Маммограф: чем он отличается

Назвать блоки маммографа, объяснить, почему каждый из них устроен иначе, чем в общем рентгеновском аппарате, и сразу понять, с каким типом приёмника изображения вы имеете дело.

Физика та же, задача другая

Маммограф — это рентгеновский аппарат, и всё, что вы узнали в курсе «Рентген-сервис — Уровень 1» о генераторе, трубке, коллиматоре и радиационной безопасности, остаётся в силе. Меняется задача. Молочная железа состоит из мягких тканей, ослабление излучения в которых очень близко: жир, железистая ткань и большинство опухолей отличаются совсем немного. Кроме того, рентгенолог ищет микрокальцинаты — крупинки кальция размером в доли миллиметра. Общий рентгеновский аппарат, настроенный на грудную клетку и кости, дал бы серую плоскую картинку без этих деталей.

Поэтому каждый блок маммографа настроен сразу на две вещи: высокий контраст между похожими мягкими тканями и очень мелкую детализацию — при минимально возможной дозе на железистую ткань. Поскольку на скрининг приходит много женщин без какой-либо патологии, доза здесь важна даже больше, чем в диагностической рентгенографии. Если держать в голове эти три цели — контраст, детализация и доза, — почти любое конструктивное решение в аппарате становится понятным, как и большинство неисправностей, на которые жалуются рентгенологи.

Низкое напряжение, особые аноды и фильтры

Контраст между мягкими тканями лучше всего при низкой энергии фотонов, где преобладает фотоэффект. Поэтому маммография работает примерно при 25–35 кВ, а не при 50–150 кВ, как в остальной рентгенографии. При таких энергиях несколько киловольт заметно меняют и контраст, и дозу, поэтому точность кВ и выбор анода и фильтра здесь значат гораздо больше, чем в общем кабинете.

В классических аппаратах — молибденовый анод с молибденовым фильтром. Молибден даёт характеристическое излучение в узкой полосе энергий, подходящей для средней железы, а фильтр из того же элемента убирает большую часть мягких фотонов, которые добавили бы только дозу, и значительную часть жёсткого «хвоста», который смазал бы контраст. Родиевый фильтр или родиевый анод немного сдвигают спектр вверх для плотных или толстых желёз. Современные цифровые системы часто используют вольфрамовый анод с родиевым или серебряным фильтром: цифровой детектор позволяет восстановить контраст при обработке, поэтому можно взять чуть более жёсткий пучок и сэкономить дозу. На консоли и в журнале экспозиций эти пары записываются как Mo/Mo, Mo/Rh, Rh/Rh, W/Rh или W/Ag.

Окно трубки сделано из бериллия, а не из стекла: стекло поглотило бы именно то мягкое излучение, которое нужно системе. Узел фильтров — обычно небольшое моторизованное колесо или шторка перед окном, и АЭК выбирает пару «анод — фильтр» для каждой железы. Если фильтр стоит не там, где его «видит» система, спектр будет неправильным, и на многих аппаратах это полноценная ошибка, а не просто вопрос качества.

Малые фокусы, короткие расстояния и решётка для мягкого излучения

Для мелкой детализации нужен малый фокус. В маммографических трубках обычно два фокуса: большой, номинально часто около 0,3 мм, для контактных снимков, и малый, около 0,1 мм, для прицельных снимков с увеличением, когда железу приподнимают над детектором на подставке. В документации GE Senographe Crystal Nova, например, указаны фокусы 0,3 и 0,1 мм и расстояние «фокус — приёмник» около 66 см. Трубка обычно наклонена так, чтобы центральный луч шёл вдоль грудной стенки: край изображения у тела пациентки не должен срезаться, иначе ткань в этой зоне выпадает из снимка.

Рассеянное излучение снижает контраст, поэтому в большинстве аппаратов в столике для молочной железы (буки) стоит отсеивающая решётка. У маммографической решётки низкое отношение и тонкий, слабо поглощающий межламельный материал, например углеволокно, — пучок ведь очень мягкий. Обычно решётка движется во время экспозиции, чтобы её линии размылись. Решётка, которая остановилась, подклинивает или стартует поздно, оставляет на снимке тонкие линии или узор, а если система контролирует её положение — вообще блокирует экспозицию. Снимки с увеличением делают без решётки: рассеяние отсекает воздушный зазор.

Автоматический контроль экспозиции (АЭК) в маммографии обязателен. Железы очень разные по размеру и плотности, и лаборант не может угадать правильную экспозицию. В старых аппаратах за приёмником стоял отдельный датчик АЭК; цифровые аппараты обычно считывают короткую предэкспозицию с основного детектора и затем выбирают кВ, анод, фильтр и мАс. Как АЭК работает и как отказывает — в уроке 3.

Штатив, С-дуга, компрессия и рабочая станция

Штатив — это колонна с моторизованным вертикальным приводом, на которой висит С-дуга. Вверху С-дуги — излучатель, внизу — столик с детектором и решёткой. С-дуга поворачивается, чтобы лаборант мог сделать стандартные проекции — краниокаудальную сверху вниз и медиолатеральную косую под углом — с обеих сторон. Между трубкой и детектором ходит компрессионная лопатка с электроприводом, остановку которой определяет датчик усилия. Компрессии посвящён урок 2; пока запомните, что это часть цепочки формирования изображения, а не просто держатель: она распределяет ткань, уменьшает толщину, а с ней рассеяние и дозу, и обездвиживает железу.

Защитный щиток для лица закрывает голову пациентки от первичного пучка и убирает лицо из кадра. Педали и клавиатуры с обеих сторон С-дуги двигают дугу и лопатку. Кнопки аварийной остановки стоят на штативе и у консоли, и на многих аппаратах нажатие такой кнопки ещё и снимает компрессию.

Рабочая станция лаборанта (АРМ), за защитной ширмой, позволяет выбрать пациентку, задать режим экспозиции и проверить каждый снимок перед отправкой в PACS. Это ПК с операционной системой, дисками, сетью, а часто ещё и отдельный компьютер детектора или обработки изображений. Как вы увидите в уроке 6, большая доля реальных неисправностей маммографов сидит именно здесь, а не в рентгеновской части. Станция врача-рентгенолога — отдельная система с высокояркими мониторами высокого разрешения, у которых свой контроль качества.

Приёмники: плёнка, CR, DR и томосинтез

В работе вам до сих пор встретятся все поколения приёмников изображения, иногда в одной больнице, поэтому научитесь быстро их узнавать.

В плёночной маммографии используют одностороннюю плёнку в кассете с одним усиливающим экраном и проявку в проявочной машине химией для маммографической плёнки. Качество изображения зависит от проявки не меньше, чем от рентгеновского аппарата: температура, тип химии, регенерация, фотолаборатория. В CR используют кассеты с запоминающей люминофорной пластиной, которую считывают в отдельном оцифровщике; маммографические пластины и оцифровщики имеют более высокое разрешение, чем общие, и настройки оцифровщика должны соответствовать размеру и типу кассеты. В DR — полноформатной цифровой маммографии — плоский детектор встроен в столик. Основных технологий две. Детекторы прямого преобразования на аморфном селене превращают рентгеновское излучение сразу в заряд; детекторы непрямого преобразования с сцинтиллятором из йодида цезия на матрице фотодиодов из аморфного кремния сначала превращают излучение в свет. Crystal Nova, например, использует CsI на аморфном кремнии с шагом пикселя 100 мкм. Некоторые системы, например сканирующие со счётом фотонов, устроены иначе.

Цифровой томосинтез делает серию низкодозовых снимков, пока трубка проходит небольшую дугу, и реконструирует тонкие срезы. Для инженера это значит: подвижный излучатель со своим приводом и датчиками положения, больше данных на исследование и больше нагрузки на считывание детектора, диски рабочей станции и сеть. На уровне 1 достаточно знать, что томосинтез существует, что он чувствительнее к люфтам механики и к синхронизации, и что его неисправности часто — неисправности данных и хранения.

• Плёнка: односторонняя плёнка, один экран, маммографическая химия; контроль проявки — половина работы.
• CR: пластины и оцифровщик высокого разрешения, настройки должны соответствовать кассете.
• DR прямого преобразования: аморфный селен, излучение сразу в заряд.
• DR непрямого преобразования: CsI на аморфном кремнии, излучение — свет — заряд.
• Томосинтез: подвижная трубка, много низкодозовых кадров, большой объём данных.

Первый взгляд на незнакомый аппарат

Подходя к маммографу, с которым вы ещё не работали, потратьте пять минут на то, чтобы понять, что перед вами, и только потом что-то трогайте. Прочитайте шильдики на штативе и генераторе; найдите главный выключатель, аварийные кнопки и способ ручного снятия компрессии. Посмотрите на консоль: показывает ли она анод и фильтр, толщину и усилие? Выясните, что за приёмник — плёнка, CR или DR, а если DR, то какой детектор, как он охлаждается и питается. Найдите сервисную и пользовательскую документацию на эту модель и журналы контроля качества отделения.

Затем задайте лаборанту три вопроса: что именно не так, на каких проекциях и в каких режимах, и с какого момента. Неисправности маммографа часто проявляются только в одном режиме — например, при увеличении, на малом фокусе, в томосинтезе или на одной паре «анод — фильтр», — и это самая сильная подсказка, которую вы получите.

Чек-лист на объекте

• Определите тип приёмника: плёнка, CR или DR (и какая технология детектора).
• До начала работ найдите главный выключатель, аварийные кнопки и ручное снятие компрессии.
• Отметьте, какие пары «анод — фильтр» есть у аппарата и что показывает консоль.
• Найдите пользовательскую и сервисную документацию на модель и журналы контроля качества.
• Спросите, на каких проекциях, в каких режимах и на каком фокусе проблема и с какого момента.

Проверьте себя