ЗМІСТ:

Цифровий рентгенографічний СИСТЕМИ

Перетворення традиційної рентгенограми в цифрової масив з подальшою можливістю обробки рентгенограм методами обчислювальної техніки стало поширеним процесом. Такі аналогові системи часто мають дуже жорсткі обмеження на експозицію з-за малого динамічного діапазону рентгенівської плівки. На відміну від аналогових прямі цифрові рентгенографічні системи дозволяють отримувати діагностичні зображення без проміжних носіїв, при будь-якому необхідному рівні дози, причому це зображення можна обробляти та відображати самими різними способами.

На рис.1 наведена схема типової цифровий рентгенографічної системи. Рентгенівська трубка і приймач зображення пов'язані з комп'ютером і управляються їм, а одержуване зображення запам'ятовується, обробляється (у цифровій формі) і відображається на телеекрані, що становить частину пульта управління (або пристрої виведення даних) оператора-рентгенолога.

Аналогічні пульти управління можна застосовувати і в інших системах отримання зображення, наприклад на основі ядерного магнітного резонансу або комп'ютерної томографії. Цифрове зображення можна записати на магнітному носії, оптичному диску або ж на спеціальному записувальному пристрої, здатному постійно вести реєстрацію зображення на плівку в аналоговій формі.

У цифровій рентгенології можуть знайти застосування два класи приймачів зображення: приймачі з безпосереднім формуванням зображення і приймачі з частковою реєстрацією зображення, в яких повне зображення формується шляхом сканування або рентгенівським пучком, або на приймальний пристрій (скануюча проекційна рентгенографія).

Рис. 1 Складові елементи цифрової системи одержання рентгенівських зображень

У цифровій рентгенографії застосовують підсилювач зображення, іонографіческую відеокамеру і з вимушеною люминисценции. Ці приймачі можуть безпосередньо формувати цифрові зображення без проміжної реєстрації та зберігання. Підсилювачі зображення не мають найкращий просторовим дозволом або контрастом, однак мають високу швидкодію. Аналого-цифрове перетворення флюорограми з числом точок у зображенні 512х512 може займати час менше 0,03 с. Навіть при числі точок 2048х2048 в зображенні час перетворення зображення в цифрову форму складає всього декілька секунд. Час зчитування зображення з пластини з вимушеною люминисценции або іонографіческой камери значно більше, хоча останнє вигідно відрізняється кращим дозволом і динамічним діапазоном.

Записане на фотоплівці зображення можна перетворити в цифрову форму з допомогою скануючого микроденситометрии, але будь-яка інформація, зафіксована на фотоплівці з дуже малої або, навпаки, занадто високою оптичною щільністю, буде спотворена через вплив характеристик плівки. У цифрову форму можна перетворити і ксеро-рентгенограму також за допомогою скануючого денситометра, що працює у відбитому світлі, або шляхом безпосереднього зчитування зарядового зображення з селеновій пластини.

У Росії пряма цифрова рентгенографічна систему Інституту ядерної фізики (ІЯФ) СО РАН застосовується в декількох клінічних лікарнях. У цій системі рентгенівська плівка як реєстратор рентгенівського випромінювання замінена багатопроволкової пропорційної камерою. Така камера разом з електронними схемами посилення і формування імпульсів являє собою лінійку на 256 практично незалежних каналів, що мають чутливу поверхню 1х1 мм. (В останніх моделях 350 каналів і 0,5 х0, 5 мм.) Використання в лічильниках в якості робочого газу ксенону при тиску 3 кгс / см ² забезпечує високу ефективність реєстрації випромінювання. Ця система може бути віднесена до класу іонографіческіх приладів для цифрової рентгенографії, що передають зображення на зовнішні пристрої відображення.

В інших цифрових рентгенографічних системах використовують твердотільні приймачі з високим коефіцієнтом поглинання рентгенівського випромінювання.

В обох різновидах згаданих рентгенографічних систем застосовується метод сканування з порядкової реєстрацією зображення, яке відтворюється в ціле на дисплеї комп'ютера (скануюча проекційна рентгенографія).

До другого класу цифрових рентгенографічних систем слід віднести люмінофори з пам'яттю і вимушеної люминисценции, яка потім реєструється. Це приймач з безпосереднім формуванням зображення.

Системи отримання зображення зі скануванням рентгенівським пучком і приймачем мають важливу перевагу, що полягає в тому, що в них добре пригнічується розсіювання. У цих системах один коліматор розташовується перед пацієнтом з метою обмеження первинного рентгенівського пучка до розмірів, необхідних для роботи приймача, а інший - за пацієнтом, щоб зменшити розсіювання. На рис.2 зображена лінійна скануюча система для отримання цифрового зображення грудної клітини. Приймачем в системі є смужка із оксисульфід гадолінію, зчитування інформації з якою ведеться лінійної матрицею з 1024 фотодіодів. Проекційні рентгенограми синтезуються також сканерами комп'ютерної томографії та виконують допоміжну роль при виділенні відповідного перерізу.

Головним недоліком скануючих систем є те, що більша частина корисної вихідної потужності рентгенівської трубки втрачається і що необхідні великі часи експозиції (до 10 с).

Матриці зображення з 512х512 елементів може бути цілком достатньо для цілей цифровий флюороскопії, тоді як система рентгеноскопії грудної клітини може зажадати матриці з числом елементів 1024х1024 при розмірах елемента зображення 0,4 мм.

Рис.2 Система лінійного сканування для цифрової рентгенографії грудної клітини.

Рис.3 Принципова схема взаємодії елементів системи отримання, обробки, зберігання та передачі рентгенівських діагностичних зображень.

Число градацій в зображенні залежить від медичного призначення. Аналого-цифрового перетворення на 8 біт, що забезпечує точність 0,4%, цілком достатньо для реєстрації зашумлених зображень або великих масивів (меншою ступені градації яскравості відповідає більший рівень шуму), однак для низки додатків може знадобитися і 10-бітовий АЦП (точність 0, 1%).

Якщо потрібно швидкий доступ до інформації, отриманої за тривалий період часу, доцільно застосовувати оптичні диски. Ємність пам'яті 12-дюймового оптичного диска дорівнює приблизно 2 гігабайт, що відповідає 1900 зображень розміром 1024х1024 по 8 біт кожне (без стиснення даних). Для зчитування з оптичного диска може бути використано автоматичний пристрій знімання, що дозволяє забезпечити швидкий доступ до будь-якого зображення. Можливість роботи з усіма зображеннями в цифровій формі дуже приваблива, а системи, що виконують це, називаються системами зберігання і передачі зображення (СПХІ).

На рис.3 зображено принципова схема взаємодії елементів системи отримання, обробки, зберігання та передачі рентгенівських діагностичних зображень.

Система представлена ​​трьома каналами:

1. традиційна рентгенографія;

2. цифрова рентгенографічна установка;

3. рентгеноскопія (відеосигнал з УРІ).

Перший канал. Рентгенограми, отримані за допомогою традиційного процесу, надходять на обробку в напівтоновий графічний сканер, за допомогою якого рентгенодіагностичне зображення вводиться в пам'ять комп'ютера. Після цього таке перетворена рентгенограма може оброблятися засобами комп'ютерної техніки, але в рамках вузького динамічного діапазону рентгенівської плівки. Це зображення може бути введено в електронний архів і вилучатись звідти на вимогу. Ця оцифрована рентгенограма вже нічим не відрізняється від прямих цифрових рентгенограм за доступністю засобів обробки.

Третій канал. Рентгенівські зображення з рентгенотелевізійних каналу ПРЗ можуть захоплюватися спеціалізованим адаптером відеовведення як в режимі реального часу, так і з відеомагнітофоном кадру. Остання переважно, тому що дозволяє при перегляді відеомагнітофонних зображень вибрати потрібний кадр для занесення її в архів. Об'єктом введення в електронний архів можуть бути будь-які зображення, одержувані при рентгеноскопії за допомогою УРІ.

Перший і третій канали дають можливість перетворити традиційні рентгенівські зображення (рентгенограми і кадри відеотелевізіонного тракту) в цифрове зображення. Цей прийом має особливе значення, тому що він представляє можливість достовірно порівняти зображення, отримані різними способами. Наступною перевагою перетворення є можливість приміщення його в електронний архів і виконання всіх операцій з цифровим зображенням. Слід особливо підкреслити можливість передачі зображення по комп'ютерних мережах, тому що в останні роки "погляди медиків фокусуються на передачe зображень" як основному засобі забезпечення доступу до матеріалів, що має колосальне значення як для діагностики, так і для процесів навчання.

Другий канал. Це власне канал цифровий рентгенографічної установки. Він складається з двох підсистем: автоматизованого робочого місця (АРМ) лаборанта та АРМ лікаря-рентгенолога (ВР), об'єднаних в локальну мережу. В АРМ рентгенолаборанта відбувається внесення відомостей про хворого, необхідних організаційних і клінічних даних і керування процесом реєстрації зображення (синхронне включення сканера і високої напруги та ін.) Після отримання рентгенівського зображення воно і відомості про пацієнта по локальній мережі надходять в АРМ ВР. При цьому процес рентгенографії і передачі зображень від АРМ лаборанта в АРМ лікаря відбувається без зволікань і в реальному часі, не перериваючи роботи лікаря ні на одному щаблі, тобто відбувається безперервна і незалежна робота на обох робочих місцях. На АРМ ВР виконуються програмна обробка зображень для вилучення діагностичної інформації, пошук попередніх зображень пацієнтів і порівняння із знов отриманими, реєстрація нових пацієнтів і зображень у базі даних, приведення їх до формату, оптимальному для архівування, та інші маніпуляції, доступні електронних технологій персонального комп'ютера. Програмне забезпечення дозволяє лікарю-рентгенолога при необхідності і створити тверді копії зображень на лазерному принтері (цей спосіб отримання твердих копій трохи поступається в точності передачі діагностичних зображень теплопечаті або поляроїдних фотопроцесу, але значно дешевше всіх інших способів відтворення зображення); при наявності мережевого зв'язку дозволяє передати їх клінічні підрозділи, зв'язатися з консультаційними центрами або центральним архівом по електронному зв'язку. Блок бази даних, що є серцевиною системи, формалізує всі етапи роботи з пацієнтом від внесення даних лаборантом до розміщення в архівне зберігання, дозволяє лікарю-рентгенолога створювати всі види стандартної звітності, а також аналізувати проведену роботу за цільовими вибірках. Кінцевим етапом роботи з цифровим зображенням всіх трьох видів є його архівування на магнітний або оптичний носій.

СКЛАД ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ АРМ ВР

Вибір технічних засобів для АРМ ВР багато в чому залежить від типу розв'язуваних завдань. Зазвичай в якості технічної бази для АРМ обробки зображень використовують графічні станції або персональні комп'ютери. Графічні станції, створені перш за все для рішень завдань машинної графіки, обладнані спеціальними графічними процесорами, які прискорюють процедури побудови графічних примітивів (особливо тривимірних). Для задач обробки та аналізу зображень більш істотна швидкість обробки відеоданих. Тому в якості технічної бази АРМ ВР використана широко розповсюджена і дешева ПЕОМ типу IBM PC / AT.

Рис.4 Блок-схема технічних засобів АРМ ВР.

1-негатоскоп; 2-телевізійна камера; 3-ПЕОМ; 4-фрейм-граббер; 5-телемоніторів.

Практична робота показала, що продуктивність персонального комп'ютера в багатьох випадках достатня, щоб виконувати завдання обробки відеоданих в реальному часі лікаря. Крім того ПЕОМ мають потужні технічні та програмні засоби для організації "віконного" людино-машинного діалогу.

При використанні зображень, записаних в аналоговому вигляді, наприклад рентгенограм, необхідний пристрій для введення і візуалізації їх в ЕОМ. В якості такого пристрою зручно використовувати фрейм-граббер конструктивно оформлений у вигляді плати, розташованої в корпусі ПЕОМ. Також необхідно мати телекамеру з об'єктивом, світловий стіл для підсвічування рентгенограм (негатоскоп) та телемонітора для візуалізації зображень (рис. 4). Пристрій цифрового введення і візуалізації зображень має забезпечувати високу якість представлення медичних зображень, щоб при їх використанні не губилася важлива діагностична інформація.

ЦИФРОВА РЕНТГЕНОГРАФІЯ З ЕКРАНУ ЕЛЕКТРОННО-оптичний перетворювач (ЕОП)

Система рентгенографії з екрану ЕОП (рис. 5) складається, як і звичайна система електронно-оптичного перетворення для просвічування, з ЕОП, телевізійного тракту з високою роздільною здатністю, рентгенівського високовольтного генератора і рентгенівського випромінювача

Рис.5 Цифрова рентгенографія з екрана ЕОП

1-генератор; 2-рентгенівська трубка; 3-пацієнт, 4-ЕОП; 5-відеокамера; 6-аналого-цифровий перетворювач; 7-накопичувач зображень; 8-відеопроцесор; 9-мережу; 10-цифро-аналоговий перетворювач; 11 - монітор; 12-знімок; 13-рентгенолог.

. Сюди ж входить штатив для дослідження, цифровий перетворювач зображення та інші компоненти. При звичайній методиці рентгенографії з екрану ЕОП за допомогою 100 мм фотокамери або кінокамери перезнімає оптичне зображення на вихідному екрані перетворювача.

У цифровій же системі сигнал, що надходить з відеокамери, аналого-цифровим перетворювачем трансформується в набір цифрових даних і передається в накопичувальний пристрій. Потім ці дані, відповідно до обраних дослідником параметрами, комп'ютерний пристрій переводить у видиме зображення.

ЦИФРОВА ЛЮМІНЕСЦЕНТНІ РЕНТГЕНОГРАФІЯ (ЦЛР)

Застосовувані в ЦЛР (рис.6) пластини-приймачі зображення після їх експонування рентгенівським випромінюванням послідовно, точка за точкою, скануються спеціальним лазерним пристроєм, а що виникає в процесі лазерного сканування світловий пучок трансформується у цифровий сигнал.

Рис. 6 Цифрова люмінісцентна рентгенографія.

1-генератор; 2-рентгенівська трубка; 3-пацієнт, 4-запам'ятовуюча пластина; 5-яке транспортує пристрій; 6-аналого-цифровий перетворювач; 7-накопичувач зображень; 8-відеопроцесор; 9-мережу; 10-цифро-аналоговий перетворювач; 11-монітор; 12-знімок; 13-рентгенолог.

Після цифрового посилення контурів і контрастності елементів зображення воно лазерним принтером друкується на плівці або відтворюється на телевізійному моніторі робочої консолі.

Люмінесцентні пластини-накопичувачі випускаються в стандартних формах рентгенівської плівки, поміщаються замість звичайних комплектів "плівка-підсилюючий екран" у касету і застосовуються у звичайних рентгенівських апаратах.

Така пластина має значно більшу експозиційної широтою, ніж загальноприйняті комбінації плівка-екран, завдяки чому значно розширюється інтервал між недо-і переекспонування. Цим способом можна одержувати досить контрастні зображення навіть при різко зниженою експозиційної дози, нижньою межею якої є лише рівень квантового шуму. Тому навіть при рентгенографії в палаті біля ліжка хворого методика ЦЛР гарантує отримання якісного знімка.

При ЦЛР використовуються цифрові перетворювачі, просторове вирішення яких вище, ніж у більшості використовуваних в даний час для звичайної рентгенографії комбінацій екран-плівка. Все ж особливою перевагою ЦЛР є передача малоконтрастних деталей, тоді як передача дуже дрібних деталей, таких, наприклад, як мікрокальценати в молочній залозі, залишається прерогативою рентгенографії на рентгенівській плівці.

СЕЛЕНОВІ РЕНТГЕНОГРАФІЯ

Рис.7 Цифрова селенова рентгенографія.

1-генератор; 2-рентгенівська трубка; 3-пацієнт, 4-селеновий барабан; 5-скануючі електроди і підсилювач; 6-аналого-цифровий перетворювач; 7-накопичувач зображень; 8-відеопроцесор; 9-мережу; 10-цифро-аналоговий перетворювач; 11-монітор; 12-знімок; 13-рентгенолог.

Селенові детектори представляють собою новітню систему цифрової рентгенографії (рис. 7). Основною частиною такого пристрою служить детектор у вигляді барабана, вкритого шаром аморфного селену. Селенова рентгенографія в даний час використовується тільки в системах рентгенографії грудної клітини. Характерна для знімків грудної клітки висока контрастність між легеневими полями та областю середостіння при цифровій обробці згладжується, не зменшуючи при цьому контрастності деталей зображення.

Іншою перевагою селенового детектора є високий коефіцієнт відношення сигнал / шум.

Контрастування ЗОБРАЖЕНЬ

Головна перевага цифрових рентгенографічних систем у порівнянні зі звичайними системами полягає в тому, що цифрова система може забезпечувати більш високу ймовірність виявлення деталей низького контрасту в широкому динамічному діапазоні. Незважаючи на те, що детектор може мати досить високою чутливістю до структури з низьким контрастом у зображеннях, спостерігачеві потрібна допомога, щоб розсортувати сигнали щодо фонових структур. Досліджувані низькоконтрастних структури повинні бути зроблені більш помітними фільтрацією, придушенням шумів, виділенням частот і тому подібними способами.

Основний прийом, використовуваний в цифровій рентгенографії для досягнення цієї мети, - це віднімання зображень. Функція процесу вирахування в цифрової рентгенографії - це усунення чи придушення потенційно заважають ефектів, що не представляють інтересу для рентгенолога, і підвищення тим самим виявлення представляють інтерес структур. Використовуються в основному два типи вирахувань - тимчасове і енергетичне.

ТИМЧАСОВОЇ МЕТОД

Тимчасовий метод вирахування - це метод, який можна використовувати з метою видалення фонових структур, коли Виявлення представляє інтерес об'єкта підвищується введенням контрастної реагенту. Зображення реєструють з контрастним реагентом і без контрастного реагенту, а потім здійснюють віднімання цих зображень.

Основним обмеженням цифрового тимчасового вирахування є його схильність до впливу артефактів, обумовлених рухом пацієнта між моментами часу, коли виходять зображення з контрастом і без контрасту.

Тимчасове віднімання неефективно при контрастних дослідженнях (наприклад жовчного міхура), коли між введенням контрастної речовини і візуалізацією проходить значний час. До і після контрастних зображень, поділюваних інтервалом часу, рівним кільком секундам, може бути помилка реєстрації.

ЕНЕРГЕТИЧНИЙ МЕТОД

Поряд з тимчасовим вирахуванням в техніці цифрової рентгенографії застосовується енергетичне віднімання, яке у меншій мірі схильне до дії артефактів. Тимчасове віднімання залежить від змін розподілу контрасту в часі, а при енергетичному вирахуванні використовується виражена різниця властивостей ослаблення випромінювання різними органами і структурами людського організму.

Як приклад пара зображень може бути отримана при двох енергіях E ₁ і E ₂ - трохи нижче й трохи вище області порушення рівномірності залежності коефіцієнта ослаблення випромінювання йоду від енергії випромінювання. Зображення потім віднімаються одне з іншого. У зв'язку з тим, що коефіцієнт ослаблення м'якої тканини змінюється незначно при двох значеннях енергії, тіні від усіх областей м'яких тканин будуть практично усунуті на різницевому зображенні. А так як зміни коефіцієнта ослаблення йоду значні, зображення йоду збережеться. Контраст (йод-м'яка тканина) зростає при отриманні різниці зображення.

АВТОМАТИЧНИЙ АНАЛІЗ ЗОБРАЖЕННЯ

У медичній рентгенології розроблено ряд діагностичних методик, заснованих на вимірах відносних розмірів зображень органів (рентгенокардіометрія). Рентгенометричного методи широко застосовуються при рентгенівських дослідженнях вагітних, деяких кісткових патологій у педіатрії та в інших випадках.

Застосування ЕОМ для рентгенометричного методів у багато разів скорочує трудові витрати персоналу і підвищує точність вимірювань.

Завдання автоматичного аналізу медичних зображень є особливо актуальною в умовах проведення обов'язкового диспансерного обстеження населення. Її рішення має радикальним чином трансформувати весь процес "скринінгу" (масового профілактичного обстеження).

Під автоматичним аналізом у медичній діагностиці розуміється окремий випадок розпізнавання зображень (автоматична класифікація), тобто Віднесення зображення до певного класу або групи, наприклад норма, патологія небудь конкретний тип патології. Математична суть класифікації є відшукання деякої функції, що відображає безліч зображень в безліч, елементами якого є класи або групи зображень.

У більшості випадків процес автоматичної класифікації проводиться в три етапи:

1. Попередня обробка, яка полягає у максимальному наближенні досліджуваного зображення до еталонного або нормалізовано. Частіше за все для медичних зображень це просторово інваріантні операції, зсув, зміна яскравості, зміна контрасту, квантування та геометричні перетворення (зміна масштабу, поворот осі). Теорія цих перетворень добре розроблена і, як правило, не викликає труднощів при використанні сучасних ЕОМ.

2. Виділення ознак, за яких функція, що представляє оброблене зображення, піддається функціональному перетворенню, виділяємо ряд найбільш суттєвих ознак, які кодуються дійсними числами. Виділення ознак полягає в математичних перетвореннях зображення залежно від завдання аналізу. Це може бути віднімання з еталона, віднімання постійної складової для виключення тіней, що заважають, диференціювання або автокорреляция для виділення контуру, частотна фільтрація і багато інших. Правильний вибір алгоритму обробки має вирішальне значення для наступного етапу перетворення і становить найбільшу трудність.

3. Класифікація ознак. Отримані в результаті попередньої операції набори дійсних чисел, що описують виділені ознаки, порівнюються з еталонними числами, закладеними в пам'ять машини. ЕОМ на підставі такого порівняння класифікує зображення, тобто відносить його до одного з відомих видів, наприклад норма або патологія. Набір дійсних чисел, що характеризують виділені ознаки, при цьому можна розглядати як крапку в n-мірному просторі. Якщо в цей простір попередньо введені області, займані тим чи іншим класом у просторі, званому простором ознак, або, що трапляється частіше, задана щільність ймовірності для кожного класу, з'являється можливість з відомою ймовірністю віднести дане зображення до певного класу.

Медичні зображення, одержувані при рентгенівській, ізотопної або ультразвукової діагностики різними як за характером їх складності, так і за видом закладеної в них інформації, яка визначається насамперед механізмом взаємодії використовуваного виду випромінювання з органами і тканинами. Однак вони мають загальних ознак, важливих для проблеми автоматичної класифікації; це перш за все відсутність: 1) еталона норми через індивідуальні особливості кожного організму; 2) еталона патології при величезному розмаїтті її форм.

Зазначені дві обставини надзвичайно ускладнюють виконання двох останніх етапів автоматичної класифікації і часом роблять взагалі неможливим розв'язання задачі за допомогою сучасного рівня техніки.

Повна автоматична класифікація при диференціальній діагностиці поки ще є неможливою. Може бути здійснений тільки попередній відбір за принципом норма-патологія, економічно обгрунтованому лише для тих випадків, коли проводиться масове диспансерне обстеження.

Вирішувати завдання автоматичного аналізу звичних для діагноста зображень в більшості випадків не має сенсу. Необхідно створювати спеціальні умови формування зображення, які б полегшували насамперед виконання другого етапу аналізу. Нижче наведені деякі принципові шляху організації автоматичного аналізу медичних зображень.

1. Функціональна діагностика. У першу чергу необхідно використовувати таку важливу особливість багатьох органів, як функціональна рухливість. Можливість реєстрації органу в декількох фазах дозволяє отримати еталон. Віднімаючи зображення двох фаз, можна позбутися від фону, багаторазово зменшити кількість інформації, що аналізується і перейти від дослідження зображення органу до дослідження його функції, що у багато разів простіше, оскільки дозволяє безпосередньо звернутися до виділення ознак дійсними числами.

При профілактичному дослідженні легень принципи функціональної діагностики детально розроблені проф. І. С. Амосовим. Запропонована ним рентгенополіграфіческая грати дозволяють на одній рентгенограмі отримати зображення двох фаз легенів і тим самим здійснити квазісубтракцію зображень.

Ще одним прикладом пристрою для отримання функціональних зображень є багато років використовується рентгенокімографія, при якій також широко застосовується кількісний аналіз ознак.

Досить повну кількісну інформацію про динаміку серцевих скорочень містить серія кінокадрів серця, знятих з великою швидкістю з екрану підсилювача рентгенівського зображення.

2. Штучне контрастування. Існує ще одна форма еталона - штучне контрастування. Широко відомі динамічні та апостерлорние субрактори, що застосовуються при церебральної та кардіологічної ангіографії. Для всіх цих методів на основі субстракціі може бути розроблений алгоритм автоматичного аналізу за допомогою існуючих ЕОМ тієї чи іншої складності.

3. Аналіз контуру. Ще однією доступною для сучасного рівня обчислювальної технології формою виділення ознак може з'явитися група патологій, пов'язана зі зміною контуру досліджуваного органу. Відомі методики діагностики по контуру серця. Для вельми обмеженої групи патологій подібні методики можна використовувати при отриманні контрастували контуру стравоходу в шлунку.

4. Кількісне визначення патології. У деяких випадках патологія органу може бути однозначно виділена на зображенні кількісно. Таких випадків не багато. Робилися спроби виділити патології на мамографічному зображенні. Більше можливостей подібного роду представляють діагностика (ізотопна) і обчислювальна томографія (рентгенівська, емісійна і на основі ядерного магнітного резонансу).

5. Порівняння з попереднім дослідженням. Цей прийом може виявитися особливо ефективним при періодичних профілактичних обстеженнях. Віднімання зображення, зробленого, наприклад, через рік при щорічному диспансерному обстеженні, з попереднього дозволяє з високим ступенем достовірності виділити відбулися за минулий період зміни при ідентичності геометричних і фізико-технічних умов проведення дослідження.

Подібний метод можливий лише при організації автоматизованого архіву зображення, що забезпечує зручний і швидкий пошук і введення їх в ЕОМ. Такий автоматичний відбір патології можливий тільки після лікарського дослідження первинного зображення і віднесення його до норми.

Найбільш актуальними завданнями автоматичного аналізу зображень, вирішення яких можливо в найближчому майбутньому, слід вважати створення системи відбору патології при масових рентгенівських профілактичних обстеженнях в умовах загальної диспансеризації.

Для вирішення такого завдання необхідно розробити методики отримання зображень з використанням функціональної рухливості органів і апаратуру для їх реалізації.

При створенні апаратури слід відмовитися від традиційних плівкових реєстраторів і в максимальній мірі враховувати апаратурні можливості попередньої нормалізації зображень та виділення ознак.

Паралельно з розробкою апаратури слід вести розробку статично обгрунтованих алгоритмів класифікації ознак для досягнення високої вірогідності аналізу.

ОБЛАСТІ ЗАСТОСУВАННЯ І ПЕРЕВАГИ ЦИФРОВИХ СИСТЕМ

До переваг цифрових рентгенографічних систем належать такі чотири фактори: цифрове відображення зображення; знижена доза опромінення; цифрова обробка зображень; цифрове зберігання і поліпшення якості зображень.

Розглянемо перше перевагу, пов'язану з відображенням цифрової інформації. Розкладання зображення за рівнями яскравості на екрані стає повною мірою доступним для користувача. Весь діапазон оптичних яркостей може бути використаний для відображення лише однієї ділянки зображення, що призводить до підвищення контрасту в області, що цікавить. У розпорядженні оператора є алгоритми для аналогової обробки зображення з метою оптимального використання можливостей систем відображення.

Це властивість цифрової рентгенографії також дає можливість знизити променеве навантаження на пацієнта шляхом зменшення кількості рентгенограм для отримання діагностичної інформації (тієї ж корисності).

Цифрове відображення при його комп'ютерній обробці дозволяє витягти кількісну та якісну інформацію і таким чином перейти від інтуїтивно-емпіричного способу зображення до об'єктивно виміряного.

Істотним переваг цифрової рентгенографії перед екранно-плівковим процесом є простота і швидкість отримання зображення. Зображення стає доступним аналізу лікарем-рентгенологом у момент закінчення експозиції.

Друга перевага цифрової рентгенології - можливість зниження дози опромінення. Якщо у звичайній рентгенології доза опромінення залежить від чутливості приймача зображення і динамічного діапазону плівки, то в цифровий рентгенології обидва ці показники можуть виявитися несуттєвими. Зниження дози можна досягти установкою експозиції, при якій підтримується необхідний рівень шуму в зображенні. Подальше зменшення дози можливо шляхом підбору такої довжини хвилі рентгенівського випромінювання, яка забезпечувала б мінімальну дозу при даному відношенні сигнал / шум, а також шляхом ліквідації будь-яких втрат контрасту за допомогою описаних вище методів відображення цифрових зображень.

Третя перевага цифрової рентгенології - це можливість цифрової обробки зображень. Рентгенолог повинен виявити аномальні освіти на ускладненою фоном нормальній структурі біотканини. Він може не помітити дрібних деталей у зображенні, які система дозволяє, або пропустити слабоконтрастних структуру, видиму на тлі шумів зображення, через складний будови оточуючих (або сверхлежащіх) тканин. Субстракціонний метод в рентгенографії дозволяє усунути більшу частину паразитної фонової структури й тим самим збільшити ймовірність виявлення важливих деталей на рентгенограмі. Комп'ютерну томографію можна розглядати як окремий випадок методу субстракціонной рентгенографії, в якому зі звичайних проекційних зображень усувається інформація про вищерозміщених структурах.

Особлива цінність застосування цифрової рентгенографії полягає в можливості повної відмови від рентгенівської плівки і пов'язаного з нею фотохімічного процесу. Це робить рентгенологічне дослідження екологічно чистіше, а зберігання інформації в цифровому вигляді дозволяє створити легкодоступні рентгенівські архіви. Нові кількісні форми обробки інформації відкривають широкі можливості стандартизації отримання зображень, приведення їх до стандарту якості в момент отримання та при відстрочених повторних дослідженнях. Важлива відкривається можливість передачі зображення на будь-які відстані за допомогою засобів комп'ютерних комунікацій.

Наведені міркування з достатньою наочністю демонструють прогресивність впровадження в практику цифрової рентгенографії, яка зможе перевести діагностичну рентгенологію на новий більш високий технологічний рівень. Відмова від дорогих витратних матеріалів виявляє і її високу економічну ефективність, що в поєднанні з можливістю зменшення променевих навантажень на пацієнтів робить її застосування в практиці особливо привабливим.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ:

1. Фізика візуалізації зображень в медицині: У 2-х томах. Т.1: Пер. з англ. / Под ред. С. Уебба .- М.: Світ, 1991 .- 408 с.

2. Антонов А.О., Антонов О.С., Литкін С.О. / / Мед.техніка.-1995 .- № 3 - с.3-6

3. Беликова Т.П., Лапшин В.В., Яшунская Н.И.// Мед.техника.-1995.- № 1-с.7

4. Рентгенотехника: Справочник. У 2-х кн. 2/ А.А. Алтухов, К.В. Клюєва. - 2-е вид., Перераб. і доп. — М.: Машиностроение, 1992. - 368 с.