ТЕСТ-ОБЪЕКТ ДЛЯ ОЦЕНКИ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Заявляемая полезная модель относится к медицине, а точнее к области рентгенодиагностических исследований в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.
Целью любого рентгенодиагностического исследования является получение рентгеновского изображения органа. При этом качество изображения должно быть удовлетворительным для достоверной постановки диагноза. В настоящее время качество получаемых рентгеновских изображений оценивается целым рядом параметров: энергетических, градационных, пространственно-частотных, временных и т.д. Многообразие параметров требует соответствующих тест-объектов, используемых для их измерения.
В рентгенологической практике одними из наиболее значимых параметров оценки качества рентгеновского изображения являются резкость и контраст.
Резкость изображения определяется пространственной разрешающей способность R рентгенографической системы (Основы рентгенодиагностической техники / Под ред. Н.Н. Блинова: Учебное пособие. - М.: Медицина, 2002. - 392 с, стр. 49-50), [1]. Известен тест-объект для измерения разрешающей способности - штриховая мира. Разрешающая способность R определяется как наибольшее число линий стопроцентного контраста (черных), разделенных равными им линиями нулевого контраста (белыми), различаемых на изображении штриховой миры. Конструкция миры (фиг. 1) состоит из набора чередующихся рентгенонепрозрачных полос-штрихов, выполненных из материала свысоким атомным номером (например, свинца), и рентгенопрозрачных полос, выполненных из легкоатомного материала. Частота расположения линий на единице длины миры изменяется от одного ее края до другого, например, от 0,6 до 5 на миллиметр. Количественно разрешающую способность измеряют числом пар линий на 1 мм, при этом под парой линий подразумевают две различимые соседние полосы (прозрачную и непрозрачную для излучения).
max
min
Контраст изображения К определяется контрастной чувствительностью - способностью рентгенографической системы воспроизводить отдельные тона на изображении исследуемого органа, соответствующие деталям его строения. Количественно контраст изображения оценивается как отношение яркостей (плотностей почернения) самой светлой I и темной I областей изображения к их сумме, выраженное в процентах [1, стр. 53].
Конструктивно тест-объект для оценки контрастной чувствительности состоит из полиэтиленовой подложки, на которой закреплены алюминиевые диски (фиг. 2). Толщина дисков переменна и обеспечивает оценку контраста в определенном диапазоне величин [1, стр. 70].
Описанные тест-объекты позволяют только раздельно оценить параметры рентгеновского изображения - резкость или контраст. Однако на практике рентгенолог описывает изображение, содержащее одновременно детали разного размера и разного контраста. Приблизить восприятие тестовых изображений к реальным позволяет специальный тест-объект «деталь-контраст» (ДК) (Рентгеновские диагностические аппараты. В 2-х т. Том 2. Под ред. Н.Н. Блинова, Б.И. Лионова. М.: ВНИИМТ, НПО «Экран», 2001. С. 208, стр. 189-191).
Конструкция этого тест-объекта (фиг. 3) выбрана в качестве прототипа. Тест-объект ДК представляет собой пластину из оргстекла.
Поверхность пластины разделена на квадраты. В каждом квадрате выполнены отверстия определенных диаметра и глубины (табл. 1).
Таблица 1
Глубина и диаметр отверстий тест-объекта ДК
Колонка
Глубина, мм
Ряд
Диаметр, мм
1
0,3
1
0,3
2
0,4
2
0,4
3
0,5
3
0,5
4
0,6
4
0,6
5
0,8
5
0,8
6
1,0
6
1,0
7
1,3
7
1,3
8
1,6
8
1,6
9
2,0
9
2,0
10
2,5
10
2,5
11
3,2
11
3,2
12
4,0
12
4,0
13
5,0
13
5,0
14
6,3
14
6,3
15
8,0
15
8,0
Для оценки диагностических возможностей рентгенографической системы выполняются снимки тест-объекта ДК с дополнительными пластинами из оргстекла при различных условиях съемки. Суммарная толщина пластин имитирует среднюю плотность исследуемого органа. Полученные изображения анализируются визуально одним или несколькими наблюдателями. Лучшими условиями съемки конкретного органа признаются те, при которых на изображении тест-объекта ДК различаются отверстия меньшего диаметра с минимальным видимым контрастом.
Аналогичным образом производится сравнение качества изображений, получаемых на различных рентгенографических системах. С этой целью выполняются снимки тест-объекта ДК сравниваемыми рентгенографическими системами при рекомендованных разработчиками систем условиях съемки. Обладающей большими диагностическими возможностями признается та система, на снимках которой в результате визуального анализа различаются отверстия меньшего диаметра с минимальным видимым контрастом.
Однако на практике при анализе (описании) рентгеновских снимков рентгенолог различает не отдельные круглые пятна разного диаметра и разной плотности почернения. Реальные изображения объемных органов с наложенными друг на друга в одной плоскости проекциями отдельных деталей строения органа неизмеримо сложнее изображения тест-объекта ДК. При этом для повышения информативности получаемых изображений снимки одного органа могут последовательно выполняться в разных проекциях: передне - задняя, боковая, задне - передняя, косоугольная и т.д. Очевидно, что в этих случаях тест-объект ДК не соответствует реальным условиям проведения рентгенодиагностических исследований.
Техническим результатом изобретения является повышение информативности тест-объекта ДК, а также облегчение и ускорение процесса сравнительной оценки диагностических возможностей различных рентгенографических систем.
Для получения указанного технического результата в тест-объекте, состоящем из тела и деталей, тело выполнено из тканеэквивалентного прозрачного материала и имеет цилиндрическую форму, а в качестве деталей используются однокорневые или многокорневые зубы, удаленные по медицинским показаниям. Зубы скреплены между собой и расположены внутри тела тест-объекта на его продольной оси.
Сущность полезной модели поясняется на фиг. 4, где представлена конструкция тест-объекта и фиг. 5, где представлено изображение примера реализации предлагаемой конструкции тест-объекта для оценки диагностических возможностей рентгенографических систем в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии.
Тест-объект (см. фиг. 4) состоит из тела 1 цилиндрической формы и деталей 2, расположенных внутри тела фантома на оси. Тело 1 выполнено из прозрачного материала, эквивалентного по рентгеноабсорбционным характеристикам мягким тканям. В качестве деталей 2 используются однокорневые и многокорневые зубы. Конструкция фантома позволяет оценить качество дентина, протяженность канала и наличие ответвления в нем, а также форму строения канала в области апекса зуба.
Для проведения сравнительной оценки диагностических возможностей различных рентгенографических систем на каждой из них последовательно выполняются снимки тест-объекта в четырех проекциях при его вращении вокруг продольной оси с шагом 90 градусов. Полученные изображения анализируются визуально на «резкость и контраст» или инструментально с помощью метода информационных участков (Пат. на изобрет. 2306675 РФ, МПК H04N 5/325, G01N 23/18, A61B 6/14. Способ оценки информативности рентгеновских снимков / Потрахов Н.Н., Грязнов А.Ю.; - №2006118480/09; заявл. 29.05.06; опубл. 20.09.07, Бюл. №26.) По результатам анализа определяется рентгенографическая система с объективно большими диагностическими возможностями.
На фиг. 5 представлен пример реализации предлагаемой конструкции тест-объекта для оценки диагностических возможностей рентгенографических систем в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии. Тело тест-объекта выполнено из прозрачного кремний органического компаунда, по плотности эквивалентного мягким тканям челюстно-лицевого отдела. В качестве деталей тест-объекта используются четыре трехкорневых зуба. В процессе изготовления тест-объекта зубы были последовательно расположены на оси цилиндрической формы. Диаметр формы соответствовал средней суммарной толщине зубов и мягких тканей челюстей. Внутрь формы заливался жидкий компаунд. После отверждения компаунда форма разбиралась.
Испытания фантома определили основные достоинства предложенной конструкции:
- материал и структура фантома полностью соответствуют участку челюстно-лицевого отдела головы;
- цилиндрическая форма и прозрачное тело позволяют легко позиционировать фантом в пучке рентгеновского излучения в необходимой проекции.