kratki przeciwrozproszeniowe


Kliknij aby powiększyć...

dobieranie parametrów kratki przeciwrozproszeniowej

Kratka przeciwroproszeniowa odgrywa znaczącą rolę w poprawie jakości obrazu w radiografii, bo transmituje większość promieniowania pierwotnego i selektywnie odrzuca promieniowanie rozproszone. Kratka przeciwrozproszeniowa składa się z serii cienkich pasków ołowianych separowanych materiałem przeziernym dla promieniowania o współczynniku kształtu odpowiadającym wielkości detektora. Większość kratek ma liniową geometrię jednokierunkową (zwykle wzdłuż długiej osi detektora). Kratki równoległe mają paski ołowiane ogniskowane w nieskończoności (czyli promieniowanie pierwotne ma trajektorię równoległą). Kratki ogniskowane zawierają ołowiane paski, które są ułożone równolegle na środku (wzdłuż osi centralnej promieniowania) i progresywnie nachylane wraz ze zbliżeniem do zewnętrznej krawędzi, aby dopasować się do rozbieżnej wiązki biegnącej z ogniska w kierunku detektora na określonej odległości źródła promieniowania do detektora.

 

 kratka przeciwrozproszeniowa
 

Kratka przeciwrozproszeniowa jest zwykle produkowana z paskami ołowiowymi ułożonymi wzdłuż jednej z krawędzi, oddzielonymi od siebie materiałem o niskim tłumieniu, takim jak włókno węglowe lub aluminium. Dzięki selektywnej transmisji promieniowania pierwotnego i absorpcji promieniowania rozproszonego w kratce kontrast obrazu staje się znacząco wyższy; kratka jednak tłumi również część pożądanego promieniowania pierwotnego, które pada bezpośrednio na paski ołowiowe i pozwala na transmisję części promieniowania rozproszonego o niewielkim kącie odbicia, lub też rozprasza w kierunku równoległym do pasków ołowiowych, lub wielokrotnie rozprasza wiązkę pod kątem zależnym ot tkanek pacjenta, która przechodzi przez kratkę.

 


 

Kratki charakteryzuje głownie współczynnik, gęstość i ogniskowa.

Współczynnik jest miarą stosunku wysokości pasków ołowiowych do odległości między nimi i jest dobrym wskaźnikiem stosunku promieniowania pierwotnego do rozproszonego. Ogólnie rzecz biorąc, kratka o wysokim współczynniku będzie odrzucać promieniowanie rozproszone lepiej niż kratka o niskim współczynniku, z uwagi na ograniczony kąt dopuszczalny przez strukturę kratki. Jednak za wyższy współczynnik zwykle płaci się wyższą cenę w postaci dawki dla pacjenta (w przypadku radiografii analogowej mówi się tu o współczynniku Bucky, który oznacza zwiększoną dawkę pacjenta podczas używania kratki w porównaniu do ekspozycji bez kratki przy odpowiedniej gęstości optycznej). W przypadku obrazowania cyfrowego również dawka jest większa podczas korzystania z kratki; punktem niwelacyjnym jest to współczynnik sygnału do szumu (w przeciwieństwie do gęstości optycznej).

Gęstość kratki jest miarą liczby linii kratki na jednostkę odległości (cal lub centymetr) i mieści się w zakresie 40 - 50 linii/cm (100-120 linii/cal) dla kratek o niskiej gęstości, 50-60 linii/cm (120 - 150 linii/cal) dla kratek o średniej gęstości i 60 - 70+ linii/cm (150-170+ linii/cal). Kratki o niskiej gęstości są używane w systemach z tzw. szufladą Bucky, która oscyluje w czasie ekspozycji w celu zamazania linii kratki. Kratki o średniej gęstości są zwykle używane w systemach ze stacjonarnym uchwytem kratki (np. w systemach przenośnych i wielu systemach cyfrowych). Kratki o wysokiej gęstości są używane w systemach cyfrowych DR, aby wyeliminować artefakty (aliasing), które powstają po niewystarczającym próbkowaniu sygnałów wysokiej częstotliwości, które są interpretowane w sygnale wyjściowym jako sygnały o niskiej częstotliwości.

Ogniskowa kratki jest wyznaczana przez kąt geometrii pasków ołowiowych, który zwiększa się progresywnie począwszy od środka kratki ku krawędziom zewnętrznym, aby uwzględnić rozbieganie się pierwotnej wiązki promieniowania wychodzącej z ogniska. Typowymi odległościami ogniskowymi są odcinki 100 cm (40 cali) i 180 cm (72 cali), mimo że istnieje wiele innych specjalnych ogniskowych kratek. Ogniskowa jest wskaźnikiem elastyczności odległości pozycjonowania kratki od ogniska i jest funkcją współczynnika i gęstości kratki. Ogólnie, kratki do radiografii mobilnej mają zwykle szeroki zasięg (np. od 80 do 130 cm), podczas gdy kratki specjalistyczne mają znacznie węższy zakres ogniskowej. Artefakty kratki mają swoje źródło w nieodpowiednim pozycjonowaniu kratki, takim jak nachylenie kratki w kierunku innym niż prostopadły do padającej wiązki promieniowania, brak wycentrowania kratki w stosunku do osi wiązki centralnej, używanie kratki o nieodpowiedniej ogniskowej i odwrócenie kratki do góry nogami (geometria zbieżności jest skierowana w stronę od ogniska).

 

 
 kolano z kratką przeciwrozproszeniową

Te dwa obrazy w projekcji AP fantomu kolana zostały pozyskane przy 60 kV – na blacie (lewy) i przy użyciu kratki przeciwrozproszeniowej (prawy). Końcowe wartości czułości dla obu obrazów wyniosły w przybliżeniu 350, wskazując na energię kinetyczną padającą na płytę obrazującą CR na poziomie ~6 uGy w obu przypadkach. Obraz pozyskany na blacie stołu, po lewej, wymagał techniki 3mAs, podczas gdy obraz po prawej wymagał 10 mAs, ponieważ kratka przeciwrozproszeniowa usuwa większość rozproszonych fotonów które wychodzą z fantomu. Współczynnik Bucky wynosi więc 3.3 (czyli 10 mAs/3 mAs) i jest miarą ilościową wzrostu dawki pacjenta wynikającą z zastosowania kratki przeciwrozproszeniowej. Należy tu zwrócić uwagę na jakość obrazowania osiągniętą dzięki usunięciu większości promieniowania rozproszonego. 

 


   czaszka z kratką przeciwrozproszeniową
 

Te dwa obrazy w projekcji poprzecznej fantomu czaszki zostały pozyskane przy 75 kV – na blacie (lewy) i przy użyciu kratki przeciwrozproszeniowej (prawy). Końcowe wartości czułości dla obu obrazów wyniosły w przybliżeniu 100, wskazując na energię kinetyczną padającą na płytę obrazującą CR na poziomie ~20 uGy w obu przypadkach. Obraz pozyskany na blacie stołu, po lewej, wymagał techniki 4 mAs, podczas gdy obraz po prawej wymagał 20 mAs, ponieważ kratka przeciwrozproszeniowa usuwa większość rozproszonych fotonów które wychodzą z fantomu. Współczynnik Bucky wynosi więc 5 (czyli 20 mAs/4 mAs) i jest miarą ilościową wzrostu dawki pacjenta wynikającą z zastosowania kratki przeciwrozproszeniowej. Należy tu zwrócić uwagę na zasadniczy wzrost jakości obrazowania osiągnięty dzięki usunięciu większości promieniowania rozproszonego, który wart jest „ceny” w postaci dodatkowej dawki promieniowania pacjenta.

 


miednica z kratką przeciwrozproszeniową

 

Te dwa obrazy w projekcji AP fantomu miednicy zostały pozyskane przy 75 kV – na blacie (lewy) i przy użyciu kratki przeciwrozproszeniowej (prawy). Końcowe wartości czułości dla obu obrazów wyniosły w przybliżeniu 240, wskazując na energię kinetyczną padającą na płytę obrazującą CR na poziomie ~8 uGy w obu przypadkach. Obraz pozyskany na blacie stołu, po lewej, wymagał techniki 3 mAs, podczas gdy obraz po prawej wymagał 25 mAs, ponieważ kratka przeciwrozproszeniowa usuwa większość rozproszonych fotonów które wychodzą z fantomu. Współczynnik Bucky wynosi więc 8 (czyli 25 mAs/3 mAs) i jest miarą ilościową wzrostu dawki pacjenta wynikającą z zastosowania kratki przeciwrozproszeniowej. Należy tu zwrócić uwagę na zasadniczy wzrost jakości obrazowania osiągnięty dzięki usunięciu większości promieniowania rozproszonego, który wart jest „ceny” w postaci dodatkowej dawki promieniowania pacjenta.
Podkreślmy, że współczynnik Bucky dla brzucha jest o wiele wyższy niż dla radiogramów kolana i czaszki; przyczyną jest to, że rozpraszanie jest redukowane wraz ze spadkiem napięcia (kV), a także podczas obrazowania dominujących struktur kostnych, gdzie większość interakcji zachodzi przez efekt fotoelektryczny (rozpraszanie Compton’a przeważa na radiogramach tkanek miękkich).