6.2 Многосрезовая компьютерная томография.

Рентгеновские томографы высокого разрешения бывают двух типов: спиральные (СКТ) и многосрезовые (мультиспиральные, МСКТ). Мультиспиральные обычно бывают четырех-срезовыми (Рис. 7). Многосрезовый сканер на рисунке 7б позволяет сканировать объект четырьмя спиралями за один оборот трубки. С учетом того, что полный оборот на многосрезовом сканере осуществляется в 2 раза быстрее, чем на обычном спиральном (0,5 и 1 сек. соответственно), достигаются следующие преимущества мультиспирального сканирования: в 8 раз больше объем (протяженность поля сканирования) при равных времени сканирования и разрешении (имеется ввиду толщина среза) (Рис. 7б); в 4 раза быстрее сканирование при равных объеме и разрешении (Рис. 7в); в 4 раза больше разрешение при равных объеме и времени сканирования (Рис. 7г)

Рис.7 . Сравнение спиральных (СКТ) и многосрезовых (мультиспиральных, МСКТ) томографов на примере четырех-срезового сканера.

Рис. 8. Расположение спирали томографа на диагностируемом органе

В отличие от обычного томографа, спиральный томограф вращается непрерывно, не делая пауз. Время исследования при этом намного сокращается. Например, КТ легких проводится за 20-30 секунд. Рис. 9 на примере исследования пирамиды височной кости иллюстрирует принцип копьютерной томографии высокого разрешения. Применены тонкие срезы (0.5 мм) и "острый" алгоритм реконструкции (кернель 90). (Слева) отчетливо видны элементы внутреннего уха - улитка, полукружные канальцы. (В центре) показана проекция продольного сечения височно-нижнечелюстного сустава. (Справа) - холестеатома.

Рис. 9. Принципы компьютерной томографии высокого разрешения (КТВР) на примере исследования пирамиды височной кости.

Рис.10. Металлический стент в аорте. Снимок с обычного компьютерного томографа показан вверху справа

Спиральный томограф также обладает лучшей разрешающей способностью и позволяет диагностировать многие заболевания на ранних стадиях, например, обнаруживать опухоли небольших размеров, когда они еще поддаются лечению. Также появилась возможность "видеть" артерии и вены (Рис. 10).

Мультиспиральные сканеры позволяют одновременно получать 4 изображения («среза») со скоростью до 120 оборотов в минуту - см верхний рисунок. Томограмма получается за несколько секунд. Самая длительная часть процедуры – это впечатывание фамилии пациента в компьютер!

6.3 Компьютерная обработка изображений.

Возможность достоверной реконструкции дозового поля (и, следовательно, структуры объекта диагностики, существенно зависит от режима проведения томографии. Качество получаемого изображения и разрешающая способность метода (например, многосрезовой компьютерной томографии) зависит от правильности выбора таких параметров, как коллимация, напряжение, сила тока и др. Например, изображение, снятое при напряжении 80 кВ более зашумленное, чем снятое при 140 кВ. Учитывая, что с повышением кВ повышается проникающая способность излучения, при диагностике полных пациентов следует использовать более жесткое излучение. Поскольку, зашумленность изображения с ростом силы тока уменьшается, при исследовании объектов с высокой плотностью (плечевой пояс, металлоостеосинтез) целесообразно использовать большие токи. При исследовании мягких тканей можно уменьшить ток, и, следовательно, снизить дозу. На рис.12 представлены изображения снятые при неудачном (слева) и правильном (справа) выборе параметров съемки.

Рис.12 Изображения, полученные при разных значениях параметра съемки.

Не менее важен и выбор параметров и режимов цифровой обработки изображений.

Прежде всего, необходимо правильно выбрать контрастность изображения (параметр контрастности называется кернелем). Влияние величины кернеля на контрастность изображения иллюстрирует рис.13. При кернеле 40 (Рис.13а) изображение более «гладкое», при кернеле 70 (Рис.13б) изображение более «острое». С повышением кернеля повышается контрастная разрешающая способность. Следовательно, для визуализации мягких тканей, характеризующихся низкой контрастностью, рекомендуется более низкий кернель (20-40). Для визуализации высококонтрастных тканей (кости, легочная ткань) необходим более высокий кернель (40-70), обеспечивающий высокое разрешение.

Рис. 13. Влияние алгоритма реконструкции на качество изображения.

При анализе неоднородных структур, в частности, выявления и локализации отдельного включения – очага поражения, аномально сильно сорбирующего радионуклид, важное значение имеет правильный выбор толщины среза. При режиме сканирования полосой, равной толщине среза, очаг, размером меньше половины толщины среза не выявляется (Рис.14а), тогда как при толщине среза, сравнимого с толщиной среза, включение выявляется (Рис.14б).

При реконструкции неоднородной среды существенное значение имеет ширина полосы сканирования (инкремент или интервал реконструкции) и степень перекрытия полос. Рис.14 демонстрирует влияние величины инкремента на качество реконструкции (в данном случае – на обнаружение патологического очага, размеры которого сравнимы с толщиной среза). Толщина аксиальных срезов, из которых построены обе реконструкции, одинакова и равна 5 мм.

Рис. 14. Влияние толщины среза на выявление мелких очагов. Схематическое объяснение. При толщине среза 4 мм очаг диаметром 1,8 мм не выявляется из-за эффекта усреднения. (б) При толщине среза 2 мм очаг выявляется.

При сканировании с инкрементом 5 рис.15а очаг не выявляется, при сканировании с инкрементом 1 мм (Рис.15б), изображение гораздо качественнее, оно практически не страдает от ступенчатого артефакта, который сильно выражен на изображении (Слева). Следовательно, качественную реконструкцию можно получить из толстых срезов (в данном случае 5 мм) с маленьким интервалом реконструкции (1 мм).

Р ис. 15. Влияние интервала реконструкции на выявление мелких очагов. Схематическое объяснение. (а) При интервале реконструкции, равном толщине среза (4 мм), очаг диметром 2,2 мм не выявляется. (б) При реконструкции с двойным перекрытием (интервал реконструкции 2 мм) очаг выявляется.

При не оптимальном сканировании, качество изображения неудовлетворительное из-за выраженного муара, т. е. нежелательных визуальных эффектов ("рябь" на черном фоне) (см. Рис.16 слева). Для ликвидации муара в процессе сканирования может быть задействована специальная функция Descreen (Рис.16, центр). Ряби на черном фоне уже нет, однако исчезла резкость, что особенно хорошо видно по тексту в верхнем левом углу. Связано это с тем, что использовано низкое значения параметра Descreen (100). С повышением Descreen со 100 до 200 качество изображения улучшается (Рис.16, справа)

Рис.16. Использование функции Descreen для улучшения качества изображения (борьбы с муаром).

Нижегородский Государственный Технический Университет им. Алексеева Р.Е.

Реферат на тему

«КОМПЬЮТЕРНАЯ РЕНТГЕНОВСКАЯ ТОМОГРАФИЯ»

Выполнил:

Проверил: