Типы рентгеновских компьютерных томографов

В развитии сканеров (рентгеновских компьютерных томографов) различают пять этапов и, соответственно, пять поколений (типов) аппаратуры. Последнее, новейшее шестое поколение в настоящее время проходит этап становления. Характеристики различных томографов приведены в табл. 2, их модели представлены на рис. 10-14. Здесь условно обозначены:ИРИ – источник рентгеновского излучения; ИД – информационный детектор; ИО – исследуемый объект. Схема томографа первого типа, представленная на рис. 10, может быть построена с использованием одного источника и одного приемника.

Для получения изображения необходимо осуществить два вида движения: поступательное и вращательное. Рассмотренная модель достаточно проста и может быть отнесена к медленнодействующим.

Применение: исследование головы, нейрофизиология, нейрохирургия.

Схема томографа второго типа, представленная на рис. 11, имеет время измерения = 2 c. Используются несколько приемников, соединенных в блок. При увеличении шага по углу число поворотов уменьшается. Применяются поступательное и вращательное движение.

Достоинства: получение высокой пространственной разрешающей способности при приемлемом времени сбора данных и восстановления изображения.

Недостатки: сложности, связанные с приемом и предварительной обработкой информации.

Схема томографа третьего типа представлена на рис. 12.

Достоинства модели третьего типа: исключение двух видов движения элементов сканирующего устройства (осуществляется лишь вращательное движение). Малое время сканирования за счет непрерывного вращательного движения.

Недостатки существует необходимость:

1) создания высокоточной механической конструкции, обеспечивающей минимальное биение на оси подшипника;

2) формирования веерного рентгеновского пучка с высокими показателями по равномерности;

3) создания стабильной линейки идентичных детекторов с высоким

КПД;

4) вычислительных средств для обработки данных с высокой производительностью и в реальном времени;

5) новой формулы обращения, новых алгоритмов и конструкций.

Схема томографа четвертого типа представлена на рис. 13.

Недостатки: сложности с построением круговой детектирующей

системы, с высокими характеристиками.

Схема томографа пятого типа представлена на рис. 14. Состоит из

круговой линейки детекторов и группы источников рентгеновского из- лучения.

Первой идею спирального сканирования запатентовала японская

фирма TOSHIBA в 1986 г. T. Katakura с соавторами выполнили первое клиническое исследование на спиральном КТ в 1989 г.

Внедрение в 1989 г. в медицинскую практику новой методики КТ- спиральной томографии явилось крупнейшим достижением за 20 лет ее существования, открыло принципиально новые возможности в диагностике целого ряда патологических состояний. Как известно, в обычной КТ однократное сканирование дает изображение одного слоя, соответственно цикл сканирования повторяется после очередного перемещения стола столько раз, сколько послойных изображений нужно получить.

В спиральной томографии осуществляется непрерывное движение трубки вокруг исследуемой зоны при параллельном равномерном про- движении стола с пациентом в продольном направлении. Траектория движения рентгеновской трубки к продольной оси исследуемого объекта приобретает форму спирали, что и дало название методу (рис. 15).

В отличие от обычной КТ при спиральном сканировании конечная

точка среза не совпадает с исходной из-за перемещения объекта во время сканирования.

Быстрая ротация излучающей трубки в спиральных томографах, отсутствие интервалов между циклами излучения для продвижения стола в следующую позицию значительно сокращают время исследования. Это приводит к повышению пропускной способности кабинета, облегчает исследование больных, которые не могут длительно задерживать дыхание, долго находиться в аппарате (травматические больные, дети, пациенты в тяжелом состоянии). Высокая скорость сканирования позволяет получать значительно более четкие изображения с меньшими артефактами от физиологических движений. Новая технология улучши- ла также качество изображений движущихся органов грудной клетки, брюшной полости. Снижение времени облучения делает метод КТ более безопасным для пациентов.

К преимуществам спиральной КТ необходимо отнести возможность реконструкции изображения в любой заданной плоскости. При спиральной томографии получаемые данные извлекаются из всего сканируемого объекта, что позволяет получать изображение любого зафиксированного слоя из отсканированного объема.

Томограф шестого поколения использует трубу детектора и конический пучок.