Основы компьютерной томографии

28 Января в 13:29 3576 0


КТ - это метод исследования, использующий рентгеновское излучение для создания поперечных томографических изображений. Рентгеновские лучи возникают в рентгеновской трубке и коллимируются в веерообразный или конусообразный пучок, который проходит через объект от источника излучения к приемнику излучения (рис. 1). 

Принцип работы сканера мультиспирального компьютерного томографа. Вращающаяся рентгеновская трубка производит конусовидный пучок лучей, который проходит через пациента, находящегося в гентри. Ослабленные рентгеновские лучи собираются множественными рядами детекторов.
Рис. 1. Принцип работы сканера мультиспирального компьютерного томографа. Вращающаяся рентгеновская трубка производит конусовидный пучок лучей, который проходит через пациента, находящегося в гентри. Ослабленные рентгеновские лучи собираются множественными рядами детекторов.

После частичного поглощения и рассеяния остающиеся рентгеновские лучи регистрируются детекторами на противоположной стороне сканера (рис. 2). Профиль ослабления, зарегистрированный детекторами, является результатом суммарного ослабления излучения тканями. Собирая большое количество профилей ослабления при вращении трубки и детекторов, можно вычислить вклад ослабления рентгеновского излучения локального участка ткани в поперечном сечении. Минимальное количество профилей, требуемых для выполнения этого вычисления, получают при вращении рентгеновской трубки и датчиков на 180°. Количественно степень ослабления излучения в КТ, выраженная в единицах Хаунсфилда (HU), может быть вычислена следующим образом: 
где μtissue - коэффициент ослабления ткани; μwater - коэффициент ослабления воды. 

Принцип работы компьютерного томографа. Многократные профили ослабления от различных углов получены во время вращения системы датчика и рентгеновской трубки на 180 градусов. В случае спиральной компьютерной томографии профили ослабления интерполируются по продольной оси, создавая полные наборы данных для каждого аксиального среза. Аксиальные изображения создаются из интерполированных наборов данных, используя алгоритм обратных проекций.
Рис. 2. Принцип работы компьютерного томографа. Многократные профили ослабления от различных углов получены во время вращения системы датчика и рентгеновской трубки на 180 градусов. В случае спиральной компьютерной томографии профили ослабления интерполируются по продольной оси, создавая полные наборы данных для каждого аксиального среза. Аксиальные изображения создаются из интерполированных наборов данных, используя алгоритм обратных проекций.


По определению, относительная рентгеновскакя плотность воды составляет 0 HU, у воздуха (слабое ослабление) относительная рентгеновская плотность составляет около -1000 HU. Кость, так же как металл (высокое ослабление), имеет относительную рентгеновскую плотность более 1000 HU и будет отображаться на экране монитора белым цветом; ткани с низким ослаблением, такие как воздух или легкие, будут черными. У мягких тканей относительная рентгеновская плотность может достигать 150 HU, у жировой ткани - ниже 0. 

Относительная рентгеновская плотность крови после контрастного усиления должна быть около 200-500 HU. В матрице изображения заранее определенного размера (512×512 или 1024×1024) каждый элемент (пиксель) отражает среднее значение рентгеновской плотности ткани в этой локализации, которое может быть показано с использованием шкалы яркости. Поскольку человеческий глаз может дифференцировать только ограниченное количество оттенков серого, параметры электронного окна должны быть настроены таким образом, чтобы показать и дифференцировать интересующие структуры (рис. 3).

Аксиальная компьютерная томограмма груди. Аксиальное изображение груди на уровне левой главной венечной артерии. Одно и то же изображение показано с использованием "легочного" окна (используется для оценки паренхимы легкого, А) и "кардиального" окна (используется для оценки сердечных структур, Б). Изображение показано таким образом, как будто мы смотрим на пациента со стороны ног.
Рис. 3. Аксиальная компьютерная томограмма груди. Аксиальное изображение груди на уровне левой главной венечной артерии. Одно и то же изображение показано с использованием "легочного" окна (используется для оценки паренхимы легкого, А) и "кардиального" окна (используется для оценки сердечных структур, Б). Изображение показано таким образом, как будто мы смотрим на пациента со стороны ног.

Dudley J. Pennell, Udo P. Sechtem, Sanjay Prasad и Frank E. Rademakers 
Магнитно-резонансная томография сердца
Похожие статьи
показать еще
 
Сердечно-сосудистая хирургия