•
Stosunkowo jednorodna wiązka
promieniowania rentgenowskiego po
przejściu przez ciało pacjenta, w
następstwie procesów pochłaniania i
rozpraszania, ulega znacznemu
zróżnicowaniu. Budowę badanego
obszaru można przedstawić po
ujawnieniu zmian osłabienia
promieniowania i prezentacji ich w
postaci czytelnej dla oka ludzkiego
Teoria obrazu rtg
Teoria obrazu rtg
•
Jakość, a tym samym wartość
rozpoznawcza, obrazu
radiologicznego zależy od wielu
czynników. Można je podzielić na 5
zasadniczych grup zależnych od:
pacjenta, czynników technicznych,
geometrycznych zasad rzutu oraz
metod rejestracji i prezentacji obrazu.
Zależne od pacjenta:
Zależne od pacjenta:
•
budowa pacjenta
•
właściwości fizykochemiczne
badanych narządów i tkanek
•
niezależna od woli ruchomość
badanych narządów
•
świadomy lub nieświadomy ruch
badanej części ciała
Czynniki techniczne
Czynniki techniczne
•
Wielkość ogniska lampy
•
Rodzaj i stopień filtracji lampy
•
Ograniczenie wiązki promieniowania
•
Dobór warunków ekspozycji (kV, mAs)
•
Rodzaj kratki przeciwrozproszeniowej
•
Stabilność mechaniczna różnych części
aparatu rentgenowskiego
Zależne od geometrycznych
Zależne od geometrycznych
zasad rzutu
zasad rzutu
•
Odległość ognisko-pacjent-system
rejestracji
•
Przebieg promienia centralnego
•
Rzut obiektu na płaszczyznę badania
Metody rejestracji
Metody rejestracji
Analogowe:
•
Czułość błony halogenosrebrowej
•
Rodzaj ekranu wzmacniającego
•
Przyleganie ekranu wzmacniającego do
błony
•
Temperatura wywoływacza.
•
Czas wywoływania
•
Rodzaj i stan odczynników (wywoływacz,
utrwalacz)
Cyfrowe
•
Rodzaj matrycy
•
Zakres i poziom przenoszenia
wartości pomiarowych
•
Stosunek sygnału do szumu
•
Odpowiednie wtórne przetworzenie
obrazu
•
Sposoby prezentacji obrazu
Przenikliwość
Przenikliwość
promieniowania X
promieniowania X
•
Proces osłabienia promieni X po
przejściu przez ciało pacjenta w czasie
badań radiologicznych odbywa się
głównie w następstwie pochłaniania z
udziałem zjawiska fotoelektrycznego i
rozpraszania (rozpraszanie klasyczne,
zjawisko Comptona).
Budowa fizykochemiczna
Budowa fizykochemiczna
badanego obiektu
badanego obiektu
Osłabienie promieniowania po przejściu
przez ciało pacjenta zależy od 4
zasadniczych czynników:
•
długości fali - energii promieniowania,
•
efektywnej liczby atomowej związków i
tkanek; (średnia wynikająca z
procentowego składu liczby atomowej
pierwiastków tworzących tkankę),
•
gęstości badanej struktury,
•
grubości badanego obiektu.
•
Ilościowy udział wymienionych
czynników wyraża się następująco:
pochłanianie promieniowania jest
proporcjonalne do trzeciej potęgi
długości fali i trzeciej potęgi liczby
atomowej oraz wprost proporcjonalne
do gęstości materii.
•
Osłabienie promieniowania w zależności od
grubości warstwy wyraża się wzorem:
Id = lo x e‾
µd
•
gdzie: Id - natężenie promieniowania po
przejściu warstwy,
•
lo - natężenie promieniowania padającego na
badany obiekt,
•
e - podstawa logarytmów naturalnych
(2,7183),
•
µ
- liczbowy współczynnik osłabienia dla
danej substancji,
•
d - grubość warstwy.
Czynniki wpływające na osłabienie promieniowania:
Czynniki wpływające na osłabienie promieniowania:
A- dł. fali, B- liczby atomowej obiektu, C- gęstości
A- dł. fali, B- liczby atomowej obiektu, C- gęstości
materii, D- grubości warstwy
materii, D- grubości warstwy
A
B
C
D
Względne gęstości powietrza i
Względne gęstości powietrza i
niektórych tkanek
niektórych tkanek
•
Powietrze 0,0013
•
Płuca 0,2
•
Tłuszcz 0,92
•
Woda 1,0
•
Tkanki miękkie od 1,01 do 1,06
•
Chrząstka 1,09
•
Kości 1,9
•
W czasie radiografii konwencjonalnej,
dzięki znacznym różnicom osłabienia
promieniowania, można odzwierciedlić
i zróżnicować na błonie rentgenowskiej
powietrzne płuca, zbiorniki gazu,
tkanki miękkie, zwapnienia i kości. W
celu uwidocznienia światła przewodu
pokarmowego i światła naczyń
krwionośnych podaje się odpowiednie
środki cieniujące.
Geometria wiązki promieniowania
Geometria wiązki promieniowania
•
Promień centralny jest to
hipotetyczna linia wychodząca ze
środka ogniska lampy i stanowiąca oś
centralną stożka promieniowania.
Większość badań radiologicznych
wykonuje się przy prostopadłym
przebiegu promienia centralnego w
stosunku do płaszczyzny błony
rentgenowskiej (kasety).
•
Wiązka promieniowania ma wówczas
kształt stożka lub piramidy, którego
szczyt stanowi ognisko lampy, a
podstawę błona rentgenowska.
Wielkość badanej struktury na zdjęciu
będzie zależna od odległości między
ogniskiem a błoną oraz badanym
przedmiotem a błoną. Zmniejszenie
odległości między ogniskiem lampy a
kasetą (błoną) oraz oddalenie
badanego obiektu od błony powoduje
jego powiększenie.
Zależność między odl. przedmiotu od
Zależność między odl. przedmiotu od
błony rtg a jego wielkością na zdjęciu
błony rtg a jego wielkością na zdjęciu
•
Zniekształcenia związane z odległością
O-F można zminimalizować, umieszczając
badaną część ciała możliwie blisko
kasety przy zachowaniu dużej odległości
między ogniskiem lampy a błoną.
Rutynowe badania układu kostnego
wykonuje się z odległości 90-100 cm,
badania narządów klatki piersiowej z
odległości 180-200 cm.
Położenie obiektu w stosunku do
Położenie obiektu w stosunku do
przebiegu wiązki
przebiegu wiązki
•
Obraz rentgenowski jest rzutem
trójwymiarowego obiektu przestrzennego
na płaszczyznę błony. Jest obrazem
dwuwymiarowym. W zależności od
położenia badanej struktury w stosunku
do wiązki promieniowania może dojść do
istotnych zniekształceń obiektu. Dzieli
się je na zniekształcenia projekcyjne i
zniekształcenia wynikające z sumowania
cieni.
Zniekształcenia projekcyjne
Zniekształcenia projekcyjne
•
powodują, że obraz narządu może się
różnić od stanu rzeczywistego wielkością
i kształtem. Warunkiem uzyskania
możliwie rzeczywistego obrazu
badanego obiektu jest przestrzeganie
zasady projekcji centralnej, tzn.
kierowanie wiązki promieni na środek
badanej struktury prostopadle do jej osi
długiej i do kasety.
•
Części i narządy ciała ludzkiego mają
kształt brył nieforemnych. Całkowite
uniknięcie zniekształceń jest
praktycznie niemożliwe. Dlatego
większość zdjęć wykonuje się w
dwóch prostopadłych do siebie
płaszczyznach.
Zjawisko sumowania się cieni
Zjawisko sumowania się cieni
A- obiekty różnej wielkości i kształtu mogą dać
podobne obrazy
B- przedmiot o dużym pochłanianiu promieni może
maskować obecność innych obiektów
Cechy charakteryzujące obraz rtg
Cechy charakteryzujące obraz rtg
•
Najważniejszymi cechami charakteryzującymi
jakość obrazu rentgenowskiego są:
•
kontrastowość,
•
ostrość
•
zdolność rozdzielczą przestrzenną.
Pojęciem kontrastu określa się różnice w
zaczernieniu (gęstości optycznej) naświetlonej
i wywołanej błony rentgenowskiej
spowodowane przez osłabienie
promieniowania
Kontrastowość obrazu
Kontrastowość obrazu
•
W celu obiektywnego pomiaru
kontrastowości mierzy się natężenie
światła przechodzącego przez 2
sąsiadujące obszary zdjęcia za pomocą
przyrządu działającego na zasadzie
fotokomórki. Wartość liczbową kontrastu
określa się według wzoru:
K=I
1
: I
2
I
1
- natężenie światła przenikającego przez cień części miękkich
I
2
-
natężenie światła przenikającego
pole płucne
•
Różnice w jasności szczegółów
widocznych na zdjęciu rozróżnialne
wzrokiem nazywa się kontrastem
podmiotowym (subiektywnym).
Między kontrastem przedmiotowym
(obiektywnym) określanym za
pomocą odpowiednich przyrządów a
kontrastem podmiotowym nie zawsze
istnieje pełna zgodność.
Kontrastowość obrazu zależy od wielu
Kontrastowość obrazu zależy od wielu
czynników:
czynników:
•
od twardości i natężenia
promieniowania,
•
budowy obiektu,
•
czułości błony
•
rodzaju folii wzmacniającej,
•
od ilości promieniowania rozproszonego,
•
stopnia zadymienia błony
•
warunków obróbki chemicznej
naświetlonej błony.
•
W radiografii cyfrowej wprowadzono
pojęcie zdolności rozdzielczości
kontrastowej. Jest ono związane z
liczbą stopni szarości, które może
odzwierciedlić system. Liczba stopni
szarości między
czernią i bielą wynosi w
nowoczesnych zestawach cyfrowych
od 256 (8 bitów) do 4096 (12 bitów).
Ostrość obrazu
Ostrość obrazu
•
Ostrość obrazu jest to zdolność do
wyraźnego zarysowania granic
badanych struktur anatomicznych.
Jest to ważna cecha obrazu, gdyż
każda postać nieostrości powoduje
obniżenie poziomu technicznego
zdjęcia i utrudnia rozpoznanie
szczegółów.
Rodzaje nieostrości
Rodzaje nieostrości
•
Odróżnia się 4 rodzaje nieostrości:
•
geometryczną,
•
fotograficzną,
•
ruchową,
•
od promieniowania rozproszonego.
Nieostrość geometryczna
Nieostrość geometryczna
•
. Zależy od wielkości ogniska
optycznego lampy rentgenowskiej
oraz od odległości ogniska i
badanego przedmiotu od błony
•
Aby uniknąć tego rodzaju nieostrości,
należy się zawsze posługiwać
najmniejszym ogniskiem lampy,
możliwym do obciążenia przy danym
typie badania, a badany obiekt
umieszczać możliwie blisko błony
halogenosrebrowej lub innego
detektora promieniowania.
Nieostrość z astygmatyzmu
Nieostrość z astygmatyzmu
•
Przyczyną astygmatyzmu są różne
wymiary ogniska optycznego na
przykatodowych i przyanodowych
brzegach wiązki promieniowania X.
W praktyce wymieniony rodzaj
nieostrości odgrywa niewielką rolę.
Nieostrość fotograficzna
Nieostrość fotograficzna
•
Przyczyny nieostrości fotograficznej.Są to:
•
wielkość ziarna luminoforu folii
wzmacniającej,
•
wielkość ziarna i grubość emulsji błony
fotograficznej,
•
zjawisko paralaksy,
•
niewłaściwe przyleganie ekranu
wzmacniającego do błony rentgenowskiej.
Wielkość ziaren luminoforu folii
wzmacniającej w zasadniczym
stopniu wpływa na stopień
nieostrości fotograficznej. Ich
średnica wynosi 3-50µm i znacznie
przewyższa wielkość kryształów
bromku srebra w emulsji błony
rentgenowskiej (0,2-1,5 µm )
•
Zjawisko paralaksy ma miejsce przy
skośnym padaniu promieni X na film o
dwustronnej emulsji. Przyczyną nieostrości
jest przesunięcie obrazów na bliższej i
dalszej, w stosunku do źródła
promieniowania, warstwie emulsji.
Nieostrość fotograficzna c. d.
Nieostrość fotograficzna c. d.
•
W miejscach, w których folia
wzmacniająca niedostatecznie
przylega do kasety, występuje
znaczne pogorszenie ostrości
radiogramu. Przyczyną tego typu
nieostro ści jest zły stan techniczny
kasety.
Nieostrość ruchowa
Nieostrość ruchowa
•
.Jest następstwem ruchu badanego, a
także ruchu narządów niezależnych
od woli (np. czynność serca,
perystaltyka jelit). Zapobiega jej
właściwe unieruchomienie badanej
części ciała oraz możliwie krótki czas
ekspozycji.
Nieostrość spowodowana
Nieostrość spowodowana
promieniowaniem
promieniowaniem
rozproszonym.
rozproszonym.
•
Nieostrość związana z rozproszeniem
promieniowania X w znacznym
stopniu pogarsza jakość obrazu.
Przyjmuje się, że bez stosowania
środków zapobiegających
oddziaływaniu promieniowania
rozproszonego na błonę
rentgenowską jego udział w jej
zaczernieniu wynosi 50-85%.
Nieostrość z promieniowania
Nieostrość z promieniowania
rozproszonego
rozproszonego
Głównym źródłem promieniowania rozproszonego jest
ciało pacjenta, a ilość nieskutecznych promieni
przebiegających w różnych kierunkach zależy od:
•
ilości promieniowania pierwotnego; im większa
eksplozja i im większa wiązka promieniowania, tym
więcej powstaje nieużytecznych promieni
rozproszonych,
•
twardości promieniowania; im krótsza fala (większa
energia fotonów), tym większa ilość promieniowania
ulega rozproszeniu,
•
grubości warstwy; im grubsza warstwa, przez którą
przenikają promienie, tym większe rozproszenie; ilość
promieniowania rozproszonego zwiększa się
szczególnie przy bocznych zdjęciach kręgosłupa
lędźwiowego, zdjęciach kości guzicznej i miednicy.
Rozdzielczość obrazu
Rozdzielczość obrazu
•
wiąże się nierozerwalnie z ostrością zarysów
uwidocznionych struktur. Zdolność rozdzielczą
przestrzenną definiuje się jako liczbę linii białych i
czarnych, które można wyróżnić na przestrzeni l
mm (lp/mm). Rozdzielczość może być również
określona jako najmniejsza odległość w mm
między dwoma punktami obrazu, które można
wyraźnie uwidocznić. W radiografii
konwencjonalnej zdolność rozdzielcza zależy w
dużym stopniu od tych czynników, co w ostrości
zdjęcia, a zwłaszcza od rodzaju folii
wzmacniających i grubości ziarna emulsji
fotograficznej.
