Для чего нужна радиография
Цифровая радиография: что нужно знать для практического применения
Цифровая радиография – технология рентгенографического контроля, при которой носителем рентгеновского изображения выступает не плёнка, а плоскопанельный детектор (DDA-система). Для проведения РК таким способом по-прежнему требуется источник ионизирующего излучения (ИИИ), эталоны чувствительности и маркировочные знаки. Только вместо рентгеновской плёнки, заряжённой в кассеты с усиливающими экранами, на объекте устанавливается матричный детектор. Это электронное устройство с набором детектирующих элементов, подключённое напрямую к персональному компьютеру (ноутбуку). Прибор поглощает рентгеновское излучение и передаёт цифровое изображение на ПК. Полученный снимок можно масштабировать, обрезать, «прогонять» через фильтры и иным образом обрабатывать в специализированном ПО.
Разберёмся в терминологии
В широком обиходе выражение «цифровая радиография» не всегда употребляется корректно. Зачастую под ней имеют в виду ещё и «компьютерную радиографию». Это не совсем правильно. В компьютерной радиографии физическим носителем рентгенограммы выступает запоминающая пластина. В цифровой имеют дело с электронными устройствами – цифровыми детекторными системами (ЦДС), или «системами с матричными цифровыми детекторами» (DDA-системами, см. п. 3.3 в ГОСТ ISO 17636-2-2017). Цифровую радиографию ещё называют прямой.
Важная оговорка: плёнка – это тоже детектор. Как и запоминающая пластина. Определение «детектора ионизирующего излучения» дано в знаменитом 8-томнике «Неразрушающий контроль» под общей редакцией В.В. Клюева (том 1, книга 2). Это чувствительный элемент средства измерений, предназначенный для преобразования энергии ионизирующего излучения в другой вид энергии, удобный для регистрации и (или) измерения одной или нескольких величин, характеризующих воздействующее на детектор излучение. Иначе говоря, детектор – это носитель рентгеновского изображения, которое ещё называют снимком (радиограммой, рентгенограммой).
Тем не менее, под словом «детектор» в обсуждениях на форуме и в частных беседах часто имеют в виду именно «плоскопанельный (матричный цифровой) детектор».
Не забудем и про оцифровку рентгеновских плёнок. Её тоже нередко относят к цифровой радиографии. И это тоже терминологически не очень последовательно. Оцифровка – процесс сканирования проявленной плёнки в промышленном дигитайзере. В результате мы получаем цифровую копию изображения, которая хранится на ПК и доступна для дополнительной обработки в специализированном ПО.
Что собой представляют комплексы цифровой радиографии
1) плоскопанельный детектор. Это электронное устройство в алюминиевом корпусе прямоугольной формы (до 43×43 см) с защитным экраном из карбона. Внутри – светочувствительная матрица, покрытая слоем сцинтиллятора. Сцинтиллятор – это материал, отвечающий за преобразование излучения в свет. Для РК чаще всего используется цезий-йод (CsI), гадолиний (GadOx) и аморфный кремний (aSi). Считается, что первый лучше поглощает рентгеновское излучение и позволяет обходиться меньшими дозами. Направленная кристаллическая структура йодистого цезия обеспечивает высокую чувствительность контроля и чёткость изображений (из-за маленького размера пикселя). Недостаток CsI в том, что он не годится для просвета разнотолщинных объектов. В большинстве случаев это большая проблема, именно поэтому многие производители плоскопанельных детекторов для цифровых детекторов отдают предпочтение гадолинию и аморфному кремнию. Последний отличается большей стойкостью к излучению. Матрицы на основе aSi менее требовательны к условиям эксплуатации, но стоят дороже. Сцинтиллятор преобразует излучение в свет, а вот конвертацией света в электронные сигналы занимаются матрицы. В её элементах предусмотрены усилители и конденсаторы, которые в процессе работы заряжаются или разряжаются. От значения тока зарядки и разрядки в каждом конкретном конденсаторе зависит уровень серого, который присваивается каждому отдельному пикселю. Матрицы подразделяются на два типа – CMOS (на основе цезий-йода или гадолиния) и TFT (на основе аморфного кремния). Первый вариант в российской документации переводится как КМОП (комплиментарная структура металл-оксид-полупроводник). У матриц этого типа меньший размер пикселя (по сравнению с TFT). Они лучше подходят для тонкостенных объектов, годятся для меньших экспозиционных доз, но склонны к деградации светочувствительных элементов и уменьшению чувствительности со временем. В CMOS-матрицах чаще всего используется гадолиний, в TFT – аморфный кремний. Последние больше подходят для высокоэнергетического излучения (но в пределах 0,3-0,4 МэВ). Кроме корпуса, сцинтиллятора и матрицы – в плоскопанельных детекторах есть аккумулятор для автономной работы, дисплей для отображения рабочего режима и индикации состояния заряда, интерфейсы для питания, проводного (Ethernet) и/или беспроводного (Wi-Fi) подключения к внешним устройствам;
2) ПК (ноутбук). Полученное с детектора изображение выводится на монитор настольного компьютера. Некоторые системы для цифровой радиографии комплектуются планшетом, но это, скорее, для экспресс-просмотра рентгенограмм, нежели для полноценной их обработки. Слишком больших требований к ПК нет: разрешение экрана не ниже 1980×1080 пикселей (суммарно – не менее 1 млн пикселей размером до 0,3 мм), яркость – не ниже 250 кд/кв. м, контрастность 1:250, способность воспроизводить не меньше 256 оттенков серого. Оперативная память побольше (не меньше 8 Гбайт), процессор – не хуже Intel Core i5 (i7). Для хранения рабочих файлов желательно иметь побольше места – 1 Тбайт и более;
3) программное обеспечение. Софт, во-первых, обеспечивает совместимость плоскопанельного детектора с ПК, возможность их подключения друг к другу, корректную передачу управляющих команд и данных. Кроме того, в ПО для цифровой радиографии разработчики закладывают большое количество инструментов для расшифровки снимков, обработки изображений, оформления результатов контроля, ведения архива и пр. Умное программное обеспечение – это то, чего нет в «мокрых» плёночных технологиях, и то, что существенно упрощает работу дефектоскописта, повышает его производительность. Подробнее о функционале такого софта мы поговорим чуть ниже.
Как это работает
Преимущества цифровой радиографии
Недостатки цифровой радиографии
Что будет дальше?
Если в актуализированный ГОСТ 7512 всё-таки добавят формулировки, разрешающие использовать цифровую радиографию, это послужит мощным импульсом к её дальнейшему развитию. Потому что во многих старых ОСТах есть ссылка на этот стандарт, в котором ранее не упоминалось ничего, кроме плёнки. Особенно это актуально для ТУ, которые действуют на заводах по производству военной техники и продукции военного назначения. Чем больше руководящих документов будут предписывать использование «цифры», тем больше предприятий будут на неё переходить. «Транснефть», «Газпром» уже давно на это решились – значит, и полевые лаборатории будут активно «подтягиваться».
Тем не менее, для тонкостенных изделий, малого диаметра, со сложной формой – плёнка была и будет более удобным решением ввиду своей гибкости. Разрешающая способность у неё выше – поэтому для рентгена микросхем и печатных плат плёночные технологии тоже, скорее всего, будут приоритетными.
В остальном – у цифровой радиографии очень интересные перспективы. Рынок радиографической плёнки давно устоялся и очень консервативен. В России он поделен между брендами AGFA, Kodak, Fujifilm, Fomadux, Р8Ф (производится в РФ из материалов AGFA) и «Тасма». Другое дело – разработчики плоскопанельных детекторов. Есть много успешных производителей в России, Германии, США, Южной Корее, Канаде и других странах – «Ньюком-НДТ», «ПРОДИС.НДТ», Duerr NDT, Teledyne DALSA, Vieworks Co., Vidisco, Perkin Elmer и пр. Ниша конкурентная и подвижная – а значит, за этим, как минимум, очень любопытно наблюдать. Тем более что всё это очень органично вписывается в Национальную программу «Цифровая экономика в РФ» (утверждена протоколом заседания президиума Совета при Президенте РФ №7 от 04.06.2019 года) и в концепцию «Индустрия 4.0», которую активно обсуждают на оффлайн-мероприятиях (XXII Всероссийская конференция по НК и ТД, SibTest 2019) и в печатных изданиях («В мире НК», «Контроль. Диагностика») и др.
На форуме «Дефектоскопист.ру» зарегистрированы тысячи специалистов РГК и работает раздел «Радиографический контроль», в котором можно обсуждать вопросы по радиационным методам. Присоединяйтесь к нашему сообществу – и получайте самую актуальную информацию о практике применения цифровой радиографии.
P.S. Рекомендуем к просмотру – сюжет на YouTube-канале «Дефектоскопист.ру», который наша команда подготовила совместно со специалистами «Ньюком-НДТ» (Санкт-Петербург). В ролике наглядно показано, что такое цифровая радиография на практике, как работают плоскопанельные детекторы и какого качества снимков удаётся добиться с «постоянником»:
РАДИОГРАФИЯ
Распределение радиоактивных атомов в микрообъектах (клетки растений и животных, зёрна металлов и др.) изучают с помощью микроскопа по распределению треков частиц или отдельных проявленных зёрен фотоэмульсии. Точность определения местонахождения изотопов в исследуемых объектах зависит от вида излучения, его энергии, толщины образца, толщины фотослоя, расстояния между образцом и фотоэмульсией и от нек-рых др. факторов. Кроме того, различные варианты Р., в зависимости от целей исследования, применяются, напр., для регистрации отд. заряженных частиц, измерения кол-ва радиоактивных атомов в отд. участках объекта, регистрации доз ионизирующего излучения (см. Дозиметрия).
Лит.: Радиография, [пер. с англ.], М., 1952; Коробков В. И., Метод макроавторадиографии, М., 1967; Брук Б. И., Авторадиографическое исследование металлов, применяемых в судостроении, Л., 1966; Роджерс Э., Авторадиография, пер. с англ., М., 1972. См. также лит. при статьях Авторадиография и Дефектоскопия. В. И. Коробков.
Р. используют для контроля качества литья, сварки, пайки и др. процессов. Миним. размер выявляемого дефекта зависит от вида и энергии ионизирующего излучения, толщины просвечиваемого изделия и др. факторов. Напр., при ра-диографич. контроле качества сварных соединений удается обнаруживать дефекты размером не более 0,1 мм. Разработана газоадсорбционная Р., при проведении к-рой изделие помещают в герметичный сосуд, затем сосуд ваку-умируют и заполняют газом, содержащим радионуклид-метку ( 35 SO2, 14 CO2, 3 Н 2 и др.). Поверхностные дефекты, обладающие повыш. сорбционной активностью, сорбируют больше радионуклидов, чем бездефектные участки. С помощью газоадсорбционной Р. выявляют микротрещины длиной 20 нм и глубиной 20 мкм.
Обычно разрешающая способность авторадиографии составляет 10-100 мкм. Применение жидкой ядерной фотоэмульсии позволяет понизить разрешающую способность до 1 мкм. Такой эмульсией покрывают исследуемый объект (при этом обеспечивается наилучший контакт эмульсии с пов-стью), фотоматериал экспонируют, а затем пленку фотоэмульсии отделяют и исследуют. При использовании электронного микроскопа разрешающая способность метода достигает 0,1 мкм.
Для детектирования a-частиц и тяжелых многозарядных ионов кроме фотоматериалов используют также несеребряные твердотельные детекторы: пленки из высокомол. в-в (ацетобутирата целлюлозы, лавсана и др.), неорг. кристаллы (кварц, циркон) и др. После экспонирования такие детекторы подвергают хим. травлению, а протравленные треки заряженных частиц наблюдают в оптич. микроскоп.
С помощью авторадиографии можно идентифицировать участки пов-сти образца, способные к повыш. изотопному обмену с окружающей средой, изучать поведение легирую щей добавки при синтезе монокристаллов или при получении сплавов, выявить характер покрытия на волокнах, получать информацию о локализации лек. препаратов в органах и т. д. Напр., в в-во, к-рое наносят на волокно в качестве покрытия, предварительно вводят радионуклид. После нанесения покрытия авторадиограмма такого волокна позволяет определить, является ли покрытие сплошным, каковы его толщина и форма. На основании этих данных можно оценить эффективность применяемой технологии нанесения покрытия.
Лит.: Роджерс Э., Авторадиография, пер. с англ., М., 1972; Флеров Г. Н., Берзина И. Г., Радиография минералов, горных пород и руд, М., 1979; Румянце в С. В., ШтаньА. С, ГольцевВ. А., Справочник по радиационным методам неразрушающего контроля, М., 1982; Аналитическая авторадиография, М., 1985; Авторадиография поверхностей раздела и структурная стабильность сплавов, М., 1987. В. И. Коробков.
Зачем нужен рентген
Длительность исследования: 3-5 мин.
Подготовка к исследованию: нет
Подготовка заключения: 30 мин.
Ограничения: Уточняйте у врача
Большинство людей хотя бы раз в жизни делали рентген, но не все имеют о нем реальное представление. Это исследование необходимо для визуализации внутренних тканей. Оно применяется в медицине не один десяток лет и помогает врачу диагностировать болезни и контролировать их лечение. Получение рентгеновского снимка сопряжено с некоторыми рисками, но потенциальная польза этого исследования перевешивает имеющиеся риски. Только врач решает целесообразность проведения данного метода обследования.
Когда применяется рентгенография?
Показаниями для обследования являются:
— заболевания костно-суставной системы — артриты, остеомиелиты, травмы, пороки развития и так далее;
— туберкулез, пневмония, рак легкого;
— болезни сердца;
— патологии толстого кишечника;
— заболевания позвоночника;
— болезни почек, мочевыводящих путей, матки, фаллопиевых труб;
— диагностика заболеваний зубов.
Выделяются следующие виды рентгенологического исследования:
— позвоночника и периферических отделов скелета;
— брюшной полости;
— грудной клетки;
— зубов и прилежащих отделов лицевого скелета;
— молочной железы с минимальной дозой излучения;
— желудка и 12-перстной кишки;
— желчного пузыря и его протоков;
— толстой кишки.
Преимущества рентгена в легкости его проведения и доступности. Это исследование стоит недорого, а для рассмотрения снимков не нужно специального оборудования. Кроме того, большинство рентгенологических исследований не требует специальной подготовки больного.
Виды рентгенографических исследований
В медицине рентген используют в следующих направлениях:
— Рентгеноскопия — это метод исследования, в ходе которого изображения обследуемых органов выводятся на экран, который покрыт флуоресцентным соединением. В настоящее время изображение сразу же отцифровывается и записывается на электронный носитель или выводится на бумагу.
— Рентгенография — основной вид исследования. Пациент получает на руки пленку с фиксированным изображением исследуемого органа.
— Рентген с контрастом — незаменим при исследовании мягких тканей и полых органов.
— Флюорография — исследование легких, получается малоформатный рентгеновский снимок.
— КТ (компьютерная томография) — сочетание рентгена и цифровой обработки. Самый информативный метод, который позволяет получить 3-х мерное изображение органа.
Какой врач может направить на исследование?
На рентген дает направление профильный специалист — терапевт, хирург, травматолог, кардиолог, ортопед, пульмонолог, гастроэнтеролог, стоматолог и прочие специалисты.
Вредно ли делать рентген?
Максимальной дозой рентгеновского излучения в год для взрослого человека является 150 мЗв. Для детей до 16 лет — 50 мЗв. При проведении стандартного рентгенологического обследования, взрослый пациент получает не более 20 мЗв.
Таким образом, проходя ежегодно, скажем флюорографию, опасаться за сильную лучевую нагрузку не следует. Безусловно, влияние рентгеновского излучения на человека есть, но при соблюдении мер предосторожности, его можно уменьшить.
Противопоказания
Рентгеновское излучение противопоказано при:
— тяжелом общем состоянии больного;
— кровотечениях;
— первом семестре беременности;
— декомпенсированном сахарном диабете;
— открытом пневмотораксе;
— тяжелых патологиях печени и почек;
— активном туберкулезе;
— повышенной чувствительности к йоду, а также при патологиях щитовидной железы – при проведении исследования с контрастными веществами.
Можно ли заменить КТ, УЗИ или другими исследованиями?
Если рентген пациенту противопоказан, можно воспользоваться альтернативными методами:
Выбор диагностического метода осуществляется врачом, который учитывает возраст пациента, состояние его здоровья и прочие факторы.
Зачем ежегодно делать флюорографию?
Кроме поражения туберкулезом, рентген позволяет определить и другие явные и скрытые патологии:
— врожденные аномалии строения грудной клетки;
— особенности строения легких;
— пневмонию;
— онкологические заболевания;
— саркоидоз — воспалительный процесс, связанный с образованием гранулем в тканях;
— поражения дыхательной системы, связанные с профессиональной деятельностью;
— патологии плеврального, реберного, диафрагмального, ключичного отдела;
— заболевания сердечной мышцы.
Рентген — доступная, простая и быстрая процедура, которая позволяет на ранних стадиях обнаружить патологию, а также осуществлять контроль за проводимым лечением.
Радиография
Смотреть что такое «Радиография» в других словарях:
радиография — радиография … Орфографический словарь-справочник
РАДИОГРАФИЯ — фотографирование невидимых предметов при помощи рёнтгеновских лучей. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. РАДИОГРАФИЯ фотографирование невидимых предметов при помощи рентгеновских, беккерелевских и др.… … Словарь иностранных слов русского языка
РАДИОГРАФИЯ — (от лат. radio излучаю и греч. grapho пишу), метод исследования структуры разл. объектов (изделий, минералов, сплавов, биол. ткани и др.), заключающийся в получении их изображения путём регистрации их собственного или наведённого радиоактивного… … Физическая энциклопедия
РАДИОГРАФИЯ — РАДИОГРАФИЯ, радиографии, мн. нет, жен. (от слова радио и греч. grapho пишу) (неол. спец.). Фотографирование сквозь непрозрачные предметы с помощью лучей Рентгена. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
радиография — сущ., кол во синонимов: 3 • авторадиография (4) • макрорадиография (1) • … Словарь синонимов
РАДИОГРАФИЯ — метод регистрации и изучения ионизирующих излучений с помощью фотографических пластинок или пленок. Излучения создают в фотоэмульсии потемнения, а ос частицы в толстослойных пластинках создают след. Картину распределения радиоактивных элементов в … Геологическая энциклопедия
радиография — Получение радиограмм на прочном основании, предназначенном для получения изображения. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное пособие). Москва 2003 г.] Тематики виды… … Справочник технического переводчика
РАДИОГРАФИЯ — фотографический метод исследования структуры различных объектов (изделий, минералов, сплавов и др.), заключающийся в получении их изображения путём регистрации их собственного млн. наведённого радиоактивного излучения, а также при просвечивании… … Большая политехническая энциклопедия
Радиография — Radiography Радиография. Метод неразрушающего контроля, при котором исследуемый предмет облучается рентгеновскими или гамма лучами; возникающее теневое изображение предмета фиксируется на фотографической пленке, помещенной позади предмета, или… … Словарь металлургических терминов
Радиография
Рентгенография (англ. projection radiography, plain film radiography, X-ray imaging, roentgenography, X-ray study, X-ray filming ) — исследование внутренней структуры объектов, которые проецируются при помощи рентгеновских лучей на специальную плёнку или бумагу. Наиболее часто термин используется в медицинском контексте, описывающий неинвазивное исследование, основанное на изучении костных структур и мягких тканей, при помощи суммационного проекционного изображения.
Содержание
История
Применение
В медицине
Рентгенография применяется для диагностики:
В реставрации
Метод получения изображения
Получение изображения основано на ослаблении рентгеновского излучения при его прохождении через различные ткани с последующей регистрацией его на рентгеночувствительную плёнку. Таким образом на плёнке получается усреднённое, суммационное изображение всех тканей (тень).
В современных цифровых аппаратах регистрация выходного излучения может производиться на специальную кассету с плёнкой или на электронную матрицу. При этом печать плёнок производится только при необходимости, а диагностическое изображение выводится на монитор и, в некоторых системах, сохраняется в базе данных, вместе с остальными данными о пациенте.
Рекомендуется проведение снимков не менее чем в двух проекциях.
Многие современные рентгеновские плёнки имеют очень низкую собственную рентгеновскую чувствительность, и рассчитаны на применение с усиливающими флуоресцентными экранами, светящимися голубым или зелёным видимым светом при облучении рентгеновским излучением. Такие экраны вместе с плёнкой помещаются в кассету, которая после снимка переносится из рентгеновского аппарата в проявочную машину, которая из неё извлекает плёнку, проявляет, фиксирует и сушит.
Разрешающая способность
Разрешающая способность достигает 0.4 мм [1]
Одним из самых высоких разрешений плёнки считается «26 пар линий на мм» (=0.02 мм) [2]