Схемы расстановки детекторов

Дальнейшее развитие односрезовой спиральной технологии при­ вело к внедрению мультисрезовой (мультиспиральной) методи­ ки, при которой используется не один, а несколько рядов детек­ торов, расположенных перпендикулярно оси Z напротив источника рентгеновского излучения. Это дает возможность одно­ временно собирать данные с нескольких сечений.

В связи с веерообразным расхождением излучения ряды детекторов должны иметь разную ширину. Схема расста­ новки детекторов заключается в том, что ширина детекто­ ров увеличивается от центра к краю, что позволяет варьи­ ровать комбинациями толщины и количества получаемых срезов.

При исследовании печени и поджелудочной железы мно­ гие специалисты предпочитают уменьшать толщину срезов с 10 до 3 мм для улучшения резкости изображения. Однако это увеличивает уровень помех приблизительно на 80 %. Поэтому, чтобы сохранить качество изображения, нужно или дополнительно прибавить силу тока на трубке, т. е. повысить силу тока (мА) на 80 %, или увеличить время ска­ нирования (возрастает произведение мАс).

Алгоритм реконструкции изображений

Спиральная КТ имеет дополнительное преимущество: в процессе восстановления изображения большинство дан­ ных не измеряются фактически в конкретном срезе (рис. 11.2). Взамен этого, измерения, полученные за пре­ делами этого среза (•), интерполируются с большинством значений вблизи среза и становятся данными, закреплен­ ными за этим срезом ( х ) . Другими словами: результаты об­ работки данных вблизи среза являются более важными для восстановления изображения конкретного сечения.

Из этого следует интересный феномен. Доза пациента (в мГр) определяется как мАс за вращение, разделенное на шаг спирали, а доза на одно изображение приравнивается к мАс за вращение без учета шага спирали. Если, напри­ мер, выставлены настройки 150 мАс за вращение с шагом спирали 1,5, то доза пациента составляет 100 мАс, а доза, приходящаяся на изображение, — 150 мАс. Поэтому ис­ пользование спиральной технологии может улучшить кон­ трастное разрешение выбором высокого значения мАс. При этом появляется возможность увеличить контрастность

Рис. 11.2. Схема восстановления среза после спирального сканирования (за ротацию в 360°)

изображения, тканевое разрешение (четкость изображения) за счет уменьшения толщины среза и подобрать такой шаг и длину интервала спирали, чтобы доза пациента уменьша­ лась! Таким образом, большое количество срезов может быть получено без увеличения дозы или нагрузки на рент­ геновскую трубку.

Эта технология особенно важна при преобразовании по­ лученных данных в 2-мерные (сагиттальную, криволиней­ ную, корональную) или 3-мерные реконструкции (см. стр. 8 и 13).

Данные измерений от детекторов пропускаются, профайл за профайлом, к электронной части детектора как элект­ рические сигналы, соответствующие фактическому ослаб­ лению рентгеновского излучения. Электрические сигналы оцифровываются и затем пересылаются на видеопроцессор. На этом этапе реконструкции изображения используется метод «конвейера», состоящий из предварительной обра­ ботки, фильтрации и обратного проектирования (рис. 12.1).

Предварительная обработка включает все исправления, произведенные для подготовки полученных данных для вос­ становления изображения. Например, исправление темно­ вого тока, выходного сигнала, калибровки, коррекция до­ рожек, увеличение жесткости излучения и др. Эти корректировки выполняются для уменьшения вариаций в работе трубки и детекторов.

Фильтрация использует отрицательные величины для кор­ рекции размазывания изображения, присущего обратному проектированию. Если, например, сканируется цилинд­ рический водный фантом, который воссоздается без фильт­ рации, края его окажутся крайне расплывчатыми (рис. 12.2а). Что произойдет, когда восемь профайлов ослабления на­ кладываются друг на друга для восстановления изображе­ ния? Так как некоторая часть цилиндра измеряется двумя совмещенными профайлами, вместо реального цилиндра получается звездчатое изображение. Вводя отрицательные величины за пределами положительной составляющей про­ файлов ослабления, удается достичь того, что края этого цилиндра становятся четкими (рис. 12.2b).

Обратное проектирование перераспределяет данные сверну­ того скана в 2-мерную матрицу изображения, отображая порченные срезы. Это выполняется, профайл за профай­ лом, до завершения процесса воссоздания образа. Матрицу изображения можно представить в виде шахматной доски, но состоящей из 512 x 512 или 1024 х 1024 элементов, обыч­ но называемых «пикселями». В результате обратного про­ ектирования каждому пикселю в точности соответствует за­ данная плотность, которая на экране монитора имеет различные оттенки серого цвета, от светлого до темного. Чем светлее участок экрана, тем выше плотность ткани в пределах пикселя (например, костные структуры).

Влияние напряжения (кВ)

Когда исследуемая анатомическая область характеризует­ ся высокой поглощающей способностью (например, КТ го­ ловы, плечевого пояса, грудного или поясничного отделов позвоночника, таза или просто полного пациента), целесо­ образно использовать повышенное напряжение или, взамен этого, более высокие значения мА. При выборе высокого напряжения на рентгеновской трубке, вы увеличиваете жесткость рентгеновского излучения. Соответственно, рент­ геновские лучи гораздо легче проникают через анатомичес­ кую область с высокой поглощающей способностью. Положительной стороной этого процесса является сниже­ ние низкоэнергетических компонентов излучения, которые поглощаются тканями пациента, не влияя на получение изображения. Для обследования детей и при отслеживании болюса KB может быть целесообразным использование бо­ лее низкого напряжения, чем в стандартных установках.

Сила тока трубки (мАс)

Сила тока, измеряемая в миллиампер-секундах (мАс), также оказывает влияние на дозу облучения, получаемую паци­ ентом. Крупному больному для получения качественного изображения требуется увеличение силы тока трубки. Та­ ким образом, более тучный пациент получает большую дозу облучения, чем, например, ребенок с заметно меньшими размерами тела.

Области с костными структурами, которые больше по­ глощают и рассеивают излучение, такие как плечевой пояс и таз, нуждаются в большей силе тока трубки, чем, напри­ мер, шея, брюшная полость худощавого человека или ноги. Эта зависимость активно используется при защите от об­ лучения (сравните со стр. 177).

Время сканирования

Следует выбрать максимально короткое время сканиро­ вания, особенно при исследовании брюшной полости и грудной клетки, где сокращения сердца и перистальтика ки­ шечника могут ухудшить качество изображения. Качество КТ-исследования также улучшается при снижении вероят­ ности непроизвольных движений пациента. С другой сто­ роны, может возникать необходимость более длительного сканирования для сбора достаточного количества данных и максимального пространственного разрешения. Иногда выбор продленного времени сканирования со снижением силы тока используется сознательно с целью продления срока эксплуатации рентгеновской трубки.