Все цифровые флюорографы, выпускаемые в настоящее время, можно разделить на две большие группы: сканирующие и матричные.
Основное отличие заключено в детекторах рентгеновского излучения, применяемых в аппаратах. Если размер детектора соизмерим с площадью легких пациента, то такие флюорографы, вне зависимости от типа детекторов, обычно, имеют хорошие характеристики, но обладают одним существенным недостатком - крайне высокой ценой (несколько сотен тысяч долларов). Минимизировать затраты на детектор возможно резко уменьшив его размер.
Например, взять детектор размером 50х50 мм (ПЗС-матрица) и с помощью системы линз (объектива) уменьшить реальное изображение легких, полученное на переизлучающем экране (400х400 мм), до этого размера.
Самое главное достоинство матричных флюорографов - малое время экспозиции (сотые доли секунды; в «Ренекс-Флюоро» - не более 0,03 сек.). Малое время экспозиции - не самоцель, а обязательное требование при исследовании органов грудной клетки. Даже в том случае, когда пациент правильно задерживает дыхание (что бывает далеко не всегда, особенно у пожилых) остается пульсация аорты, сердца и крупных сосудов. Поэтому для рентгеносемиотики легких крайне важно производство «моментального» снимка, с четкой границей сосудов и сердца.
Можно уменьшить детектор только в одном измерении. Получится линейный детектор размером около 400 мм, перемещая который вдоль пациента одновременно с веерообразным рентгеновским излучением можно просмотреть площадь 400х400 мм. Такие системы называют сканирующими. Детектором могут быть газовая линейка, кремниевая линейка и так далее.
В таких системах четыре принципиальных недостатка.
Первый. Время сканировании 5-10 сек., что делает существенным фактор динамической нерезкости от дыхания и пульсации крупных сосудов. Сторонники данных систем утверждают, что динамическая нерезкость не имеет места, т.к. шаг линейки происходит с очень короткой экспозицией, но в этом случае, без компьютерной обработки контур сосудов будет зубчатым, как при кинематорентгенографии.
Отсюда вытекает второй принципиальный недостаток: изображение на экране монитора является сборным, «сшитым» из лоскутов, просканированных в разное время, т.е. не является «моментальной» фотографией органов грудной клетки в реальном времени, как это происходит в случае матричных флюорографов, а также пленочной рентгенографии и флюорографии.
Третий. Флюорографический аппарат обязан обеспечивать высокую пропускную способность. На матричном флюорографе (типа «Ренекс-Флюоро») можно сделать до 60 снимков за 1 час работы, т.к. при сверхкороткой экспозиции нагрузка на рентгеновскую трубку на каждый снимок минимальна и не требуется длительное ее охлаждение. В сканирующих системах все диаметрально наоборот. Время экспонирования длительное и необходимы большие перерывы (несколько минут) между снимками для охлаждения рентгеновской трубки. Т.е. пропускная способность в самом лучшем случае – 30 снимков в час.
Четвертый. Существенно более низкая надежность из-за наличия прецизионной механики, прямо влияющей на качество снимка.
Основные различия между матричными флюорографами заключается в следующих параметрах:
Коротко о плюсах и минусах указанных выше параметров.
1. Используется одна или несколько систем ПЗС-матрица + объектив
Теоретически, использование не одной, а нескольких систем (ПЗС-матрица + объектив) высокого класса позволяет повысить разрешающую способность изображения. Но при этом конечная «картинка» на экране монитора складывается из отдельных «лоскутов». Возникает проблема точной юстировки всех систем экран-объективы - ПЗС-матрицы и «сшивки» изображения.
Практически, за счет высококачественной оптики и сложного программного алгоритма обработки изображения удается достичь, действительно хорошего качества изображения при приемлемой дозе облучения («ddr Chest-System», Swissray). Но такие системы стоят несколько сот тысяч долларов и не могут рассматриваться как скрининговые. Многокамерные системы, сопоставимые по цене с однокамерными («Диарс-МР», Мосрентген) собираются на основе матриц и объективов бытового уровня, не позволяющих преодолеть все недостатки, описанные выше, и в конечном итоге уступают по качеству изображения однокамерным системам.
Вывод: флюорографические аппараты, построенные на основе высококачественной однокамерной системы ПЗС-матрица + объектив + экран являются оптимальными для скрининга органов грудной клетки с точки зрения соотношения стоимости, лучевой нагрузки, качества изображения.
2. Количество активных пиксел в ПЗС-матрице
Теоретически, чем больше количество пикселей, тем выше разрешающая способность. Т.е. матрица 2048х2048 лучше, чем 1024х1024 при одинаковом размере пиксела. Но в конечном итоге качество восприятия «картинки» зависит не столько от разрешающей способности, сколько от соотношения трех параметров: разрешающая способность, зернистость (шумы), динамический диапазон (градационная разрешающая способность - количество уровней серого). В пленочной рентгенографии похожая зависимость описывается частотно-контрастной характеристикой (ЧКХ) изображения.
Практически – те же проблемы, что и многокамерными системами, т.е. чем пикселей больше, тем доза выше. Уменьшить дозу и не потерять динамический диапазон (число градаций оттенков серого) можно опять-таки за счет высококачественной оптики и сложного алгоритма обработки изображения («VERTIX UM-D», Siemens и «IMIX Thorax», Medira), но при этом цена изделия снова равняется нескольким сотням тысячам долларов.
Более дешевая (читай, менее качественная) оптика не дает возможности снизить дозу облучения и не потерять динамический диапазон, и, как следствие, ухудшается качество «картинки» несмотря на большую разрешающую способность.
Говоря о флюорографии органов грудной клетки необходимо иметь в виду, что для их рентгенологического отображения гораздо важнее возможность передачи большего количества полутонов – градаций оттенков серого (т.е. малоконтрастных плохо очерченных образований, диаметром около 1 мм), чем способность передавать мелкие контрастные детали (которые в легких бывают нечасто).
Наши многолетние эксперименты в области цифровой флюорографии (в том числе и с матрицей 2048х2048) показали, что оптимальным для скрининговой флюорогрфической системы является использование единой ПЗС-матрицы с числом активных пикселей 1024х1024 (не более) и правильным алгоритмом программной обработки. Кстати, такая система отлично показывает и очень мелкие детали изображения за счет высокой контрастной чувствительности.
Все отступления от данной схемы только ухудшают какие-либо из характеристик: цена, доза, качество «картинки».
3. Аппаратно-программная платформа (АПП)
Все производители отечественных цифровых флюорографов используют АПП Intel-Windows в силу ее наибольшей распространенности и доступности. В среде Windows есть только одна профессиональная платформа - Windows NT. Использование данной платформы позволяет создать высокопроизводительную многопользовательскую систему управления базой данных (БД), обеспечивающую автоматизированное архивирование с многократным резервированием БД, с возможностью восстановления БД после серьезных отказов и сбоев, вплоть до катастрофических (полное разрушение жесткого диска или магнито-оптического диска). Именно эта платформа используется в «Ренекс-Флюоро». «Бытовые» версии Windows (98, ME и т.д.), лежащие в основе программного обеспечения других флюорографов (Электрон, Мосрентген, СпектрАП) не обеспечивают таких возможностей, кроме того, часто дают сбои и требуют переустановки.
4. Штативная часть
Как правило, в матричных флюорографах штативная часть выполняется без защитной кабины. При этом конфигурация с отдельной стойкой излучателя и отдельной стойкой приемника излучения (ФЦМБ «Ренекс-Флюоро») позволяет выдержать фокусное расстояние 120 см (сводящее до минимума проекционные искажения), а также обеспечивает свободный подход пациента к аппарату с любой стороны (что существенно облегчает размещение аппарата в кабинете). Кроме того, данная конфигурация является единственной, позволяющей обследование пациентов на каталке или в латеропозиции. В отечественных флюорографах других фирм эти возможности не обеспечиваются.
5. Силовая часть (рентгеовское питающее устройство - РПУ)
РПУ флюорографа должно обеспечивать стабильную работу аппарата при максимальной производительности (до 60 снимков в час) и при пониженных требованиях к электрической сети (220 В, нестабильная сеть). Этим требованиям отвечает среднечастотное РПУ с накопителем энергии и с полностью автоматизированным выбором режимов экспонирования «УРСПас-Ренекс» модели флюорографа ФЦМБ «Ренекс-Флюоро».
На самом деле существующие на сегодняшний день, так называемые автоматические системы экспонирования (в режиме падающей нагрузки, орган-автоматика), подразумевают ручной выбор рентгенолаборантом 1-2 параметров экспонирования. Общеизвестно, что брак при выполнении снимков в ручном или даже полуавтоматическом режиме экспонирования в наших ЛПУ достигает 40%.
Только в РПУ «УРСПас-Ренекс» применена запатентованная уникальная в мировой практике полностью автоматическая система выбора экспозиции, включая кВ, мАс, сек. Она позволяет исключить «человеческий фактор» при экспонировании снимка, и тем самым на 100% избежать ошибок экспонирования.
Основные параметры отечественных и некоторых импортных моделей цифровых матричных флюорографов представлены в таблице. При этом жирным шрифтом выделены лучшие характеристики в каждой группе параметров, исходя из описанного выше принципа определения оптимальных параметров матричных флюорографов.
Таблица
Наименование |
*ФМЦ «Диарс-МР» |
ФЦ-01 «Электрон» |
ФСЦ–У–01 |
VERTIX UM-D |
IMIX Thorax |
ФЦМБ «Ренекс–флюоро» |
Производитель |
Мосрентген Россия |
Электрон Россия |
СпектрАП Россия |
Siemens Германия |
Medira Финляндия |
Гелпик Россия |
Способ регистрации |
ПЗС-матрица + объектив (6 систем) + экран |
ПЗС-матрица + объектив + экран |
ПЗС-матрица +УРИ + экран (последова-тельная съемка 4 полей объекта) |
ПЗС-матрица + объектив + экран |
ПЗС-матрица + объектив + экран |
ПЗС-матрица + объектив + экран |
Размер рабочего поля, мм |
380 х 380 |
**390 х 390 |
385 ´ 385 (сумма-рный за 4 съемки) |
390 х 390 |
390 х 390 |
390 х 390 |
Число элементов циф. изображения |
нет данных |
2048 х 2048 |
1024 х 1024 |
2048 х 2048 |
2048 х 2048 |
1024 х 1024 |
Разрешающая способность, п.л./мм |
2,5 |
2,5…2,8 |
1,3 |
2,5 |
2,5 |
1,4…1,8 |
Пороговая контраст. чувствит., % |
1,5 |
1,5 |
1,0 |
1,5 |
1,5 |
1,0 |
Динамический диапазон. Градац. разрешающая способность (уровней серого) |
нет данных |
150/12 бит (4096 уровней серого) |
150/ нет данных |
нет данных/16 бит (65535 уровней cерого) |
нет данных/16 бит (65535 уровней серого) |
1000/14 бит (16 000 уровней серого) |
Средняя рабочая доза на исследование (в плоскости приемника изображения), мР |
не данных |
1,0 |
0,15 |
нет данных |
нет данных |
0,6 |
Производительность, снимков в час |
нет данных |
60 |
30 |
50 |
50 |
60 |
Встроенный архив изображений |
есть |
есть |
есть |
есть |
есть |
есть |
Наличие системы управления, обеспечивающей восстановление базы данных после серьезных отказов и сбоев, вплоть до катастрофических (полное разрушение жесткого диска или магнито-оптического диска) |
нет |
нет |
нет |
есть |
есть |
есть |
Возможность исследований на каталке и в латеропозиции |
нет |
нет |
нет |
нет |
есть |
есть |
Фокусное расстояние, см |
80 |
100 |
80 |
115 - 180 |
115 - 180 |
120 |
Требования к сети электропитания |
380 В, трехфазная |
380 В, трехфазная |
380 В, трехфазная |
380 В, трехфазная |
220 В, однофазная |
220 В, однофазная |
Потребляемая мощность, не более |
27 кВт |
нет данных |
нет данных |
32 кВт |
нет данных |
1 кВт |
Характеристики РПУ |
120 кВ, 50 кВт, 250 мА среднечастотное |
150 кВ, 50 кВт, 600 мА среднечастотное |
105 кВ, 50 кВт, 3,5 мА среднечастотное |
150 кВ, 50 кВт, 500 мА среднечастотное |
150 кВ, 60 кВт, нет данных среднечастотное |
150 кВ, 20 кВт, 600 мА среднечастотный моноблок, с накопителем энергии |
Возможности автоматического экспонирования |
нет данных |
Автоматический выбор мАс, сек. |
нет данных |
автоматический выбор мАс, сек. |
Автомати-ческий выбор мАс, сек. |
полностью автоматический выбор кВ, мАс, сек. |
Минимальное время экспозиции, сек |
0,01 |
0,02 |
5,0 |
нет данных |
нет данных |
0,003 |
Стоимость комплекса, долл. США |
70 000 |
100 000 |
110 000 |
300 000 |
300 000 |
100 000 |
* Технические параметры взяты из Интернета с официальных сайтов производителей, данные стоимости – с сайтов торгующих компаний.
** В таблице жирным шрифтом выделены лучшие значения в своем разделе.
Материалы, размещенные на данной странице, носят исключительно информационный характер, предназначены для образовательных целей и не могут использоваться пользователями сайта для постановки диагноза и выбора метода лечения. Диагностику и лечение должен проводить только лечащий врач. Администрация сайта не несёт ответственности за возможные негативные последствия, возникшие в результате использования информации, размещенной на сайте http://medafarm.ru/.