Введение
Стоматологи, как начинающие, так и опытные, при открытии новой клиники или обновлении существующей, сталкиваются с неизбежной проблемой выбора оборудования. Во главе угла извечная дилемма - соотношение цены и качества. Если с ценой все понятно (чем меньше цена, тем лучше для покупателя), то с качеством не все так ясно.
Существует большое количество технических характеристик для разных типов оборудования, многие из которых могут быть не совсем понятны для медицинского специалиста, не имеющего специального технического образования.
Какие характеристики наиболее важны для дальнейшей работы?
Какие не очень существенны и ими можно пожертвовать в пользу цены?
Как на стадии покупки оценить на перспективу надежность и долговечность работы оборудования?
В данной статье речь пойдет о радиовизиографе (или визиографе), как об одном из наиболее технически сложных программно-аппаратных комплексов для оснащения стоматологической клиники, где мы попытаемся ответить на поставленные вопросы, а также оценить вредное воздействие на пациента рентгеновского излучения при визиографическом обследовании.
Что такое "радиовизиограф"?
Cначала необходимо определиться с самим понятием "радиовизиограф", потому что существуют некоторые расхождения в его интерпретации.
Радиовизиограф, в наиболее широко распространенном понимании, представляет собой рентгеночувствительный цифровой датчик (матрицу), который тем или иным способом соединен с компьютером, в котором, в свою очередь, работает специальная программа визиографа, принимающая, обрабатывающая, отображающая на экране и сохраняющая в собственной базе данных пациентов рентгеновские дентальные изображения.
Изображения формируются датчиком визиографа, который располагается в ротовой полости пациента за интересующими зубами, а излучатель рентген аппарата позиционируется снаружи напротив датчика. После короткой экспозиции рентгеновского излучения (0.05 - 0.2 сек) изображение зубов считывается датчиком и передается в компьютер.
Рентгеновский аппарат, в данном случае, не включается в понятие радиовизиограф, так как является отдельным устройством, никак не связанным с датчиком или компьютером (как это было в некоторых самых ранних моделях визиографов).
Основные параметры радиовизиографа
Основными параметрами радиовизиографа, влияющими на качество изображения, являются:
- теоретическое пространственное разрешение, пар линий на миллиметр
- реальное пространственное разрешение, пар линий на миллиметр
- размеры пикселя изображения в микрометрах
- размеры рабочей области рентгеночувствительной матрицы в пикселях
- размеры рабочей области рентгеночувствительной матрицы в миллиметрах
- внешние размеры датчика визиографа в миллиметрах
- контрастная чувствительность датчика визиографа
- уровень шумов датчика визиографа
Последние два параметра в рекламных характеристиках визиографов приводятся крайне редко, т. к. это скорее технологические параметры производителя, но на качество изображения они также оказывают значительное влияние.
Пространственное разрешение - наиболее важный параметр датчика радиовизиографа, измеряется в парах линий на миллиметр. Чем меньше пространственное разрешение, тем хуже изображение.
Пространственное разрешение определяетсяс таким параметром, как размер пикселя изображения в микрометрах.
Различают теоретическое пространственное разрешение, т.е. предельное, определяемое размерами пикселя, и реальное пространственное разрешение, т.е. то количество пар линий/мм, которое мы можем увидеть на реальном рентгеновском снимке специального тест объекта - мирры пространственного разрешения.
Рассчитать теоретическое пространственное разрешение, зная размеры пикселя изображения, достаточно просто: нужно 1 мм разделить на удвоенный линейный размер пикселя.
Например, если размер пикселя 20 х 20 мкм, то теоретическое пространственное
разрешение = 1 мм / (2*20 мкм) = 25 пар линий/мм.
Можно и другим способом рассчитать теоретическое пространственное разрешение визиографа, зная размеры матрицы датчика в пикселях и в миллиметрах.
Предположим, что линейные размеры матрицы 20 х 30 мм, а размерность в пикселях 800 х 1200. Тогда, учитывая что пиксель изображения квадратной формы, можно рассчитать теоретическое пространственное разрешение такой матрицы:
1 мм / (2*(20 мм / 800)) = 1 мм / (2*(30 мм / 1200)) = 20 пар линий/мм,
где линейный размер пикселя = 20 мм / 800 = 30 мм / 1200 = 25 мкм.
Реальное пространственное разрешение, как правило, на 20-30% ниже теоретического и зависит от нескольких факторов: технологии изготовления, контрастной чувствительности, уровня шумов и др. Для приведенного выше примера с пикселем 25 мкм, реальное разрешение составляет около 14-16 пар линий/мм.
Иногда в рекламных характеристиках различных радиовизиографов можно встретить явные противоречия в параметрах.
Например, довольно часто приводится размер пикселя изображения более 30 мкм, а пространственное разрешение указывается более 20 пар линий/мм.
Очевидно, что теоретическое пространственное разрешение такого датчика никак не может быть выше 17 пар линий/мм, а реальное 14 пар линий/мм.
Оценивается реальное пространственное разрешение, как уже говорилось, при помощи съемки тест объекта - мирры пространственного разрешения, который представляет собой рентгено-прозрачную пластину с нанесенными на нее слабо прозрачными для рентгена сужающимися свинцовыми полосками, расстояние между которыми также пропорционально сужается.
Вдоль полосок нанесены цифры, соответствующие пространственному разрешению в этом месте в парах линий (т.е. «черная линия» + «белая линия») на миллиметр, как это показано на рисунке.
 Датчик с реальным разрешением
более 20 пар линий/мм |
 Датчик с реальным разрешением
не более 12 пар линий/мм |
Реальное пространственное разрешение будет соответствовать значению, которое указано на мирре напротив того места, где мы еще можем различить отдельно белые и черные полоски или сосчитать их.
Однако, не всегда малый размер пикселя изображения обеспечивает высокое реальное пространственное разрешение, которое, помимо этого, определяется уровнем технологии при производстве рентгеночувствительной матрицы датчика визиографа.
Большую роль здесь играют материал сцинтилляционного и фибероптического слоев, на которые в первую очередь попадает рентгеновское излучение и в которых оно преобразуется в видимое изображение, а также качество нанесения этих слоев на матрицу датчика, величина собственных электрических шумов матрицы, зависящая от технологии производства.
В качестве материалов слоя сцинтиллятора, преобразующего рентгеновское излучение в видимый свет чаще всего используются CsI (Tl) - кристаллы иодида цезия, активированного таллием, и GOS - оксисульфид гадолиния.
Сцинтилляторы на основе CsI (Tl) позволяют получить более высокое реальное разрешение ( более 20 пар линий/мм), чем на основе GOS, при применении которого реальное разрешение датчиков не превышает 12-14 пар линий/мм, даже если теоретическое разрешение составляет более 20 пар линий/мм. Однако производство датчиков со сцинтилляторами CsI (Tl) дороже, чем с GOS, что отражается на конечной стоимости датчика.
Таким образом, именно реальное пространственное разрешение является одним из определяющих параметров качества изображения, получаемого визиографом.
Программное обеспечение радиовизиографа является еще одним важным фактором, влияющим на качество дентальных изображений при отображении на компьютере, и на удобство работы всего программного интерфейса.
Наличие хорошо структурированной базы данных с сортировкой по врачам и пациентам, быстрым поиском и дружественным интуитивно-понятным интерфейсом делают работу с радиовизиографом более комфортной и понятной для любого персонала клиники
Немаловажным моментом является надежность базы данных пациентов защита от различных компьютерных и программных сбоев, сохранность при переустановке программы, операционной системы и наличие функции восстановления базы данных при нарушении ее структуры.
Поиск, вывод и обработка изображений на экране монитора должны происходить быстро, без задержек при любом объеме накопленных данных о пациентах и при любом количестве компьютеров в компьютерной сети клиники, которая, как правило, существует в каждом современном медицинском учреждении.
При этом важна возможность гибкого конфигурирования сети на основе протокола «клиент-сервер», позволяющая размещать базу данных на любом компьютере сети (сервере) и подключать радиовизиограф также к любому компьютеру локальной сети клиники при необходимости.
Для оптимального отображения дентальных изображений программное обеспечение визиографа должно использовать встроенные математические фильтры, устраняющие привнесенные точечные дефекты и обладать широким набором инструментов обработки изображений, чтобы снимок зубов на экране имел наилучший для восприятия вид - резкость, яркость, контрастность, удаление шумов.
В арсенале инструментов обработки изображений необходимо иметь такие функции как:
- плавное масштабирование снимка
- плавная настройка резкости в широком диапазоне
- плавная гамма-коррекция изображения
- запоминание примененных инструментов и настроек, перестраиваемые предустановки резкости, яркости
- измерение длин, углов, площадей
- текстовые метки, для подписывания интересующих областей
- масштабируемые, фиксируемые контраст-фонарики
- динамическая лупа
- денситометрия - измерение относительной плотности фиксируемых областей
- изоуровни плотности (отображение областей с одинаковой рентгенографической плотностью)
- псевдо трехмерное изображение позволяет представить объемное изображение зуба и костной ткани (более плотные участки возвышаются над менее плотными)
- масштабирование по плотности и возможность изменения угла обзора
- рельефное изображение снимка и слепок, позволяющие наглядно контролировать однородность структуры тканей, диагностировать кариес в начальной стадии
- функция «клин» для очерчивания и выделения границ
- взрослая и детская зубные формулы
Перечисленные инструменты не всегда могут использоваться, но в отдельных случаях те или иные из них позволяют лучше интерпретировать снимок.
Наличие автоматического определения дозы облучения пациента во время снимка и вывод статистики по суммарным дозам позволяют значительно облегчить персоналу ведение журнала радиационного контроля.
Вывод на печать с указанием всех необходимых данных на распечатке, работа с интраоральной видео камерой, защита базы данных от различных сбоев с возможностью полной защиты путем автоматического дублирования на дополнительном жестком диске, функции защиты данных при передаче по USB-протоколу, встроенная система помощи (Help) - все это также должно быть интегрировано в полнофункциональное программное обеспечение радиовизиографа.
Радиационная стойкость и механические характеристики датчика визиографа определяют срок службы датчика. Это наиважнейшие характеристики, ведь покупка нового датчика при выходе из строя старого практически равна покупке нового визиографа. Но как это оценить до покупки какой-либо конкретной модели?
Здесь необходимо проанализировать информацию, которую предоставляет по этому вопросу производитель, и желательно, чтобы это был первоисточник ( т. е. технические данные завода-изготовителя), а не информация с сайтов дилеров или дистрибьюторов данного оборудования, так как иногда на сайтах разных поставщиков одной и той же модели визиографа встречаются разные значения для одних и тех же параметров.
Радиационная стойкость датчика визиографа определяется максимальной суммарной дозой облучения рентгеном, в пределах которой датчик обеспечивает свои первоначальные технические характеристики.
Ведущие производители датчиков за счет высокого уровня технологии производства способны обеспечить радиационную стойкость в несколько десятков Зв (Зиверт - единица измерения дозы облучения).
Для сравнения, средняя доза облучения рентгеном при одном снимке на визиографе составляет около 2 мкЗв, то есть один Зиверт в среднем эквивалентен 500 000 снимков на радиовизиографе, это означает, что лучшие датчики для визиографа способны выдержать миллионы стандартных экспозиций до выхода из строя от воздействия рентгеном.
Еще сложнее оценить механическую прочность кабеля и корпуса датчика радиовизиографа, ведь в процессе эксплуатации неизбежны резкие рывки кабеля, многократные перегибы и случайные ударные нагрузки на корпус датчика, что может привести к преждевременному выходу из строя.
Лидирующие на рынке компании-разработчики и изготовители датчиков радиовизографов применяют специальные материалы и конструктивные решения для изготовления кабеля и корпуса датчика, чтобы максимально продлить срок его эксплуатации.
Для увеличения прочности кабеля на разрыв применяются вставки по всей длине кабеля в виде жгутов или нитей из кевлара - чрезвычайно прочного и мало подверженного растяжению материала, применяемого, из-за своих свойств, также для изготовления защитных бронежилетов, способных защитить человека от пули, выпущенной из огнестрельного оружия.
Применение этого материала позволяет в несколько раз повысить прочность кабеля на разрыв, что в результате сказывается на значительном увеличении срока службы датчика.
Доза облучения при обследовании радиовизиографом
Что касается вреда здоровью человека от рентгеновского облучения при визиографическом обследовании, то следует отметить тот факт, что средняя интенсивность радиационного фона Земли в относительно спокойных по этому показателю регионах составляет в сравнимых единицах приблизительно 0.5 мкЗв/час, то есть один снимок на радиовизиографе эквивалентен пребыванию человека на поверхности планеты Земля в течение, примерно, 4-х часов.
Помимо природного радиационного фона Земли на человека воздействует и космическое облучение, проникающее сквозь атмосферу планеты, которое на поверхности Земли незначительно (не более 0.1 мкЗв/час), но с подъемом над уровнем моря интенсивность его увеличивается.
Так пассажир самолета, летящего на высоте 10 000 метров получает дозу космического облучения порядка 5 мкЗв/час и, для примера, при перелете на самолете маршрутом Москва-Новосибирск в течение 4-х часов на указанной высоте пассажир подвергается космическому облучению с суммарной дозой около 20 мкЗв, что сравнимо с дозой облучения от 10 снимков на радиовизиографе.
При обследовании на рентгеновском компьютерном томографе человек получает дозу до 2 миллиЗиверт, что приблизительно равно 1000 обследованиям на визиографе.
Таким образом, визиографическое обследование является наиболее безопасным видом рентгеновского обследования в медицине.
|
