны, невидимые невооруженным глазом. Они позволяют визуализировать форму и структуры молочной железы так же точно, как это происходит на рентгеновской пленке. Так как же совершается волшебство FFDM?
1. Моделирование невидимого покрова. После завершения рентгеновского облучения нет необходимости снимать с С-дуги маммографа и переносить в темную комнату цифровой массив. Вместо этого непроявленное изображение в цифровом массиве обрабатывается другим оборудованием — компьютером. После этого радиолог рассматривает изображение на мониторе компьютера, а не на негатоскопе, как это было ранее.
По окончании просмотра изображения на мониторе компьютера радиолог не помещает его в папку пациентки и не посылает его в архив для хранения. Вместо этого он отправляет электроны цифрового изображения на другое оборудование системы цифрового маммографа — в архивный центр PACS. Сердце цифрового маммографа — компьютер, цифровое чудо, где вся информация хранится в едином коде.
Именно поэтому цифровые изображения можно легко переносить из одной части системы в другую. Таким образом, поддерживается связь между цифровым маммографом, компьютером, мониторами и PACS.
С точки зрения пациентки, цифровая маммограмма практически идентична аналоговой.
Тот же кабинет, аппараты очень похожи друг на друга, та же самая укладка, компрессия, точно так же для получения изображения используют рентгеновские лучи. Единственное отличие, которое замечает женщина, заключается в том, что лаборант никогда не покидает кабинет маммографии для проявления пленок, потому что изображения теперь появляются на мониторе в аппаратной через несколько секунд после облучения.
Цифровая маммография, с точки зрения лаборанта, проще и быстрее, чем аналоговое обследование, за одним заметным исключением — исправлением электронной ошибки. Специалисты быстро учатся избегать ошибок в написании имени пациентки и маркировке проекции. Их не так легко исправить, как при аналоговой визуализации, когда достаточно бумажной наклейки и ручки.
Когда лаборант завершает укладку и отпускает пациентку, это, по сути, означает завершение цифровой маммографии. Он не уходит в комнату с негатоскопом, чтобы развесить там снимки. Изображения автоматически направляются на монитор станции радиолога для просмотра изображений.
Цифровая маммография, с точки зрения последнего, изменилась, обретя определенные достоинства и недостатки. Цифровые изображения доступны уже через считанные секунды после облучения, подробные и совершенные. Особенно это касается снимков молочной железы с преобладанием в структуре железистой ткани. Тем не менее просмотр и интерпретация цифровых изображений требуют больше времени, особенно если в процессе постобработки необходимо их улучшение.
в) Что такое цифровое изображение? Что такое цифровое изображение? Коротко говоря, это электронные сигналы, преобразованные в определенные оттенки серого. Понятно искусство создания аналоговых изображений, потому что есть пленка, к которой можно прикоснуться.
Специалисты видят результаты своей работы (процессор выдает пленку) и делают заключения о том, как дальше поступить с пленкой, полученной при избыточной или недостаточной дозе облучения.
Цифровое изображение нельзя взять в руки, поэтому процесс его создания остается загадкой. Беспленочная визуализация — это серьезный шаг вперед, имеющий для медицинской визуализации значительные преимущества.
Отношение облучения молочной железы и ее способности пропускать фотоны через живую ткань одинаково у систем аналоговых и цифровых маммографов. Различия между двумя этими подходами состоят в том, как собираются, обрабатываются, отображаются и хранятся рентгеновские фотоны. Любительская цифровая камера может собирать, обрабатывать и отображать свет, проходящий через ее оптику (линзы).
Системы цифровых маммографов собирают, обрабатывают и отображают рентгеновские фотоны без использования оптической системы. Тем не менее две эти концепции получения цифровых изображений во многом идентичны. Компьютер цифрового маммографа преобразует мощность сигнала рентгеновских лучей, проходящих через ткань молочной железы, в числа. Компьютеры «любят» числа.
Компьютер быстро выстраивает изображение на основе чисел мощности сигнала, каждому из которых присваивается значение яркости или темноты.
1. Изображение получено. Рентгеновские лучи, которые проходят через молочную железу, собираются, измеряются и сохраняются в цифровой системе визуализации в качестве электронного сигнала, так же как и свет собирается, измеряется и обрабатывается химическими реактивами для отображения светлых и темных теней на фотопленке.
Сигнал приравнивается к измеряемой или обнаруживаемой информации и в случае маммографии представляется как напряжение или ток. Величине напряжения или тока присваивается числовое значение. Компьютеры и инструкции к их программному обеспечению, называемые алгоритмами, преобразуют числа в значимые данные.
Величина напряжения определяет оттенок серого в каждом конкретном месте. В цифровой маммографии большее количество рентгеновских фотонов, собранных в области детектора, создает высокий сигнал, а в области с небольшим количеством пойманных рентгеновских фотонов создают слабый сигнал (рис. 2). Через жировую ткань молочной железы проходит больше рентгеновских лучей; в эту область цифрового детектора попадает больше рентгеновских фотонов (высокий сигнал).
Рисунок 2. Рентгеновские лучи легко проходят через жировую ткань и попадают на цифровой детектор, вызывая увеличение количества фотонов, измеряемых пикселями. Эта область отображается как область большего сигнала, что соответствует более темным оттенкам серого. Объекты, которые ослабляют рентгеновские фотоны, снижают интенсивность сигнала, поэтому они визуализируются в более светлых оттенках серого
Железистая ткань замедляет многие рентгеновские фотоны, этим объясняется меньшее количество рентгеновских лучей, проходящих через молочную железу и попадающих на цифровой детектор (слабый сигнал). Любое место на поверхности цифрового детектора, такое же как точка в конце этого предложения, способно принимать сигнал. Кроме того, эти небольшие точки (пиксели) упорядочены в строках и столбцах. Массив включает миллионы пикселей.
Данные о том, какое именно количество излучения достигло каждой конкретной области, передаются по электронным проводам, подключенным к массиву.
Каждый пиксель записывает оттенки серого в зависимости от того, сколько фотонов в него попало. Диапазон оттенков серого измеряется в битах. Количество бит (битовая глубина) представляет собой максимальное количество значений пикселей или оттенков серого. Битовая глубина плоских панельных детекторов цифровых маммографов обычно составляет 14 бит: 214 = 16 384 оттенков серого. Такое количество оттенков составляют огромный динамический диапазон цифрового изображения (рис. 3).
Рисунок 3. (А) Цифровой массив может определить 16 000 оттенков серого. (B) Оттенок серого каждого из пикселей определяется количеством фотонов, взаимодействующих в них. (C) Обычно емкость цифровых детекторов составляет 14 бит, что означает, что каждый пиксель может записать значение 2 разных оттенков серого. (D) Количество бит определяет количество оттенков серого. При его увеличении повышается детализация изображения. Следующие изображения, с разрешением 1,3, 5 и 7 бит (2, 8, 32 и 128 оттенков серого), иллюстрируют этот тезис
Цифровые маммограммы отображаются на мониторах высокого разрешения. Это не обычные рентгеновские мониторы для общей диагностики. Они предоставляют обзору радиологов детальные снимки для их интерпретации. MQSA рекомендует использовать маммографические мониторы с разрешением 5 МПК в сравнении с мониторами PACS с разрешением от 2 до 3 МПК, используемыми для просмотра других рентгеновских снимков, хотя допустимо интерпретировать маммограммы и с использованием мониторов меньшего разрешения.
При просмотре цифрового изображения на мониторе радиолог использует различные технологии постобработки (дополнительные компьютерные алгоритмы), которые позволяют лучше визуализировать структуры молочной железы. К ним относятся, например, отображение/выравнивание, масштабирование и инвертирование изображения.
По завершении просмотра изображения на мониторе с высоким разрешением сохраняются в системе PACS медицинского учреждения. Сеть PACS — это центральный сервер, который действует как база данных, в которой хранятся изображения из всех цифровых модальностей. Врач, интерпретирующий результаты исследования, может открыть предыдущие снимки пациентки из PACS и просмотреть их на мониторе с высоким разрешением.
Врач, направивший женщину на исследование, у которого установлен стандартный монитор, может получить доступ к PACS. Это обеспечит возможность отображения снимка для просмотра. Разрешение монитора лечащего врача хуже, чем монитора радиолога. Однако только радиолог интерпретирует результаты исследования, а значит, только ему требуется более качественная техника.
г) Каким образом создается цифровое изображение? Генерация цифрового изображения начинается в гентри маммографа (рис. 4). Гентри представляет собой конструкцию С-дуги, которая состоит из рентгеновской трубки, коллиматора, лицевого щитка, устройства для компрессии, решетки и цифровой матрицы. Рентгеновские лучи, проходящие через молочную железу, попадают из нижней ее части на цифровой массив.
Рисунок 4. Создание цифрового изображения начинается в гентри
Цифровая матрица является либо прямым, либо косвенным детектором, но во время предварительной оценки оба рассматриваются как одно и то же. Отдельное обсуждение этих двух подходов и их различий представлено ниже в этой главе.
1. Цифровой массив. Рентгеновские фотоны, проходящие через молочную железу, продолжают поглощаться на цифровой матрице. Массив похож на двухмерный лист миллиметровой бумаги с тысячами столбцов и строк. Каждая маленькая ячейка этой таблицы — пиксель. Обычно цифровой массив содержит от 10 до 25 млн пикселей. Совокупность пикселей называется матрицей (рис. 5).
Рисунок 5. Цифровой массив. Миллионы отдельных пикселей составляют матрицу цифрового детектора
Цифровой массив можно представить в виде прямоугольной вафли, состоящей из крошечных ячеек (пикселей), в каждой из них могут храниться электрические заряды. В начале рентгеновского облучения все пиксели пусты. По его окончании в каждом из пикселей содержится разное количество рентгеновских фотонов (небольшой электрический заряд). Каждому пикселю присваивается числовое значение, основанное на количестве фотонов, помещенных в пиксель.
Это дискретное значение представляет собой уровень яркости (рис. 6).
Рисунок 6. (А) До рентгеновского облучения все пиксели пусты. (B) После облучения в пикселях записано количество фотонов, вступивших во взаимодействие с каждым из них. Они отображаются в виде оттенков серого. (C) Видение количества «пойманных» фотонов цифровым детектором
Современные требования к оптимальному размеру пикселей при цифровой маммографии противоречивы. Пиксели слишком большого размера не позволяют визуализировать мелкие структуры, а это необходимо для диагностики. Слишком маленькие пиксели при облучении не смогут уловить необходимое количество рентгеновских лучей, что приведет к шуму на изображении. Кроме того, объем хранилища таких снимков становится огромным.
Принцип работы любительской цифровой камеры аналогичен. Это значительно улучшает детализацию и резкость изображения современных камер на 20 МПК по сравнению с камерами на 3 МПК. Чем больше пикселей, тем четче изображение, ведь в этом случае при просмотре изображения можно получить дополнительную информацию (табл. 3). Одновременно это означает более быстрое заполнение памяти хранилища. Миллионы бит информации требуют больше времени для считывания и отображения снимка.
Важный элемент цифровой визуализации, будь то любительская фотосъемка или цифровая маммография, — большой объем памяти для приема данных и считывания большого количества информации (деталей).
По мере уменьшения размера пикселей разрешение возрастает (рис. 7). Однако изготовить такой массив труднее. Его создание требует применения более сложных производственных технологий и больших затрат для обеспечения контроля качества.
Рисунок 7. Количество пикселей, составляющих изображение, определяется пространственным разрешением системы визуализации. Последнее, в свою очередь, влияет на четкость отображения. Размер изображений, приведенных здесь, составляет 4, 16, 64 и 256 пикселей в каждом измерении. Обратите внимание, что при увеличении количества пикселей улучшается детализация изображений
Постоянные улучшения систем цифровой обработки изображений учитывают оптимальный баланс: размер пикселя, разрешение, стоимость изготовления, время, затрачиваемое на отображение снимка, созданного из миллионов битов данных в пикселях меньшего размера, и общий объем данных, создаваемых этими пикселями, который теперь должен храниться в PACS.
В цифровой маммографии размер пикселей в массиве определяет размер микрокальцинатов. Пиксель должен быть меньше микрокальцината, чтобы визуализация последнего стала возможной.
Сегодня возможно обнаружение микрокальцинатов размером 0,1-0,2 мм, что равно 0,004-0,008 дюйма, диаметру человеческого волоса (рис. 8). Мысль о том, что это базовое требование выполнения цифровой маммографии довело цифровую визуализацию до предела возможностей, уничижительна. Чем меньше размер пикселей, тем меньше рентгеновских лучей будет попадать на каждый из них. При этом некоторые пиксели не получат сигнал, достаточный для включения этого пикселя в цифровое изображение.
Рисунок 8. Диаметр человеческого волоса в сравнении с рядом пикселей
Без достаточного сигнала от этих пикселей изображение наполняется шумом — визуальным представлением электронного статического электричества.
2. Пиксель крупным планом. Каждый миллион пикселей объединен транзистором, подключенным к серии проводов. Эта комбинация называется тонкопленочным транзистором, или ТПТ. Когда цифровой массив подвергается воздействию рентгеновских лучей, различная их интенсивность фиксируется в виде напряжения небольшой величины, которое хранится в транзисторах. Каждый пиксель регистрирует уникальное значение напряжения (сигнал) (рис. 9).
Рисунок 9. (А) Тонкопленочный транзистор (ТПТ), увеличение. Каждый пиксель содержит один тонкопленочный транзистор. (B) Провода, расположенные с трех сторон цифрового массива, считывают электрический заряд каждого пикселя, который формируется в результате взаимодействия с ним рентгеновских фотонов. Считывание пикселя опустошает его
Считывающая электронная часть системы измеряет эти напряжения (сигналы). Прочтение каждого пикселя очищает его от заряда.
Первый этап считывания — определение того, заряд с какого именно из пикселей необходимо считать. Это достигается путем электронного включения и выключения переключателя, подключенного к конкретному пикселю. Сигнал напряжения обозначает количество рентгеновских фотонов, поглощенных этим пикселем. Он настолько мал, что перед обработкой его необходимо усилить. Усиленный сигнал проходит в схему, называемую «выборка и хранение». Эта схема хранит напряжения и измеряет силу сигнала.
Схема «выборка и хранение» создает аналоговый сигнал. Он должен быть преобразован в цифровой, чтобы его можно было обработать и сохранить в компьютере.
Аналого-цифровые преобразователи конвертируют аналоговый сигнал в цифровой. Это происходит с каждым пикселем. Чем больше сигнал аналого-цифрового преобразователя, тем больше рентгеновских фотонов попадает в отдельный пиксель.
Аналого-цифровой преобразователь отправляет цифровое необработанное изображение на рабочую станцию лаборанта (AWS), где компьютер с помощью алгоритмов коррекции улучшает отображение снимка на мониторе (рис. 10).
Рисунок 10. Цифровое изображение: от получения до отображения
д) Обработка изображения для предварительного просмотра. Как только изображение для предварительного просмотра поступает на AWS, компьютер автоматически применяет несколько программных функций для его коррекции или улучшения. Эти алгоритмы совершенствуют визуализацию деталей, исправляя мелкие механические дефекты (например, битые пиксели) и улучшая визуальное восприятие (например, окно/уровень).
1. Матрица цифрового массива состоит из миллионов пикселей. Очень высока вероятность того, что некоторые из этих пикселей не будут работать, то есть они больше не будут считывать правильный сигнал напряжения в ответ на воздействие рентгеновских фотонов. Такие неработающие пиксели называют битыми. Пиксель застревает в «0» (открытом положении) или в «1» (закрытом положении) и всегда считывает одно и то же выходное напряжение независимо от количества рентгеновских фотонов, попавших в него.
Битые пиксели выглядят как белые или черные точки. Восстановить их функцию может инженер сервисной службы. Сервис отображает местоположение этого пикселя, обозначая его локализацию в строках и столбцах матрицы. Это местоположение запрограммировано в компьютере AWS. При выполнении последующих исследований компьютер применяет к каждому битому пикселю поправочный коэффициент. Этот поправочный коэффициент представляет собой усреднение значений сигнала от соседних с битым пикселей.
2. Существует и другой алгоритм, автоматически применяемый к изображению для предварительного просмотра: поле коррекции однородности. Его идея состоит в том, что, если бы все пиксели подвергались воздействию однородного рентгеновского поля, сигнал напряжения во всех пикселях был бы одинаковым. Однако в процессе производства не все пиксели получаются одинаковыми, то есть, если соседние пиксели подвергаются воздействию одинакового количества рентгеновских фотонов, выходное напряжение будет сходным, но не одинаковым.
Алгоритм однородности поля умножает сигнал от каждого пикселя на значение коррекции, чтобы компенсировать межпиксельные вариации и сделать изображение более однородным.
3. Цифровой массив может записывать тысячи различных значений пикселей или оттенков серого, в то время как монитор компьютера может отображать от 256 до 1024 оттенков серого одновременно. Другой алгоритм автоматической фоновой обработки изображения сокращает 14-битные снимки, или снимки с 16 384 оттенками серого, до более управляемого диапазона, чтобы глаза радиолога могли различать структуры молочной железы. Для удобства хранения в PACS этот алгоритм уменьшает количество оттенков до 4096 (12 бит).
Затем выполняется дополнительное сокращение до 8-10 бит (от 256 до 1024 оттенков серого) — количества оттенков, подходящего для отображения на мониторе компьютера. На первый взгляд может показаться, что при уменьшении количества оттенков в каждом из пикселей с 16 000 до 256 теряется большой объем информации. Однако человеческий глаз не может различать большее их количество, поэтому заметного ущерба качеству визуализации удается избежать.
4. Возможность регулирования уровней оттенков серого и яркости изображения на мониторе называется оконным преобразованием. Функция оконной постобработки — одно из потрясающих преимуществ цифровой обработки изображений. Когда врач видит изображение впервые, он не хочет тратить время на манипуляции с ним, чтобы оно не было слишком светлым или слишком темным. Компьютер оптимизирует отображение снимка на мониторе, поэтому обычно лаборанту и радиологу не нужно применять функцию оконного преобразования/выравнивания при первом просмотре изображения.
5. Когда рентгеновское облучение прекращается, изображение для предварительного просмотра появляется на мониторе лаборанта. Для оптимизации отображения снимка используются компьютерные алгоритмы. В цифровом мире каждое рентгенологическое исследование, будь то визуализация грудной клетки, молочной железы или кости, имеет типичную гистограмму, которая хранится в компьютере для сравнения.
Для обработки изображений компьютер использует справочную таблицу (look-up table). Он сравнивает полученное изображение с должным. При их несоответствии компьютер использует справочную таблицу для коррекции плотности и контрастности дисплея.
6. Другой алгоритм, называемый периферическим выравниванием, позволяет визуализировать молочную железу на всем протяжении от кожи до грудной мышцы. Компьютер делает ярче чрезмерно облученную подкожно-жировую клетчатку и «выжженную» линию кожи, чтобы привести их в соответствие с тканями центра молочной железы. С этой же целью алгоритм затемняет область под грудной мышцей (рис. 11).
Рисунок 11. (А) Это изображение для предварительного просмотра, после окончания рентгеновского облучения оно появляется первым. (B) Вскоре после этого оно сменяется окончательным изображением, обработанным с помощью многочисленных алгоритмов улучшения снимка
7. Алгоритмы выявления очагов поражения улучшают контуры и формы анатомических структур молочной железы. Это достигается за счет увеличения контрастности и усиления краев, пространственной и частотной фильтрации и подавления электронного шума. Усиление края делает более заметными кальцинаты и нечеткие края новообразований. При этом, однако, усиливается шум. Сглаживание облегчает распознавание крупных низкоконтрастных структур, таких как кисты, лимфатические узлы и объемные образования.
е) Отображение/выравнивание. AWS связана с информационной системой (сетью) медицинского учреждения. У AWS есть жесткий диск, на котором временно хранится изображение. Долгосрочное хранение осуществляется в PACS. PACS хранит и распространяет изображения на рабочие станции, принтеры и так далее по сети учреждения. PACS также поставляет на AWS РСИ.
Когда лаборант получает изображения, которые он только что отснял, они в электронном виде автоматически направляются в различные пункты назначения, например в систему PACS, CAD и на станцию просмотра изображений радиолога. Основная обязанность радиолога — просматривать изображения на мониторе. Часть этого процесса просмотра включает оконное преобразование: интерактивную обработку изображения, которая регулирует уровни оттенков серого и яркость. Оконное преобразование подразумевает ширину окна и центр окна (рис. 12).
Рисунок 12. Пример обработки изображения. В этом случае небольшая область маммограммы была изменена, чтобы повысить контрастность злокачественной опухоли (и сделать тем самым его более заметным)
1. Компьютерные манипуляции с шириной окна похожи на регулировку контрастности обычного телевизора. Они определяют диапазон значений пикселей, отображаемых в оттенках серого на мониторе. Поскольку последний способен отображать только 256 оттенков серого, в то время как изображение, хранящееся в PACS, обычно имеет 4096 оттенков, радиологи, вероятно, могли бы потратить много времени на оконное преобразование, если бы они желали просматривать изображение во всех доступных оттенках.
Компьютер отображает только те пиксели, значения которых попадают в указанный диапазон 256 оттенков серого.
Если значение в пикселе ниже этого диапазона, пиксель будет черным, если оно выше — белым. Увеличение ширины окна влечет за собой более широкий диапазон значений пикселей. Это подразумевает меньшую контрастность. Уменьшение ширины окна приводит к сужению диапазона значений пикселей. Контрастность изображения при этом высока (рис. 13).
Рисунок 13. (А) Низкоконтрастное изображение. (B) Высококонтрастное изображение. (C) При экранно-пленочной визуализации контрастность снимков высока. Тем не менее ее широта улавливает только 100 оттенков серого. Более широкие возможности цифровой визуализации обеспечивают высокую и низкую контрастность, а также контрастность промежуточных уровней
2. Компьютерные манипуляции в центре окна регулируют яркость. Эта функция устанавливает значение центрального пикселя, вокруг которого располагаются остальные, распределенные по ширине окна (рис. 14). Увеличение центра окна приводит к получению более темного изображения, его уменьшение — к более яркому.
Рисунок 14. (А) Цифровой массив захватывает 16 384 оттенка серого. Их количество в системе передачи и архивации изображений медицинского отраслевого стандарта создания, хранения, передачи и визуализации цифровых медицинских изображений и документов обследованных пациентов сокращается до 4096 оттенков. (B) При настройке центра окна на более высокие значения на мониторе отображаются более темные оттенки серого. (C) Уменьшение центра окна приводит к более светлым оттенкам серого
Установка высокого значения центра окна делает изображение темнее. Это связано с тем, что в пределах отображаемой шкалы оттенков серого находится больший объем тканей с большими значениями пикселей.
Значение пикселя определяет оттенок серого, отображаемый на мониторе. Если пиксель улавливает большое число рентгеновских фотонов, на изображении он выглядит точкой черного цвета, если таких фотонов всего несколько — точкой белого цвета. Оттенки серого отображаются при промежуточном количестве рентгеновских фотонов (рис. 15).
Рисунок 15. Различная оптическая плотность пленки в зависимости от того, как именно цифровая система ее интерпретирует
Стандартная цифровая маммограмма, которая хранится в PACS, имеет разрешение 4096 пикселей (212 бит). Этот маммографический динамический диапазон намного превышает тот, что способны воспринимать глаза человека.
Однако с помощью оконного преобразования радиолог может манипулировать изображением, чтобы улучшить отображение анатомических структур молочной железы.
