Фото химический процесс в рентгенографии
Последовательные стадии фотографического процесса на галогенсеребряных желатиновых слоях, являются принципиально общими как для негативного, так и для позитивного процесса. Поэтому почти все указанное ниже для негативного процесса относится и к позитивному. Фотохимический процесс состоит из следующих стадий: проявление, промежуточная промывка, фиксирование, промежуточная промывка (подлежащая сбору для извлечения серебра), окончательная промывка. Известно, что под действием света в светочувствительной эмульсии происходит фотохимическая реакция, в результате которой в центрах светочувствительности образуется скрытое изображение.
ПРОЯВЛЕНИЕ Проявление — это процесс, при котором скрытое изображение, полученное при съемке, усиливается в миллионы и миллиарды раз и становится видимым. В самых светлых участках фотографического объекта восстанавливается наибольшее количество серебра, а в темных — наименьшее. Переходные тона (полутона) будут темнее или светлее в зависимости от количества отражаемого снимаемым объектом света и, следовательно, восстановленного при проявлении металлического серебра. Качество полученного изображения зависит не только от количества света, попавшего на светочувствительный слой, но и от свойств проявляющего раствора. Рассмотрим основные свойства проявляющих растворов. Избирательная способность проявителя заключается в его способности восстанавливать металлическое серебро изображения пропорционально подействовавшему свету. Чем больше света попало на светочувствительный слой, тем быстрее идет процесс восстановления. На участках, где свет не подействовал, металлическое серебро восстанавливается в конце процесса в небольших количествах, образуя так называемую вуаль. Чем больше избирательная способность проявителя, тем больше разрыв во времени между проявлением скрытого изображения и появлением вуали, следовательно, чем выше избирательная способность проявителя, тем меньше вуаль. Скорость действия проявителя характеризуется временем проявления, в течение которого достигается нужная контрастность изображения. Это свойство зависит от компонентов, входящих в состав раствора, и от температуры раствора. Время, прошедшее с момента погружения экспонированного фотоматериала в проявитель до появления первых следов изображения, называется индукционным периодом, величина которого зависит не только от скорости действия проявителя, но и от количества подействовавшего света. По индукционному периоду можно судить о правильном времени экспонирования и о степени истощения проявителя. Максимальная контрастность изображения, создаваемая проявителем, зависит как от состава проявляющего раствора, так и от обрабатываемого светочувствительного материала, а также от времени проявления. Если обработать рентгенограммы, сделанные в одинаковых условиях, в одинаковое время, но в различных проявляющих растворах, мы получим различный коэффициент контрастности, но, изменяя время проявления, мы можем получить одинаковый коэффициент контрастности. Следовательно, для получения высокого контраста некоторые проявители требуют меньшего времени, другие большего, т. е. контраст — это функция скорости работы проявителя, что позволяет говорить о контрасте как о свойстве проявителя. Применяя мелкозернистый проявитель с фенидоном, можно увеличить светочувствительность в 4-6 раз, меняя время обработки, но при этом повышается контрастность изображения. Влияние проявителя на зернистость изображения зависит от величины зерен галогенного серебра, величина которых в свою очередь зависит от величины светочувствительности фотослоя. Но в процессе обработки можно в некоторой степени уменьшить величину этих зерен. Основным веществом, влияющим на величину зерна в процессе проявления, является сульфит натрия, который оказывает растворяющее действие на зерна галогенного серебра. Отсюда и большое количество сульфита натрия в мелкозернистых проявителях. Мелкозернистые проявители характеризуются также малым содержанием щелочи, вследствие чего увеличивается время проявления, что положительно влияет на выравнивающие свойства проявителя. Обработка большего количества фотоматериала ухудшает качество изображения, так как по мере проявления фотоматериалов изменяется количественный и качественный состав раствора, т.е. изменяется величина рН раствора, вследствие уменьшения концентрации щелочи происходит накопление продуктов окисления, бромидов и т.д. Для повышения стабильности проявляющих растворов и в целях экономии расходования химикатов в них вводят так называемые подкрепляющие добавки, задача которых состоит в том, чтобы поддержать на одном уровне концентрацию проявляющих веществ и рН раствора, что значительно увеличивает срок службы растворов и способность их обработать большее количество фотоматериалов. Для этого проявляющие растворы, не идущие в употребление, должны храниться в закрытых сосудах, причем необходимо, чтобы между поверхностью раствора и крышкой было минимальное количество воздуха. Для этих целей применяют баки с плавающими крышками, которые соприкасаются с поверхностью раствора независимо от объема раствора в баке. Зная основные свойства проявляющих растворов, можно оперировать ими, делая акцент на то или иное свойство (усиливая его или ослабляя) для получения изображения с заранее заданными параметрами.
Скорость проявления зависит от температуры раствора: увеличивается с повышением его температуры и снижается при понижении. Но при этом необходимо учитывать, что изменение скорости проявления на участках фотослоя, получивших различную величину экспозиции, различно, а это изменяет характер изображения. Поэтому одним из основных условий нормального проведения процесса является стабильность температуры растворов с соблюдением указанных допусков для данного проявителя. Различные по характеру действия проявители обладают различной скоростью действия для достижения нужного коэффициента контрастности и максимальной плотности почернения. Но во всех растворах скорость их действия в течение всего процесса различна. Увеличиваясь в первый, так называемый индукционный, период, скорость проявления достигает максимума во второй период — послеиндукционный. Затем скорость проявления постепенно снижается. Следовательно, с увеличением времени проявления максимальная плотность почернения, и коэффициент контрастности увеличиваются до определенного предела, по достижении которого увеличение максимальной плотности прекращается, но минимальная плотность и плотность вуали продолжают возрастать, а коэффициент контрастности начинает уменьшаться. Существует два основных метода обработки негативных фотоматериалов: обработка по времени и с визуальным контролем.
ПРОМЕЖУТОЧНАЯ ПРОМЫВКА Для увеличения срока службы фиксирующего раствора обрабатываемый материал необходимо после проявления подвергнуть промежуточной промывке для удаления из фотослоя проявляющего раствора. Недостаток промежуточной промывки заключается в том, что процесс проявления в обрабатываемом материале будет продолжаться и после промывки, что может способствовать увеличению плотности при обработке материалов в быстродействующих проявителях. При необходимости быстро остановить процесс проявления, следует резко понизить рН в фотографическом слое. Для этого проявленный фотоматериал необходимо обработать в растворе, имеющем кислую реакцию.
ФИКСИРОВАНИЕ Фиксирование — перевод в растворимые соединения невосстановленного в процессе проявления галогенного серебра, а также серебряных солей Аg4[Fе(СN)6]. Большое влияние на скорость фиксирования оказывает скорость диффузии фиксирующего раствора в слой. Наибольшая скорость диффузии наблюдается из пограничного слоя, величина концентрации которого должна быть достаточной. Но так как емкость пограничного слоя мала и концентрация фиксирующего раствора в нем быстро истощается, необходим постоянный приток свежего раствора, что достигается перемешиванием фиксирующего раствора или движением обрабатываемого фотоматериала относительно раствора. Кроме того, скорость диффузии увеличивается по мере повышения температуры раствора. От продолжительности фиксирования и состава фиксажа зависит и качество последующей промывки. Окончанием фиксирования нельзя считать осветление негатива в растворе, так как в слое еще имеются нерастворимые серебряные соли, которые при продолжении процесса вступают в реакцию с тиосульфатом натрия, образуя растворимые в воде соли. Поэтому продолжительность фиксирования определяется двойным-тройным временем осветления в зависимости от обрабатываемого материала. Реакция фиксирования, как и всякая другая, идет с изменением концентрации участвующих в процессе веществ. В процессе фиксирования уменьшается концентрация входящих в фиксаж веществ и увеличивается концентрация веществ, образующихся в результате реакции, И естественно, что такое качественное изменение состава фиксажа существенно влияет на скорость и качество фиксирования. При машинной обработке материалов, где имеется несколько фиксажных баков и происходит постоянная циркуляция растворов, применяют противоточное фиксирование, раствор движется навстречу движущейся пленке. Таким образом, свежий раствор обрабатывает пленку в последней стадии. Для обработки фотоматериалов используются фиксажи трех типов: простые, кислые и дубящие. Простые фиксажи, в состав которых входит только тиосульфат натрия, имеют рН порядка 8 и требуют тщательной промывки после проявления, чтобы исключить попадание проявителя в фиксирующий раствор. В противном случае переходящее в фиксаж серебро может частично восстановиться. При энергичном проявителе металлическое серебро образует дихроичную вуаль, а продукты окисления проявляющего вещества окрашивают желатину в желтый цвет. Для сокращения промежуточной промывки в этом случае необходимо применять кислую промежуточную ванну. Фиксажи кислые уже не требуют применения кислых и промежуточных ванн, так как они не образуют дихроичной вуали и не окрашивают желатину. В кислой среде, рН которой имеет величину от 4 до 6, проявление сразу прекращается. В отличие от простых фиксажей кислые обладают большей способностью растворять металлическое серебро, причем скорость растворения зависит от величины рН. При рН=5 растворение металлического серебра становится настолько значительным, что необходимо учитывать влияние этого на плотность изображения, так как наряду с галогенным серебром в такой среде начинает растворяться и металлическое серебро. Кислые дубящие фиксажи применяют при необходимости задубливания фотослоя. Обработанный в таком растворе негатив становится более стойким к повышенной температуре, твердость фотослоя повышается, набухаемость желатины при промывке уменьшается, способствуя ускорению сушки негатива.
ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ПРОМЫВКА От качества окончательной промывки зависит дальнейшая сохранность фотоматериалов. Процесс промывки заключается в удалении из фотослоя тиосульфата натрия и продуктов реакции, поглощенных фотослоем в процессе химико-физической обработки. В физическом отношении процесс промывки представляет собой диффузию растворенных веществ из фотослоя в промывную воду и проходит в две стадии:
1) диффузия вещества из фотографического слоя;
2) удаление диффундирующих веществ сменяемой водой.
Существует несколько способов промывания фотоматериалов.
1. Смена воды или перенос фотоматериалов из одной ванны в другую при непроточной воде, при этом необходимо в течение часа совершить 5-6 перемен воды.
2. Каскадный способ, когда промывные ванны расположены уступом и свежая проточная вода поступает в верхнюю ванну, где фотоматериалы проходят последнюю стадию промывки. В нижнюю ванну вода поступает уже с небольшой концентрацией тиосульфата, в ней производится первая стадия промывки. По мере промывки промываемый фотоматериал перекладывают из нижней ванны в верхнюю. Каскадный способ является противоточным, так как продвижение фотоматериала происходит против движения воды. Он экономичен, но более медленный, чем интенсивный. 3. Интенсивный способ, при котором в бак постоянно подается свежая вода, удаляемая после использования.
4. Душевой способ, при котором большая скорость промывания достигается путем разрушения пограничного слоя струями воды.
Скорость промывания фотоматериалов зависит также от температуры воды, от которой в свою очередь зависит скорость диффузии и набухаемость желатины фотоэмульсии. Наилучшая скорость промывания незадубленных или слабо задубленных слоев достигается при температуре 14-20°С. Повышение температуры до 20°С и выше вызывает излишнее набухание желатина. Хотя коэффициент диффузии с повышением температуры увеличивается, но существенного выигрыша в скорости промывания не дает, так как увеличивается путь диффундирующих частиц. Поэтому лучшим режимом промывания считается вышеуказанный интервал температур.
Качество промывки проще всего определить щелочным раствором перманганата калия следующего состава: Калий марганцовокислый, г.- 1 Поташ (или сода), г.- 1 Вода дистиллированная, л.- 1 Для этого в два химических стакана наливают по 250 мл воды из водопровода, затем из последней промывки берут негатив и с него дают стечь раствор в один из стаканов в течение 30 с. Второй стакан служит для контроля. Затем в оба стакана добавляют по 1 мл вышеуказанного раствора. В присутствии тиосульфата натрия фиолетовый цвет промывной воды переходит в оранжевый приблизительно в течение 30 с, а при большей концентрации желтеет или вовсе обесцвечивается. Точность определения: 10 мг тиосульфата на 1 л воды.
СУШКА НЕГАТИВОВ Для удаления лишней влаги из фотослоя и подложки негатив подвергают сушке в сухом чистом помещении при температуре и влажности воздуха этого помещения или в сушильных шкафах, куда подается очищенный воздух, имеющий определенные температуру и влажность. В первом случае время сушки зависит от температуры и влажности окружающей среды (от 5 до 14 ч), во втором — от температуры и влажности подаваемого воздуха. При естественной сушке на негатив могут попасть различные частицы, снижающие его качество; при сушке в шкафах это исключено, так как подаваемый воздух предварительно проходит через специальные фильтры. Режимы сушки сказываются на состоянии подложки и качестве изображения. При высокой температуре сушащего воздуха могут увеличиться контрастность и плотность изображения негатива, эмульсионный слой при пересушивании приобретает структуру, принимаемую за зернистость. Кроме того, пересушивание пленки может вызвать коробление и значительную усадку подложки. Остаточная влажность подложки должна быть не менее 15%, так как при 10%-ной остаточной влажности пленка становится хрупкой. Автоматический способ фотообработки Помимо несомненного удобства в работе, автоматический способ фотообработки медицинских рентгеновских пленок обеспечивает высокую стабильность получаемых результатов. В проявочных автоматах, в основном, происходят те же самые процессы, что и при ручном способе фотообработки, однако, при существенно больших значениях температуры проявителя и фиксажа (не ниже 25°С) и меньших временах обработки. Время полного цикла с момента поступления пленки в проявочную машину до получения сухой рентгенограммы («от сухого до сухого») не превышает нескольких минут. Наиболее широкое распространение в медицине получили проявочные автоматы рольного типа.
При обработке радиографических пленок общего назначения обычно используют первые два процесса, причем современным является экспресс-процесс, в котором за 1,5-2 минуты получают готовую рентгенограмму. В третьем процессе пленка подвергается максимально жесткой обработке, в результате чего получают необходимый, например, при маммографии, высокий контраст изображения. Четвертый процесс требует специальных реактивов и является пока малораспространенным. При обработке флюорографических пленок в проявочных автоматах рольного типа следует учитывать то обстоятельство, что рулонные пленки изготовляются на более тонкой основе, чем листовые. Для обеспечения их надежного прохождения по проявочному автомату к началу рулона необходимо прикрепить так называемый «лидер» форматом не менее 13х13 см. В качестве лидера можно использовать лист радиографической пленки, предназначенной для автоматической обработки. Все проявочные автоматы рольного типа устроены, в принципе, одинаково. Для обеспечения стабильности процесса фотообработки в рабочие баки проявочных машин автоматически добавляются (пропорционально количеству обрабатываемой пленки) регенераторы проявителя и фиксажа. Норма регенерации фиксажа обычно больше из-за того, что в машине трудно осуществить эффективную промежуточную промывку, и в фиксаж вместе с пленкой регулярно попадает некоторое количество проявителя. Благодаря регулярному добавлению регенераторов проявочные машины могут работать длительное время без полной замены рабочих растворов. Однако отработанные растворы ни в коем случае не должны попадать в емкости для свежих регенераторов проявителя и фиксажа. Только в этом случае обеспечивается необходимое качество рентгенограмм. Из-за высоких значений температуры и влажности в проявочных автоматах создается очень агрессивная среда, поэтому детали машин подвержены повышенному износу. Для удлинения срока службы проявочных автоматов необходимо регулярно (не реже одного раза в месяц) проводить профилактические мероприятия в соответствии с инструкцией по эксплуатации конкретной машины. Оборудование для фотолаборатории Фотолаборатория должна быть оснащена водопроводом, канализацией, общим и специальным (рабочим) освещением и иметь устройство для химико-фотографической обработки пленок. Ручную обработку радиографических пленок обычно осуществляют в баках-танках с использованием специальных рамок для закрепления пленок, позволяющих проводить их обработку в вертикальном положении. Современные устройства для ручной фотообработки радиографических пленок изготовляют из пластмассовых материалов, не подверженных коррозии, и оснащают блоком для термостатирования раствора проявителя и таймером. Следует подчеркнуть, что обработка листовой пленки в кюветах не рекомендуется из-за нестабильности получаемых результатов. Для ручной обработки флюорографических пленок лучше всего использовать цилиндрические светонепроницаемые бачки, внутри которых имеются катушки для закрепления рулонов пленки в фиксированном положении в виде спирали. Флюорографическую пленку можно также обрабатывать в обычных баках-танках, предварительно обмотав ее вокруг рамки, предназначенной для обработки листовой радиографической пленки. При этом эмульсия пленки должна быть обращена наружу. В противном случае на местах контакта эмульсии пленки с рамкой могут образоваться светлые полосы, приводящие к потере информации на изображении. Современным способом фотообработки медицинских рентгеновских пленок является использование проявочных автоматов рольного типа. Помимо несомненного удобства в работе проявочные автоматы обеспечивают высокую стабильность процесса фотообработки. Для рабочего освещения фотолаборатории используют фонари с различными светофильтрами. При работе с синечувствительными пленками рекомендуется применять (из числа выпускаемых в России) желто-зеленый светофильтр № 117 или красные светофильтры №№ 104 и 107, с ортохроматическими пленками — только красные светофильтры. Пленки, обладающие чувствительностью к красному свету , должны обрабатываться в полной темноте. В фотолабораторном фонаре допускается использовать лампы накаливания с мощностью не более 25 Ватт. При этом расстояние от фонаря до поверхности рабочего стола должно быть не менее 50 см для желто-зеленого светофильтра № 117 и не менее 75 см для красных светофильтров №№ 104 и 107. При необходимости применения лампы с мощностью 40 Ватт следует или увеличить это расстояние, или каким-либо образом увеличить плотность фильтра. Впрочем, в этом случае фонарь лучше использовать для косвенного освещения фотолаборатории, например, направляя свет фонаря на потолок. Установка в фотолабораторном фонаре ламп с большей мощностью не допускается. Перед началом работы с каждым типом рентгеновской пленки необходимо проверить неактиничность освещения фотолаборатории. Для этого в полной темноте достают из коробки лист неэкспонированной пленки и помещают его на рабочее место стола, прикрывая примерно половину светонепроницаемым материалом, например, куском картона. Затем включают фонарь и экспонируют под ним пленку в течение 3 минут, после чего в полной темноте проводят ее фотообработку в режиме, который будет использоваться в дальнейшей работе. Если на экспонированном участке пленки наблюдается явно заметное почернение, то освещение фотолаборатории непригодно для работы с данной пленкой. Согласно существующей норме освещение считается неактиничным, если прирост плотности вуали не превышает 0,1 Б.
+8(495) 761-26-87
