Для характеристики якості фотографічного об'єктива в даний час використовується не нерізкість, а «роздільна здатність». Що це таке?

Роздільна здатність характеризується числом роздільно передаються ліній, що припадають на 1 мм плівки або екрану. Для нормалізації випробувань за цим методом ширина проміжків між лініями береться рівною ширині ліній. Сутність цієї характеристики простіше всього зрозуміти, розглядаючи рис. 7, на якому подано результати випробування одного з флюорографічних екранів.Дослідження полягає в тому, що на плівку, що знаходиться в зіткненні з випробуваним екраном, послідовно фотографується ряд тест-об'єктів - спеціально зроблених зображень у вигляді непрозорих ліній, розділених рівними по ширині непрозорими проміжками. Товщина ліній (і відповідно проміжків між ними) поступово зменшується, тобто збільшується число ліній, що припадають на кожен міліметр.

Прозорі проміжки між лініями можна розглядати як сильно видовжені отвори, про особливості зображення яких говорилося раніше. Але якщо до цього мова йшла про зображенні одного ізольованого отвори, то тепер об'єктом буде служити ряд отворів, розташованих в безпосередній близькості один від одного.

Коли ширина проміжку досить велика (рис. 7, а), то картина розподілу оптичної щільності під його межами абсолютно аналогічна розподілу густин під краями ізольованого отвори (рис. 4, а). При збільшенні числа ліній на 1 мм (рис. 7, б) під зображенням отвори оптична щільність зменшується, а під непрозорою лінією зростає, оскільки це місце плівки підсвічується світлом від сусіднього отвори. По мірі зменшення ширини проміжку різниця в оптичних густин зображень ліній і проміжків робиться все менше (рис. 7, в - д), поки, нарешті, оптичні щільності не зрівняються (рис. 7, е) і лінії не зникнуть на зображенні. По числу ліній, що припадають на 1 мм, і судять про величину роздільної здатності. Позначається вона л/мм.

Оскільки зникнення зображень ліній відбувається за нерізкості, то між роздільною здатністю і величиною нерізкості є цілком визначене кількісне співвідношення. Правда, при більш строгому розгляді питання виявляється ряд побічних впливів, але вони невеликі. З достатньою для практики точністю може користуватися співвідношенням: R = 1,5/Н, де R - роздільна здатність в л/мм; Н - нерізкість в мм.

Тому всі нерізкості можуть бути переведені в значення роздільної здатності і навпаки (табл. 4).

Оскільки роздільна здатність обернено пропорційна нерізкості, сумарна роздільна здатність характеризується наступним: 1) вона завжди менше окремих її складових; 2) якщо одна із складових роздільної здатності дуже мала, то сумарна роздільна здатність практично дорівнює їй. Зміни іншої, значно більшою складовою практично не позначаються на величині сумарної роздільної здатності; 3) у разі приблизно рівних дозвільних здібностей зміни кожної з них помітно позначаються на сумарної роздільної здатності.

З табл. 4 видно, що роздільна здатність окремих елементів, що визначають якість флюорограмм, коливається в дуже широких межах.Звертає на себе увагу різниця між дуже малою роздільною здатністю рухомої легеневої тканини і екрану, з одного боку, і високою роздільною здатністю об'єктива з плівкою - з іншого.Перш ніж робити які-небудь висновки, слід віддати собі звіт в тому, що одні з цих даних відносяться до зображення на екрані в натуральну величину (точніше, декілька збільшеному з-за розходиться пучка рентгенівських променів), а інші - до зменшеного зображення на плівці. При зменшенні рентгенівського зображення пропорційно зменшуються всі його елементи, у тому числі і зображення ліній, а кількість їх на 1 мм відповідно зростає. Тому, наприклад, при 10-кратному зменшенні роздільна здатність 3 л/мм на екрані відповідає 30 л/мм на плівці і навпаки.Для правильного судження про співвідношеннях величин дозволяють здібностей, наведених в табл. 4, потрібно їх значення перерахувати на плівку (табл. 5) з урахуванням масштабу зменшення.

Табл. 5 показує, що тільки геометрична нерізкість незмінно відіграє другорядну роль при всіх розмірах кадру. Інші види нерезкостей сумірні з нерезкостью об'єктива і плівки і їх значення зростає із зменшенням кадру. Як вже говорилося, сумарна роздільна здатність завжди менша (або дорівнює) найменшої складової. Розглядаючи дані табл.5, неважко бачити, що у разі рентгенограми сумарна роздільна здатність обмежується динамічної нерезкостью або, іншими словами, тривалістю витримки.- Скорочення витримки буде підвищувати якість зображення до тих пір, поки не вступить в силу нове обмеження - нерізкість екранів. Для подальшого покращення якості рентгенограми необхідно перейти на інші екрани з більш високою роздільною здатністю.

Ці положення справедливі і при флюорографії. Однак при найменшому розмірі кадру (22,4 мм) серед усіх складових роздільної здатності найменшою виявляється роздільна здатність об'єктива з плівкою і скорочення витримки вже не в змозі підвищити якість зображення. Якщо ж флюорографическому дослідженню піддаються нерухомі об'єкти, у яких динамічна нерізкість відсутня, то сумарна роздільна здатність обмежується, взагалі кажучи, екраном.Це має місце при розмірах кадру від 350 до 45 мм, і тільки для двох самих малих кадрів (31,5 і 22,4 мм) обмежувальним моментом виявляється об'єктив з плівкою. Звідси слід зробити практично важливий висновок, що крупнокадровые флюорографи вимагають більш якісних екранів, ніж малокадровые.

Таким чином, основним моментом, що обмежує якість флюорографічного зображення, може бути тривалість витримки, а також якість екрану і об'єктиву. Це залежить не тільки від характеру об'єкта зйомки (рухомий або нерухомий), але і від розміру кадру.

Для більшої наочності доцільно переписати табл. 5 так, щоб в ній були приведені роздільні здатності на екрані. При цьому окремі складові нерізкості будуть мати одне і те ж значення, що не залежить від масштабу зображення. Виняток становитиме лише нерізкість, обумовлена об'єктивом і плівкою (табл. 6).

Дані табл. 6, природно, підтверджують висновки, зроблені на підставі аналізу табл. 5. Але тут більш наочно підкреслюється значення коротких витягів. При зйомці з витягами коротше 0,1 секунди тільки при найменшому кадрі (22,4 мм) якість зображення обмежується об'єктивом і плівкою і ніяке скорочення витягів не може виправити становище. Інакше йде справа в тих випадках, коли обстеження ведеться з витягами, великими 0,4 секунди.При цьому із-за руху легеневої тканини роздільна здатність методу так мала, що розмір кадру практично не позначається на различаемости деталей зображення. Якість рентгенограми і флюорограмм різного розміру буде практично однаково низьким. Цим, зокрема, пояснюється те, що суперечка про переваги і недоліки флюорографії в порівнянні з рентгенографією затягнувся майже до останніх років.

Масове поширення флюорографія почала отримувати у воєнні та перші післявоєнні роки, коли рівень розвитку всіх ланок рентгенотехніки був помітно нижче сучасного. Зйомка легких велася в переважній більшості випадків з витягами близько 1 секунди. При цих умовах якість флюорограмм навіть самого малого розміру було практично рівноцінно якості рентгенограм. До речі, це безумовно дуже сприяло швидкому розвитку флюорографії.

З плином часу поліпшувалися плівки і екрани, підвищувалася світлосила об'єктиву. Це дозволяло поступово скорочувати витримки при зйомці легень, і тоді все очевидніше ставала різниця в якості між рентгенограмой і флюорограммой. Особливо помітною ця різниця стала при переході флюорографії на зйомки кісткової системи, тобто об'єктів, що не мають динамічної нерізкості.

Потреба обстеження населення віддалених пунктів змушує серйозно дбати про зменшення ваги апаратури. Але зниження ваги рентгенівського апарату неминуче тягне за собою зменшення його потужності, що зумовлює роботу з досить тривалими витримками. Якщо доводиться вести зйомку грудної клітини з витягами близько 1 секунди, то флюорографічне зображення за своєю діагностичної цінності буде дуже мало залежати від розміру кадру і буде близько до якості рентгенографічного зображення.

Так чи інакше, із зменшенням розміру кадру діагностична цінність зображення знижується. Профілактична робота, зокрема робота з раннього виявлення туберкульозу, має сенс тільки в тому випадку, якщо вона охоплює досить великі маси населення. Але рентгенівська плівка та хімікалії, необхідні для її обробки, настільки дорогі, що жодна держава не має можливості проводити скільки-небудь масове рентгенографічне обстеження населення. Флюорографія дала вихід з цієї, здавалося б, безнадійного становища.Адже при переході від рентгенівського знімка розміром 356 Х 356 мм до флюорограмме розміром 22,4 Х 22,4 мм витрата плівки і відповідно хімікатів для її обробки зменшується в 253 рази і масове обстеження населення стає економічно можливим.

Тенденція максимально скоротити витрати на обстеження, з одного боку, і прагнення дати можливо більш високу якість флюорографічного зображення - з іншого, призвели до того, що з'явилися флюорографи з різними розмірами кадру (120, 100, 90, 70, 62, 50, 45, 31, 24 і 22 мм). Очевидно, треба встановити, які саме розміри кадрів дійсно необхідні.

В якості критерію можна взяти величину деталі флюорографічного зображення, пропадає для сприйняття. Ця величина знаходиться в прямій залежності від нерізкості, і тому можна оцінювати флюорографи виходячи саме з цього показника. Якщо нерізкості мало відрізняються один від одного за величиною, то вони здаються однаковими. Як було зазначено вище, людина може впевнено сказати, що одна нерізкість явно більше або менше іншого в тому випадку, якщо вони відрізнялися один від одного не менше ніж в 1,5 рази.Якщо виходити з цього критерію, то практично всі потрібні флюорограми вичерпуються наступними розмірами: 356 (рентгенограма), 63, 36 і 22,4 мм. При цьому буде мати місце хоч і мале, але все ж таки помітне розходження в якості зображення. Застосування флюорограмм інших розмірів недоцільно, так як за различаемости дрібних деталей вони будуть практично тотожні флюорограмме з одним із наведених вище розмірів.

При цих розмірах кадру флюорографічне зображення завжди буде небагато, але все ж гірше зображення на рентгенограмі. Для того щоб отримати флюорографічне зображення, що практично не відрізняється від рентгенографічного, потрібно ввести ще один розмір кадру - 92 мм.

Таким чином, раціональний ряд розмірів кадру буде мати наступний вигляд: 356, 92, 63, 36 і 22,4 мм. Цей ряд розмірів отримано теоретичним шляхом на підставі фізіологічних особливостей зору. Практика внесла в нього поправки. Історично перші флюорографи промислового виготовлення були розраховані на нормальну кіноплівку шириною 35 мм. З-за перфораційних отворів на ній можна розташувати кадр шириною 24 мм Тому перші флюорографи мали кадр розміром 24 мм (замість теоретичних 22,4 мм). Потім одночасно в кількох країнах (у нашій країні - Г. А.Жегалкиным) було запропоновано відмовитися від перфораційних отворів, що дозволило збільшити розмір кадру до 31 мм (замість теоретичних 36 мм). Для крупнокадровых флюорографів стали користуватися плівкою подвійної ширини (70 мм), що призвело до появи кадру розміром 60 - 63 мм (при теоретичному розмірі 63 мм). Нарешті, для ще більш великого кадру використовується плівка потрійний ширини (105 мм), що дозволяє мати кадр розміром 95 мм (замість теоретичних 92 мм).

В останні роки все більш широке поширення набувають збільшені флюорограми, які виходять шляхом відсунення об'єкта зйомки від екрану флюорографа. Якщо б не існувало причин, з яких утворюється нерізкість, то рентгенівське та флюорографічне зображення можна було б збільшувати в будь-яке число разів. Але флюорографічне зображення завжди неявно, і збільшення його веде також до посилення нерізкості, а в результаті погіршується якість зображення.Оскільки око помічає зміну нерізкості тільки при достатньому її зростанні (не менш ніж у 1,5 рази), це дає можливість збільшувати флюорографічне зображення до такої межі, при якому ще не відбувається помітного оком зростання нерізкості. Розрахунки, підтверджуються практикою, показують, що можливо таке збільшення флюорографічного зображення (табл. 7).

З табл. 7 видно, що шляхом відсунення обстежуваного від екрану флюорографа можна помітно збільшити зображення і тим самим дещо підвищити його діагностичну цінність. Чим менше розмір вихідної кадру, тим відносно великим може бути збільшення. У таблиці наведені дані для рентгенівських апаратів з трубками, що мають фокус шириною 2 мм При ширині фокуса 1 мм наведені значення збільшення можуть бути підвищені на 25 - 30%. Крім того, ці дані відносяться до зйомки нерухомих об'єктів.При появі динамічної нерізкості збільшення флюорографічного зображення практично не покращує діагностичної цінності флюорограми. Незважаючи на це, збільшення флюорограмм застосовується дуже широко. Так, при флюорографії грудних клітин дітей збільшене зображення займає всю поверхню екрану, ліквідуючи його яскраво світяться ділянки, що погіршують зображення. Крім того, відсунення об'єкта зйомки від екрану сильно знижує інтенсивність розсіяного випромінювання, що також сприятливо позначається на якості зображення.

Всяке чорно-біле зображення, в тому числі і на флюорограмме, видно тому, що окремі його деталі мають різні почорніння, тобто завдяки контрасту між ними. Контраст є найважливішою характеристикою зображення, і потрібно знати, яким чином він виникає і якими засобами можна регулювати.

Ослаблення рентгенівського випромінювання в тілі людини залежить від хімічного складу, щільності (питомої ваги) і товщини окремих частин і органів. В силу цього пучок рентгенівських променів, проходячи, наприклад, через грудну клітку, на кожному напрямку буде послаблюватися в залежності від того, які частини і органи тіла розташовані в цьому напрямку. В результаті на флюоресцирующем екрані, розташованому за грудною кліткою, з'явиться її тіньове зображення.