Информативность рентгеновского изображения определяется его разрешающей способностью, т.е. возможностью передавать раздельно (разрешать) близкорасположенные периодические структуры. Разрешающая способность выражается в количестве передаваемых линий на протяжении 1 см (или на 1 мм). Разрешающая способность флюорограммы зависит от ее оптической плотности, контрастности и резкости.
Оптическая плотность - это величина, характеризующая поглощение света в проявленном фотослое, или, другими словами, это мера непрозрачности слоя вещества для световых лучей. Понятием «оптическая плотность» пользуются для количественной оценки проявленных фотографических слоев. Методы ее измерения составляют содержание отдельной дисциплины - денситометрии.
Контрастность - это характеристика черно-белого фотографического изображения по соотношению яркостных свойств его самого светлого и самого темного участков. Контрастность можно характеризовать и как разность оптических плотностей (интервал плотностей фотографического изображения).
Резкость - это степень отчетливости границы между двумя участками фотографического изображения. Субъективное впечатление о резкости зависит от скорости, с которой меняется плотность в зоне перехода от больших оптических плотностей к малым (пограничной зоне), и абсолютной резкости плотностей по ее краям.
Оптическую плотность почернения следует оценивать вместе с контрастностью флюорограммы по следующим признакам. На флюорограмме органов грудной полости легочные поля должны быть темно-серого цвета; участки пленки, на которые не попадает изображение человеческого тела (например, над плечевой областью),- абсолютно черные, не прозрачные для флюороскопа; участки пленки, прикрытые деталями„не прозрачными для рентгеновского излучения (например, свинцовые цифры, наклеенные на экран флюорографа),- белые, совершенно прозрачные. При этом на передней флюорограмме грудной клетки сквозь тень сердца, верхнюю часть тени печени, тени молочных желез или больших грудных мышц должно быть видно изображение кровеносных сосудов. Почернение легочных полей должно выглядеть примерно одинаковым в медиальных и латеральных отделах. На фоне срединной тени отчетливо видны 3 - 4 верхних грудных позвонка и контуры остальных грудных позвонков, трахея и правый главный бронх. Легочный рисунок должен быть хорошо выражен на всех участках легочных полей, кроме кортикальных отделов. Флюорограммы должны быть максимально единообразными по контрастности, плотности и резкости теней.
Резкость флюорограммы оценивается следующим образом. Контуры диафрагмы и сердечной тени должны быть резкими, как бы обведенными остро отточенным карандашом. Видна костная структура ключиц, передних и задних отрезков ребер.
Изменение хотя бы одного из этих критериев качества затрудняет обнаружение на флюорограмме ранних, начальных изменений в легких, резко снижает эффективность флюорографии, а при значительной нерезкости и слишком высокой или, наоборот, низкой оптической плотности флюорограмм вообще теряется смысл.
Оптическая плотность и контрастность флюорограммы зависит от экспозиции, качества флюоресцирующего экрана и пленки, массы снимаемого объекта, особенностей проявителя и времени проявления. Все эти факторы (за исключением массы снимаемого объекта, которая обязательно учитывается при выборе экспозиции) должен учитывать рентгенолаборант.
Значительное повышение оптической плотности флюорограммы грудной полости, когда легочные поля представляются черными, срединная тень и тень печени - темно-серыми, а также значительное снижение плотности, когда тени легочных полей представляются светло-серыми, а тени костных структур и срединная - белыми и бесструктурными, делают флюорограмму непригодной для чтения. Однако некоторые рентгенолаборанты думают, что чем выше контрастность флюорограммы, тем выше ее качество. Это не соответствует действительности. Внешне красивая, черно-белая флюорограмма, по существу, малоинформативна. На ней можно различить только очень простое изображение, состоящее из одной детали на равномерном фоне. А на флюорограмме отображается весьма сложный рисунок, состоящий из множества деталей разной величины, формы и оптической плотности, причем никаких особенно контрастных деталей в легких, как правило, нет. Попытка искусственного увеличения контраста отдельных деталей неизбежно приводит к одновременному возрастанию контраста всего изображения в целом. При этом часть изображения выйдет за допустимые пределы оптических плотностей, станет либо совершенно прозрачной, либо совершенно непрозрачной. Увидеть на этих участках мелкие туберкулезные очаги, начальные проявления рака или других заболеваний легких практически невозможно.
Нерезкости возникают на всех этапах образования флюорографического изображения. Причины этого весьма разнообразны. Из-за нерезкости снижается или вовсе уничтожается контрастность изображения малых деталей; по этой причине становятся неразличимыми большинство маловыраженных изменений в легких. Нерезкость на флюорограмме может быть вызвана геометрической и динамической, а также собственной нерезкостью экрана, объектива и пленки.
Геометрическая нерезкость 
образуется соответственно элементарным законам оптики. Согласно им абсолютно резкую тень дают предметы только при освещении их точечным источником света (излучения). Пучок же излучения всегда расходящийся. Поэтому, если удалить объект от экрана, на который падает тень, размер изображения увеличится, но резкость при точечном источнике излучения не изменится (рис. 1, а). Однако точечных источников излучения практически не бывает. Фокусное пятно анода имеет размеры 0,3 х 0,3 мм при так называемом микрофокусе и 2 х 2 мм - при обычном фокусе. При таких размерах каждая точка фокусного пятна дает свою тень от объекта. В результате вокруг тени объекта образуется полутень. Это и есть геометрическая нерезкость. При удалении объекта от экрана полутень (нерезкость) возрастает (рис. 1, б и в). Размер тени увеличивается, но снижается ее резкость. Трактовка изображения делается невозможной.
На флюорограмме грудной клетки геометрическая нерезкость при ширине фокуса анода 1 - 2 мм, фокусном расстоянии 85 - 90 см и расстоянии объект - экран 5 см равна примерно 0,06 - 0,12 мм.
Человеческий глаз отчетливо замечает нерезкость 0,25 мм и больше. При нерезкости 0,16 мм и меньше изображение воспринимается абсолютно резким. Поэтому при технической исправности флюорографа и соблюдении элементарных правил укладки пациента одна геометрическая нерезкость без учета других факторов не должна иметь значения. В то же время задние отрезки ребер на флюорограммах при заднепереднем ходе излучения выглядят менее резкими, чем передние, костная структура их не видна. Это объясняется геометрической нерезкостью, связанной с увеличением расстояния объект - экран. Такая нерезкость не снижает качества флюорограмм, снятых во фронтальной плоскости. На боковых же флюорограммах она является важным положительным фактором, так как из-за нерезкости практически не отображаются ребра и сосудистый рисунок противолежащей половины грудной клетки, которые могли бы помешать трактовке изображения исследуемого в боковом положении легкого.
Динамическая нерезкость возникает вследствие движения объекта исследования во время съемки. При исследовании костей и суставов, молочных желез, контрастном исследовании мочевыводящих путей, желчного пузыря, толстой кишки снимаемый объект практически неподвижен в большей части случаев даже без применения специальных способов фиксации пациента При съемке грудной клетки на высоте вдоха или выдоха и просто при задержанном дыхании исключаются движения ребер и диафрагмы, но сохраняются сокращения сердца и пульсация крупных сосудов. Границы сердца во время сокращения перемещаются на 7 - 8 мм, а амплитуда движений легочной ткани в медиальных зонах, вызванная передаточной пульсацией, составляет около 4 мм. Такие движения при съемке с большой выдержкой могут создать значительную динамическую нерезкость. Чем короче выдержка, тем меньше динамическая нерезкость. Для того чтобы эта нерезкость была незаметной, рентгеносъемку легких производят с выдержкой 0,01 - 0,02 с. На маломощных аппаратах и при отсутствии рентгеновской решетки, без которой нельзя применять напряжение выше 70 - 80 кВ, выдержка составляет 0,1 - 0,25 с. При этом корень легкого представляется нерезким, размытым, мелкие участки воспаления, туберкулезные очаги и другие изменения, локализующиеся на его фоне, теряют свое отображение. Изображение остальных участков легкого и костных структур получается при этом вполне удовлетворительным. На флюорограммах при выдержке 0,15 - 0,25 с динамическая нерезкость объектов, расположенных в верхушках и периферических отделах легких совершенно незаметна, а нерезкость объектов, расположенных в прикорневых зонах, имеет настолько существенное значение, что при некоторых заболеваниях (например, малые формы активного туберкулеза легких) флюорографию для диагностики и динамического наблюдения применять нельзя.
При анализе рентгеновского изображения приходится считаться и с нерезкостью флюоресцирующего экрана. Цинкокадмиевые сульфидные кристаллики, составляющие поверхность экрана, при попадании на них излучения светятся всем объемом и испускают лучи света во все стороны. Этот свет, отражаясь от соседних кристалликов, частично поглощается экраном, но все же выходит за пределы пучка излучения, расширяя и размазывая его. Так создается экранная нерезкость. Она достигает у современных экранов 0,4 - 0,5 мм и достаточно хорошо заметна невооруженным глазом. При сложении динамической и экранной нерезкости (без учета незначительной геометрической) суммарная нерезкость при выдержке 0,01 - 0,06 с составит 0,51 - 0,78 мм; при выдержке 0,1 - 0,15 с - 1,12 - 1,38 мм; 0,25 с - 2,55 мм; 0,4 с - 4,04 мм. При нерезкости экрана, равной 0,5 мм, суммарная нерезкость не может быть меньшей при любой минимальной экспозиции и микрофокусе. Разница в нерезкости при выдержке 0,01 и 0,06 с мала и для глаза неразличима. Следовательно, вообще нет смысла стремиться при производстве флюорограмм к выдержке, меньшей, чем 0,06 с. В то же время при выдержке 0,4 с и более суммарная нерезкость представляется уже достаточно большой. Она могла бы иметь еще большее значение, если бы не было уменьшения ее на флюорографической пленке во столько же раз, во сколько сама флюорограмма меньше возникающего на экране изображения.
Этот показатель называется коэффициентом уменьшения и обозначается греческой буквой β. Для средне-форматной флюорограммы β = 6,3, а для крупноформатной (100 х 100 мм) β = 4.
Для качества уменьшенного изображения имеют решающее значение не только три указанные нерезкости, но и нерезкость, зависящая от объектива и пленки.
Для характеристики фотообъектива не применяется термин «нерезкость», а используется такое понятие, как разрешающая способность. Это - число линий на 1 мм поверхности, которое может отобразить данный объектив. При этом толщина линий должна равняться толщине промежутков между ними. Исчезновение изображения линий на пленке происходит из-за нерезкости. Следовательно, между разрешающей способностью объектива и нерезкостью имеется вполне определенная количественная зависимость. С достаточной для практики точностью эта зависимость может быть выражена в виде формулы: Р = 1,5/Н, где Р - разрешающая способность в линиях на мм; К - нерезкость в мм. С помощью этой формулы разрешающая способность может быть переведена в нерезкость и наоборот. Так, динамическая нерезкость при выдержках до 0,1 с соответствует разрешающей способности 2,5 - 1,5 лин/мм, а при выдержке 0,4 с - всего 0,38 лин/мм. Таким образом, на разрешающую способность наибольшее влияние оказывает динамическая нерезкость. Если бы ее не было, то разрешающая способность объектива с пленкой, составляющая при нерезкости 0,043 мм 35 лин/мм, могла бы привести к получению флюорограмм столь же резких, как черно-белые слайды, снятые с рентгенограмм.
Приведенные данные в основном относятся к изображению на экране, имеющему натуральную величину или даже несколько увеличенному расходящимся пучком излучения. На флюорограммах же мы имеем дело с уменьшенным изображением. На среднеформатной флюорограмме, как уже указывалось, изображение уменьшено в 6,3 раза, следовательно, и нерезкость уменьшается во столько же раз.
На флюорограмме мы видим изображение и различаем его детали благодаря разной степени их контраста (почернения). Рентгеновское изображение любого объекта обязательно имеет естественный контраст, кости - в большей степени, мягкие ткани - в меньшей. При обычном рентгенологическом исследовании совсем не имеют контраста большинство внутренних органов (печень, почки, сердце, мозг и др.), точнее, не имеют контраста по отношению друг к другу отдельные детали этих органов. По отношению к окружающим тканям большинство органов имеют какой-то контраст, но при разнице их меньше 5% глаз не может его уловить Контраст обусловлен разной степенью ослабления рентгеновского излучения различными тканями в зависимости от их химической структуры, плотности и толщины заполнения полых органов жидкостью (сердце и кровеносные сосуды), наличия в них газов (желудок и кишки), прослоек жировой ткани, кальцинаций. Ослабление излучения зависит не только от физических, химических свойств, но и от состояния исследуемого органа. На него сильнейшее влияние оказывает напряжение генерирования излучения. Повышение напряжения генерирования увеличивает проникающую способность излучения. Это позволяет снизить выдержку. Снижение выдержки и резкое уменьшение потери излучения в исследуемом объекте приводят к значительному снижению двух нежелательных факторов - лучевой нагрузки и динамической нерезкости. Однако при низких напряжениях рассеянное излучение практически не влияет на качество изображения, при высоких - оно засвечивает экран, покрывает его сплошной вуалью. Изображение делается монотонным, непригодным для трактовки.
При съемке грудной клетки с напряжением от 50 до 150 кВ изображение легочной ткани меняется не резко. Зато изображения ребер и срединной тени совершенно различны при разных напряжениях. При напряжении 50 кВ срединная тень и ребра совершенно непрозрачны и 70% легочной ткани из-за этого остаются на флюорограмме невидимыми. При напряжении 100 - 120 кВ сквозь ребра и срединную тень прекрасно виден легочный рисунок, но если не бороться с рассеянным излучением, оно практически снимет изображение. Влияние рассеянного излучения ограничивают прежде всего диафрагмированием пучка рентгеновских лучей, который должен быть по возможности узким. Чем меньше облучаемый участок тела, тем меньше рассеянное излучение. Неплохо отсеивает его слой воздуха в 15 - 20 см между объектом и экраном, но увеличение расстояния объект - экран приводит к прямому. увеличению изображения, что не всегда желательно, и к потере резкости. Поэтому для отсеивания вторичного излучения приходится применять рентгеновский отсеивающий растр. Подробно об устройстве, принципе действия таких растров и применении их в рентгенофлюорографических аппаратах будет рассказано в следующих разделах.
Рентгеновские отсеивающие растры задерживают часть падающего на экран излучения, яркость свечения его уменьшается. Поэтому для достижения соответствующей оптической плотности флюорограммы приходится увеличивать экспозицию. Если это возможно сделать только за счет силы тока, а не за счет удлинения выдержки, то рентгеновский растр безусловно улучшает изображение. Если же приходится увеличивать выдержку, то вместе с ней растет динамическая нерезкость, и никакого реального улучшения не получается. Так бывает при недостаточной мощности рентгеновского аппарата или питающей его сети. В подобных случаях применение рентгеновского растра нецелесообразно, так же как и попытки съемки при напряжении свыше 80 - 90 кВ без растра.
Контраст изображения, возникающего на флюоресцирующем экране, существенно меняется во флюорографе. С одной стороны, флюорографическая пленка при обработке стандартным проявителем увеличивает контраст изображения примерно в 2 раза. С другой стороны, во флюорографе контраст частично теряется. Дело в том, что прямо в объектив фотокамеры флюорографа попадает лишь 1% света, исходящего от экрана. Остальная часть света, отражаясь от внутренних стенок тубуса флюорографа, тоже частично попадает в объектив, наводит на изображение вуаль и снижает его контраст. Чтобы уменьшить отражение света от стенок тубуса, их делают негладкими, зернистыми и покрывают черной матовой краской, поглощающей свет. В длинные тубусы вставляют одну или несколько диафрагм, не допускающих попадания в объектив отраженного света.
Попавший на переднюю линзу объектива свет от экрана тоже не полностью доходит до пленки. Несмотря на то, что во флюорографических камерах применяется только так называемая просветленная оптика, часть света все же, по оптическим законам отражения и преломления, не попадает на пленку или попадает как рассеянный свет, вуалирующий изображение и снижающий его контраст. Особенно много такого ненужного освещения создают ярко флюоресцирующие участки экрана, не прикрытые объектом съемки. Поэтому при флюорографии грудной клетки свободные места экрана над плечевой областью следует хотя бы частично прикрывать рентгеноконтрастным материалом. В какой-то степени эту задачу выполняют свинцовые буквы и цифры, применяемые для маркировки флюорограмм.
В вуалировании (ухудшении) изображения принимает участие свет, отражающийся от пленки, а также прошедший сквозь пленку и отразившийся от задней пластинки, прижимающей пленку к кадровому окну. Если нарушен слой черной матовой краски, покрывающей поверхность внутри фотокамеры, вуаль от отраженного света увеличивается. Поэтому с флюорографом нужно обращаться очень бережно.
Для характеристики качества флюорографического изображения необходимо отметить еще одну важную особенность флюорограмм, отличающую их от стандартных рентгенограмм. Дело в том, что в теории информации изображения подразделяются на коррелированные и декоррелированные. В коррелированном изображении отчетливо видны все связи между элементами, что в ряде случаев приводит к избыточной информативности изображения и затруднениям при поиске главного. Так, на карте звездного неба не сразу удается увидеть определенные созвездия из-за большого количества других звезд. На декоррелированном изображении взаимосвязи частично уменьшены или устранены. Зато крупные, существенные детали сразу бросаются в глаза. Изображение на флюорограмме по сравнению со стандартной рентгенограммой является частично декоррелированным. Это облегчает и ускоряет восприятие главных элементов изображения. Именно это свойство флюорограмм, а не только дешевизна, быстрота и простота их производства делает флюорографию пока незаменимой методикой для массовых проверочных обследований населения.
