Відповідно до експертних оцінок, зроблених ще 10 років тому, частка рентгенології в діагностичних методах до 2008 року становила на рівні 60–70%, незважаючи на досить інтенсивне впровадження у функціональну діагностику методів комп'ютерної томографії і, особливо, УЗ досліджень.

Якість рентгенівської апаратури визначається співвідношенням корисної інформації, яку можна отримати з її допомогою, до випромінюваної зони, а також до зусиль і часу, які витрачає медперсонал (рис. 1.1).

Будемо розглядати РДА як систему «лікар-РДА-пацієнт». Це дозволяє при аналізі конструкції і технічного забезпечення рентгенодіагностичних апаратів застосовувати три типи моделей: інформаційні, керування та прийняття рішень.

В історичному плані першою і найбільш вагомою частиною теорії інформації є аналіз комунікацій як засіб кількісної оцінки та опису якостей каналу зв'язку. Канал в абстрактному розумінні це те, що є класичною характеристикою поведінки як реакції на стимул. Результатом пред'явлення стимулу (входу) являється вибір однієї з реакції із множини можливих. Точність вибору визначається запам'ятовуванням, відзначенням, часовими та зовнішніми факторами і т. д.

Припустимо, що існують дві дискретних кінцевих множини Х і Y станів або повідомлень з елементами, відповідно "х" і "y", де "х" – повідомлення передане по каналах зв'язку, а "y" – отримане повідомлення. Тоді мірою інформації І(х, у), яку несе повідомлення "у" про повідомлення "х" є логарифм відношення апостеріорної р(х/у) та апріорної р(х) ймовірностей х:

За правилом Байєса середня інформація дорівнює:

.

(1.2)

За допомогою останньої формули можна визначити кількість градацій контрасту, що сприймаються оком лікаря, при зміні інформації з одиничної площини зображення на 1 біт (табл. 1).

Таблиця 1 - Кількість градацій контрасту при різних типах досліджень

Рисунок 1.1 – Класифікація основних шляхів вдосконалення рентгенівських діагностичних апаратів (РДА)

Забезпечити передачу всієї кількості градацій контрасту при обмеженому динамічному діапазоні і постійному коефіцієнті передачі контрасту у вузькому діапазоні зміни товщини об'єктів, що знімаються (від 0,5 до 50 см), можна при наявності достатньої кількості уставок анодної напруги. При діапазоні анодної напруги від 40 до 125 кВ і кроці його зміни 1 кВ кількість установок дорівнює 85. Як показує клінічна практика, для дорослого пацієнта нормальної конституції при рутинних видах рентгенографії достатньо 4 установки анодної напруги.

З урахуванням 3-х ступенів чутливості приймача і 5-ти ступенів товщини об'єктів в апараті рентгенографії досить мати 60 (або з урахуванням табл. 1) 64 установки анодної напруги. При зміні анодної напруги від 40 до 125 кВ вказані 64 установки забезпечують достатню точність вибору в 1,33 кВ. Тоді за принципом Шеннона-Фано спосіб оптимального кодування анодної напруги дорівнює 6 бітам, що реалізується 6 розрядами в кількості обмоток автотрансформатора.

В загальному випадку неспеціалізований рентгенодіагностичний апарат має таку структуру (рис. 1.2) [1].

Рисунок 1.2 – Блок-схема РДА

Типовими агрегатами є рентгенівський діагностичний випромінювач, штативні пристрої (поворотний стіл-штатив, штатив знімків, стійка для знімків і т. д.), приймачі зображення (рентгенографічна касета, розсіювальна ґратка, підсилювач рентгенівського зображення, рентгенотелевізійна система). Типові агрегати об'єднуються в необхідні робочі місця, які за допомогою високо- та низьковольтних кабелів підключаються до генераторного пристрою. Живлення всього РДА здійснюється від мережного блока за допомогою блока керування. В апаратах потужністю більше 20 кВт блок керування виконується у вигляді пульта керування та низьковольтної шафи. Головне коло РДА забезпечує рентгенівську трубку живленням електричною енергією для того, щоб остання могла генерувати випромінювання високої якості. До складу головного кола входять: коректор мережної напруги, реостат регулювання опору мережі, регулятор анодної напруги, мережний і головний контактори, а також мережний вольтметр, кіловольтметр і міліамперметр. В деяких моделях РДА ручна корекція напруги в головному колі замінена автоматичною або складною схемою його комплектації.

На рис. 1.3 показана універсальна рентгенівська система МУЛЬТИСКОП (фірма СІМЕНС).

Рисунок 1.3 – Універсальна рентгенівська система МУЛЬТИСКОП (СІМЕНС)

При рентгенологічних дослідженнях важливе значення мають доза випромінювання, кількість проведених досліджень на рік, супутня патологія і т. д. В зв'язку з цим пропонується розглядати три категорії пацієнтів, межа доз яких встановлюється у співвідношенні 100:10:1. Категорія АД-пацієнти, для яких рентген-дослідження проводиться в зв'язку з наявністю онкологічного захворювання або підозрою на нього, а також при ургентних станах. Категорія ВД-пацієнти, для яких рентген- дослідження проводяться за клінічними показниками для уточнення діагнозу і вибору тактики лікування неонкологічних захворювань. Категорія CД-пацієнти, для яких дослідження проводяться з профілактичною метою.

Останнім часом існують два принципових підходи до умов застосування іонізуючих випромінювань:

1. ALARA – так мало, як реально досяжно з урахуванням соціальних та економічних умов, що обмежують імовірність появи стохастичних наслідків, до рівня, який вважається прийнятним;

2. ALAТA – так мало, як технічно досяжно, наскільки принципово можливо досягти сучасними технічними засобами. Але реалізація цього принципу на практиці затримується внаслідок дуже великих витрат.

При розробці оптимальних технологічних процесів виконання досліджень з урахуванням принципу ALARA необхідно опиратися на концепцію користі втрат, яка в загальному подана формулою:

де B – чиста користь;

S – загальна користь даної технології;

Р – вартість технології (без витрат на радіаційний захист);

Y – втрати на застосування технології (негативні наслідки);

X – витрати на радіаційний захист.

За показниками витрат та користі можна встановити оптимальні умови користування джерела випромінювання (рис. 1.4).

Рисунок 1.4 Визначення оптимальних умов користування

ЗМІСТ