Материал: Симонов Томографические измерителные информационные системы 2011

тановки для получения данных, необходимых для рентгеновской томографии.

Рис. 1.26. ПЭТ-томограф (а), одновременно снимаются 240 проекций. Определяется распределение изотопа, излучающего позитроны, по вторичному гамма-излучению (б)

Рис. 1.27. Эскиз типичного сканера для реконструктивной рентгеновской томографии

41

Рентгеновская трубка содержит один источник излучения, а приемная система содержит множество детекторов (сотни) рентгеновского излучения. Пусть рентгеновская трубка и коллиматор расположены по одну сторону от пациента, а детекторная система

– по другую и обе они неподвижны. Пациент помещен на ложемент стола, который перемещается с постоянной скоростью. Облучая пациента веерным пучком рентгеновского излучения через равные интервалы времени и детектируя рентгеновское излучение на другой стороне, можно построить двумерную рентгеновскую проекцию некоторой области тела пациента, которая весьма сходна с изображением на обычной рентгеновской пленке. Подобная проекция представлена на рис. 1.28, а.

Рис. 1.28. Рентгенограмма (а) (штриховой линией указано положение томографической плоскости), синограмма проекционных данных (б), синограмма данных свертки (в) и реконструктивная томограмма (г)

42

Точечная яркость является показателем полного поглощения рентгеновского излучения на пути от источника к детектору. Такой способ получения изображения не является реконструктивной томографией, а лишь одной из альтернатив метода получения изображения с помощью рентгеновского излучения.

В реконструктивной томографии пациент неподвижен, а рентгеновская трубка и детекторная система вращаются вокруг пациента. Веерный пучок излучения от источника к детектору определяет плоскость сечения тела пациента. На рис. 1.28, а местонахождение этой плоскости показано штриховой линией.

Экспериментальные данные отсчитывают в моменты времени, когда источник и детекторы занимают последовательно ряд фиксированных положений, называемых ракурсами. Для каждого ракурса измерения отсчитывают всеми детекторами. Показания всех детекторов для всех ракурсов представляют собой синограмму (рис. 1.28, б). Интенсивности синограмм пропорциональны линейным интегралам распределения линейного коэффициента поглощения рентгеновского излучения между источником и соответствующим детектором.

По этим линейным интегралам при помощи алгоритма реконструкции можно получить двумерное изображение распределения линейного коэффициента поглощения излучения в том слое тела пациента, какое изображение представлено на рис. 1.28, г.

Поскольку коэффициенты поглощения излучения у разных тканей различны, имеется возможность очертить границы органов и отличить здоровую ткань от опухолей. Так, при помощи реконструктивной томографии получают информацию о слоях поперечных сечений человеческого тела без хирургического вмешательства. Снимок на рис. 1.28, в является синограммой «свернутых» проекционных данных (смысл которых будет объяснен в гл. 2 и 3).

На рис. 1.29 показан первый отечественный медицинский рентгеновский компьютерный томограф для всего тела человека РКТ–01.

Весьма перспективной является схема динамического проекционного регистратора (динамического рентгеновского компьютерного томографа) (рис. 1.30). Его особенностью является то, что достаточно мощный электронный луч сканируется в течение порядка 50 мс

43

специальной магнитной системой по периметру большой мишени, охватывающей тело пациента. Электронный луч формирует рентгеновское излучение, которое попадает на детекторную систему.

Рис. 1.29. Снимок рентгеновского компьютерного томографа для всего тела человека РКТ–01

Электронный пуск

Рис. 1.30. Схема динамического рентгеновского томографа для исследования коронарных сосудов сердца

44

На рис. 1.31 показана фотография динамического рентгеновского томографа фирмы «Иматрон»(США).

Рис. 1.31. Динамический рентгеновский томограф фирмы «Иматрон» (а)

иобъемная томограмма сердца (б)

1.5.Анализ технических характеристик рентгеновских компьютерных томографов

Современная рентгеновская компьютерная томография ориентирована на получение изображения любого поперечного сечения тела человека с дифференциацией мягких тканей по плотности. Эффективность применения рентгеновских компьютерных томографов предопределяется большим количеством факторов, как экономического, так и технического характера. К ним относятся в первую очередь стоимость и возможность серийного выпуска компьютерных томографов для оснащения широкого круга клинических учреждений.

Важной является так же доза облучения, которую получает пациент при обследовании и от которой зависит возможное количество срезов, производимых при одном обследовании.

Не менее важным представляется такой параметр, как время сканирования. Важность этого параметра особенно проявляется в тех случаях, когда осуществляется обследование органов тела че-

45