БілоруськийДержавний Медичний Університет
Рефератз фізики на тему:
В«Рентгенівськакомп'ютерна томографія В»
Виконала:студентка Пріцкер М.А.
1 курс, лікувальнийфакультет, гр. 112
Мінськ 2009
В«Рентгенівськакомп'ютерна томографія В»
Історіяпояви
Томографія - методнеруйнівного пошарового дослідження внутрішньої структури об'єкта за допомогоюйого багаторазового просвічування в різних пересічних напрямах.
Раніше під томографієюрозумівся метод рентгенологічного дослідження, за допомогою якого можнавиробляти знімок шару, що лежить на певній глибині досліджуваного об'єкта.Він був запропонований через кілька років після відкриття рентгенівських променів і бувзаснований на переміщенні двох із трьох компонентів (рентгенівська трубка,рентгенівська плівка, об'єкт дослідження). Найбільшого поширення набувметод зйомки, при якому досліджуваний об'єкт залишався нерухомим, арентгенівська трубка і касета з плівкою узгоджено переміщалися впротилежних напрямках. Такий метод є застарілим і отримавназву класична томографія або лінійна томографія.
Рентгенівськакомп'ютерна томографія - томографічний метод дослідженнявнутрішніх органів людини з використанням рентгенівського випромінювання.
Комп'ютерна томографія-в широкому сенсі, синонім терміна томографія (так як всі сучаснітомографічні методи реалізуються за допомогою комп'ютерної техніки); у вузькомусенсі-синонім терміну рентгенівська комп'ютерна томографія, так як самецей метод поклав початок сучасної томографії. Він був запропонований у 1972 рГодфрі Хаунсфілда і Алланом Кормаком, удостоєними за цю розробкуНобелівської премії. Метод заснований на вимірюванні і складній комп'ютерній обробцірізниці ослаблення рентгенівського випромінювання різними за щільністю тканинами(Залежність лінійного коефіцієнта поглинання m в рентгенівському діапазоні відскладу і щільності речовини).
Принципроботи
При фіксованомуположенні джерела випромінювання S на фотоплівці утворюється тіньове зображення,що є сумою проекцій всіх верств об'єкта О, через які проходить пучок.Якщо в процесі зйомки синхронно переміщати джерело і фотоплівку (або джерелоі об'єкт, об'єкт і фотоплівку) так, щоб пучок проходив в процесі експозиціїтільки через один і той же ділянку об'єкта в шарі F, то зображення І цієї ділянкивийде найбільш чітким, зображення інших ділянок виявляться"Розмазали". Цей метод не дозволяє повністю позбутися віднакладення проекцій інших ділянок на досліджуваний; крім того, тривалістьекспонування, що підвищує контраст, для живих організмів обмеженадопустимими дозами опромінення.
В основі сучаснихметодів рентгенівської томографії лежить інший підхід: вони базуються назастосуванні потужних обчислювальних методів обробки даних, одержуванихтомографічних скануванням, один з варіантів якого наведено на малюнку.
Вузький пучокрентгенівського випромінювання від джерела S, сформований коллиматором К,просвічує об'єкт О, після чого реєструється детектором Д. При синхронномупереміщенні джерела і детектора вздовж деякого напрямку х здійснюєтьсяпоследоват.ельное сканування всіх ділянок об'єкта
Вимірювання повторюються длядекількох напрямків сканування щодо об'єкта. Для прискорення зйомкизастосовують декілька джерел (S1,S2, S3)або переміщається джерело з розбіжним "віяловим" пучком,розподіл інтенсивності в якому вимірюється двовимірним координатно-чутливихдетектором. Для відновлення розподілу m, а отже, щільності таскладу речовини за обсягом об'єкта використовують спеціальні алгоритми обробкиданих на комп'ютері. Синтезуючи далі картину розподілу щільності тканиноб'єкта в різних перетинах, можна встановити межі здорових і ураженихділянок, наприклад, при дослідженнях пухлин мозку, патологічних змінахсерця, судин, ураженнях кісткової тканини і в інших випадках, коли прямадіагностика утруднена або взагалі неможлива.
Поколіннякомп'ютерних томографів
Прогрес КТ томографівбезпосередньо пов'язаний із збільшенням кількості детекторів, тобто із збільшеннямчисла одночасно збираються проекцій.
Апарат 1-го поколінняз'явився в 1973 р. КТ апарати першого покоління були покроковими. Була однатрубка спрямована на один детектор. Сканування проводилося крок за крокомроблячи по одному обороту на шар. Один шар зображення обрабативлся близько 4хвилин.
У 2-му поколінні КТапаратів використовувався віяловий тип конструкції. На кільці обертання навпротирентгенівської трубки встановлювалося кілька детекторів. Час обробкизображення склало 20 секунд.
3-її поколіннякомп'ютерних томографів ввело поняття спіральної комп'ютерної томографії.Рух трубки та детекторів, за один крок столу синхронно здійснювала повнеобертання за годинниковою стрілкою, що значно зменшило час дослідження.Збільшилася і кількість детекторів. Час обробки та реконструкцій помітнозменшилося.
4-е покоління має1088 люмінісцентних датчика розташованих по всьому кільцю гантрі. Обертаєтьсялише рентгенівська трубка. Завдяки цьому методу час обертання скоротилося до0,7 секунд. Але суттєвої відмінності в якості зображень з КТ апаратами3-го покоління не має.
Змінавікна зображення
Звичайний комп'ютерниймонітор здатний відображати до 256 градацій сірого кольору, деякіспеціалізовані медичні апарати здатні показувати до 1024 градацій. Взв'язку зі значною шириною шкали Хаунсфілда і нездатністю існуючихмоніторів відобразити весь її діапазон у чорно-білому спектрі, використовуєтьсяпрограмний перерахунок сірого градієнта залежно від інтересуемогоінтервалу шкали. Чорно-білий спектр зображення можна застосовувати як у широкомудіапазоні (В«вікніВ») денситометричних показників (візуалізуються структуривсіх густин, однак неможливо розрізнити структури, близькі по щільності),так і в більш-менш вузькому із заданим рівнем його центру і ширини (В«легеневевікно В»,В« м'якотканні вікно В»і т. д.; в цьому випадку втрачається інформація проструктурах, щільність яких виходить за межі діапазону, однак добрепомітні структури, близькі по щільності). Простіше кажучи, зміна центру вікнаі його ширини можна порівняти із зміною яскравості і контрастності зображеннявідповідно.
Спіральнакомп'ютерна томографія
Спіральна КТвикористовується в клінічній практиці з 1988 року. Спіральне скануванняполягає в одночасному виконанні двох дій: безперервного обертанняджерела - рентгенівської трубки, генеруючої випромінювання, навколо тіла пацієнта,і безперервного поступального руху столу з пацієнтом уздовж поздовжньої осісканування z через апертуру гантрі. У цьому випадку траєкторія рухурентгенівської трубки, щодо осі z - напрямку руху столу з тіломпацієнта, прийме форму спіралі.
На відміну відпослідовної КТ швидкість руху столу з тілом пацієнта може прийматидовільні значення, визначені цілями дослідження. Чим вище швидкістьруху столу, тим більше протяжність області сканування. Важливо те, щошвидкість руху столу може бути в 1,5-2 рази більше товщини томографічногошару без погіршення просторового дозволу зображення.
Технологія спіральногосканування дозволила значно скоротити час, що витрачається наКТ-дослідження та істотно зменшити променеве навантаження на пацієнта.
Багатошаровакомп'ютерна томографія
Багатошарова(В«МультиспіральнаВ», В«мультизрізовийВ» комп'ютерна томографія - МСКТ) булавперше представлена ​​в 1992 році. Принципова відмінність МСКТ томографів відспіральних томографів попередніх поколінь у тому, що по окружності гантрірозташовані не один, а два і більше ряди детекторів. Для того, щобрентгенівське випромінювання могло одночасно прийматися детекторами,розташованими на різних рядах, була розроблена нова - об'ємнагеометрична форма пучка. У 1992 році з'явилися перші двухсрезовие(Двухспіральной) МСКТ томографи з двома рядами детекторів, а в 1998 році -четирехсрезовие (чет...
