Реферат: Современные тенденции развития визуализации медицинской информации

Министерство  Образования и Науки Украины

Севастопольский Национальный Технический Университет

Кафедра электронной техники

<span Verdana",«sans-serif»">

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

 “Биоэлектрические процессы”

НА ТЕМУ

“Современныетенденции визуализации медицинской информации”

                                                                               Выполнил:  ст.гр. ЭЛТ-43д

Савченко Ю.Ю.

                                                                                Проверил: Корепанов А.Л

   

<span Times New Roman",«serif»; mso-bidi-font-family:Arial;font-weight:normal;mso-bidi-font-weight:bold">                                                 <span Times New Roman",«serif»; mso-bidi-font-family:Arial;font-weight:normal;mso-bidi-font-weight:bold">  <span Times New Roman",«serif»; mso-bidi-font-family:Arial;font-weight:normal;mso-bidi-font-weight:bold"><span Times New Roman",«serif»; mso-bidi-font-family:Arial;font-weight:normal;mso-bidi-font-weight:bold">

Севастополь

2006г

Содержание

       Введение………...……………………………………………………………………....3

1.<span Times New Roman"">       

<span Times New Roman"">           

<span Times New Roman"">           

<span Times New Roman"">           

<span Times New Roman"">           

<span Times New Roman"">           

<span Times New Roman"">           

2.<span Times New Roman"">       

<span Times New Roman"">           

<span Times New Roman"">           

<span Times New Roman"">           

<span Times New Roman"">           

<span Times New Roman"">           

<span Times New Roman"">           

       Заключение……………………………………………………………………………..28

             Список литературы…………….………………………………………………………30

1.ВВЕДЕНИЕ

Древняя латинская поговорка гласит:«Diagnosis cetra — ullae therapiaefundamentum» («Достоверный диагноз — основа любоголечения»). На протяжении многих веков усилия врачей были направлены нарешение труднейшей задачи — улучшение распознавания заболеваний человека.Потребность в методе, который позволил бы заглянуть внутрь человеческого тела,не повреждая его, была огромной, хотя и не всегда осознанной. Ведь всесведения, касающиеся нормальной и патологической анатомии человека, былиоснованы только на изучении трупов. После того, как в Европе стали широкоизучаться вскрытия трупов, врачи смогли изучить строение органов человека, атакже изменения, которые они претерпевают при тех или иных заболеваниях. Какуюогромную пользу принес бы непосредственный осмотр человеческого организма, еслибы он стал вдруг «прозрачным»! И вряд ли кто-нибудь из ученыхпрошлого мог предположить, что эта мечта вполне осуществима. Потребность увидетьне оболочку, а структуру организма живого человека, его анатомию и физиологиюбыла столь насущной, что, когда чудесные лучи, позволявшие осуществить это напрактике, были наконец открыты, обычно консервативные и часто недоверчивые кновшествам врачи почти сразу поняли, что в медицине наступила новая эра. Уже впервые дни и недели после того, как стало известно о существовании и свойствахэтих лучей, врачи различных стран начали применять их для исследованияважнейших органов и систем человеческого тела. В течение первого же годапоявились сотни научных сообщений в печати, посвященных результатам такихисследований. Количество сообщений в последующие годы нарастало. Выяснялись всеновые возможности рентгенологического метода. Появились первые книги, посвященныеэтому методу. Вскоре эта литература стала необозримой. В <st1:metricconverter ProductID=«1946 г» w:st=«on»>1946 г</st1:metricconverter>. известный советскийклиницист и организатор здравоохранения Н.Н.Приоров на заседании, посвященном50-летию рентгенологии, говорил: «Что стало бы сегодня с физиотерапией иурологией, гинекологией, неврологией и онкологией, хирургией и ортопедией, офтальмологиейи травматологией, если бы лишить их того, что дала рентгенология в областидиагностики и лечения?» Но процесс науки и техники неудержим. Не успеливрачи полностью освоить возможности рентгеновских лучей в диагностике, какпоявились другие методы, позволяющие получить изображение внутренних органовчеловека, дополняющие данные рентгенологического исследования. К ним относятсярадионуклеидное и ультразвуковое исследования, тепловидение, ядерно-магнитныйрезонанс, фотонная эмиссия, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ)  и некоторые другие методы, еще не получившиеширокого распространения. Эти способы основаны на использовании близких посвоей природе волновых колебаний, для проникновения которых ткани человеческоготела не являются непреодолимым препятствием. Они объединяются и тем, что врезультате взаимодействия волновых колебаний с органами и тканями организма наразличных приемниках — экране, пленке, бумаге и др. – возникают их изображения,расшифровка которых позволяет судить о состоянии различных анатомическихобразований. Такими образом, все указанные методы принципиально близкирентгенодиагностике как по своей природе, так и по характеру конечногорезультата их применения. Внедрение в практику этих методов (наряду срентгенологией) привело к возникновению новой обширной медицинской дисциплины,получившей за рубежом название диагностической радиологии (от латинского radius- луч), а у нас -лучевой диагностики. Возможности этой дисциплины враспознавании заболеваний человека весьма велики. Ей доступны практически всеорганы и системы человека, все анатомические образования, размеры которых вышемикроскопических. В отличие от классических медицинских методик (пальпации,перкуссии, аускультации) основным анализатором информации, получаемой способамилучевой диагностики, является орган зрения, при помощи которого мы получаемоколо 90% сведений об окружающем мире, и притом наиболее достоверных. Когдаширокая сеть медицинских учреждений будет оснащена высококачественнойаппаратурой, позволяющей использовать все возможности лучевой диагностики, аврачи, работающие в этих учреждениях, будут обучены обращению с этой сложнойаппаратурой и, главное, полноценной расшифровке получаемых с ее помощью изображений,диагностика основных заболеваний человека станет более ранней и достоверной нетолько в крупных научно-исследовательских и клинических центрах, но и напередовом крае нашего здравоохранения — в поликлиниках и районных больницах. Вэтих учреждениях работает основная масса врачей. Именно сюда обращаетсяподавляющее большинство больных при возникновении каких-либо тревожныхсимптомов. От уровня работы именно этих лечебно-диагностических учреждений вконечном итоге зависит ранняя и своевременная диагностика, а следовательно вомногом и результаты лечения подавляющего большинства болезней.

                         

2. ТОМОГРАФИЯ

2.1.РАЗВИТИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ 

Изобретение рентгеновской томографии с обработкой получаемойинформации на ЭВМ произвело переворот в области получения изображения вмедицине. Впервые сообщил о новом методе инженер G.Hounsfield (1972).Аппарат,изготовленный и опробованный группой инженеров английской фирмы«EMI», получил название ЭМИ-сканера. Его применяли только дляисследования головного мозга. G.Hounsfield в своем аппарате использовалкристаллический детектор с фотоэлектронным умножителем (ФЭУ), однако источникомбыла трубка, жестко связанная с детектором, которая делала сначала поступательное,а затем вращательное  движение припостоянном включении рентгеновского излучения. Такое устройство томографапозволяло получить томограмму за 4-20 мин. Рентгеновские томографы с подобнымустройством (I поколение) при-менялись только для исследования головного мозга.Это объяснялось как большим временем исследования (визуализации тольконеподвижных объектов), так и малым диаметром зоны томографирования до (<st1:metricconverter ProductID=«24 см» w:st=«on»>24 см</st1:metricconverter>). Однако получаемоеизображение несло большое количество дополнительной диагностической информации,что послужило толчком не только к клиническому применению новой методики, но ик дальнейшему совершенствованию самой аппаратуры. Вторым этапом в становлениинового метода исследования был выпуск к1974 г. компьютерных томографов, содержащихнесколько детекторов. После поступательного движения, которое производилосьбыстрее, чем у аппаратов I поколения, трубка с детекторами делала поворот на3-10 градусов, что способствовало ускорению исследования, уменьшению лучевойнагрузки на пациента и улучшению качества изображения. Однако время полученияодной томограммы (20-60 с) значительно ограничивало применение томографов IIпоколения для исследования всего тела ввиду неизбежных артефактов, появляющихсяиз-за произвольных и непроизвольных движений. Аксиальные компьютерныерентгеновские томографы данной генерации нашли широкое применение дляисследования головного мозга в неврологических и нейрохирургических клиниках.Получение качественного изображения среза тела человека на любом уровне сталовозможным после разработки в 1976-1977 гг. Компьютерных томографов IIIпоколения. Принципиальное отличие их заключалось в том, что было исключенопоступательное движение системы трубка- детекторы, увеличены диаметр зоныисследования до 50-<st1:metricconverter ProductID=«70 см» w:st=«on»>70 см</st1:metricconverter>и первичная матрица компьютера (фирмы «Дженерал Электрик»,«Пикер», «Сименс», «Тошиба»). Это привело к тому,что одну томограмму стало возможным получить за 3-5 с при обороте системытрубка-детекторы на 360o. Качество изображения значительно улучшилось и сталовозможным обследование внутренних органов. С <st1:metricconverter ProductID=«1979 г» w:st=«on»>1979 г</st1:metricconverter>. некоторые ведущиефирмы начали выпускать компьютерные томографы IV поколения. Детекторы(1100-1200 шт.) в этих аппаратах расположены по кольцу и не вращаются. Движетсятолько рентгеновская трубка, что позволяет уменьшить время получения томограммыдо 1-1,5 с при повороте трубки на 360o. Это, а также сбор информации подразными углами увеличивает объем получаемых сведений при уменьшении затратвремени на томограмму. В <st1:metricconverter ProductID=«1986 г» w:st=«on»>1986 г</st1:metricconverter>. произошел качественный скачок в аппаратостроении длярентгеновской компьютерной томографии. Фирмой «Иматрон» выпущенкомпьютерный томограф V поколения, работающий в реальном масштабе времени.В1988 г. компьютерный томограф «Иматрон» куплен фирмой«Пикер» (США) и теперь он называется «Фастрек». Учитываязаинтересованность клиник в приобретении компьютерных томографов, с <st1:metricconverter ProductID=«1986 г» w:st=«on»>1986 г</st1:metricconverter>. определилосьнаправление по выпуску «дешевых» компактных систем для поликлиник инебольших больниц (М250,«Меди-тек»;2000Т,«Шимадзу»; СТМАХ,«Дженерал Электрик»). Обладая некоторыми ограничениями,связанными с числом детекторов или временем и объемом собираемой информации,эти аппараты позволяют выполнять 75-95% (в зависимости от вида органа)исследований, доступных «большим» компьютерным томографам.

2.2.ФИЗИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТОМОГРАФИИ

Принципы образования послойного изображения. При выполненииобычной рентгенограммы три компонента — пленка, объект и рентгеновская трубка — остаются в покое. Томографический эффект можно получить при следующихкомбинациях:

1) неподвижный объект и движущиеся источник (рентгеновскаятрубка) и приемник (рентгенографическая пленка, селеновая пластина,кристаллический детектор и т.п.) излучения; 

2) неподвижный источник излучения и движущиеся объект иприемник излучения;

3) неподвижный приемник излучения и движущиеся объект иисточник излучения. Наиболее распространены томографы с синхронным перемещениемтрубки и пленки в противоположных направлениях.

При симультанной (многослойной) томографии в один прием(одно перемещение трубки и пленки в противоположных направлениях) получаютнесколько томограмм благодаря расположению в одной кассете нескольких пленок,расположенных на некотором расстоянии друг от друга. Проекция изображенияпервого слоя, находящегося на оси вращения системы (избранной высоте слоя),получается на верхней пленке. Геометрически доказано, что на последующихпленках получают свое изображение нижележащие параллельные к оси движениясистемы слои, расстояния между которыми примерно равны расстояниям междупленками. Основным недостатком продольной томографии является то, чторасплывчатые изображения выше и нижележащих плоскостей с нежелательнойинформацией уменьшают естественную контрастность. Вследствие этого восприятие ввыделяемом слое тканей с невысокой контрастностью ухудшается. Указанногонедостатка лишена аксиальная компьютерная рентгеновская томография. Этообъясняется тем, что строго коллимированный пучок рентгеновского излученияпроходит только через ту плоскость, которая интересует врача. При этомрегистрация рассеянного излучения сведена к минимуму, что значительно улучшаетвизуализацию тканей, особенно малоконтрастных. Снижение регистрации рассеянногоизлучения при компьютерной томографии осуществляется коллиматорами, один изкоторых расположен на выходе рентгеновского пучка из трубки, другой — передсборкой детекторов. Известно, что при одинаковой энергии рентгеновскогоизлучения материал с большей относительной молекулярной массой будет поглощатьрентгеновское излучение в большей степени, чем вещество с меньшей относительноймолекулярной массой. Подобное ослабление рентгеновского пучка может быть легкозафиксировано. Однако на практике мы имеем дело с совершенно неоднороднымобъектом — телом человека. Поэтому часто случается, что детекторы фиксируютнесколько рентгеновских пучков одинаковой интенсивности в то время, как онипрошли через совершенно различные среды. Это наблюдается, например, припрохождении через однородный объект достаточной протяженности и неоднородныйобъект с такой же суммарной плотностью. При продольной томографии разницу междуплотностью отдельных участков определить невозможно, поскольку «тени»участков накладываются друг на друга. С помощью компьютерной томографии решенаи эта задача, так как при вращении рентгеновской трубки вокруг тела пациентадетекторы регистрируют 1,5 — 6 млн. сигналов из различных точек (проекций) и,что особенно важно, каждая точка многократно проецируется на различные окружающиеточки. При регистрации ослабленного рентгеновского излучения на каждом детекторевозбуждается ток, соответствующий величине излучения, попа-дающего на детектор.В системе сбора данных ток от каждого детектора (500-2400 шт.) преобразуется вцифровой сигнал и после усиления подается в ЭВМ для обработки и хранения.Только после этого начинается собственно процесс восстановления изображения.Восстановление изображения среза по сумме собранных проекций является чрезвычайносложным процессом, и конечный результат представляет собой некую матрицу сотносительными числами, соответствующую уровню поглощения каждой точки вотдельности. В компьютерных томографах применяются матрицы первичного изображения256х256, 320х320, 512х512 и 1024х1024 элементов. Качество изображения растетпри увеличении числа детекторов, увеличении количества регистрируемых проекцийза один оборот трубки и при увеличении первичной матрицы. Увеличение количестварегистрируемых проекций ведет к повышению лучевой нагрузки, применение большейпервичной матрицы — к увеличению времени обработки среза или необходимостиустанавливать дополнительные специальные процессоры видеоизображения. 

2.3.ПОЛУЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАММЫ

 Получениекомпьютерной томограммы (среза) головы на выбранном уровне основывается навыполнении следующих операций:

1) формирование требуемой ширины рентгеновского луча(коллимирование);

 2) сканирование головыпучком рентгеновского излучения, осуществляемого движением(вращательным ипоступательным) вокруг неподвижной головы пациента устройства «излучатель- детекторы»;

3) измерение излучения и определение его ослабления споследующим преобразованием результатов в цифровую форму;

4) машинный (компьютерный) синтез томограммы по совокупностиданных измерения, относящихся к выбранному слою;

5) построение изображения исследуемого слоя на экраневидеомонитора (дисплея). В системах компьютерных томографов сканирование иполучение изображения происходят следующим образом. Рентгеновская трубка врежиме излучения «обходит» голову по дуге 240о, останавливаясь черезкаждые 3о этой дуги и делая продольное перемещение. На одной оси срентгеновским излучателем закреплены детекторы — кристаллы йодистого натрия, преобразующиеионизирующее излучение в световое. Последнее попадает на фотоэлектронныеумножители, превращающие эту видимую часть в электрические сигналы. Электрическиесигналы подвергаются усилению, а затем преобразованию в цифры, которые вводят вЭВМ. Рентгеновский луч, пройдя через среду поглощения, ослабляетсяпропорционально плотности тканей, встречающихся на его пути, и несет информациюо степени его ослабления в каждом положении сканирования. Интенсивностьизлучения во всех проекциях сравнивается с величиной сигнала, поступающего сконтрольного детектора, регистрирующего исходную энергию излучения сразу же навыходе луча из рентгеновской трубки. Следовательно, формирование показателейпоглощения (ослабления) для каждой точки исследуемого слоя происходит послевычисления отношения величины сигнала на выходе рентгеновского излучателя кзначению его после прохождения объекта исследования (коэффициенты поглощения).В ЭВМ выполняется математическая реконструкция коэффициентов поглощения ипространственное их распределение на квадратной многоклеточной матрице, аполученные изображения передаются для визуальной оценки на экран дисплея. Заодно сканирование получают два соприкасающихся между собой среза толщиной <st1:metricconverter ProductID=«10 мм» w:st=«on»>10 мм</st1:metricconverter> каждый. Картина срезавосстанавливается на матрице размером 160х160. Полученные коэффициенты поглощениявыражают в относительных единицах шкалы, нижняя граница которой (-1000 ед.Н.)(ед.Н. — единицы Хаунсфильда или числа компьютерной томографии) соответствуетослаблению рентгеновских лучей в воздухе, верхняя (+1000 ед.Н.) — ослаблению вкостях, а за ноль принимается коэффициент поглощения воды. Различные тканимозга и жидкие среды имеют разные по величине коэффициенты поглощения. Напримеркоэффициент поглощения жира находится в пределах от -100 до 0 ед.Н., спинно-мозговойжидкости — от 2 до 16 ед.Н., крови — от 28 до 62 ед.Н. Это обеспечиваетвозможность получать на компьютерных томограммах основные структуры мозга имногие патологические процессы в них. Чувствительность системы в улавливанииперепада рентгеновской плотности в обычном режиме исследования не превышает 5ед.Н., что составляет 0,5%. На экране дисплея высоким значениям плотности(например, кости)соответствует светлые участки, низким — темные. Градационнаяспособность экрана составляет 15-16 полутоновых ступеней, различаемыечеловеческим глазом. На каждую ступень, таким образом, приходится около 130ед.Н. Для полной реализации высокой разрешающей способности томографа по плотностив аппарате предусмотрены средства управления так называемой ширины окна и егоуровня (положения), чтобы дать рентгенологу возможность анализироватьизображение на различных участках шкалы коэффициентов поглощения. Ширина окна — это величина разности наибольшего и наименьшего коэффициентов поглощения,соответствующая указанному перепаду яркости. Положение или уровень окна (центрокна) — это величина коэффициентов ослабления, равная середине окна ивыбираемая из условий наилучшего выявления плотностей интересующей группыструктур или тканей. Важнейшей характеристикой является качество получаемогоизображения. Известно, что качество визуализации анатомических образований головногомозга и очагов поражения зависит в основном от двух факторов: размера матрицы,на которой строится томограмма, и перепада показателей поглощения. Величинаматрицы может оказывать существенное влияние на точность диагностики. Так,количество ошибочных диагнозов при анализе томограмм на матрице 80х80 клетоксоставляло 27%, а при работе на матрице160х160 — уменьшилось до 11%.Компьютерный томограф обладает двумя видами разрешающей способности:пространственной и по перепаду плотности. первый тип определяется размеромклетки матрицы (обычно — 1,5х1,5 мм), второй равен 5 ед.Н.(0,5%). Всоответствии с этими характеристиками теоретически можно различать элементыизображения размером 1,5х1,5 мм при перепаде плотности между ними не меньше 5ед.Н. (1%) удается выявлять очаги величиной не менее 6х6 мм, а при разнице в 30ед.Н. (3%) — детали размером 3х3 мм. Обычная рентгенография позволяет уловитьминимальную разницу по плотности между соседними участками в 10-20%. Однако приочень значительном перепаде плотностей рядом расположенных структур возникаютспецифические для данного метода условия, снижающие его разрешающуюспособность, так как при построении изображения в этих случаях происходитматематическое усреднение и при этом очаги небольших размеров могут быть необнаружены. Чаще это происходит при небольших зонах пониженной плотности,расположенных вблизи массивных костных структур (пирамиды височных костей) иликостей свода черепа. Важным условием для обеспечения проведения компьютернойтомографии является неподвижное положение пациента, ибо движение во время исследованияприводят к возникновению артефактов — наводок: полос темного цвета отобразований с низким коэффициентом поглощения (воздух) и белых полос отструктур с высоким КП (кость, металлические хирургические клипсы), что такжеснижает диагностические возможности.

 

2.4.УСИЛЕНИЕ КОНТРАСТНОСТИ ТОМОГРАММЫ

Для получения более четкого изображения патологическиизмененных участков в головном мозге применяют эффект усиления контрастности,которых достигается внутривенным введением рентгеноконтрастного вещества, Увеличениеплотности изображения на компьютерной томограмме после внутривенного введенияконтрастного вещества объясняется внутри- и вне- сосудистыми компонентами.Внутрисосудистое усиление находится в прямой зависимости от содержания йода вциркулирующей крови. При этом увеличение концентрации на 100 мг йода в 100 млобусловливает величины абсорбции на 26 ед.Н. (ед.Н. — единицы Хаунсфильда иличисла компьютерной томографии). При компьютерно-томографических измерениях венозныхпроб после введения 60% контрастного вещества в дозе 1 мл на кг массы тела,плотность потока повышается в среднем в течение 10 мин после инъекции,составляет 39,2 плюс-минус 9,8 ед.Н. Содержание контрастного вещества впротекающей крови изменяется в результате того, что относительно быстроначинается выделение его почками. Уже в течение первых 5 мин после болюснойинъекции концентрация вещества в крови в среднем снижается на 20%, в последующие5 мин — на 13% и еще через 5 мин -на 5%. Нормальное увеличение плотности мозгана компьютерной томограмме после введения контрастного вещества связано свнутрисосудистой концентрацией йода. Можно получить изображение сосудовдиаметром до <st1:metricconverter ProductID=«1,5 мм» w:st=«on»>1,5 мм</st1:metricconverter>,если уровень йода в крови составляет примерно 4 мг/мл и при условии, что сосудрасположен перпендикулярно к плоскости среза. Наблюдения привели к выводу, чтоконтрастное вещество накапливается в опухолях.

<img src="/cache/referats/22082/image001.jpg" v:shapes="_x0000_i1025"><img src="/cache/referats/22082/image002.jpg" v:shapes="_x0000_i1026"><img src="/cache/referats/22082/image003.jpg" v:shapes="_x0000_i1027">

Электронно-лучевая томография.

а — срез в поперечной плоскости. В просвете аорты, заполненномконтрастным препаратом, видна отслоившаяся интима,

b — реконструкция в сагиттальной плоскости. Визуализируетсяпроксимальный разрыв отслоившейся интимы,

с — трехмерная реконструкция.

 

2.5.ЦИФРОВЫЕ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Преобразование традиционной рентгенограммы в цифровой массивс последующей возможностью обработки рентгенограмм методами вычислительной техникистало распространенным процессом. Такие аналоговые системы зачастую имеют оченьжесткие ограничения на экспозицию из-за малого динамического диапазонарентгеновской пленки. В отличие от аналоговых прямые цифровые рентгенографическиесистемы позволяют получать диагностические изображения без промежуточныхносителей, при любом необходимом уровне дозы, причем это изображение можнообрабатывать и отображать самыми различными способами. Рентгеновская трубка иприемник изображения сопряжены с компьютером и управляются им, а получаемоеизображение запоминается, обрабатывается (в цифровой форме) и отображается нателеэкране, составляющем часть пульта управления (или устройства вывода данных)оператора-рентгенолога. Аналогичные пульты управления можно применять и вдругих системах получения изображения, например на основе ядерного магнитногорезонанса или компьютерной томографии. Цифровое изображение можно записать намагнитном носителе, оптическом диске или же на специальном записывающемустройстве, способном постоянно вести регистрацию изображения на пленку ваналоговой форме. Составные элементы цифровой системы получения рентгеновскихизображений. В цифровой рентгенологии могут найти применение два класса приемниковизображения: приемники с непосредственным формированием изображения и приемникис частичной регистрацией изображения, в которых полное изображение формируетсяпутем сканирования либо рентгеновским пучком, либо приемным устройством(сканирующая проекционная рентгенография). В цифровой рентгенографии применяютусилитель изображения, ионографическую камеру и устройство с вынужденной люминесценцией.Эти приемники могут непосредственно формировать цифровые изображения без промежуточнойрегистрации и хранения. Усилители изображения не обладают наилучшимпространственным разрешением или контрастом, однако имеют высокоебыстродействие. Аналого-цифровое преобразование флюорограммы с числом точек визображении 512х512 может занимать время менее 0,03 с. Даже при числе точек2048х2048 в изображении время преобразования изображения в цифровую формусоставляет всего несколько секунд. Время считывания изображения с пластины свынужденной люминесценции или ионографической камеры значительно больше, хотяпоследнее выгодно отличается лучшим разрешением и динамическим диапазоном.Записанное на фотопленке изображение можно преобразовать в цифровую форму спомощью сканирующего микроденситометра, но любая информация, зафиксированная нафотопленке со слишком малой или, наоборот, слишком высокой оптическойплотностью, будет искажена из-за влияния характеристик пленки. В цифровую формуможно преобразовать и ксерорентгенограмму также с помощью сканирующегоденситометра, работающего в отраженном свете, или путем непосредственногосчитывания зарядового изображения с селеновой пластины. В России прямаяцифровая рентгенографическая система Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАНприменяется в нескольких клинических больницах. В этой системе рентгеновскаяпленка как регистратор рентгеновского излучения заменена многопроволочнойпропорциональной камерой. Такая камера вместе с электронными схемами усиления иформирования импульсов представляет собой линейку на 256 практическинезависимых каналов, имеющих чувствительную поверхность 1х1 мм. (В последнихмоделях 350 каналов и0,5х0,5 мм.) Использование в счетчиках в качестве рабочегогаза ксенона при давлении 3 кгс/см2 обеспечивает высокую эффективностьрегистрации излучения. Эта система может быть отнесена к классу ионографическихприборов для цифровой рентгенографии, передающих изображение на внешние устройстваотображения. В других цифровых рентгенографических системах используют твердотельныеприемники с высоким коэффициентом поглощения рентгеновского излучения. В обоихразновидностях упомянутых рентгенографических систем применяется методсканирования с построчной регистрацией изображения, которое воспроизводится вцелое на дисплее компьютера (сканирующая проекционная рентгенография). Ковторому классу цифровых рентгенографических систем следует отнести люминофоры спамятью и вынужденной люминесценцией, которая затем регистрируется. Этоприемник с непосредственным формированием изображения. Системы получения изображениясо сканированием рентгеновским пучком и приемником имеют важное преимущество,состоящее в том, что в них хорошо подавляется рассеяние. В этих системах одинколлиматор располагается перед пациентом с целью ограничения первичногорентгеновского пучка до размеров, необходимых для работы приемника, а другой — за пациентом, чтобы уменьшить рассеяние. На рис.3 изображена линейнаясканирующая система для получения цифрового изображения грудной клетки.Приемником в системе является полоска из оксисульфида гадолиния, считываниеинформации с которой ведется линейной матрицей из 1024 фотодиодов. Проекционныерентгенограммы синтезируются также сканерами компьютерной томографии ивыполняют вспомогательную роль при выделении соответствующего сечения. Главнымнедостатком сканирующих систем является то, что большая часть полезной выходноймощности рентгеновской трубки теряется и что необходимы большие временаэкспозиции (до 10 с).Система линейного сканирования для цифровой рентгенографиигрудной клетки. Матрицы изображения из 512х512 элементов может быть вполнедостаточно для целей цифровой флюороскопии, тогда как система рентгеноскопиигрудной клетки может потребовать матрицы с числом элементов 1024х1024 при размерахэлемента изображения <st1:metricconverter ProductID=«0,4 мм» w:st=«on»>0,4 мм</st1:metricconverter>.Число градаций в изображении зависит от медицинского назначения. Аналого-цифровогопреобразования на 8 бит, обеспечивающего точность0,4%, вполне достаточно длярегистрации зашумленных изображений или больших массивов (меньшей ступениградации яркости соответствует больший уровень шума), однако для рядаприложений может понадобиться и 10-битовый АЦП (точность 0,1%). Если требуетсябыстрый доступ к информации, полученной за длительный период времени,целесообразно применять оптические диски. Емкость памяти 12-дюймовогооптического диска равна примерно 2 гигабайт, что соответствует 1900изображениям размером 1024х1024 по 8 бит каждое (без сжатия данных). Длясчитывания с оптического диска может быть использовано автоматическоеустройство съема, позволяющее обеспечить быстрый доступ к любому изображению.

2.6.СОСТАВ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АРМ ВР

Возможность работы со всеми изображениями в цифровой формевесьма привлекательна, а системы, выполняющие это, называются системамихранения и передачи изображения (СПХИ). Система представлена тремя каналами:

1) традиционная рентгенография;

2) цифровая рентгенографическая установка;

3) рентгеноскопия(видеосигнал с УРИ). Первый канал.Рентгенограммы, полученные с помощью традиционного процесса, поступают наобработку в полутоновый графический сканер, с помощью которогорентгенодиагностическое изображение вводится в память компьютера. После этоготакая преобразованная рентгенограмма может обрабатываться средствамикомпьютерной техники, но в рамках узкого динамического диапазона рентгеновскойпленки. Это изображение может быть введено в электронный архив и извлекатьсяоттуда по требованию. Эта оцифрованная рентгенограмма уже ничем не отличаетсяот прямых цифровых рентгенограмм по доступности средствам обработки. Третийканал. Рентгеновские изображения из рентгенотелевизионного канала УРИ могутзахватываться специализированным адаптером видео ввода как в режиме реальноговремени, так и с видеомагнитофонного кадра. Последнее предпочтительно, так какпозволяет при просмотре видеомагнитофонных изображений выбрать нужный кадр длязанесения его в архив. Объектом ввода в электронный архив могут быть любыеизображения, получаемые при рентгеноскопии с помощью УРИ. Первый и третийканалы дают возможность преобразовать традиционные рентгеновские изображения(рентгенограммы и кадры видеотелевизионного тракта) в цифровое изображение.Этот прием имеет особое значение, потому что он представляет возможностьдостоверно сравнить изображения, полученные различными способами. Следующимпреимуществом преобразования являются возможность помещения его в электронныйархив и выполнение всех операций с цифровым изображением. Следует особенноподчеркнуть возможность передачи изображения по компьютерным сетям, потому чтов последние годы«взгляды медиков фокусируются на передачеизображений» как основном средстве обеспечения доступа к материалам, чтоимеет колоссальное значение как для диагностики, так и для процессов обучения.Второй канал. Это собственно канал цифровой рентгенографической установки. Онсостоит из двух подсистем: автоматизированного рабочего места (АРМ) лаборанта иАРМ врача-рентгенолога (ВР), объединенных в локальную сеть. В АРМ  лаборанта происходит внесение сведений о больном,необходимых организационных и клинических данных и управление процессомрегистрации изображения (синхронное включение сканера и высокого напряжения идр.). После получения рентгеновского изображения оно и сведения о пациенте полокальной сети поступают в АРМ ВР. При этом процесс рентгенографии и передачиизображений от АРМ лаборанта в АРМ врача происходит без промедлений и вреальном времени, не прерывая работы врача ни на одной ступени, т.е. происходитнепрерывная и независимая работа на обоих рабочих местах. На АРМ ВР выполняютсяпрограммная обработка изображений для извлечения диагностической информации,поиск предшествующих изображений пациентов и сравнение с вновь полученными,регистрация новых пациентов и изображений в базе данны