что такое коллимация в рентгене
Рентгеновский коллиматор
Рентгеновский коллиматор представляет собой дополнительное внешнее, либо встроенное устройство для рентгеновского аппарата в виде муфты или стакана, которое формирует пучок ионизирующего излучения и определяет его направление.
Изготавливаются коллиматоры, в основном, из свинца марки С1 по ГОСТ 9559, заключённого в стальной корпус. В торцевой, либо боковой стенке коллиматора имеется окно-диафрагма для формирования потока рентгеновских лучей под определённый тип и размер радиографической плёнки. В конструкции коллиматоров предусмотрены приспособления для закрепления их на тубусе трубки или корпусе рентгеновского аппарата.
Закрепляться на штатном месте коллиматор должен таким образом, чтобы ось симметрии диафрагмы и ось пучка излучения совпадали между собой и с центром просвечиваемого участка. Через диафрагму должно проходить, с небольшим перекрытием, только полезное излучение, предназначенное для просвечивания объекта, а остальное излучение должно поглощаться свинцовыми стенками коллиматора.
Трубки рентгеновских аппаратов характеризуются большим углом раскрытия ионизирующего излучения, а у трубок с игольчатым анодом зона излучения вообще приближается к полусфере. Для практического применения в радиографии используется небольшая часть из общего потока рентеновских лучей, попадающих на контролируемый участок, остальное же излучение не является полезным.
Если не принимать защитных мер, то те фотоны, которые не используются для проведения радиографического контроля, будут представлять собой своеобразный «радиоактивный мусор». Отражаясь от конструкций помещения, окружающих предметов и пола, часть рассеянных фотонов будет попадать на плёнку, оставляя на ней свои следы, а в само́м помещении повышать радиационный фон.
Муфта-коллиматор
Основное назначение рентгеновских коллиматоров:
Промышленностью налажено производство коллиматоров, приспособленных к различным конструкциям рентгеновских аппаратов, типоразмерам рентгенографических плёнок, условиям рентгенографии. Освоен выпуск генераторов со встроенными коллиматорами «карусельного» типа с четырьмя разными диафрагмами. Большинство коллиматоров комплектуется заглушками, перекрывающими пучок лучей при тренировке рентгеновской трубки.
Что такое коллимация в рентгене
Правильная коллимация позволяет:
• Четко выделить зоны интереса (ЗИ)
• Уменьшить лучевую нагрузку, ограничив объем облучаемых тканей
• Улучшить детализацию за счет уменьшения рассеянного излучения
• Снизить вероятность ошибочного анализа гистограммы
Какая бы ни была выбрана проекция, центральный луч (ЦЛ) направляют в центр изучаемой зоны, а экспозиционное поле коллимируют так, чтобы оно включало в себя ЗИ. Например, при рентгенографии запястья в любой проекции необходимо, чтобы в экспозиционное поле была включена дистальная четверть предплечья, перелом костей которого также может служить причиной болей в запястье. При исследовании голеностопного сустава в боковой проекции экспозиционное поле должно захватывать 2,5 см основания пятой плюсневой кости, чтобы исключить перелом Джонса. Для каждой проекции, представленной в статьях на сайте, даны рекомендации относительно того, что составляет зону интереса (ЗИ) и какой должны быть коллимация, чтобы включить в экспозиционное поле ЗИ.
РИСУНОК 1. Правильная коллимация экспозиционного поля до линии кожи при рентгенографии предплечья в ПЗ проекции. 
РИСУНОК 2. Правильная коллимация экспозиционного поля до линии кожи при рентгенографии органов грудной клетки в боковой проекции. 
РИСУНОК 3. Правильная коллимация экспозиционного поля при рентгенографии крестцового отдела позвоночника в ПЗ проекции. 
РИСУНОК 4. Первая рентгенограмма органов грудной клетки в ПЗ проекции была получена с меньшей коллимацией, чем вторая. Обратите внимание на то, как коллимация влияет на расположение ЗИ на экране рабочей станции.
1. Общие правила:
• Для обеспечения равномерной коллимации всех сторон и получения наиболее плотной коллимации с наилучшим позиционированием для четкого распознавания поля экспозиции, выровняйте длинную ось изображения по длинной оси ПИ, центрируйте центральный луч по центру ЗИ и сузьте луч излучения со всех сторон, чтобы включить только необходимую ЗИ и 1,25-2,5 см окружающих анатомических структур (рис. 1-3).
• Когда отображаемая структура меньше ПИ, коллимация проводится с точностью до 1,25 см от ближайшей линии кожи.
• ЗИ заполняет дисплей экран, что указывает на достаточную коллимацию (рис. 4)
• В каждой проекции должна быть видна небольшая граница коллимации вокруг всей ЗИ.
РИСУНОК 5. Рентгенограммы органов грудной клетки в боковой проекции с наклоном, полученные без ротации головки коллиматора и с ее ротацией. В последнем случае коллимированное поле меньше.
2. Ротация коллиматора:
• Вращайте коллиматор, чтобы сопоставить его с анатомическими структурами, лежащими не по продольной или поперечной оси ПИ (рис. 5)
• Вращение коллиматора не влияет на положение луча относительно отсеивающей решетки. На него может повлиять только вращение колонны крепления рентгеновской трубки, что приведет к появлению артефактов отсеивающей решетки и эффекту отсечения
РИСУНОК 6. Избыточная коллимация при рентгенографии поясничного отдела позвоночника в боковой проекции. 
РИСУНОК 7. Тень кисти позволяет определить правильные границы коллимированного поля.
3. Избыточная коллимация:
• Приводит к обрезке изучаемых анатомических структур на рентгенограмме (рис. 6)
• Чтобы предотвратить обрезку конечности, располагающейся на большом расстоянии от ПИ, следует удостовериться в том, что тень, отбрасываемая конечностью на ПИ при свете коллиматора, входит в коллимированное поле (рис. 7)
РИСУНОК 8. Использование границ коллимированного поля для определения положения ЦП.
4. Использование границ коллимированного поля для определения положения ЦЛ:
• ЦЛ располагается в месте пересечения воображаемых линий, соединяющих углы коллимированного поля (центр образовавшейся фигуры «X») (рис. 8)
РИСУНОК 9. Правильное расположение длинных костей с учетом дивергенции рентгеновского излучения. 
РИСУНОК 10. Расположение длинных костей на ПИ по диагонали, позволяющее включить в экспозиционное поле оба сустава.
5. Длинные кости:
• При рентгенографии длинных костей следует выбрать ПИ достаточно большого размера, чтобы границы коллимированного поля простирались на 2,5-5 см за пределы суставной полости вышележащего и нижележащего суставов. Это позволит предотвратить выход проекции суставов за пределы ПИ, поскольку на суставы рентгеновские лучи падают под углом (рис. 9)
• Размещать длинные кости на ПИ по диагонали можно только в том случае, если расположить их в пределах ПИ другим способом не удается (рис. 10)
РИСУНОК 11. Маркировка при сильной коллимации экспозиционного поля.
6. Направляющие коллиматора:
• С помощью направляющих можно определить истинные границы коллимированного поля на ПИ (рис. 11)
РИСУНОК 12. Границы светового поля коллиматора и границы коллимированного экспозиционного поля на ПИ.
7. Границы светового поля коллиматора на пациенте и реальные границы коллимированного поля на ПИ:
• Заданные размеры светового поля при наведении светового центратора на туловище не отражают истинные размеры коллимированного поля. Это обусловлено тем, что рентгеновские лучи будут продолжать расходиться по мере прохождения через туловище, увеличивая при этом размер поля на ПИ (рис. 12)
• Чем толще изучаемая часть тела, тем меньше размер светового поля коллиматора на поверхности кожи
РИСУНОК 13. Рентгенограммы органов брюшной полости в ПЗ проекции с наложенной контрастной маской и без нее. На первом изображении сбоку от туловища руки видны. На втором изображении контрастная маска руки скрывает, как будто они и не входили в экспозиционное поле. Поскольку контрастная маска была наложена на равном расстоянии с обеих сторон, воспринимаемое положение ЦЛ такое же, как и на исходной рентгенограмме. Если контрастная маска накладывается на экспозиционное поле только с одной стороны, воспринимаемое положение ЦЛ будет смещаться в том же направлении.
8. Контрастная маска и правильная коллимация:
• Наложение контрастной маски—метод постобработки, который позволяет добавить черный фон вокруг ЗИ, обеспечивая субъективное улучшение контрастности изображения
• Пропорции контрастной маски должны соответствовать пропорциям экспозиционного поля
• Контрастная маска не может заменить правильную коллимацию, поскольку не позволяет снизить лучевую нагрузку на пациента. Если контрастная маска наложена без учета пропорций экспозиционного поля, то на таком изображении кажущееся расположение ЦЛ будет отличаться от действительного (рис. 13)
• Если рентгенограмма с контрастной маской отправлена в PACS, убрать маску будет невозможно
Сокращения: ЗИ — зона интереса; ПИ — приемник изображения; ЦЛ — центральный луч; PACS — система архивации и передачи изображений.
Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 2.7.2021
И опять кое-что о рентгене. Е. В. Штрыкова (№1, 2016)
главный специалист-эксперт отдела
за радиационной безопасностью
Межрегиональное управление № 153
Федерального медико-биологического агентства
(Межрегиональное управление № 153 ФМБА России)
Статья предназначена для самого широкого круга читателей журнала, поскольку слово «радиация» часто обладает магическим и, порой, пугающим многих людей каким-то ужасным воздействием. Все мы слышали слово «рентген». Так что же это такое – «рентген»?
Рентгенологические обследования (а также рентгенохирургические методы операбельного вмешательства) являются одними из наиболее распространенных методов в современной российской и в мировой медицине.
Рентгеновское излучение используется для получения простых рентгеновских снимков костей и внутренних органов, в флюорографии, в компьютерной томографии, в ангиографии и прочих рентгеновских методах диагностики и лечения.
Рентгенологические методы обследования используются гораздо реже в случае беременных женщин и детей, однако даже у этих категорий пациентов, в случае необходимости, рентгенологическое обследование может проведено, без существенного риска для развития беременности или здоровья ребенка.
Ключевые слова: рентгенологические обследования, эффективная доза, единица измерения эффективной дозы общего облучения человеческого тела, уровень безопасности, процедура.
Введение
Что представляют собой волны рентгеновских лучей, и какое влияние они оказывают на организм человека?
Рентгеновские лучи являются видом электромагнитного излучения, другими формами которого являются свет или радиоволны. Характерной особенностью рентгеновского излучения является очень короткая длина волны, что позволяет этому виду электромагнитных волн нести большую энергию и придает ему высокую проникающую способность. В отличие от света, рентгеновские лучи способны проникать сквозь тело человека («просвечивать его»), что позволяет врачу рентгенологу получить изображения внутренних структур тела человека.
Чтотакое растр или «отсеивающая решётка»?
Растр был изобретен в 1913 году доктором Густавом Баки.
Принцип действия растра.
Когда рентгеновский аппарат посылает излучения через тело, происходит поглощение и изменение направления рентгеновских лучей. Только около 1 процента рентгена проходят через тело по прямой линии и вызывают изменения на средстве визуализации (рентгеновская пленка, CR или DR-детектор. Остальные лучи являются лишними и их фильтрация улучшает качество рентгенограммы.
Основу растра составляет сетка из свинца, никеля и алюминия. Полоски металла должны быть очень тонкими. Это позволяет расположить большое количество ячеек на 1 мм. При 2-3 ячейках, расположенных на 1 мм растра, возможно увидеть саму решетку на рентгенограмме в виде тонкой сетки. При 6 ячейках и больше, расположенных на 1 мм растра, сетка на растре не видна. Одним из показателей растра является соотношение размера грани ячейки к ее протяженности. Чем это соотношение больше, тем лучше степень фильтрации и тем больше требований к перпендикулярности системы рентгеновский луч (детектор). В компьютерной рентгенографии растр на изображении убирается программой отцифровщика.
Изобретение относится к разделу рентгеновской техники. Оно предназначено для ограничения пучка рентгеновского излучения, выходящего из рентгеновского излучателя, и формирования узкого веерного пучка излучения в рентгенодиагностических аппаратах сканирующего типа, например цифровом флюорографе. Техническим результатом является обеспечение возможности световой имитации пучка излучения в рентгенодиагностических аппаратах сканирующего типа. Рентгеновский щелевой коллиматор содержит две плоскопараллельные пластины из материала с высоким атомным номером, закрепленные взаимно параллельно с небольшим зазором, образующим щелевой канал коллиматора, дополнен оптико-электронной системой, включающей оптически сопряженные лазер, две прямоугольные призмы и зеркальный отражатель. Лазер и первая призма находятся с внешней стороны одной из плоскопараллельных пластин и закрыты свето- и рентгенозащитным кожухом, а вторая призма и зеркальный отражатель, изготовленные из материала, слабо поглощающего рентгеновские лучи, размещены в отверстиях между плоскопараллельными пластинами и перекрывают щелевой канал коллиматора. Зеркальный отражатель, представляющий собой прямоугольный многогранник с отражающими боковыми гранями, соединен своим основанием с осью электродвигателя, проходящей перпендикулярно к щелевому каналу коллиматора, кроме того, на выходе щелевого канала установлена бленда из светонепроницаемого и рентгенопрозрачного материала.
Известен рентгеновский щелевой коллиматор, входящий в состав цифрового рентгенодиагностического аппарата сканирующего типа. Рентгеновский коллиматор имеет корпус, изготовленный из металла с высоким атомным номером, в форме плоского тубуса. Коллиматор соединен с рентгеновским излучателем. Рабочий канал коллиматора формирует узкий веерный рентгеновский пучок.
Известен также рентгеновский щелевой коллиматор, входящий в состав рентгенографической установки для медицинской диагностики. Рентгеновский коллиматор представляет собой пластину из металла с высоким атомным номером, в которой выполнена узкая продольная щель, формирующая узкий веерный пучок рентгеновского излучения.
Рентгенологические обследования являются одними из наиболее распространенных в современной медицине. Рентгеновское излучение используется для получения простых рентгеновских снимков костей и внутренних органов, флюорографии, в компьютерной томографии, в ангиографии и пр.
Исходя из того,что рентгеновское излучение относится к группе радиационных излучений, оно (в определенной дозе) может оказывать негативное влияние на здоровье человека. Проведение большинства современных методов рентгенологического обследования подразумевает облучение обследуемого ничтожно малыми дозами радиации, которые совершенно безопасны для здоровья человека.
Основная часть.
Медицинские исследования рентгеновскими лучами (рентгенологические исследования) во многих случаях предоставляют важную информацию о состоянии здоровья обследуемого человека и помогают врачу поставить точный диагноз в случае целого ряда сложных заболеваний.
Большая проникающая способность и энергия рентгеновских лучей делают их довольно опасными для организма человека. Рентгеновское излучение является одним из наиболее распространенных видов радиации. Во время прохождения через организм человека рентгеновские лучи взаимодействуют с его молекулами и ионизируют их. Говоря проще, рентгеновские лучи способны «разбивать» сложные молекулы и атомы организма человека на заряженные частицы и активные молекулы. Как и в случае других видов радиации, опасным считается только рентгеновское излучение определенной интенсивности, которое воздействует на организм человека в течение достаточно долгого промежутка времени. Подавляющее большинство медицинских обследований в рамках которых применяется рентгенологическое излучение, используют рентгеновские лучи с низкой энергией и облучают тело человека очень малые промежутки времени в связи с чем, даже при их многократном повторении они считаются практически безвредными для человека.
Дозы рентгеновского излучения, которые используются в обычном рентгене грудной клетки или костей конечностей не могут вызвать никаких немедленных побочных эффектов и лишь очень незначительно (не более чем на 0,001%) повышают риск развития рака в будущем.
Измерение дозы облучения при рентгенологических обследованиях
Как уже было сказано выше, влияние рентгеновских лучей на организм человека зависит от их интенсивности и времени облучения. Произведение интенсивности излучения и его продолжительности представляет дозу облучения.
Единица измерения дозы общего облучения человеческого тела это мили-Зиверт (мЗв). Также, для измерения дозы рентгеновского излучения используются и другие единицы измерения, включая внесистемную единицу «Рентген (Р)».
Разные ткани и органы организма человека обладают различной чувствительностью к облучению, в связи с чем, риск облучения различных частей тела в ходе рентгенологического обследования значительно варьирует.
Термин эффективная доза используется в отношении риска облучения всего тела человека.
Например, при рентгенологическом обследовании области головы, другие части тела практически не подвергаются прямому воздействию рентгеновских лучей. Однако, для оценки риска, представленного здоровью пациента, рассчитывается не доза прямого облучения обследуемой зоны, а определяется доза общего облучения организма – то есть, эффективная доза облучения. Определение эффективной дозы осуществляется с учетом относительной чувствительности разных тканей, подверженных облучению. Так же, эффективная доза позволяет провести сравнение риска рентгенологических исследований с более привычными источниками облучения, такими как, например, радиационный фон, космические лучи и пр.
Расчет дозы облучения и оценка риска рентгенологического облучения.
Необходимо отметить, что указанные в таблице дозы являются ориентировочными и могут варьироваться в зависимости от используемых рентгеновских аппаратов и методов проведения обследования.
Процедура
Эффективная доза облучения
Сопоставимо с природным облучением, полученным за указанный промежуток времени