inomed-2013 ШУТИС -2

КОМПЬЮТЕРТ ТОМОГРАФИЙН АППАРАТ

Шинжлэх Ухаан Технологийн Их СургуульЭрчим Хүчний Инженерийн Сургууль

Товч түүх

Английн инженер Годфрей Хаунсфилд физикч, инженерүүдийн хамт Компьютерт Томографи /КТ/-ийн бүтцэд шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг 20 жил судалсны эцэст 1970 онд КТ-ийн үйл ажиллагааг нийтэд танилцуулсан.

Түүний нэрээр Компьютерт томографийн сканыг тооцоолох радио нягтыг хэмжих тоо хэмжээг Hounsfield-ийн хэмжээс гэж нэрлэсэн билээ. Энэ хэмжээс нь Hounsfield-ийн нэгжээр тодорхойлогдох ба (HU гэж тэмдэглэнэ).Агаарт −1000 HU, усаар дамжин өнгөрөхдөө 0 HU, ба ясанд +1000 HU буюу түүнээс дээш хэмжээтэй байдаг.

Компьютерт томографи

Үндсэн зарчим:

N = Noe(-

μx)

1. Өвчтөний биеэр дамжин өнгөрөх рентген туяаны дугаарыг тоолно.2. Олон бүлэг давхаргаас гадна үүссэн дүрсний талбай ба μ-г тооцоолох

Компьютерт томографи

Давуу тал: Олон бүлэг давхаргыг хамарсан

дүрс үүсэхНарийвчлалын зөрүү хамгийн

багаРадиографи: 10%Компьютерт томографи: 0,3%

Компьютерт томографи

Компьютерт томографи

3 хэмжээст дүрсийг 2 хэмжээст рүү хувиргах боловч компьютерт томографийн зүслэгийн үе давхарга нь маш нарийн байна.

Компьютерт томографи

КТ-ийн 1-р үеA. EMI Head Scanner1. Water batha. μbone - μair is large2. Reference detector: outputcalibration = No

3. Pencil X-Ray beama. Limited scatter generation4. Detectorsa. Detect # of X-Rays = Nb. NaI detector5. Matrix Size: 80 x 80

Компьютерт томографи

Gantrya. X-ray tube and detector alignmentb. Motions

I. Linear across anatomyII. 1o rotational incrementsIII. Linear IV. 180 x 160 = 28,800 rays

Компьютерт томографи

А. μ - voxel дэхь рентген туяаны шингээлтБ. Зураг дээр тэмдэглэгдсэн μ нь voxel-ийн дундаж хэмжээгээр тодорхойлогдоно. 1. Олон бүлэг давхаргын хэмжээ2. Бүтэц, зохион байгуулалт

Компьютерт томографийн 3-р үе

Ялгарах онцлог: 1. Дэвүүр хэлбэрт цацраг нь хүний биеийг бүтэн бүрхэнэ. 2. Детекторa. 800 детекторууд нь нягт байрласанb. Шингэн төлөвийн детекторууд3. 512 x 512 матрицын хэмжээстэй

Компьютерт томографийн 3-р үе

A. Үндсэн онцлог шинж:

4. Гантригийн хөдөлгөөн: 360o эргэлдэнэ.

a. Рентген хоолой

b. Детекторын цуваа

5. Хүчин чадал

a. 0.5% нарийвчлалтай бүртгэнэ.

b. Сканер хийх хугацаа: 1 - 10 секунд

c. Хуваах хэмжээ: 0.8 mm

Компьютерт томографийн 3-р үе

Дутагдалтай тал:

1. Детекторын тохиргоо удаан хийгддэг.

2. Детекторын боодол нь нарийвчлалын хязгаарлалттай.

Компьютерт томографи

А. Харандаан цацрагт сканерын сарних цацрагийн хэмжээ B. Дэвүүр хэлбэрийн цацрагт сканерынхаас бага байдаг.

Рентген туяаны цацрагийн хагас нь тус тусдаа байх цацрах детекторуудын хоорондох харьцангуй нарийн коллиматруудаар хуваагдаж болно.

Үндсэн компьютерт томографийн сканерийн онцлог

Коллиматор:

Рентген туяаны талбайн хэмжээг тодорхойлно.

Voxel: биеийн 3-хэмжээст талст хайрцаг

a. Уртын хэмжээ = скан хийх зүслэгийн өргөн

b. Олон үет давхаргыг хамрах талбай

I. Матрицын хэмжээ

II. Сканы харалтын талбай

Компьютерт томографи нь аксиаль болон трансаксиаль гэсэн хоёр төрлөөр зүсэлт хийдэг.

Зүслэгийн төрөл

Компьютерт томографийн систем 3 үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэгтэй. Гантри Компьютерийн хэсэг Удирдлагын хэсэг

Тэдгээрийн үйл ажиллагаанд хамаатай хэд хэдэн дэд системүүдээс тогтоно.

Гантри

Энэ хэсэгт рентген хоолой, детектор, өндөр хүчдэлийн генератор, өвчтөн байрлуулах ор зэрэг орно. Энэ дэд системүүд нь дүрсийг бий болгох, өгөдлөийг компьютерт дамжуулах, удирдлагын хэсгээс үйл ажиллагааны командуудыг хүлээж авахад зориулагдсан байна.

Рентген хоолой

Рентген хоолой нь өндөр хүчин чадалтай, анодын халалтын багтаамж нь хамгийн багадаа 500,000Hu(Hounsfield) байх ёстой. Өндөр хурд бүхий роторууд нь дулааны сарнилт сайн байх ёстой. Фокуслах цэгийн хэмжээ нь геометрийн шууд дүрслэлийн зарчимд үндэслээгүй байна. Зөвхөн эргэлттэй сканерууд нь үргэлжилсэн эсвэл пульс хэлбэрийн туяаны аль нэгээр удирдагддаг.

Детектор

Детекторыг сцинтиляцийн детектор, хийн детектор гэж ангилах ба 10-2000 элементтэй мульти детекторыг ашиглах болсон.

Сцинтиляцийн детектор: кристалл-фотодиодууд юм. Фотодиодууд нь овор хэмжээ бага, хямд, хүчдэлийн эх үүсвэр шаарддаггүй давуу талтай. Бүртгэх чадвар харьцангуй сайн байдаг. Детектор дээр ирж буй рентген туяаны ойролцоогоор 90%-ийг тарааж гаралтын дохио болгодог. Дутагдалтай тал нь эдгээр детекторуудыг багцлах боломжгүй учираас өвчтөнд шууд очих рентген туяаны алдагдал их гардаг байна.

Cadmium Tungstate (CdWO4)

Детекторын ангилал

100%-ийн мэдрэмтгий талбай

50%-ийн

мэдрэмтгий

талбай

45%-ийн

бүртгэлтэй

90%-ийн

бүртгэлтэй

Хийн детектор Синтиляцийн детектор

Коллиматор

Коллиматор нь өвчтөнд очих рентген туяаны хэмжээг бууруулдаг. Энэ эь дүрсийн чанарт нөлөөлнө. Компьютерт томографид 2 коллиматорыг ашигладаг.

Нэг коллиматор нь хоолойд зэрэгцээ байрласан байна. 2 дахь коллиматор нь детектор дээрх рентген туяаны сарнилыг бууруулах ба 1 дэхь колиматортой хосолж зүслэгийн өргөнийг тодорхойлдог байна.

Компьютерт томографийн функциональ схем

Дүгнэлт Компьютер томографи (КТ) гэдэг нь “komputer” тооцоологч, “Lomograpy” давхаргаар зүсэн зурах гэсэн утгатай. КТ нь орчин үеийн шинжлэх ухааны өндөр хөгжилт, түүн дотроос электроник техникийн ололт амжилтыг гайхамшигтай хэрэглэсэн дүрслэл оношлогооны нэг салбар юм. 1972 онд анхны КТ-ийг нийтэд танилцуулж, 1974 онд тоотой хэдэн КТ-ийг анагаах ухааны оношлогооны салбарт идэвхтэй нэвтрүүлж эхэлснээр КТ нь дүрслэх оношлогооны салбарт шинэхэн бөгөөд хувьсгалт эргэлт болсон юм. Энэхүү оношлогооны аргыг рентген туяаг нээсэн 1895 оноос хойших хамгийн том нээлт гэж үзэж байна.    Английн инженер Г.Н.Хоунсфильд эмч И.Амброзе нар КТ-ийг зохион бүтээж хүн төрөлхтөнд гайхамшигтай хувь нэмэр оруулсан хүмүүс. Анагаах ухааны оношлогоонд нэвтэрч буй энэ шинэ аргын үр дүн маш их анхаарал татсан юм. Энэ нь хүний бие махбодийн зөөлөн эдийг хооронд нь ялгах шинэ боломж нээж байгаа юм. Жишээлбэл: Тархины эд эс дэх хавдар, цус хуралт, шигдээс зэргийг ямарч тодруулагч бодисын тусламжгүйгээр ялгаж байрлал хэмжээг тодруулан дүрслэж өгнө.    Гэвч КТ-ийн оношлох чадварыг хэт онцгой үнэлж болохгүй юм. Дүрслэл оношлогоо болох КТ болон ЭХО (хэт авиа) , Цөмийн соронзон хэлбэлзлэлт томографи (MRI), ангиографи, дурамн, цөмийн оношлогоо ба рентген оношлогооны аргуудыг ухаалгаар хэрэглэн хослуулах нь дүрс оношлогооны ерөнхий барих чиг хандлага болох учиртай. Эдгээр нь бие биенээ гүйцэлдүүлэн нөхөж байдаг.