PART_5 (1032169)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

§5. Конструкции рентгеновских компьютерных томографов

Мы хотим от любого томографа:

1. Получать произвольно ориентированные сечения

2. Обеспечивать нужную лучевую нагрузку

3. Время измерений

4. Достоверность получаемых результатов

Конструкции томографов разделяются на пять поколений:

Первый тип

Может быть построена с использованием:

– одного источника.

– одного приемника.

И РИ – источник рентгеновского излучения.

ИД – информационный детектор.

ИО – исследуемый объект.

для получения изображения необходимо осуществить два вида движения: поступательное и вращательное. Рассмотренная модель достаточно проста и может быть отнесена к медленнодействующим.

Применение: Исследование головы,

Нейрофизиология,

Нейрохирургия

Второй тип.

t _изм=2c.

Используются несколько приемников, соединенных в блок.

При увеличении шага по углу, число поворотов уменьшается. Применяются поступательное и вращательное движение.

Достоинства:

Получение высокой пространственной разрешающей способности при приемлемом времени сбора данных и восстановления изображения.

Недостатки:

Сложности, связанные с приемом и предварительной обработки информации.

Третий тип.

Д остоинства:

Исключение двух видов движения элементов сканирующего устройства (осуществляется лишь вращательное движение). Малое время сканирования за счет непрерывного вращательного движения.

Недостатки:

Существует необходимость создания высокоточной механической конструкции, обеспечивающей минимальное биение на оси подшипника.

Необходимость формирования веерного рентгеновского пучка с высокими показателями по равномерности. Необходимость создания стабильной линейки идентичных детекторов с высоким КПД. Необходимы вычислительные средства для обработки данных с высокой производительностью и в реальном времени.

Необходимы новая формула обращения, новые алгоритмы и конструкции.

Четвертый тип.

Недостатки:

Сложности с построением круговой детектирующей системы, с высокими характеристиками.

Пятый тип.

С остоит из круговой линейки детекторов и группы источников рентгеновского излучения. Томограф 6-ого поколения использует трубу детектора и конический пучок.

Артефакты рентгеновской компьютерной томографии

Полихроматический артефакт

П
усть есть объект, и мы его освещаем, излучение, проходящее через объект, ослабевает. Затем мы объект поворачиваем и опять облучаем, излучение ослабевает, но элемент объекта освещается разными излучениями.

Х
арактеристики элемента будут давать разный вклад в проекцию и появляется погрешность проекционных данных, из-за чего возникают артефакты. Полихроматические артефакты вызваны тем, что томография оперирует изображениями, полученными под разными ракурсами.

Реальный источник имеет немонохроматическое излучение, а некоторый спектр. Когда излучение распределяется через объект, то спектр меняется. Более мягкое поглощается более жестко остается.

Полихроматический артефакт вызван функцией получения данных.

Методы борьбы с артефактами

Делать излучение монохроматическим

Делать предварительное ужесточение луча

Принципиальное решение дает метод 2-х экспозиций.

Он состоит в том, что линейный коэффициент поглощения, оказывается, зависим от энергии

1-ое слагаемое описывает фотоэлектрическое поглощение излучения с энергией Е.

2-ое – колептоновское рассеяние ((E)-известна)

тогда проекционные данные

dS – элемент длины

Если имеем

Следовательно

Поэтому восстановление сводится к определению чисел А₁ и А₂ ,которые не зависят от энергии, следовательно q₁, q₂ и  не будут иметь артефактов.

Значения А₁ и А₂ получают при измерении интенсивности излучения прошедшего через объект для 2-х различных спектральных зон.

S₁(E) и S₂(E), которые получаются различными способами: либо измерением анодных напряжений на трубке, либо использованием двух приемников с различными фильтрами.

S₁ и S₂ выбирают такими , чтобы система

имела решение.

Решая эту системы, определим А₁ и А₂ , а затем . Полихроматические артефакты удалось избежать за счет увеличения лучевой нагрузки.

Характеристики качества изображения

1 – СТ7800(IIп)

2 – СТ8800(IIIп)

3 – ЕМИ(IIIп)

МПИ – Модуляционная передаточная функция

1. Погрешности вызваны

1. Объектом исследования (его движение, взаимодействие, изменение плотности)

2. Механическими узлами сканирования

3. Рентгеновским излучателем (размер рентгеновской трубки, однородность пучка излучения)

- однородность пучка изменения

1. Коллиматором

2. Детектором

1. 1. Алгоритмы, их реконструкции

1. Методы предварительной обработки информации

МПФ определяется экспериментально на фантомах.

Реконструкция томографии представляет собой дискретное изображение. При исследовании томографов проводят сравнение реконструированной томограммы с математическим фантомом.

Сравнение бывает визуальным:

Вводят следующие характеристики:

1. - нормированная среднеквадратическая мера различия

Фактически, d говорит об артефактах, т.е. есть зоны, где d велико.

1. - нормированная абсолютная мера различия

Фиксирует наличие большого числа малых ошибок.

e – мера, которая соответствует различию в наихудшем случае.

Очень сильное влияние на погрешность оказывает движение пациента.

а – линейное движение

б – движение перестатики

в – легочное движение

г – сердечно-сосудистое движение

Метод борьбы – круговое сканирование объекта, т.е. увеличение угла обзора. Хоунcфилд ввел число для оценки качества томограмм.

Элементы объема

Линейный коэффициент ослабления тканей  определяют т.о.: пусть -вероятность того, что фотон с энергией е, который входит в однородный слой ткани толщиной t, перпендикулярно поверхности, не поглотился и не рассеется, т.е. -степень пропускания данным слоем фотона с энергией е.

Вводят _отн для линейного ослабления энергии е, которое записывается:

t- ткань при рабочем измерении

а – в-во при колибровачных измерениях.

• Для точек вне области реконструкции исследуемого V, _опт=0

• Для точек внутри области реконструкции _е^а=const.

Теперь посмотрим, как меняется _отн:

Слой толщиной 1.3 см разобьем на квадраты с размерами 1.3*1.3 см – элемент объема калибровки, число Хоуиз Финда (ЧХ) называется средним значением в элементе объема V=(1,3*1,3*1,3)см, относительного линейного ослабления. При калибровочных измерениях в качестве фонового материала принимают воду, поэтому томографы калибруют трехлитровыми банками с водой.

Для воды число Хоуиз Финда равно нулю.

Для воздуха –1000, 500.

Поэтому томография позволяет получать ЧХ от –1000 до 1000.

Рентген обладает колоссальной разрешающей способность:70 лин/мм

Достоинства томографа: Дает колоссальное разрешение (1000 град.).

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций