- •СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
- •ГЛАВА 1. КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ
- •1.1. История возникновения и развития
- •1.2. Конфигурация компьютерного томографа
- •1.3. Реконструкция изображений в компьютерной томографии
- •1.4. Режимы сканирования
- •1.5. Качество изображения
- •1.6. Артефакты изображений в компьютерной томографии
- •1.6.1. Артефакты, вызванные физическими процессами
- •1.6.2. Артефакты, вызванные пациентом
- •1.6.3. Неисправность оборудования
- •1.6.4. Артефакты при спиральном сканировании
- •1.7. Трехмерные реконструкции
- •ГЛАВА 2. МАГНИТНО-РЕЗОНАНСНАЯ ТОМОГРАФИЯ
- •2.1. Этапы развития МРТ
- •2.2. Физические основы МРТ
- •2.3. Основные блоки МР-томографа
- •2.4. Классификация МР томографов
- •2.5. Построение изображения
- •2.6. Основные импульсные последовательности
- •2.6.1. Спин-эхо последовательность
- •2.6.2. Последовательность быстрое спин-эхо
- •2.6.3. Последовательность инверсия-восстановление
- •2.6.4. Последовательность градиентное эхо
- •2.6.5. Быстрое градиентное эхо
- •2.6.6. Эхо-планарное отображение
- •2.5.7. Магнитно-резонансная ангиография
- •2.7. Виды изображений
- •2.8. Показатели качества изображения
- •2.9. Артефакты МР-изображений
- •2.9.1. Физиологические артефакты
- •2.9.2. Артефакты, вызванные физическими явлениями
- •2.9.3. Артефакты, вызванные неисправностью оборудования
- •2.9.4. Неправильные действия оператора
- •2.10. ЯМР спектроскопия
- •2.11. Безопасность при проведении МРТ
- •2.12. Перспективы развития МРТ
- •ГЛАВА 3. ПОЗИТРОННО-ЭМИССИОННАЯ ТОМОГРАФИЯ
- •3.1. Историческая справка
- •3.2. Этапы исследования и основные блоки сканера
- •3.3. Реконструкция изображений
- •3.4. Аппаратное обеспечение и контроль качества
- •3.5. Артефакты изображений в ПЭТ
- •3.5.1. Аппаратные артефакты
- •3.5.2. Артефакты сбора данных
- •3.5.3. Артефакты обработки данных
- •3.6. Радионуклиды, используемые в ПЭТ
- •3.7. Достоинства и недостатки ПЭТ
- •3.8. ПЭТ/КТ сканеры
- •3.9. Области применения ПЭТ в медицине
- •ГЛАВА 4. ЦИФРОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ОБМЕН ИНФОРМАЦИЕЙ
- •4.1. История разработки стандарта DICOM
- •4.2. Структура DICOM файла
- •4.3. Центр окна и ширина окна (яркость и контраст)
- •4.4. Подходы к интеграции диагностического оборудования
- •4.5. Интеграция систем обработки медицинских изображений и клинических систем
- •4.6. PACS-системы
- •4.7. Телемедицина
- •ЛИТЕРАТУРА
- •ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Акронимы импульсных последовательностей, используемые производителями МР-томографов
- •ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Магнитно-резонансные томографы
35
при сканировании происходит движение, компьютер не способен поместить измеренное значения в соответствующую ячейку, а только управлять поступающими данными.
Существует ряд методов, позволяющих снизить артефакты движения.
Удалено: <sp><sp><sp>
а |
б |
Рис. 16. Искажение изображения, вызванное движением пациента (а, б); откорректированное изображение (в)
1.Быстрый сбор данных. Существует два пути уменьшения времени сканирования: использование высокоскоростных томографов с временем сканирования коротким относительно периода сердечного цикла; синхронизация по времени процесса сбора данных.
2.Использование кардио- и респираторной синхронизации.
3.Обработка сигналов.
ВКТ коррекция артефактов движения состоит из трех частей:
1.обнаружение изменений данных в проекциях, вызванных движением органов, используя подход пространственного перекрывающего коррелятора.
2.использование адаптивного подавителя помех помогает изолировать эффекты от движения органов; используя синограмму движения, можно дать оценку обычной синограмме, нарушенной из-за движения объекта.
3.использование «последовательной методики синтеза» синограммы, которая идентифицирует через корреляцию с опорным информационным сигналом, обрабатывает доли непрерывных синограмм, имеющих идентичные стадии эффектов движения.
1.6.3. Неисправность оборудования
Если один из детекторов в томографах 3-го поколения не откалиброван, он даст последовательную ошибку считывания в каждом угловом положении, что приведет к появлению кругового артефакта. Сканеры с твердотельными детекторами, расположенными на расстоянии друг от друга, более восприимчивы к круговым артефактом, чем сканеры с газоразрядными детекторами, где детекторный ряд состоит из отдельных камер, заполненный ксеноном, и разделенных электродами. Круги, видные на однородном фантоме или воздухе (рис. 17), могут быть не заметны на клиническом изображении, если для его отображения используется широкое окно. Однако они
36
снижают диагностическое качество изображения. В случае выхода из строя центрального детектора в центре изображения появится темное пятно.
Рис. 17. Формирование кругового артефакта
Чаще всего артефакт можно устранить калибровкой детекторов сканера. В случае повреждения крайних детекторов, выбор меньшего поля сканирования также позволяет устранить влияние артефакта. Все современные системы имеют твердотельные детекторы, но возможность появления круговых артефактов в них снижается программным обеспечением, корректирующим изменения внешних условий.
1.6.4. Артефакты при спиральном сканировании
Спиральное сканирование дает более сложные искажения изображений, чем послойное сканирование, что вызвано спиральной интерполяцией и процессом реконструкции. Общим способом снижения спиральных артефактов является подбор шага вдоль оси Z: использование маленького питча, 180°-интреполяции (если имеется возможность выбора) и сканирование тонкими срезами.
При многосрезовом спиральном сканировании процесс интерполяции приводит к более сложным искажениям поперечных изображений, чем при пошаговом сканировании. Артефакт возникает, если при каждом обороте трубки несколько рядов детекторов пересекают плоскость реконструкции. С увеличением шага спирали, число таких детекторных рядов растет и количество т«веерных» артефактов возрастает (рис. 18).
Рис. 18. Спиральный артефакт
37
С ростом числа срезов, получаемых за один оборот трубки, проявляется артефакт конусности пучка, т.к. требуется более широкая коллимация и лучи приобретают форму конуса, а не веера, облучая больше детекторов по оси Z. Т.к. трубка и детекторы вращаются вокруг пациента, регистрируемые каждым детектором данные соответствуют объему, находящемуся между двумя конусами, вместо идеально плоского среза. Это дает артефакты, похожие на эффект частичного объема, которые более явны для внешних рядов детекторов, чем для внутренних, т.к. в последних регистрируемые данные соответствуют более плоскому срезу (рис. 19).
Рис. 19. Формирование и проявление артефакта конусности пучка лучей
Конусность снижается при увеличении числа рядов детекторов. 16срезовые КТ потенциально менее подвержены таким артефактам, чем 4- срезовые. Однако их производители утверждают, что это связано с различными формами реконструкции конусности пучка.
По краям структур на многослойных или 3D изображениях появляется ступенчатый артефакт, возникающий при использовании широких коллиматоров и не перекрывающихся срезов при реконструкции. Они менее серьезны при спиральном сканировании, позволяющем реконструировать перекрывающиеся срезы и снижаются при уменьшении толщины среза.
Рис. 20. Реформатированное изображение головного мозга: (а) толстые срезы, (б) тонкие срезы
Все приведенные артефакты в различной степени затрагивают качество изображений. Конструктивные особенности современных томографов позволяют минимизировать или частично откорректировать их с помощью программных средств. Однако выбор оптимальных параметров исследования является определяющим фактором при минимизации артефактов.