Усилители яркости рентгеновского изображения, рентгенокиносъемка и рентгенотелевидение

Усилитель яркости рентгеновского изображения

Такой усилитель имеет назначением получить визуально наблюдаемое рентгеновское изображение значительно большей яркости, чем на экране для просвечивания. В настоящее время усилители яркости, как правило, применяются совместно с рентгенотелевизионными устройствами. Здесь мы кратко опишем электронно-оптические усилители яркости рентгеновского изображения, являющиеся наиболее распространенными.

В течение достаточно долгого времени, предшествовавшего внедрению телевизионных устройств, такие усилители применялись независимо, соединяясь с устройствами для визуального просвечивания, в частности с поворотными столами-штативами. В последнем случае они сочленяются с экраноснимочными устройствами, заменяя в последних экран для просвечивания; для поддержки усилителя используется отдельный потолочный уравновешиватель.

Электронно-оптический усилитель яркости рентгеновского изображения состоит из трех основных частей:

• а) электровакуумного прибора, который принято называть рентгеновским электронно-оптическим преобразователем (РЭОП),
• б) электрического устройства, питающего этот преобразователь
• в) оптической системы для рассматривания рентгеновского изображения.

Мы остановимся здесь на конструкции электронно-оптического преобразователя, являющегося главной частью усилителя.

Рентгеновские лучи, пройдя сквозь объект и стеклянную стенку преобразователя, воздействуют на находящийся в вакууме флуоресцирующий экран, подобный обычному экрану для просвечивания. Свечение экрана вызывает освобождение электронов из фотокатода, расположенного (по ходу лучей) за экраном вдоль всей его поверхности. В любой точке фотокатода ЧИСЛО электронов, освобождаемых в секунду, пропорционально яркости свечения экрана в соответствующей точке. Таким образом, светящееся изображение преобразуется в электронное изображение. При помощи электрического поля, создаваемого электродами (электронными линзами), находящимися под напряжением примерно 25 кВ, это изображение воспроизводится на втором флуоресцирующем экране (телевизионного типа) примерно с десятикратным уменьшением размеров. Это уменьшенное изображение рассматривается через оптическую систему, дающую такое же увеличение и возвращающую изображение к его первоначальным размерам.

В таком преобразователе яркость свечения увеличивается в несколько тысяч раз, что достигается за счет двух факторов:

• а) ускорения электронов электрическим полем
• б) увеличения плотности электронов на втором флуоресцирующем экране (обратно пропорционально квадрату линейных размеров).

Реальное увеличение яркости при визуальных просвечиваниях значительно ниже, поскольку:

• а) такой высокий коэффициент усиления получается при несколько пониженных напряжениях на рентгеновской трубке (80—90 кВ) и повышенной фильтрации излучения
• б) при реальных просвечиваниях значительно уменьшают анодный ток трубки с тем, чтобы понизить радиационную нагрузку рентгенолога и пациента по крайней мере в 10 раз.

Рентгеновские электронно-оптические преобразователи изготовляются со входным диаметром (определяющим размер поля обозрения) от 12,5 до 25 см. Наряду с одно-польными изготовляются также двупольные преобразователи, например с полями 15 и 23 см. В таких преобразователях действует система переключающихся электродов (электронных линз), позволяющая переходить от нормального поля к уменьшенному, дающему в то же время увеличение части рентгеновского изображения, получаемого на нормальном поле.

Ограничение поля обозрения является недостатком электронно-оптического преобразователя и электронно-оптического усилителя в целом, поскольку этополе в экраиоснимочных устройствах достигает размера 35×35 см. Другим недостатком является необходимость рассматривать рентгеновское изображение через оптическую систему, жестко связанную с корпусом усилителя.

Разрешающая способность электронно-оптического усилителя определяется в основном разрешающей способностью флуоресцирующего экрана и не превышает, как и в обычных экранах для просвечивания, 1 — 1,5 пер/мм. Применение электронно-оптического усилителя несколько снижает контрастность изображения из-за дополнительного рассеяния рентгеновских и видимых лучей самим усилителем.

В целом внедрение таких усилителей в рентгенодиагностическую практику представляло большой шаг вперед, поскольку ввиду значительного увеличения яркости:

• а) повышало объем информации, получаемый при визуальных просвечиваниях,
• б) снижало радиационную нагрузку пациента и рентгенолога
• в) позволило осуществить рентгенокиносъемку.

Естественно, что оценка электронно-оптического усилителя как звена в системе передачи информации может быть осуществлена с помощью частотно-контрастных характеристик.

Использование усилителей для снимков получило ограниченное применение из-за их относительно малой разрешающей способности; для некоторых видов рентгенодиагностических исследований рекомендуется осуществлять снимки с экрана усилителя диаметром 23—25 см с помощью фотокамеры, рассчитанной на пленку шириной 70 мм.