Η ιατρική απεικόνιση αποτελεί θεμέλιο λίθο στην επίτευξη της διάγνωσης αλλά και της θεραπείας των ασθενών. Αποτελεί ένα από τα πιο σημαντικά διαγνωστικά εργαλεία της σύγχρονης ιατρικής επιστήμης και ο έλεγχος ποιότητας της εικόνας αποτελεί αναγκαία προϋπόθεση. Η σωστή ποιότητα των ακτινογραφικών εικόνων λειτουργεί προς όφελος του ασθενή και του ιατρού. Μέσα από ερευνητικές εργασίες όμως, που αφορούν κυρίως τις συμβατικές τεχνικές, φαίνεται ότι ένα μεγάλο ποσοστό των παραγόμενων ακτινογραφιών υστερούν σε ποιότητα. Μία εικόνα με χαμηλή ποιότητα περιέχει λιγότερες διαγνωστικές πληροφορίες, οδηγεί σε διαγνωστικές πλάνες, ενώ ο ασθενής επιβαρύνεται σε παραπάνω έκθεση από επανάληψη της ακτινογραφίας.

Η αλματώδης ανάπτυξη της τεχνολογίας και η είσοδος των ηλεκτρονικών υπολογιστών στην ιατρική επιστήμη, βρήκε μεγάλο πεδίο εφαρμογής και στην ιατρική ακτινολογία. Με την είσοδο των σύγχρονων ψηφιακών συστημάτων επιτεύχθηκε ποιοτικότερη ακτινογραφική απεικόνιση και καλύτερη προφύλαξη του ασθενούς. Η εφαρμογή των ψηφιακών απεικονιστικών τεχνικών βελτίωσε άμεσα το ποσοστό απόρριψης των ακτινογραφικών φιλμ, καθώς εξαλείφθηκαν εικόνες με υψηλή παραμόρφωση, με υψηλή ή χαμηλή αντίθεση, όπως επίσης και τα σφάλματα κατά την επεξεργασία στον σκοτεινό θάλαμο.

Βασική αρχή για την κατανόηση της παραγωγής ψηφιακών εικόνων είναι πως όλα τα στοιχεία και οι πληροφορίες λαμβάνουν την τιμή 0 ή 1.

Η μικρότερη ομάδα χωρητικότητας σε έναν υπολογιστή είναι ένα bit (binary digit), το οποίο παίρνει τη λογική τιμή 0 ή 1 και ένα σύνολο από 8 bits σχηματίζουν ένα byte (μονάδα χωρητικότητας). Κάθε byte μπορεί να λάβει 256 διαφορετικές αξίες (2 8 ), εκφράζοντας ένα χαρακτηριστικό ή ένα κομμάτι μίας πληροφορίας π.χ. αποχρώσεις του γκρι μίας ακτινογραφίας.

Η αρχική ψηφιακή εικόνα χωρίζεται σε μικρά τετράγωνα, που ονομάζονται pixel (picture element) και σε κάθε τετράγωνο της εικόνας αντιστοιχεί ένας αριθμός, που ανταποκρίνεται σε ξεχωριστή απόχρωση του γκρι. Μία ψηφιακή ακτινογραφία εμφανίζεται στο μόνιτορ του υπολογιστή ως μία απεικόνιση διαφορετικών επιπέδων του γκρίζου. Το pixel είναι η μικρότερη πληροφοριακή μονάδα εικόνας. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των διαβαθμίσεων του γκρι, τόσο καλύτερη είναι η απόδοση ενός ακτινογραφήματος. Συνεπώς όσο αυξάνεται ο αριθμός των pixel, ενώ ταυτόχρονα μειώνεται και το μέγεθός τους, τόσο υψηλότερη και η ανάλυση της ψηφιακής εικόνας. Βελτιώνοντας την ευκρίνεια της εικόνας αυξάνεται παράλληλα και η ακρίβεια στη διάγνωση.

Σήμερα τα ψηφιακά συστήματα απεικόνισης διακρίνονται σε CCD (Charge Coupled Device) και PSP (Phosphor Storage Plates).

• Ο πρώτος τύπος ψηφιακού συστήματος αφορά την άμεση ψηφιακή απεικόνιση με CCD αισθητήρες. Μετά την έκθεση του αισθητήρα CCD στα φωτόνια, δημιουργούνται ηλεκτρικά φορτία σε κάθε pixel. Το σήμα αυτό μετατρέπεται σε ψηφιακό και γίνεται ορατό στην οθόνη του υπολογιστή με διάφορες διαβαθμίσεις του γκρίζου.
• Ο δεύτερος τύπος ψηφιακού συστήματος χρησιμοποιεί πλάκες αποθήκευσης φθορίζουσας ουσίας Phosphor Storage Plates (PSP). Όταν ακτινοβολείται η πλάκα, η απορροφούμενη ενέργεια των ακτίνων – Χ αποθηκεύεται ως λανθάνουσα εικόνα. Σε ένα σαρωτή, μία λεπτή ακτίνα λέιζερ, προκαλεί την απελευθέρωση της αποθηκευμένης ενέργειας, που μετατρέπεται σε αναλογικό ηλεκτρονικό σήμα και κατόπιν ψηφιοποιείται.

Τα σύγχρονα προγράμματα (software) επεξεργασίας των κατασκευαστριών εταιρειών επιτρέπουν την τροποποίηση των στοιχείων μίας ψηφιακής εικόνας στον ηλεκτρονικό υπολογιστή. Προσφέρουν πληθώρα εργαλείων βελτίωσης της ποιότητας και αύξησης της διαγνωστικής ακρίβειας, μέσω:

• ενίσχυσης της φωτεινότητας (Brightness)
• μεταβολής της αντίθεσης (Contrast)
• ρύθμισης της οξύτητας (sharpening, blurring)
• μείωσης του θορύβου και άλλων ενοχλητικών στοιχείων

Επίσης σε πολλές περιπτώσεις υπερεκθετημένης ή υποεκθετημένης λήψης, με την κατάλληλη επεξεργασίας στο μόνιτορ του υπολογιστή, καθιστούμε την εκτύπωση της εικόνα μας ευανάγνωστη, χωρίς να χρειάζεται επανάληψη της λήψης και επιπλέον έκθεση του ασθενούς.

Παράλληλα μπορούμε να αξιολογήσουμε την ποιότητα μίας ψηφιακής εικόνας, όσον αφορά τα παραπάνω τεχνικά χαρακτηριστικά της, χρησιμοποιώντας το εξαιρετικά εύχρηστο εργαλείο του ιστογράμματος. Το ιστόγραμμα επιτρέπει μεγάλο εύρος διορθώσεων με ευελιξία, καθώς η οπτική παρουσίαση των χαρακτηριστικών της εικόνας επιτρέπει την εύκολη ρύθμισή τους. Επίσης τα προγράμματα επεξεργασίας των κατασκευαστριών εταιρειών παρέχουν πρόσθετες δυνατότητες μετρήσεων και καταγραφής πληροφοριών πάνω στην ακτινογραφική εικόνα.

Η μετάβαση από τα παραδοσιακά συστήματα ακτινογράφησης με φιλμ στις σύγχρονες ψηφιακές τεχνικές συνοδεύτηκε και με περαιτέρω αλλαγές. Τα παλαιά συμβατικά ακτινογραφικά φιλμ χρησίμευαν ταυτόχρονα ως δέκτης της ακτινοβολίας, ως εικόνα της ακτινογραφούμενης περιοχής και ως αποθηκευτικό μέσο, στοιχείο που δημιουργούσε αναπόφευκτες απώλειες στην ποιότητα της εικόνας με την πάροδο του χρόνου. Αντίθετα οι ψηφιακές εικόνες εμφανίζονται άμεσα στην οθόνη του υπολογιστή και δεν απαιτούνται χημικά διαλύματα ή ειδικός εξοπλισμός για την εμφάνισή τους. Οι διαδικασίες επεξεργασίας και εμφάνισης των φιλμ, που ουσιαστικά αποτελούσαν και τον αδύναμο κρίκο στην παραγωγή ποιοτικής εικόνας, έχουν πλέον εκλείψει. Επιπλέον με τη βοήθεια των ηλεκτρονικών υπολογιστών επιτυγχάνεται αποθήκευση των ψηφιακών ακτινογραφιών σε πολλαπλά σημεία και η εκτύπωσή τους σε πολλά αντίγραφα. Με αυτό το τρόπο ο ιατρός ακτινολόγος μπορεί να διατηρεί ένα πλήρες και σύγχρονο ψηφιακό ιστορικό και αρχείο ακτινογραφιών για τους ασθενείς του, ενώ μέσω του διαδικτύου αυξάνονται οι προοπτικές τηλεϊατρικής.

Επιπλέον ώθηση στην παραγωγή και εκτύπωση των ψηφιακών εικόνων έδωσαν οι σύγχρονες θερμικές κάμερες ξηράς εκτύπωσης (Direct Digital Imaging). Οι νεότεροι αυτοί εκτυπωτές χρησιμοποιούν αμιγώς μη φωτοευαίσθητα ακτινογραφικά φιλμ, ανθεκτικά στις κακώσεις και στη θερμοκρασία, που επιτρέπουν τους χειρισμούς υπό το φως της ημέρας (daylight film loading). Τα συμβατικά ακτινογραφικά φιλμ συνεπώς αντικαταστάθηκαν από τις ψηφιακές εικόνες, η εκτύπωση των οποίων γίνεται σε ειδικά θερμογραφικά φιλμ ξηράς εκτύπωσης. Η θερμική κεφαλή εκτύπωσης δημιουργεί μαύρες και άσπρες πυκνότητες (διαβαθμίσεις του γκρι) στις παραγόμενες εικόνες, ως αποτέλεσμα της εναλλαγής των ηλεκτρικών σημάτων. Επίσης οι κατασκευάστριες εταιρείες δίνουν την δυνατότητα ρύθμισης της φωτεινότητας εκτύπωσης των θερμικών καμερών, έτσι ώστε το φιλμ να συμπλησιάζει την εικόνα που προβάλλεται στο μόνιτορ, χωρίς περαιτέρω σπατάλη των φιλμ, λόγω λανθασμένων εκτυπώσεων.

Είναι κατανοητό ότι η ποιότητα μίας ψηφιακής εικόνας μπορεί σε μεγάλο βαθμό να βελτιωθεί προς όφελος του ασθενούς μέσω των διαφόρων λογισμικών, όμως πάντα θα περιορίζεται από την αρχική λήψη της ακτινογραφίας. Ακόμη και το καλύτερο σύστημα ψηφιακής απεικόνισης δεν μπορεί να βελτιώσει μια κακή αρχική καταγραφή εικόνας. Σημαντικό ρόλο παίζει και η σωστή επιλογή ηλεκτρικών στοιχείων, διότι χαμηλή έκθεση ακτίνων Χ οδηγεί σε παραγωγή εικόνας με θόρυβο και μειωμένη διακριτική ικανότητα ανάγνωσης, ενώ πολύ υψηλή έκθεση ακτίνων Χ συντελεί σε αμετάκλητη απώλεια της αντίθεσης περιοχών της ακτινογραφίας, καθιστώντας την εικόνα μη διαγνωστική.

Συμπερασματικά οι σύγχρονες ψηφιακές τεχνικές ακτινογράφησης και εκτύπωσης έχουν αυξήσει κατακόρυφα την ποιότητα της ιατρικής απεικόνισης. Η τήρηση όλων των παραμέτρων όπως ορίζονται από την ακτινογραφική τεχνική, η συνεχής εκπαίδευση των ιατρών και του προσωπικού, η συντήρηση του ακτινογραφικού εξοπλισμού και ο έλεγχος της έκθεσης του ασθενούς εξασφαλίζουν συνέπεια στην ιατρική φροντίδα και αύξηση των επιθυμητών αποτελεσμάτων στην υγεία.

• ΣΤΑΥΡΟΠΟΥΛΟΣ ΣΠΥΡΙΔΩΝ
• DDS, MSc Διαγνωστική & Ακτινολογία Στόματος