Реферат на тему:

«Рентгенівська комп'ютерна томографія»

РОЗВИТОК КОМП'ЮТЕРНОЇ ТОМОГРАФІЇ

Винахід рентгенівської томографії з обробкою одержуваної ін-формації на ЕОМ виробив переворот у області отримання зображення в медицині. Вперше повідомив про нове методі інженер G.Hounsfield (1972). Апарат, виготовлений і випробуваний групою інженерів англійської фірми "EMI", одержав назву ЕМІ-сканера. Його застосовували тільки для дослідження головного мозку.

G.Hounsfield в своєму апараті використовував кристалічний детектор з фотоелектронним помножувачем (ФЕУ), проте джерелом була трубка, жорстко пов'язана з детектором, яка робила спочатку поступальне, а потім обертальний (1o) рух при постійному включенні рентгенівського випромінювання. Такий пристрій томографа дозволяв одержати томограмму за 4-20 мін.

Рентгенівські томографи з подібним пристроєм (I покоління) прі-менялісь тільки для дослідження головного мозку. Це пояснювалося як великим часом дослідження (візуалізація тільки нерухомих об'ек-тов), так і малим діаметром зони томографірованія до (24 см). Проте одержуване зображення несло велику кількість додаткової діаг-ностічеськой інформації, що послужило поштовхом не тільки до клінічного застосування нової методики, але і до подальшого вдосконалення самої апаратури.

Другим етапом в становленні нового методу дослідження був випуск до 1974 р. комп'ютерних томографів, що містять декілька детекторів. Після поступальної ходи, яка вироблялася швидше, ніж у апаратів I покоління, трубка з детекторами робила поворот на 3-10o, що сприяло прискоренню дослідження, зменшенню променевого навантаження на пацієнта і поліпшенню якості зображення. Проте час отримання однієї томограмми (20-60 з) значно обмежував застосування томографів II покоління для дослідження всього тіла зважаючи на неминучі артефакти, що з'являються через довільні і мимовільні рухи. Аксіальні комп'ютерні рентгенівські томографи даної генерації знайшли широке застосування для дослідження головного мозку в неврологічних і нейрохірургічних клініках.

Отримання якісного зображення зрізу тіла людини на будь-якому рівні стало можливим після розробки в 1976-1977 рр. комп'ютерних томографів III покоління. Принципова відмінність їх полягала у тому, що було виключено поступальну ходу системи трубка-детектори, збільшені діаметр зони дослідження до 50-70 см і первинна матриця комп'ютера (фірми "Дженерал Електрик", "Пікер", "Сименс", "Тошиба", "ЦЖР"). Це привело до того, що одну томограмму стало можливим одержати за 3-5 з при обороті системи трубка-детектори на 360o. Якість зображення значно покращала і стало можливим обстеження внутрішніх органів.

З 1979 р. деякі провідні фірми почали випускати комп'ютерні томографи IV покоління. Детектори (1100-1200 шт.) в цих апаратах розташовані по кільцю і не обертаються. Рухається тільки рентгенівська трубка, що дозволяє зменшити час отримання томограмми до 1-1,5 з при повороті трубки на 360o. Це, а також збір інформації під різними кутами збільшує об'єм одержуваних відомостей при зменшенні витрат часу на томограмму.

У 1986 р. відбувся якісний стрибок в апаратобудуванні для рентгенівської комп'ютерної томографії. Фірмою "Іматрон" випущений компь-ютерний томограф V покоління, працюючий в реальному масштабі часу. У 1988 р. комп'ютерний томограф "Іматрон" куплений фірмою "Пікер" (США) і тепер він називається "Фастрек".

Враховуючи зацікавленість клінік в придбанні комп'ютерних томографів, з 1986 р. визначився напрям по випуску "дешевих" компактних систем для поліклінік і невеликих лікарень (М250,"Меди- тік";2000Т,"Шимадзу";СТ МАХ,"Дженерал Електрик"). Володіючи деякими обмеженнями, пов'язаними з числом детекторів або часом і об'ємом збираної інформації, ці апарати дозволяють виконувати 75-95% (у за-вісимості від виду органу) досліджень, доступних "великим" компьютер-ним томографам. [№ 2, стор. 8-10]

ФІЗИЧНІ І ТЕХНІЧНІ ОСНОВИ ТОМОГРАФІЇ

Принципи утворення пошарового зображення

При виконанні звичної рентгенограми три компоненти - плівка, об'єкт і рентгенівська трубка - залишаються у спокої. Томографічеській ефект можна одержати при наступних комбінаціях: 1) нерухомий об'єкт і рухомі джерело (рентгенівська трубка) і приймач (рентгенографічна плівка, селенова пластина, кристалічний детектор і т.п.) випромінювання; 2) нерухоме джерело випромінювання і рухомі об'єкт і приймач випромінювання; 3) нерухомий приймач випромінювання і рухомі об'єкт і джерело випромінювання. Найбільш поширені томографи з синхронним переміщенням трубки і плівки в протилежних напрямах при

Рис.1 Принцип утворення пошарового зображення.

F0,F1,F2-нулевое,исходное і кінцеве положення фокусу рентгенівської трубки; j-1/2 кута повороту трубки; S-поверхня столу; Т-об'єкт дослідження; О-точка шару, що виділяється; О1, О2-точки, що знаходяться вище і шару, що нижче виділяється; О`, О``-проекції крапки Про на плівці при початковому і кінцевому положеннях фокусу рентгенівської трубки; О1`, O1``-проекции крапки О1 на плівці при тих же положеннях фокусу трубки; О2`, О2``-проекции крапки О2 при тих же положеннях фокусу трубки; О```-проекції всіх крапок на плівці при нульовому положенні рентгенівської трубки.

нерухомому об'єкті дослідження. Рентгенівський випромінювач і кассето-утримувач з приймачем випромінювання (рентгенівська плівка, селенова пластина) сполучають жорстко за допомогою металевого важеля. Вісь обертання важеля (переміщення трубки і плівки) знаходиться над рівнем столу і її можна довільно переміщати.

Як показано на рис.1, при переміщенні трубки з положення F1 в положення F2, проекція крапки Про, яка відповідає осі обертання важеля, постійно знаходитиметься в одному і тому ж місці плівки. Проекція крапки Про нерухома щодо плівки і, отже, її зображення буде чітким. Проекції крапок О1 і О2,находящиеся поза шаром, що виділяється, з переміщенням трубки і плівки міняють своє положення на плівці і, отже, їх зображення буде нечітким, розмаже.Доведено, що геометричним місцем крапок, проекції яких при русі системи нерухомі щодо плівки, є площина, паралельна площині плівки і проходяча через вісь закінчення системи. На томограмме, таким чином, будуть чіткими зображення всіх крапок, що знаходяться в площині на рівні осі обертання системи, тобто в томографічеськом шарі, що виділяється.

На малюнку показано переміщення трубки і плівки по траєкторії пряма-пряма, тобто