С момента открытия рентгеновского излучения началось бурное развитие новой отрасли медицины – инструментальной диагностики. Появилась возможность изучения физиологических и патологических процессов, происходящих в живом организме: изучалась деятельность сердца, структура легких, строение костей.


Уже через 10 лет, в 1905 году, был выпущен первый рентгеновский аппарат для применения в стоматологии. Несколько позже, с изобретением рентгенконтрастных препаратов, стало возможным проведение исследований желудочно-кишечного тракта, а затем сосудов и мочевыводящих путей. Но широкое применение рентгеновского метода исследования ограничивалось из-за негативных воздействий рентгеновского излучения на организм. Параллельно с появлением других альтернативных методов инструментальных исследований – ультразвукого, магниторезонансного, позитронной томографии шел поиск новых путей снижения дозы облучения пациента при выполнении рентгеновского исследования.

В 1993 – 1995 гг. коллективом Института ядерной физики СО РАН был предложен сканирующий метод беспленочного получения рентгеновского изображения и создан первый цифровой сканирующий рентгенодиагностический аппарат, в котором для регистрации рентгеновского излучения используется многоканальная ионизационная камера (МИК), широко применяемая в ядерной физике. Технология получения двухмерного цифрового изображения основана на методе послойного сканирования пациента узким веерообразным пучком рентгеновского излучения. В результате такого просвечивания во входной плоскости линейки МИК регистрируется одномерное рентгеновское изображение. Плоское изображение формируется путём синхронного перемещения рентгеновского излучателя, коллиматора и МИК вдоль исследуемого объекта. При этом горизонтальная координата совпадает с номером ячейки МИК, а вертикальная – с числом шагов сканирования. Заполненный рабочим газом под давлением приемник МИК представляет собой абсолютно однородную линейку чувствительных ячеек без пропусков (мертвых зон), а входное окно работает как отсеивающая решётка, исключая регистрацию рассеянного излучения. Чувствительная область ионизационной камеры при большой эффективности регистрации имеет высокую радиационную стойкость, ввиду отсутствия элементов деградирующих под действием рентгеновского излучения. Исключение дополнительного преобразования энергии Y-кванта в свет и только потом – в заряд уменьшает потери и повышает выходной сигнал на один Y-квант в несколько раз. Накопленный заряд в каждой ячейке МИК пропорциональный интенсивности излучения, прошедшего через исследуемый объект за время регистрации одной строки изображения, преобразуется в цифровой сигнал. В отличие от других детекторов приемник МИК имеет низкий собственный шум, который практически ограничен статистикой, что в сочетании с полным использованием прошедшего через пациента излучения и высокой эффективностью (~70%) позволяет получать рентгеновское изображение при предельно низких дозах.

Применение в медицинской практике цифровых аппаратов сканирующего типа и внедрение цифровых технологий позволил в десятки раз снизить лучевую нагрузку на пациента и персонал, во столько же раз повысить информативность изображения, улучшить его качество, расширить область применения и снизить стоимость процедуры. А внедрение цифровых методик в систему флюорографического скрининга позволяет получать готовые изображения в считанные секунды, что способствует значительному сокращению диагностического периода и положительно отразится на уровне профилактики и лечении заболеваний.

Диагностические характеристики цифровых изображений, полученные с помощью МИК, превосходят по качеству не только пленочную флюорографию, но и полноформатную рентгенографию легких. Сканирование пациента узко коллимированным пучком повышает качество снимка гиперстеника, т.к. практически полностью исключен процесс регистрации рассеянного излучения; во-вторых, короткое время выдержки уменьшает динамическую нерезкость. Даже в том случае, когда пациент правильно задерживает дыхание (что бывает далеко не всегда, особенно у пожилых людей) остается пульсация аорты, сердца и крупных сосудов, поэтому края этих органов всегда размыты на снимке, полученных с помощью матричных приемников, т.к. длительность экспозиции лежит в пределах от 0,04 до 0,1 с. В сканирующих аппаратах, производимых на предприятии «Научприбор», изображение на экране монитора состоит из «сшитых» строк с экспозицией 0,0025 с, поэтому изображение собрано из строк с четкой границей сосудов и сердца, просканированных в разных фазах за 5 с.

Динамический диапазон цифровых систем приблизительно в 20-50 раз выше, чем динамический диапазон рентгеновской пленки. На практике это означает, что цифровой снимок содержит больший объем дополнительной диагностической информации по передаче полутонов, как в мягких, так и в плотных тканях. Цифровая обработка рентгеновского изображения позволяет врачу при постановке диагноза опираться уже не только на свой опыт, но и на количественную и качественную информацию, которая дает возможность выявлять минимальные изменения в тканевой структуре легких и выполнять диагностику без проведения контрольных снимков на пленке. Это полностью исключает фотохимический процесс, именно тот этап получения рентгеновского изображения, во время которого возможны многие ошибки и погрешности, приводящие к значительному ухудшению качества изображения. Старение рентгеновской пленки, громоздкие рентген-архивы, потеря снимков приводят к необоснованным повторным исследованиям и, следовательно, увеличению суммарной лучевой нагрузки на пациента. При обследовании пациента на цифровом аппарате, кроме существенного уменьшения лучевой нагрузки и быстроты выдачи заключений, появляется возможность компьютерной обработки получаемого изображения: изменение яркости, контрастности, дополнительное подчеркивание контуров, сглаживание, изучение изображения, как в позитиве, так и негативе, увеличение полученного изображения с целью более детального его изучения.

Цифровые изображения, записанные на CD или DVD диски, создают неограниченный и компактный рентгеновский архив и в отличие от традиционных, не занимают места, не портятся, обеспечивают быстрый доступ одновременно нескольким врачам. Накопленная информация в цифровом архиве позволяет тиражировать снимок многократно, поэтому отпадает необходимость в повторных обследованиях, потеря традиционных снимков больше не является проблемой. Срок хранения информации в цифровом архиве практически не ограничен. Врач может сравнить результаты текущего исследования с архивными изображениями на рабочем месте, с целью анализа динамики развития заболевания или хода лечения. Все сведения о пациенте: паспортные данные, перечень проводимых ранее рентгенологических исследований – сохраняются в компьютере, что позволяет избегать необоснованных повторных исследований, сопоставлять данные предыдущего и настоящего исследований при динамическом наблюдении за пациентом. Замена громоздкого пленочного архива, хранящегося в индивидуальных пакетах, и бумажной картотеки пациентов на цифровую флюорокартотеку освобождает помещение данного лечебно-профилактического учреждения и высвобождает обслуживающий персонал. При необходимости консультативной помощи рентгеновское изображение может быть передано в любую точку мира в короткие сроки средствами Интернета.

Какие же рентгеновские исследования могут быть выполнены с помощью этого рентген аппарата?

Это и профилактическое и диагностическое изучение состояния органов грудной клетки, состояния придаточных пазух носа, и практически всё многообразие исследований костно-суставной системы, в том числе степени выраженности сколиотической деформации позвоночника, плоскостопия, сравнительного исследования длины конечностей.

Обследование органов грудной полости по данной методике увеличит долю диагностируемых патологических состояний на начальной стадии процесса и в ряде случаев предоставит возможность:
• во-первых, осуществлять динамическое наблюдение за состоянием диспансерных пациентов из групп повышенного риска с любой необходимой периодичностью;
• во-вторых, свести риск облучения к безопасному минимуму при оценке эффективности лечения в динамике больных туберкулезом легких, что в свою очередь позволит своевременно вносить коррекцию в лечение;
• в-третьих, снять с рассмотрения вопрос о радиационной опасности при массовых обследованиях более ранних возрастных групп.