Сканирующее многощелевое устройство, уменьшение лучевой нагрузки путем использования тяжелых элементов - Диагностическая радиология 1979

Сканирующее многощелевое устройство — практичное и эффективное приспособление для уменьшения рассеянного излучения

(Scanning Multiple — Slit Assembly: Practical and Efficient Device to Reduce Scatter). Поиски более совершенного устройства для устранения рассеянного излучения, в связи с тем что растровые отсеивающие решетки имеют количественные ограничения, привели в последние годы к возобновлению интереса к движущимся щелям. Gary Т. Barnes, Ivan A. Brezovich и David М. Witten из Алабамского университета [Amer. J. Roentgenol., 129, 497—501, September, 1977] описывают работу сканирующего многощелевого устройства, которое можно использовать при выполнении рентгенограмм размером 35,6X43 см (рис. 12). Коллимирующие или передние щели формируют несколько длинных узких пучков рентгеновских лучей, которые согласованно и синхронно перемещаются с системой задних щелей, устраняющих рассеянное излучение. Устройство показано на рис. 13. Экспонирование пленки производится так же, как на обычном рентгеновском аппарате. Равномерная скорость сканирования достигается с помощью обратной связи в системе перемещения. Стоимость установки составляет 20 тыс. долларов, исключая рентгеновскую трубку, коллиматор и питающее устройство.
Измерение устраняемого рассеянного излучения проводилось на фантоме Lucite. Измерения соотношений рассеянного к первичному излучению, передаваемому устройством и при использовании обычной отсеивающей решетки с высоким числом элементов растра при одинаковых условиях, показали, что относительная интенсивность рассеянного излучения, передаваемого многощелевым устройством, составляет лишь 1/3 от передаваемого обычной отсеивающей решеткой. Заметное улучшение контрастности изображения получено при использовании многощелевого устройства без увеличения лучевой нагрузки на больного.
Рис. 12. Принципиальная схема сканирующего многощелевого устройства [с разрешения Barges G. Т. et al.; Am. J. Roentgenol., 129, 497—501, September, 1977].

1 — кассета; 2 — стол; 3 — больной; 4 — первичные излучения; 5 — фокус рентгеновской трубки; 6 — створки диафрагмы; 7 — передние прорези устройства, разрезающие пучок; 8 — рассеянное излучение; 9 — задние шлицы устройства, устраняющие рассеянное излучение.
Использование сканирующего многощелевого устройства является практичным и эффективным способом уменьшения рассеянного излучения, повышения контрастности и улучшения качества изображения в диагностической рентгенологии. Щелевое устройство может функционировать при более высоком напряжении на рентгеновской трубке по сравнению с обычной отсеивающей решеткой. При этом получают за одну экспозицию изображение хорошего качества. Щелевое устройство представляется наиболее эффективным при рентгенографии брюшной полости на большую пленку и при маммографии.

Рис. 13, Сканирующее многощелевое устройство. Передние щели для определения границ пучка расположены вблизи коллиматора. Задние щели расположены между декой стола и отсеивающей решеткой. Сканирование обеспечивается двигателем, соединенным приводным ремнем с задней частью многощелевого устройства. Передняя часть многощелевого устройства соединена с задней сцепляющим плечом, которое вращается около фокуса трубки и поддерживает соосность во время сканирования [с разрешения Barnes G. Т. et al.; Am. J. Roentgenol., 129, 497—501, September, 1977].

Уменьшение лучевой нагрузки на больного путем использования тяжелых элементов в качестве фильтров излучения в рентгенодиагностике

(Reduction of Patient Exposure by Use of Heavy Elements as Radiation Filters in Diagnostic Radiology). Применению фильтров из элементов с высоким атомным числом с целью уменьшить лучевую нагрузку на больного или усилить контрастность изображения при рентгенодиагностике не уделялось внимания в клинической практике. Jorge Е. Villagran, Barry В. Hobbs и Kenneth W. Taylor из Торонтского университета [Radiology, 127, 249—254, April, 1978] обнаружили, что пучок рентгеновских лучей, пропущенный через фильтр из иттербия, пригоден для рентгенографии поясничного отдела позвоночника и при этом лучевая нагрузка на кожу уменьшается в среднем на 35%, а при использовании фильтра из гольмия во время экскреторной урографии уменьшает лучевую нагрузки на кожу почти на 55%. В обоих случаях качество изображения не ухудшается. На фантомах и при исследовании больных изучались фильтры из некоторых элементов с атомным числом 62—74. При исследованиях на фантомах использовали трехфазный полностью выпрямленный ток от генератора «Пикер» и трубку «Маклет Дайнамикс 60-D».

При исследовании поясничных позвонков не было обнаружено различий в изображении, полученном с применением фильтра из иттербия или алюминия. При исследовании больных замена алюминиевого фильтра толщиной 0,75 мм на фильтр из иттербия толщиной 0,12 мм приводила к уменьшению лучевой нагрузки на кожу. В результате сочетания фильтра W4 с усиливающими экранами Кванта II лучевая нагрузка на кожу уменьшалась на фактор 15. В исследованиях на фантомах с йодом использование фильтров из гольмия привело к снижению лучевой нагрузки на кожу до приемлемых величин, силы тока в миллиамперах и улучшению контрастности изображения по сравнению с теми же показателями при применении фильтров из алюминия. Замена фильтров из алюминия на фильтры из гольмия при исследовании больных уменьшала лучевую нагрузку на кожу на 55%. Результаты показаны на рис. 14. При использовании системы из гольмиевого фильтра и усиливающих экранов Кванта II-RP2 при рентгенографии больного средних размеров, каждый снимок может быть сделан с лучевой нагрузкой на кожу около 150 мл Р.

Рис. 14. А и Б — экскреторные урограммы одного и того же больного
через 5 и 10 мин соответственно. Изображение на рис. Б получено при рентгенографии с использованием усиливающих экранов Кванта II. Увеличение зернистости не ухудшило диагностическую информацию [с разрешения Villagran J. Е. et al.; Radiology, 127, 249—254, April, 1978].

Нет единого выбора качества материала и толщины фильтра для рентгенографии всех анатомических областей. Фильтр из гольмия подходит для экскреторной урографии, фильтр из иттербия или вольфрама — для рентгенографии поясничных позвонков. С применением этих фильтров уменьшилась лучевая нагрузка на больных почти на половину по сравнению с этим показателем при использовании алюминиевого фильтра и не ухудшилось качество снимка.