Tomografia komputerowa

Tomografia

komputerowa

Katedra i Zakład Radiologii

Ogólnej i Stomatologicznej

PAM

Wstęp

Rentgenowska tomografia

komputerowa (ang. X-Ray Computed

Tomography) jest transmisyjną

techniką diagnostyczną umożliwiającą

uzyskiwanie warstwowych obrazów

narządów pacjenta

Ze względu na przyjęte rozwiązania
konstrukcyjne obrazowana warstwa
zawiera się w płaszczyźnie prostopadłej
do osi pacjenta (zwykle możliwe jest
odchylenie jej o pewien kąt, nie większy
od 15°)

Źródło promieniowania stanowi
obracająca się wokół pacjenta lampa
rentgenowska emitująca skolimowaną
wiązkę w kształcie wachlarza o wybranej
grubości (w zależności od pożądanej
grubości obrazowanej warstwy, typowo z
zakresu 0,5-10 mm)

Pozostałe fotony są rejestrowane w detektorach
i tworzą profil absorpcji promieniowania
rentgenowskiego w tkance (inaczej zwany
projekcją).
Profile zarejestrowane dla zakresu kątów obrotu
lampy wynoszącego co najmniej 180° stanowią
dane wystarczające do komputerowej
rekonstrukcji współczynników osłabienia
promieniowania w tkance.

Rozmiar macierzy odtworzonego obrazu jest
dostosowany do możliwej do uzyskania
rozdzielczości obrazu, która jest ograniczona
liczbą zarejestrowanych pod różnymi kątami
profili oraz liczbą detektorów mierzących każdy
profil

Każdy element zrekonstruowanego

obrazu reprezentuje średni współczynnik

osłabienia promieniowania w elemencie

objętości tkanki leżącym w obrazowanej

warstwie. Wartość liczbowa elementu

obrazu wyrażana jest w powszechnie

używanej w tomografii komputerowej

skali Hounsfielda

(HU, ang. Hounsfield Units):

Wartość liczbowa elementu obrazu wynosi zero

dla wody, około -1000 dla powietrza (zgodnie z

powyższym wzorem dokładnie -1000 dla

próżni) i do około +3000 dla kości. Dla

zobrazowania tych wielkości wykorzystuje się

skalę poziomów szarości (od koloru czarnego

dla niskich wartości HU do koloru białego dla

wartości wysokich).
Ponieważ oko ludzkie nie jest w
stanie rozróżnić
(a monitor komputera wyświetlić)
aż 4000 poziomów szarości,
w praktyce zwykle stosuje się
skalę 256 poziomów szarości
pokrywających pewien wybrany
zakres (okno) wartości HU.

Na obu rysunkach jest ten sam obraz

tomograficzny z różnie dobranym oknem

szarości:

dla najlepszej wizualizacji kości (widoczne np.

żebra)

i płuc (z prawej)

Tomografia komputerowa umożliwia
także uzyskiwanie obrazów o geometrii
takiej, jak w klasycznym badaniu
radiologicznym. Obraz taki (topogram)
otrzymuje się przesuwając stół wraz z
pacjentem, podczas gdy lampa i
detektory pozostają nieruchome (brak
ruchu obrotowego).
Topogramy wykorzystuje się
zwykle do zlokalizowania
obszaru właściwego badania
tomograficznego.

Porównując rentgenowską tomografię

komputerową z metodami

diagnostycznymi stosującymi techniki

planarne, a w szczególności z

klasyczną radiodiagnostyką, należy

zwrócić uwagę na następujące

aspekty:

• dane zbierane są tylko z wybranej warstwy

tkanki, dzięki czemu otrzymujemy

odwzorowanie warstwy kilkumilimetrowej

grubości na płaszczyznę, podczas gdy w

metodach tradycyjnych otrzymujemy

dwuwymiarowy obraz reprezentujący
trójwymiarową strukturę anatomiczną;

• tylko metody tomograficzne

umożliwiają otrzymywanie obrazów
warstw prostopadłych do długiej osi
pacjenta;

• dzięki rejestrowaniu promieniowania

tylko z warstwy określonej grubości
zdecydowana większość
promieniowania rozproszonego w
tkance nie jest rejestrowana w
detektorach, co umożliwia znaczną
poprawę kontrastu w porównaniu z
metodami planarnymi.

Pierwsze, eksperymentalne tomografy

komputerowe wykorzystywały źródła

izotopowe i pojedyncze detektory. Jednak

źródła izotopowe miały liczne wady.

Najważniejszą z nich była niska wydajność

bardzo wydłużająca czas zbierania danych

(nawet do kilku dni dla jednej warstwy w

pierwszych próbach Hounsfielda). Zostały

one szybko zastąpione przez lampy

rentgenowskie. Ich wadą z kolei jest

polichromatyczność promieniowania

powodująca "utwardzanie się" wiązki

(zmianę jej widma) podczas przechodzenia

przez tkankę, jej wpływ można ograniczyć

poprzez filtrację wiązki.

W ostatnich latach zaznacza się tendencja do

zwiększania liczby układów detektorów tak, by

możliwa była jednoczesna rejestracja więcej niż

jednej warstwy. Pierwszy produkowany seryjnie

aparat mający takie możliwości pojawił się na

rynku w 1992 (Elscint Twin). Jest to tomograf

trzeciej generacji umożliwiający jednoczesne

zbieranie danych z dwu warstw pacjenta (także w

trybie spiralnym). Od drugiej połowy 1998

dostępne są także tomografy umożliwiające

jednoczesne zbieranie danych z czterech warstw

za pomocą 8-34 układów detektorów

rozmieszczonych wzdłuż osi z tomografu. Obecnie

na rynku dostępne są już tomografy

umożliwiające jednoczesną rejestrację 16 warstw

grubości 0,5 mm każda. Jednocześnie czas obrotu

lampy wokół pacjenta został skrócony do 0,5 s.

Rozwiązaniem pozwalającym na dalsze

zwiększenie liczby jednocześnie rejestrowanych

warstw jest podwójne ognisko

lampy rentgenowskiej

SSHCT

MSHCT

MSHCT is 8 times faster than
SSHCT

To cover the same distance with SSHCT a trade-off in time or resolution is
required:

Longer scanning time

Wider collimation

equal scanning times

Quad-channel
0.5 second gantry rotation time

One-channel
1.0 second gantry rotation time

{

Postępy te pozwalają na:

1. wielokrotne skrócenie czasu badania
2. wykonywanie badań klatki piersiowej lub

brzucha podczas pojedynczego
wstrzymania oddechu przez pacjenta

3. znaczne poprawienie rozdzielczości wzdłuż

osi z, co umożliwia wykonywanie
rekonstrukcji dobrej jakości obrazów w
różnych płaszczyznach lub rekonstrukcji
trójwymiarowych

obniżenie

dawek otrzymywanych przez

pacjentów

5. użycie tomografii komputerowej do

zastosowań kardiologicznych

Jakie są wskazania do badania głowy?

1. stan po urazie - w celu uwidocznienia szczeliny

złamania kości czaszki i stopnia uszkodzenia tkanki

mózgowej

2. diagnostyka i różnicowanie udarów

niedokrwiennych i krwotocznych

3. podejrzenie malformacji naczyniowych i tętniaków

mózgu

4. podejrzenie procesów nowotworowych w obrębie

mózgowia, opon i kości czaszki

5. w celu oceny stopnia poszerzenia układu

komorowego przy podejrzeniu wodogłowia

6. krwotok podpajeczynówkowy
7. podejrzenie przerzutów do mózgu
8. ocena zmian wstecznych tkanki mózgowej
9. ocena stopnia uszkodzenia kości i tkanek miękkich

po urazie twarzoczaszki przed planowanym

zabiegiem rekonstrukcji