Рентгеновский спиральный компьютерный томограф Siemens Somatom Emotion (стр. 3 из 4)

Рисунок 8 – Схема рентгеновской компьютерной томографии.

1 – излучатель; 2 – круговой ячеистый детектор; 3 – компьютер; 4 – система получения изображения.

Известно, что при одинаковой энергии рентгеновского излучения материал с большей относительной молекулярной массой будет поглощать рентгеновское излучение в большей степени, чем вещество с меньшей относительной молекулярной массой. Подобное ослабление рентгеновского пучка может быть легко зафиксировано. Однако на практике мы имеем дело с совершенно неоднородным объектом – телом человека. Поэтому часто случается, что детекторы фиксируют несколько рентгеновских пучков одинаковой интенсивности в то время, как они прошли через совершенно различные среды. Это наблюдается, например, при прохождении через однородный объект достаточной протяженности и неоднородный объект с такой же суммарной плотностью. При вращении рентгеновской трубки вокруг тела пациента детекторы регистрируют 1,5–6 млн. сигналов из различных точек (проекций) и, что особенно важно, каждая точка многократно проецируется на различные окружающие точки. При регистрации ослабленного рентгеновского излучения на каждом детекторе возбуждается ток, соответствующий величине излучения, попадающего на детектор. В системе сбора данных ток от каждого детектора преобразуется в цифровой сигнал и после усиления подается в ЭВМ для обработки и хранения. Только после этого начинается собственно процесс восстановления изображения.

Восстановление изображения среза по сумме собранных проекций является чрезвычайно сложным процессом, и конечный результат представляет собой некую матрицу с относительными числами, соответствующую уровню поглощения каждой точки в отдельности.

В компьютерных томографах применяются матрицы первичного изображения 256х256, 320х320, 512х512 и 1024х1024 элементов. Качество изображения растет при увеличении числа детекторов, увеличении количества регистрируемых проекций за один оборот трубки и при увеличении первичной матрицы. Увеличение количества регистрируемых проекций ведет к повышению лучевой нагрузки, применение большей первичной матрицы – к увеличению времени обработки среза или необходимости устанавливать дополнительные специальные процессоры видеоизображения. За одно сканирование получают два соприкасающихся между собой среза толщиной 10 мм каждый. Картина среза восстанавливается на матрице размером 160х160. Полученные коэффициенты поглощения выражают в относительных единицах шкалы, нижняя граница которой (-1000 ед. Н.) (ед. Н. – единицы Хаунсфильда или числа компьютерной томографии) соответствует ослаблению рентгеновских лучей в воздухе, верхняя (+1000 ед. Н.) – ослаблению в костях, а за ноль принимается коэффициент поглощения воды. Различные ткани мозга и жидкие среды имеют разные по величине коэффициенты поглощения. Например, коэффициент поглощения жира находится в пределах от -100 до 0 ед. Н., спинно-мозговой жидкости – от 2 до 16 ед. Н., крови – от 28 до 62 ед. Н. Это обеспечивает возможность получать на компьютерных томограммах основные структуры органов и многие патологические процессы в них. Чувствительность системы в улавливании перепада рентгеновской плотности в обычном режиме исследования не превышает 5 ед. Н., что составляет 0,5%. На экране дисплея высоким значениям плотности (например, кости) соответствует светлые участки, низким – темные. Градационная способность экрана составляет 15–16 полутоновых ступеней, различаемые человеческим глазом. На каждую ступень, таким образом, приходится около 130 ед. Н.

Известно, что качество визуализации анатомических образований и очагов поражения зависит в основном от двух факторов: размера матрицы, на которой строится томограмма, и перепада показателей поглощения. Величина матрицы может оказывать существенное влияние на точность диагностики. Так, количество ошибочных диагнозов при анализе томограмм на матрице 80х80 клеток составляло 27%, а при работе на матрице 160х160 – уменьшилось до 11%.

Компьютерный томограф обладает двумя видами разрешающей способности: пространственной и по перепаду плотности. Первый тип определяется размером клетки матрицы (обычно – 1,5х1,5 мм), второй равен 5 ед. Н. (0,5%). Обычная рентгенография позволяет уловить минимальную разницу по плотности между соседними участками в 10–20%. Однако при очень значительном перепаде плотностей рядом расположенных структур возникают специфические для данного метода условия, снижающие его разрешающую способность, так как при построении изображения в этих случаях происходит математическое усреднение и при этом очаги небольших размеров могут быть не обнаружены. Чаще это происходит при небольших зонах пониженной плотности, расположенных вблизи массивных костных структур (пирамиды височных костей) или костей свода черепа. Важным условием для обеспечения проведения компьютерной томографии является неподвижное положение пациента, ибо движение во время исследования приводят к возникновению артефактов – наводок: полос темного цвета от образований с низким коэффициентом поглощения (воздух) и белых полос от структур с высоким КП (кость, металлические хирургические клипсы), что также снижает диагностические возможности.

3. Спиральная компьютерная томография

Спиральная КТ используется в клинической практике с 1988 года, когда компания SiemensMedicalSystems представила первый спиральный компьютерный томограф. Спиральное сканирование заключается в одновременном выполнении двух действий: непрерывного вращения источника – рентгеновской трубки, генерирующей излучение, вокруг тела пациента, и непрерывного поступательного движения стола с пациентом вдоль продольной оси сканирования z через апертуру гантри. В этом случае траектория движения рентгеновской трубки, относительно оси z– направления движения стола с телом пациента, примет форму спирали.

В отличие от последовательной КТ скорость движения стола с телом пациента может принимать произвольные значения, определяемые целями исследования. Чем выше скорость движения стола, тем больше протяженность области сканирования. Важно то, что скорость движения стола может быть в 1,5–2 раза больше толщины томографического слоя без ухудшения пространственного разрешения изображения.

Технология спирального сканирования позволила значительно сократить время, затрачиваемое на КТ-исследование и существенно уменьшить лучевую нагрузку на пациента.

Компьютерная томография широко используется в медицине для нескольких целей:

Как скрининговый тест. Скрининг (screening) – просмотр, отбор, в медицине используется для исключения потенциально серьезного диагноза в группах риска.

Компьютерная томография часто используется, как скрининг при следующих состояниях:

- Головная боль

- Травма головы, не сопровождающаяся потерей сознания

- Обморок

- Исключение рака легких. В случае использования компьютерной томографии для скрининга, исследование делается в плановом порядке.

Для диагностики по экстренным показаниям – экстренная компьютерная томография

- Тяжелые травмы

- Подозрение на кровоизлияние в мозг

- Подозрение на повреждение сосуда (например, расслаивающая аневризма аорты)

- Подозрение на некоторые другие острые повреждения полых и паренхиматозных органов (осложнения, как основного заболевания, так и в результате проводимого лечения)

Компьютерная томография для плановой диагностики

- Большинство КТ исследований делается в плановом порядке, по направлению врача, для окончательного подтверждения диагноза. Как правило, перед проведением компьютерной томографии, делаются более простые исследования – рентген, УЗИ, анализы.

Для контроля результатов лечения.

Для проведения лечебных и диагностических манипуляций, например пункция под контролем компьютерной томографии и др.

3.1 Спиральный компьютерный томограф Emotion (Siemens)

Все томографы фирмы SIEMENS объединяет единый интерфейс пользователя – syngo. Помимо стандартных закладок Examination, Viewing, Filming имеется закладка 3D с возможностями осуществлений MPR – (в реальном времени) и MIP-реконструкций.

Программно и технически (в комплект поставки вошел автоматический инъектор Medrad CT Tripak CTP-200-FLS) реализованы возможности КТ-ангиографии. Имеется опциональная программа Pulmo CT для исследования легочной эмфиземы.

Рисунок 9 – Интерфейс пользователя

Печать изображений на пленку осуществляется с помощью термопринтера AgfaDrystar 3000. Эта модель обрабатывает пленку по сухому процессу (без растворов) и весьма неприхотлива в эксплуатации, что можно сказать исходя из годового опыта ее использования в НИИ онкологии в Минске.

Современный спиральный компьютерный томограф с длительностью спирали до 100 сек, пространственным разрешением до 0,32 мм и обеспечением отличного диагностического качества изображения (специфицированного низкоконтрастного и высококонтрастного разрешения). Двойной ряд датчиков позволяет за одно сканирование получать два среза, что значительно убыстряет время исследования. Поставляется в двух возможных вариантах: с минимальной длительностью полного 360° скана 1 сек. или 0,8 сек. Предоставляет удобство работы, эргономичность, комфорт как для пациента, так и для персонала (толщина гентри всего 56 см, интегрированный в гентри индикатор контроля за задержкой дыхания, лазерные маркеры для позиционирования пациента, встроенный в гентри монитор основных параметров сканирования) и включет в полном объеме низкодозные Сименс-технологии (UFC детектор, CAREFilter, CAREDose, CAREVision с HandCARE, SoftSCAN, PediatricSCAN, PreventiveCARE и пр.). Обеспечивает безопасность проведения обследований для пациента как с точки зрения минимизации лучевой нагрузки, так и с точки зрения эффективности используемых режимов сканирования.