Контраст и нерезкость изображения

Характеристики рентгенодиагностических систем получения изображения и их составных частей можно описать несколькими параметрами, наиболее важные из которых – контраст и нерезкость изображения, а также радиационная доза и шум.

С помощью соотношения (2.1), упомянутого в начале главы, можно написать выражение для контраста в рентгенографическом изображении. Рассмотрим более простую модель, представленную на рис. 2.16.

Тело пациента заменяется однородным блоком ткани толщиной t с линейным коэффициентом ослабления m1. Внутрь этого блока помещается другой блок ткани - «мишень» толщиной х с линейным коэффициентом ослабления m2. Ткань мишени – это тот объем, который необходимо визуализировать с большой четкостью.

Контраст С в изображении ткани мишени определяется с помощью функций распределения интенсивностей I1 и I2, которые дают энергию, поглощенную единицей площади поверхности приемника соответственно за пределами изображения ткани мишени и внутри него.

Рис. 2.16. Простая модель для оценки величины контраста

Контраст определяется выражением

C = (I1 – I2)/I1. (2.13)

«Мишень» рассматривается находящейся в центре изображения, а область, с которой она сравнивается, должна быть в непосредственной близости от нее, так что рассеянное излучение в этих двух областях можно считать одинаковым.

Функции I1 и I2 можно тогда получить из выражения (2.1):

(2.14)

. (2.15)

Таким образом, контраст можно записать в виде

. (2.16)

Используя выражение (2.2), последнее из выражений можно привести к более простому виду:

. (2.17)

Таким образом, факторы, влияющие на контраст изображения, это толщина ткани-мишени, разность линейных коэффициентов ослабления излучения и отношение R интенсивности рассеянного излучения к первичному.

Нерезкость рентгенографической системы изображения – еще один важный фактор, который можно проанализировать различными способами. Типичный подход к анализу нерезкости состоит в получении изображения тест-объекта в виде решетки и определении по нему наивысшей пространственной частоты, которую еще может передать система (измеряется числом пар линий/мм).

В рентгенографических системах нерезкость обусловлена наличием в рентгеновской трубке фокального пятна конечного размера, которое дает полутень на изображении, самим приемником и движением пациента во время обследования (динамическая нерезкость).

Размеры фокального пятна в рентгенографических устройствах общего назначения составляют примерно 0,6 – 1,0 мм, тогда как нерезкость, обусловленная использованием приемника на основе рентгеновской пленки, может быть порядка 0,1 – 0,2 мм, поэтому общая нерезкость будет в основном определяться размерами фокального пятна и конфигурацией системы. Для метода маммографии с увеличением (обычно в 1,5 – 1,7 раз) применяют трубки с размером фокального пятна 0,1 – 0,3 мм, что дает высокую резкость изображения, однако связанное с этим снижение мощности трубки ведет к увеличению времени экспозиции. Поэтому данный метод обычно используется для получения дополнительных снимков “подозрительных” областей, а не как стандартная процедура в каждом обследовании.