Устройство томографа компьютерного – Устройство компьютерного томографа

Содержание

Устройство компьютерного томографа

Рассмотрим принципиальное устройство компьютерного томографа.

Любой аппарат включает в себя:

  • гентри, включающий в себя источник рентгеновских лучей, детекторы сигналов, систему, обеспечивающую необходимые перемещения детекторов и источника;
  • систему преобразования информации, которая регистрируется детекторами;
  • ЭВМ, которая производит вычисления, необходимые для получения изображения;
  • систему записи, воспроизведения и отображения получаемых изображений. 

Диаметр апертуры гентри составляет в среднем 70 см, однако существуют аппараты с большим диаметром – 80-90 см, которые в основном применяются в онкологии, где необходимо обеспечить хорошую доступность патологического очага. При необходимости сканирующая система может наклоняться назад или вперед до 30 градусов.

Гентри характеризуется параметром – временем ротации – временем полного оборота системы трубка-детектор вокруг исследуемого объекта. Чем выше время ротации, тем выше временная разрешающая способность, это имеет большое значение для исследований быстрых процессов и диагностики детей. К примеру, время ротации для томографов, использующихся в рутинных исследованиях, составляет порядка 0,5-0,8 с, для исследований сердца – 0,3-0,4 с.

Сканирующая система (гентри) состоит из детекторной системы и рентгеновской трубки. В томографах третьего поколения трубка и детекторы расположены на одной раме.

В свою очередь детекторы подразделяются на следующие категории:

  • газовые детекторы, содержащие ксенон;
  • твердотельные, которые бывают сцинтилляционные (имеют в составе сочетание кристаллов солей или керамики с фотодиодами) и полупроводниковые.

Практически во всех компьютерных томографах используются твердотельные детекторы. Чем больше размер детектора, тем больший участок можно просканировать за один оборот. Использование детектора большего размера в совокупности с высокой скоростью оборота гентри позволяет с высокой скоростью выполнить сканирование довольно протяженной области, что имеет большое значение при диагностике детей, пациентов, находящихся в критических состояниях, при исследовании сердца и пр.  Аппараты для компьютерной томографии четвертого поколения содержат от 1400 до 4800 детекторов, расположенных по кольцу на раме.

Рассмотрим детальнее устройство рентгеновской системы. Она состоит из рентгеновской трубки и генератора. Трубка мощностью 30-50 кВт работает в импульсном режиме при напряжении 100-130 кВт и с частотой импульсов 50Гц. Рентгеновская трубка обладает двойным охлаждением: она сама охлаждается маслом, которое в свою очередь охлаждается вентилятором или водой. Вращающийся анод трубки с обратной стороны покрыт графитом с целью предохранения от перегрева. Поглощение мягких компонентов рентгеновского излучения выполняется с помощью фильтрации, в трубке находится коллиматор (специальное устройство для получения параллельных пучков частиц или лучей света) для ограничения потока Х-лучей либо для придания ему оптимальной формы.

Коллимация происходит автоматически при выборе толщины срезов и их количества и вручную не корректируется. Первая коллимация выполняется вблизи фокуса, где неподвижный коллиматор придает веерную или конусную форму пучку в зависимости от формы приемника. Второй коллиматор придает пучку необходимую для определенного исследования форму. Дополнительный коллиматор находится практически вплотную к корпусу гентри и необходим для уменьшения зоны полутеней.

Чем протяженнее объект, тем больше времени требуется на его исследование и тем больше нагревается рентгеновская трубка. Из-за неравномерного линейного расширения материалов при ее нагреве необходим предварительный разогрев трубки перед обследованием и последующее поддержание температуры на определенном уровне для того, чтобы трубка не вышла из строя. Чтобы томограф был всегда готов к немедленному проведению сканирования нагрев не должен быть ниже 10-12%.

Как выполняется сканирование пациента? Рентгеновская трубка испускает коллимированный, тонкий, веерообразный пучок Х-лучей, который является перпендикулярным длинной оси тела. Такой пучок может быть широким и охватывать весь диаметр тела, а, регулируя коллимацию, можно изменять его толщину, следовательно, варьировать толщину обследуемого среза органа или ткани. Пропускаемый через организм пациента пучок Х-лучей фиксируется не пленкой, а системой детекторов, о которых было упомянуто выше. Рентгеновские фотоны, таким образом, генерируют электрические сигналы в детекторах.

Чем больше интенсивность первичного луча, который достиг детектора, тем интенсивнее получаемый электрический сигнал. Таким образом, можно вычислить ослабление первичного луча, фиксируя интенсивность пропущенного излучения.

Процедура получения томограммы основывается на выполнении следующих этапов: 

  • формирование необходимой ширины рентгеновского луча; 
  • сканирование выбранного участка пучком рентгеновского излучения, которое осуществляется при движении устройства «излучатель-детекторы» (вращательном и поступательном) вокруг неподвижного объекта; 
  • оценка излучения и определение его ослабления с дальнейшим преобразованием результатов в цифровой вид; 
  • компьютерный синтез томограммы на основании всех данных измерения, относящихся к заданному слою; 
  • построение изображения требуемого слоя на экране видеомонитора.

Восстановление изображения изучаемого среза по сумме собранных проекций представляет собой весьма трудный процесс, а окончательный результат является некой матрицей с числами, соответствующими уровню поглощения каждой отдельной точки.

Для обеспечения четкого изображения важным условием является неподвижное положение пациента, т.к. любое движение приводит к возникновению артефактов, к примеру, белых полос от элементов с высоким коэффициентом поглощения (например, костная ткань) и полос темного цвета от структур с низким коэффициентом поглощения (воздух), что может снижать диагностические возможности.

Помимо трубки, детекторов и ЭВМ в состав томографа входит стол и пульт управления.

Стол томографа состоит из подвижной части, где крепится транспортер для укладки пациента, и из основания. Движение пациента в горизонтальной плоскости при сканировании выполняется при помощи пульта управления в автоматическом режиме. Опускание и поднятие стола при укладке пациента осуществляется от системы управления стола.

В свою очередь пульт управления является важной частью компьютерного томографа, он непосредственно связан с ЭВМ и сканирующей системой. Пульт состоит из двух видеомониторов, один из которых является текстовым, второй же необходим для получения изображения срезов, клавиатуры, с помощью которой выполняется выбор технических параметров сканирования, выполнения диалога специалистом, введения данных о пациенте. На пульте оператора находятся кнопки управления для включения индикаторной системы и всего аппарата.


Здесь также Вы можете подробнее узнать об истории развития КТ и физических основах метода.

mrt-kt.ru

Принципы работы компьютерного томографа (КТ)

Компьютерная томография, сокращенно КТ — это способ получения послойных срезов тела человека или другого объека с помощью рентгеновских лучей. Этот метод для диагностических целей был предложен к использованию в 1972 году, его основателями принято считать Годфри Хаунсфилда и Алана Кормака, получившими за свои разработки Нобелевскую премию. В основе компьютерной томографии лежит измерение разницы ослабления рентгеновского излучения различными тканями, обработка полученных данных компьютером с помощью математических алгоритмов и формирование графического отображения (срезов) органов человека на экране с последующей их интерпретацией врачом-радиологом.

В момент своего появления компьютерная томография произвела революцию в медицинской диагностике, так как впервые появилась возможность рассмотреть послойное изображение тела человека без вмешательства скальпеля хирурга или эндоскопа. Сегодня метод КТ прочно занял свою нишу в диагностике самых разных болезней — прежде всего, онкологических заболеваний, болезней легких, костей, органов живота, внутреннего уха и т.д.

ПРИНЦИП РАБОТЫ КОМПЬЮТЕРНОГО ТОМОГРАФА

Данные, которые могут быть получены при компьютерной томографии, это:

  • характеристики излучения, полученные на выходе рентгеновской трубки
  • характеристики излучения, достигнувшего детектора
  • месторасположение трубки и детектора в каждый момент времени.

Все остальные данные получаются посредством обработки полученной информации. Большая часть сечений при компьютерной томографии имеет ориентацию перпендикулярно по отношению к продольной оси тела.

Для получения среза трубка оборачивается вокруг пациента на 360 градусов, толщина среза при этом задается заранее. В обычном КТ-сканере трубка вращается постоянно, излучение расходится веерообразно. Рентгеновская трубка и принимающее устройство (детектор) спарены, их вращение вокруг сканируемой зоны происходит синхронно: рентгеновское излучение испускается и улавливается детекторами, расположенными на противоположной стороне, практически одновременно. Веерообразное расхождение происходит под углом от 40 до 60 градусов, в зависимости от конкретного аппарата.

Принцип действия компьютерного томографа: вокруг тела пациента вращается рентгеновская трубка. Расположенные на противоположной стороне детекторы улавливают рентгеновское излучение.

Одно изображение формируется обычно при повороте трубки на 360 градусов: измеряются коэффициенты ослабления излучения во множестве точек (современные аппараты имеют возможность собирать информацию с 1400 точек и больше).

МУЛЬТИСПИРАЛЬНАЯ (МНОГОСРЕЗОВАЯ) КОМПЬЮТЕРНАЯ ТОМОГРАФИЯ — ЧТО ЭТО?

 Наиболее современными являются томографы с множественными рядами детекторов: с трубкой спарен не один, а несколько рядов детекторов, что способствует укорочению времени исследования, повышает разрешающую способность, позволяет более четко визуализировать мелкие структуры (например, небольшие кровеносные сосуды). В зависимости от количества ряда детекторов компьютерные томографы бывают 16-, 32-, 64-, 128-срезовыми и т.д. Чем больше количество детекторов, тем быстрее можно получить качественные изображения органа.

ОТЛИЧИЕ СПИРАЛЬНОЙ И ОБЫЧНОЙ (ПОШАГОВОЙ) КТ

В чем отличие обычного компьютерного томографа от мультиспирального? При пошаговой (традиционной) томографии срезы получаются следующим образом: происходит один оборот (или несколько оборотов) трубки вокруг заданного участка тела, в результате чего формируется изображение одного среза определенной толщины; затем стол (и пациент) сдвигается в заданном направлении на определенное расстояние, величина которого выбирается заранее. Также выбирается величина, на которую срезы будут перекрывать друг друга — это необходимо, чтобы не упустить мелкие детали изображения. Исследование, таким образом, занимает несколько минут (в зависимости от размеров пациента), требует более точного расчета времени при введении контрастного средства.

В отличие от пошаговой томографии, при спиральной КТ получение данных происходит при продвижении пациента внутри аппарата постоянно, а трубка при этом совершает непрерывное движение по кругу. Скорость движения стола привязана ко времени, необходимому для одного оборота трубки, в результате чего получается массив данных, более пригодных для создания качественных реконструкций и коррекции неточностей изображений.

Устройство мультиспирального (многосрезового) компьютерного томографа: одновременно с движением пациента происходит вращение рентгеновской трубки, испускающей широкий пучок рентгеновских лучей. Траектория сканирования приобретает спиральную форму. 

Спиральная компьютерная томография обладает следующими преимуществами перед пошаговой: возможность создания более качественных трехмерных и мультипланарных реконструкций; более высокая скорость проведения исследования; возможность выявления образований, размеры которых меньше толщины среза: если при пошаговой КТ, когда образование попадает между срезами, его не видно, то при спиральной визуализация возможна.

ВТОРОЕ МНЕНИЕ ПО КТ

Несмотря на высокую точность компьютерной томографии, иногда результаты диагностики могут быть неоднозначными или сомнительными. В таких случаях помогает пересмотр данных КТ опытным радиологом, который специализируется на определенном виде обследования. Такая высококвалифицированная и независимая расшифровка снимков КТ позволяет уточнить диагноз и предоставляет лечащему врачу точную информацию для выбора правильного лечения. Получить экспертную расшифровку результатов компьютерной томографии можно с помощью системы консультаций Национальной телерадиологической сети. Достаточно загрузить КТ-снимки с диска и получить точное заключение, составленное по наиболее современным стандартам.

 Читать подробнее о Втором мнении

Читать подробнее о телемедицине

Кандидат медицинских наук, член Европейского общества радиологов

teleradiologia.ru

Принцип работы компьютерного томографа

Внутри КТ (в «трубе», которая называется гентри) находится рентгеновская трубка, которая излучает множество лучей в виде узких пучков, которые проходят сквозь тело пациента. После чего приёмник рентгеновских лучей, который поглощает пройденный луч через тело пациента воспринимает или поглощает его. По причине того, что тело человека забирает только часть лучей, то приемник воспринимает именно оставшийся пучок рентгеновского излучения.

Компьютерный томограф General Electric

После этого данные отправляются на компьютер, где специализированное медицинское программное обеспечение, которое построено на сложных математических алгоритмах сравнивает тот пучок лучей, который был выпущен рентгеновской трубкой изначально с тем пучком лучей, которые дошли до приемника. Разные ткани организма поглощают разное количество лучей, эти данные заложены в «мозги» КТ. Программное обеспечение анализирует полученную информацию и выстраивает трехмерную картинку исследуемой части тела, которая выводится на специализированный медицинский монитор, позже полученное изображение печатается на специальной пленке и просматривается медиками на негатоскопе.

Иногда в процедуре исследования используются контрастные вещества - красители. При необходимости получения 3D-изображения органов брюшной полости, пациенту может потребоваться выпить специальный раствор, содержащий барий. Барий на томограмме отображается белым цветом и показывает, как он двигается по пищеварительной системе.

Принцип работы КТ

Если требуется диагностика нижней части живота, например, томография прямой кишки, то больному могут сделать ирригоскопию (бариевая клизма). Если исследуются кровеносные сосуды, то делается инъекция бария в вену с помощью специализированного инжектора для ввода контрастных веществ.

КТ применяет цифровую геометрическую обработку данных при создании трёхмерных изображений внутренностей пациента. Трёхмерные (3D) изображения могут быть созданы после того, как сделано много плоских двумерных (2D) изображений вокруг единственной оси вращения. Другими словами, делается много снимков одной области тела под различными углами, а затем они совмещаются вместе, что и даёт в результате трёхмерную картину.

Хотя КТ и является чрезвычайно полезным диагностическим инструментом, облегчающим постановку диагноза, она также является и источником вредного ионизирующего излучения, поэтому может провоцировать онкологию. Национальный Институт Изучения Онкологии (США) рекомендует пациентам обсудить достоинства КТ и возможные риски с их лечащими врачами.

Процесс прохождения КТ пациентом

В большинстве мест пациентам, проходящим КТ, предоставляют халат. Пациент должен раздеться (как правило, до нижнего белья) и надеть халат. Если клиника не предоставляет халаты, пациент должен быть одет в лёгкую одежду.

Врачи могут попросить пациента ничего не есть около суток и даже воздержаться от употребления жидкости в течение определённого периода перед процедурой томографии, но это зависит от конкретного исследования определенного органа или зоны интреса.

Пациента укладывают на специальный моторизованный стол, который затем въезжает в большой тороидальный сканер. Затем стол с пациентом проходит сквозь аппарат.

Когда аппарат сделал первый снимок, стол с пациентом сдвигается, делается следующий снимок. Для достижения наилучшего результата томографии пациенту следует лежать полностью неподвижно. Во время процедуры все, кроме пациента, должны покинуть комнату. Рентгенолог может общаться с находящимся в томографе человеком через специальное переговорное устройство.

Важно! КТ не рекомендована при беременности в связи с опасностью, что рентгеновское излучение может нанести непоправимый вред плоду!

Специалисты предупреждают, чтобы кормящие матери воздержались от грудного кормления их детей в течение суток после проведения сеанса КТ с контрастированием, т.к. барий может попадать в молоко.

Пациенты, страдающие клаустрофобией, должны до начала процедуры сказать об этом медицинскому персоналу. Таким пациентам можно дать таблетку или сделать укол успокоительного препарата, чтобы они были более спокойны перед процедурой.

Томограмма головы

КТ незаменима в случаях, когда требуется трёхмерная картина с высокой детализацией мягких тканей, области таза, лёгких, мозга, органов брюшной полости и костей. Также КТ является методом для диагностики онкологических заболеваний, таких как опухоли печени, лёгких, поджелудочной железы. Снимок помогает врачу подтвердить или опровергнуть наличие злокачественных новообразований. С помощью КТ измеряют размеры опухоли, её точное расположение, а также определяют влияние опухоли на соседние ткани.

Томограмма головы дает врачу важную информацию о состоянии мозга — есть ли кровоизлияние, отёк артерий, или опухоли.

КТ может показать врачу, есть ли у пациента опухоль в брюшной полости, есть ли отёки и воспаления внутренних органов в этой области. КТ также позволит выявить разрывы селезёнки, почек или печени. Поскольку КТ может выявлять патологии тканей, томограф окажется незаменимым прибором для определения зон воздействия радиотерапии или биопсии.

КТ также может предоставить необходимые данные о состоянии сосудов пациента. Сосуды связаны с кровотоком. Много видов сосудистых заболеваний могут вызывать инсульт, отказ почек и даже смерть. КТ может помочь врачам выявить заболевания костей, исследовать плотность костей, изучить проблемы позвоночника пациента.

Специалисты, принимающие участие в проведении КТ


  • Радиолог (рентгенолог) — дипломированный врач, который специализируется на радиологии — МРТ, КТ, радиография, ядерная медицинская визуализация, маммография и УЗИ.
  • Технолог-радиолог — техник по рентгеновскому оборудованию. Это человек, который занимается техникой, использующей рентгеновское излучение.
  • Врач — медицинский специалист с высшим образованием, который ставит диагноз на основании выводов радиолога и своей профессиональной компетенции.

Процедура способна предоставить врачу сведения о травмах рук, ног, других частей скелетной системы пациента — можно рассмотреть даже самые маленькие кости и окружающие их ткани.

Прошедший специальную подготовку врач-рентгенолог (радиолог) изучит и интерпретирует сделанные снимки, и направит свой отчёт лечащему врачу. При анализе рентгенолог может использовать медицинский негатоскоп.

Многие не знают отличий магнитно-резонансной томографии от компьютерной томографии или имеют об этом общие сведения.

  • КТ использует в работе рентгеновское излучение, а МРТ использует магнитное поле.
  • КТ хуже визуализирует связочный аппарат и делает визуализацию более лучше и диагностический значимой.
  • МРТ лучше подходит для изучения спинного мозга.
  • КТ лучше подходит для диагностирования онкологии, пневмонии, патологий грудной клетки, кровоизлияний в мозг (особенно после травм).
  • Опухоли мозга четче видны на снимках МРТ.
  • КТ может быстрее обнаружить разрывы и травмы органов, поэтому может быть предпочтительнее для экстренной медицины.
  • Переломы костной ткани качественнее визуализируются на КТ.
  • КТ лучше реконструирует изображение лёгких и органов грудной клетки в пространстве между лёгкими.

Компьютерный и магнитно-резонансный томографы Siemens

И в завершение данной статьи несколько фактов о КТ:

  • Трёхмерные изображения реконструируются с помощью цифровой геометрической обработки.
  • Компьютерные томографы используют радиоактивное излучение, при превышении лучевой нагрузки могут провоцировать онкологию.
  • КТ излучает несколько узконаправленных пучков рентгеновских лучей через тело пациента, что даёт более детальную картину, чем использование одиночного пучка, данная технология используется в различной рентгеновской технике, за исключением КТ.
  • Компьютерные томографы помогают различать опухоли на фоне целых органов.
  • Для улучшения чистоты изображения могут применяться контрастные красители, которые вводятся в кровь пациента с помощью медицинского оборудования под названием шприцевые инжекторы.
  • КТ особенно важна при получении детализированных трёхмерных изображений мягких тканей, кровеносных сосудов и тканей головного мозга.
  • Полученные томограммы анализирует врач-диагност (рентгенолог) на негатоскопе или же на специализированном медицинском мониторе, имеющем очень большое пиксельное разрешение.
  • КТ способна быстро показать разрыв органа или травму органа, поэтому она часто применяется для обследования жертв несчастных случаев в медицине катастроф или экстренной медицине.

negatoscope.ru

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ТОМОГРАФ • Большая российская энциклопедия

  • В книжной версии

    Том 14. Москва, 2009, стр. 714

  • Скопировать библиографическую ссылку:


Авторы: О. Б. Рязанцев

КОМПЬЮ́ТЕРНЫЙ ТОМО́ГРАФ, уст­рой­ст­во, пред­на­зна­чен­ное для по­слой­но­го ис­сле­до­ва­ния внутр. струк­ту­ры объ­ек­та (напр., ор­га­нов че­ло­ве­ка, пром. из­де­лий) по­сред­ст­вом его мно­го­крат­но­го про­све­чи­ва­ния к.-л. ви­дом про­ни­каю­ще­го из­лу­че­ния; дей­ст­вие ос­но­ва­но на при­ме­не­нии ме­то­дов вы­чис­лит. то­мо­гра­фии. В К. т. про­ни­каю­щее (про­све­чи­ваю­щее) из­лу­че­ние (элек­тро­маг­нит­ное, ульт­ра­звук, пуч­ки за­ря­жен­ных час­тиц и др.) взаи­мо­дей­ст­ву­ет с ве­ще­ст­вом ис­сле­дуе­мо­го объ­ек­та, ве­ли­чи­на взаи­мо­дей­ст­вия из­ме­ря­ет­ся и пред­став­ля­ет­ся в циф­ро­вом ви­де. Обыч­но про­све­чи­ва­ние осу­ще­ст­в­ля­ет­ся мно­го­крат­но по разл. пе­ре­се­каю­щим­ся на­прав­ле­ни­ям, чис­ло ко­то­рых мо­жет дос­ти­гать 104–106 и бо­лее, в плос­ко­сти слоя тол­щи­ной 0,5–10 мм. По ре­зуль­та­там из­ме­ре­ний с по­мо­щью компьютера про­из­во­дит­ся ре­кон­ст­рук­ция (вос­ста­нов­ле­ние) для вы­де­лен­но­го слоя про­стран­ст­вен­но­го рас­пре­де­ле­ния фи­зич. ха­рак­те­ри­сти­ки объ­ек­та (напр., плот­но­сти), вы­звав­шей из­ме­не­ние к.-л. па­ра­мет­ра про­све­чи­ваю­ще­го из­лу­че­ния (ин­тен­сив­но­сти, ско­ро­сти рас­про­стра­не­ния и др.). Вос­ста­нов­лен­ное про­стран­ст­вен­ное рас­пре­де­ле­ние ис­сле­дуе­мой ха­рак­те­ри­сти­ки пред­став­ля­ет со­бой мат­ри­цу чи­сел, ко­то­рая пре­об­ра­зу­ет­ся в ви­део­сиг­нал и ото­бра­жа­ет­ся на эк­ра­не дис­плея в ви­де по­лу­то­но­во­го чёр­но-бе­ло­го или ок­ра­шен­но­го в ус­лов­ные цве­та изо­бра­же­ния – то­мо­грам­мы. В за­ви­си­мо­сти от ви­да про­све­чи­ваю­ще­го из­лу­че­ния раз­ли­ча­ют рент­ге­нов­ские, гам­ма, про­тон­ные, ульт­ра­зву­ко­вые, оп­ти­че­ские К. т., а так­же то­мо­гра­фы на ос­но­ве ядер­но­го маг­нит­но­го ре­зо­нан­са (т. н. ЯМР- или маг­нит­но-ре­зо­нанс­ные то­мо­гра­фы), в ко­то­рых ис­поль­зу­ет­ся ре­зо­нанс­ное ра­дио­час­тот­ное из­лу­че­ние. Напр., в рент­ге­нов­ских и гам­ма-то­мо­гра­фах вос­ста­нав­ли­ва­ют про­стран­ст­вен­ные рас­пре­де­ле­ния ко­эф. ос­лаб­ле­ния ис­поль­зуе­мо­го из­лу­че­ния, в ульт­ра­зву­ко­вых – ко­эф. ос­лаб­ле­ния или ско­ро­сти рас­про­стра­не­ния ульт­ра­зву­ка. В маг­нит­но-ре­зо­нанс­ных то­мо­гра­фах ре­кон­ст­руи­ру­ют­ся ло­каль­ные кон­цен­тра­ции ре­зо­ни­рую­щих атом­ных ядер и вре­ме­на их ре­лак­са­ции.

В со­став К. т. обыч­но вхо­дят: ис­точ­ник про­све­чи­ваю­ще­го из­лу­че­ния; ска­ни­рую­щее уст­рой­ст­во, обес­пе­чи­ваю­щее фор­ми­ро­ва­ние об­лас­ти взаи­мо­дей­ст­вия и её пе­ре­ме­ще­ние по объ­ек­ту; уст­рой­ст­ва для де­тек­ти­ро­ва­ния и из­ме­ре­ния ре­зуль­та­тов взаи­мо­дей­ст­вия из­лу­че­ния с ве­ще­ст­вом объ­ек­та; компьютер для управ­ле­ния про­цес­са­ми ска­ни­ро­ва­ния и из­ме­ре­ния, сбо­ра и циф­ро­вой об­ра­бот­ки мас­си­вов дан­ных; дис­плей; съём­ные на­ко­пи­те­ли ин­фор­ма­ции (напр., маг­нит­ные или оп­тич. дис­ки, маг­нит­ные лен­ты) и уст­рой­ст­ва для фо­то­ре­ги­ст­ра­ции то­мо­грамм. При­ме­не­ние тех­ни­ки ска­ни­рую­ще­го про­све­чи­ва­ния, вы­со­ко­чув­ст­вит. де­тек­то­ров, а так­же ме­то­дов циф­ро­вой об­ра­бот­ки дан­ных обес­пе­чи­ва­ет вы­со­кое про­стран­ст­вен­ное раз­ре­ше­ние (де­сят­ки ли­ний на 1 мм), боль­шое от­но­ше­ние сиг­нал/шум (до 103 и бо­лее) и со­от­вет­ст­вен­но вы­сокую кон­тра­ст­ную чув­ст­ви­тель­ность. С по­мо­щью К. т. мож­но ис­сле­до­вать объ­ек­ты раз­ме­ром от де­сят­ков мм до не­сколь­ких м. По­греш­ность из­ме­ре­ний обыч­но со­став­ля­ет ок. 1%; вре­мя ис­сле­до­ва­ния од­но­го слоя мо­жет из­ме­нять­ся в пре­де­лах от еди­ниц мс до де­сят­ков мин.

Рис. 1. Структурная схема рентгеновского компьютерного томографа.

Пер­вый К. т. (рент­ге­нов­ский) соз­дан в 1969 Г. Ха­унс­фил­дом (Но­бе­лев­ская пр., 1979; совм. с А. Кор­ма­ком) и пред­на­зна­чал­ся для ска­ни­ро­ва­ния внутр. ор­га­нов; стал ис­поль­зо­вать­ся с диа­гно­стич. це­ля­ми в кли­нич. ме­ди­ци­не. Ис­точ­ни­ком из­лу­че­ния в рент­ге­нов­ском К. т. (рис. 1) слу­жит рент­ге­нов­ская труб­ка, фор­ми­рую­щая тон­кий (1–10 мм) рас­хо­дя­щий­ся (т. н. ве­ер­ный) пу­чок рент­ге­нов­ских лу­чей, про­ни­зы­ваю­щий объ­ект; ин­тен­сив­ность про­шед­ше­го из­лу­че­ния ре­ги­ст­ри­ру­ет­ся де­тек­то­ром, со­стоя­щим из боль­шо­го чис­ла (до 103 и бо­лее) чув­ст­ви­тель­ных к из­лу­че­нию эле­мен­тов (сцин­тил­ля­ци­он­ных счёт­чи­ков, ио­ни­за­ци­он­ных де­тек­то­ров и др.). Ре­жим ра­бо­ты рент­ге­нов­ской труб­ки за­да­ёт­ся вы­со­ко­вольт­ным ге­не­ра­то­ром. Ска­ни­рую­щее уст­рой­ст­во обыч­но пред­став­ля­ет со­бой жё­ст­ко скре­п­лён­ные рент­ге­нов­скую труб­ку и де­тек­тор, не­пре­рыв­но вра­щаю­щие­ся во­круг ис­сле­дуе­мо­го объ­ек­та. Сиг­на­лы с эле­мен­тов де­тек­то­ра с по­мо­щью ана­ло­го-циф­ро­вых пре­об­ра­зо­ва­те­лей из­ме­ря­ют­ся и по­сту­па­ют в компьютер. Ин­фор­ма­ция со всех эле­мен­тов сни­ма­ет­ся че­рез ка­ж­дые 0,5–1°, в ре­зуль­та­те за один обо­рот фор­ми­ру­ет­ся мас­сив дан­ных, со­стоя­щий из 105–106 чи­сел, упо­ря­до­чен­ных в т. н. про­ек­ции, по ко­то­рым в компьютере осу­ще­ст­в­ля­ет­ся ре­кон­ст­рук­ция то­мо­гра­фич. изо­бра­же­ния. С нач. 1990-х гг. в кли­нич. прак­ти­ке ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся спи­раль­ные и муль­тис­пи­раль­ные (со­дер­жа­щие два и бо­лее ря­дов де­тек­то­ров) рент­ге­нов­ские К. т., в ко­то­рых ска­ни­ро­ва­ние осу­ще­ст­в­ля­ет­ся при од­но­вре­мен­ном не­пре­рывном вра­ще­нии рент­ге­нов­ской труб­ки во­круг те­ла па­ци­ен­та и по­сту­пат. дви­же­нии сто­ла с па­ци­ен­том вдоль про­доль­ной оси (тра­ек­то­рия ска­ни­ро­ва­ния в этом слу­чае име­ет фор­му спи­ра­ли). Тех­но­ло­гия спи­раль­но­го ска­ни­ро­ва­ния по­зво­ля­ет зна­чи­тель­но со­кра­тить вре­мя, за­тра­чи­вае­мое на то­мо­гра­фич. ис­сле­до­ва­ние, по­вы­сить про­стран­ст­вен­ное и вре­меннóе раз­ре­ше­ние и су­ще­ст­вен­но умень­шить «лу­че­вую на­груз­ку» на па­ци­ен­та.

Рис. 2. Структурная схема магнитно-резонансного томографа.

В мед. ди­аг­но­сти­ке всё боль­шее рас­про­стра­не­ние по­лу­ча­ют маг­нит­но-ре­зо­нанс­ные то­мо­гра­фы, по­зво­ляю­щие по­лу­чать вы­со­кое ка­че­ст­во изо­бра­же­ния и од­но­вре­мен­но ви­зуа­ли­зи­ро­вать неск. ха­рак­те­ри­стик объ­ек­та; кро­ме то­го, они не со­дер­жат ис­точ­ни­ков рент­ге­нов­ско­го из­лу­че­ния, ока­зы­ваю­ще­го вред­ное воз­дей­ст­вие на жи­вые ор­га­низ­мы. В маг­нит­ном К. т. (рис. 2) ис­поль­зу­ет­ся ре­зо­нанс­ное пе­ре­из­лу­че­ние ра­дио­волн яд­ра­ми ато­мов не­ко­то­рых эле­мен­тов (напр., во­до­ро­да), на­хо­дя­щих­ся в по­сто­ян­ном маг­нит­ном по­ле оп­ре­де­лён­ной ве­ли­чи­ны. Про­цесс ска­ни­ро­ва­ния осу­ще­ст­в­ля­ет­ся без ме­ха­нич. пе­ре­ме­ще­ния – соз­да­ни­ем маг­нит­но­го по­ля за­дан­ной кон­фи­гу­ра­ции пу­тём из­ме­не­ния то­ков в ка­туш­ках маг­нит­но­го ска­ни­рую­ще­го уст­рой­ст­ва, а так­же за­да­ни­ем фор­мы и скваж­но­сти им­пуль­сов ра­дио­час­тот­но­го (РЧ) из­лу­че­ния, воз­бу­ж­даю­ще­го яд­ра ато­мов в ис­сле­дуе­мой об­лас­ти объ­ек­та. Сфор­ми­ро­ван­ные по­сле­до­ва­тель­но­сти им­пуль­сов по­да­ют­ся от РЧ-ге­не­ра­то­ра на РЧ-ка­туш­ку, ок­ру­жаю­щую объ­ект. От­вет­ное из­лу­че­ние ре­зо­ни­рую­щих ядер (эхо-сиг­нал) вос­при­ни­ма­ет­ся той же ка­туш­кой че­рез не­ко­то­рое вре­мя по­сле пре­кра­ще­ния дей­ст­вия воз­бу­ж­даю­щих им­пуль­сов. За­ре­ги­ст­ри­ро­ван­ное из­лу­че­ние по­сле уси­ле­ния, фа­зо­во­го де­тек­ти­ро­ва­ния и пре­об­ра­зо­ва­ния в циф­ро­вую фор­му по­сту­па­ет в ком­пьютер для ре­кон­ст­рук­ции изо­бра­же­ния.

К. т. ши­ро­ко при­ме­ня­ют­ся так­же в пром. ин­тро­ско­пии при тех­но­ло­гич. кон­тро­ле из­де­лий слож­ной струк­ту­ры (те­п­ло­вы­де­ляю­щих эле­мен­тов ядер­ных ре­ак­то­ров, ра­дио­элек­трон­ных эле­мен­тов, стро­ит. кон­ст­рук­ций и др.). Разл. мо­ди­фи­ка­ции ме­то­дов про­све­чи­ва­ния (напр., т. н. транс­мис­си­он­ные ме­то­ды) и об­ра­бот­ки дан­ных, при­ме­няе­мые в К. т., ис­поль­зу­ют­ся для ис­сле­до­ва­ния кри­стал­лов, струк­ту­ры био­ло­гич. мо­ле­кул, рас­пре­де­ле­ния по­род в зем­ной ко­ре и др. В ра­дио­изо­топ­ной мед. ди­аг­но­сти­ке, а так­же в ядер­ной энер­ге­ти­ке, фи­зи­ке плаз­мы и ра­дио­ас­тро­но­мии при­ме­ня­ют­ся ме­то­ды т. н. эмис­си­он­ной ком­пь­ю­тер­ной то­мо­гра­фии, для ко­то­рой ха­рак­тер­но вос­ста­нов­ле­ние про­стран­ст­вен­ных рас­пре­де­ле­ний ис­точ­ни­ков из­лу­че­ния, на­хо­дя­щих­ся внут­ри ис­сле­дуе­мо­го объ­ек­та.

bigenc.ru

Устройство томографа

Компьютерный томограф – это вид высокоточного медицинского оборудования, посредством которого можно обработать одновременно несколько рентгенографических снимков органов и тканей, объединив эти изображения, выполненные в различных проекциях, в одно целое. Обработка через компьютер и анализ изображений позволяют преобразовать полученные данные в трехмерный снимок (3D) исследуемого органа, что позволяет более эффективно выявлять различные нарушения структуры тканей и изучить состояние любого органа в мельчайших деталях.

Как устроен компьютерный томограф?

Все современные компьютерные томографы конструктивно друг от друга почти не отличаются. Внешне установка выглядит как большой куб или цилиндр с отверстием в виде тоннеля внутри. Состоит аппарат из сканирующей и рентгеновской систем, пульта управления и специализированного компьютера.

Установка оснащена специальным подвижным столом, на котором располагают пациента. Его горизонтальное перемещение в ходе исследования осуществляется автоматически, через пульт управления, вертикальное – через опцию управления столом.

Система сканирования представляет собой рентгеновскую трубку и детекторное устройство. В процессе сканирования  продуцируемые трубкой рентгеновские лучи улавливаются сразу несколькими специальными датчиками. Проходя через ткани тела, лучи поглощаются ими по-разному, а на выходе первоначальные свойства проникающих лучей меняются. КТ чутко улавливает эти изменения и выстраивает после компьютерной обработки изображение тканей и отдельных органов.

Рентгеновская система представлена электронно-лучевой трубкой и генератором, работающим в импульсном режиме. 

Управление томографом осуществляется с пульта, непосредственно связанного со сканирующей системой и компьютером. Пульт подключается к двум видеомониторам. На одном выдается текст, на другом – изображения срезов органов и тканей, выполненные в различных проекциях. С помощью клавиатуры  выбираются технические параметры сканирования (толщина и количество срезов, шаг томографирования, скорость сканирования, количество снимков и пр.). Пульт управления имеет также кнопки для включения и выключения аппарата, запуска системы индикации и различных программ исследования отдельных частей тела. 

Преимущества компьютерной томографии

Бесспорным достоинством компьютерной томографии является то, что эта процедура абсолютно безболезненна и практически не приносит вреда здоровью, так как контакт пациента с радиоактивным излучением во время процедуры кратковременен.

С помощью компьютерного томографа можно:

• диагностировать заболевания (в том числе онкологические) на ранних стадиях, что в свою очередь способствует более продуктивному лечению;

• визуализировать патологическое утолщение стенок артерий или определить плотность костей;

• узнать реакцию организма на лечение с применением химической или лучевой терапии.

www.dixion.ru

Рентгеновская компьютерная томография - принцип метода

Компьютерная томография – метод, который позволяет провести эффективную диагностику при помощи сканирования исследуемого участка и получить послойные изображения той или иной части тела. Каков принципы действия КТ?

Устройство аппарата и принцип действия метода компьютерной томографии

Что представляет собой специальный сканер? Этот аппарат напоминает куб или тоннель цилиндрической формы. В число основных частей прибора входят:

  • лучевая трубка, скрытая в корпусе КТ;
  • подвижный стол, который проходит через раму гентри;

Поскольку от аппарата исходит излучение, комната, в которой находится томограф защищается специальным экраном. Еще один вариант защиты пациентов и специалистов от негативного воздействия рентгеновского излучения – включение кабинета с медицинским оборудованием в структуру помещений отделения.

Как осуществляется управление сканером

Врач, располагающийся в специальной комнате, следит за ходом процедуры, и совершает необходимые манипуляции. Рядом с ним находятся:

  • компьютерный блок КТ;
  • мониторы, на которые выводится изображение;
  • специальные устройства. предназначенные для слежения за состоянием обследуемого.

Особенность процедуры

Возможности современной медицины позволяют предотвратить развитие серьезных болезней и обнаружить новообразования на ранних стадиях развития опухолевого процесса. Все это стало реальностью благодаря созданию установок, воздействующих на организм пациента при помощи излучения. Результатом процедуры становится детальный снимок, обеспечивающий безошибочную современную диагностику.

Для того чтобы разобраться в специфике обследования нужно определить, что такое КТ. Это метод, в основе которого лежит рентгеновское излучение. Специальный прибор осуществляет съемку тела больного под разными углами, а полученные срезы позже обрабатываются компьютерной программой и преобразуются в единое изображение. Проходя через тело исследуемого, X-лучи задерживаются в тканях,от степени поглощения которых зависит четкость и детализация проекции.

Принципы работы КТ (компьютерной томографии) просты: вокруг больного вращается рентгеновская трубка – специальное устройство, выпускающее рентгеновское излучение. Позже установка фиксирует сведения, попадающие на чувствительную матрицу, а компьютерная программа производит обработку полученной информации и позволяет увидеть четкую картинку.

Отличия компьютерной томографии от рентгенографии

  • КТ дает возможность рассмотреть мелкие новообразования, в то время как рентгеновская установка не обладает подобной детализацией из-за наложения одного слоя на другой - явления известного как суперпозиция тканей.
  • Компьютерная томография позволяет получить изображение в поперечной плоскости: это необходимо для точного представления о соотношении органов.

Как работает КТ

Пациента кладут на специальный стол, который не стоит неподвижно, а перемещается по направлению к раме гентри. В ее устройстве заключается одно из важнейших отличий компьютерной томографии от магнитно-резонансной: отверстие не узкое, а широкое, что не вызывает у обследуемых боязни закрытых пространств. Часто перед процедурой требуется введение контрастного вещества.

Как врач получает снимки? По мере того как установка производит сканирование обследуемого участка, рентгеновские лучи проходят через различные плоскости организма: плотность тканей становится той информацией, которая передается компьютеру в виде коэффициента – цифрового значения, обрабатываемого программой. После преобразования данных в оттенки серого, изображение выводится на монитор: специалист видит серию картинок, которые представляют собой поперечные срезы исследуемого органа или части тела.

Зачем может понадобиться КТ?

Её назначают, когда необходимо тщательно исследовать области тела или конечности.

Осмотр ГК поможет выявить ранние и запущенные стадии легочных заболеваний. Кроме того, определит наличие проблем в тканях, сосудах или пищеводе. Продиагностировать наличие очагов воспаления, инфекций, метастаз. Покажет, если легочная эмболия и аневризма аорты.

Если исследовать эту область с помощью КТ, то можно понять, если ли болезни желудка и печени. Узнать все о том, какого характера образовавшаяся киста или опухоль. Выявить образование абсцесса, деформаций аорты брюшины. Определить размеры лимфоузлов, найти кровотечения внутренних органов.

Исследовать такие органы как: почки, мочеточники и мочевой пузырь, можно, используя одну из разновидностей КТ, называющуюся урограммой.

С её помощью можно обнаружить наличие камней в почках или любых других элементов мочевыводящей системы.

В самых сложных случаях доктора прибегают к еще одному методу, который именуется пиелограммой. Суть его состоит в том, что пациенты вводится особое контрастное вещество, после этого можно обнаружить не только отложения солей, но и различные виды опухолевых образований, как злокачественные, так и доброкачественные.

Компьютерная томография хорошо справляется с выявлением панкреатитов различной степени запущенности. Кроме того, с помощью такого исследования можно определить наличие и характер опухоли этого органа.

Можно продиагностировать проходимость протоков желчного пузыря. Кроме этого, исследование позволяет определить наличие камней. Однако для этого чаще всего используют УЗИ, которое отлично справляется с поставленной задачей.

КТ хорошо показывает наличие опухолевых образований и позволяет определить состояние и структуру надпочечника.

С помощью такой диагностики можно рассмотреть повреждения тканей данного органа и оценить его размеры.

Если вовремя произвести диагностику этого отдела организма, то можно предотвратить серьёзные изменения фаллопиевой трубы или предстательных желез у пациентов различных полов.

КТ поможет найти различные заболевания в суставах и частях костной ткани. С легкостью справиться с диагностированием опухолей или деформаций в элементах колен, костей, бедер, щиколоток или стоп.

 

Некоторым современным КТ достаточно 1 вращения для получения точного и детального изображения исследуемого органа. Подобные устройства называются мультиспиральными. Высокие технологии, применяемые разработчиками медицинского оборудования, позволили улучшить качество проводимой процедуры:

  • снизить шумы, издаваемые установкой во время вращения;
  • сократить время исследования;
  • уменьшить толщину срезов и повысить диагностические возможности КТ.

Последние модели компьютерных томографов позволяют рассмотреть отдельные участки и области человеческого тела за несколько секунд, что особенно удобно при обследовании пожилых пациентов в критическом состоянии или больных, страдающих клаустрофобией.

Возросшая эффективность подобной процедуры позволяет уменьшить долю рентгеновского излучения. Подобная безопасность КТ-сканирования делает эту технологию незаменимой при исследовании детей – снижение лучевой нагрузки дает возможность полностью исключить риск развития онкологических заболеваний.

Увеличить информативность обследования на компьютерном томографе помогает введение пациенту контрастного вещества. В результате проводимая процедура приобретает сходство с ангиографией.

Что чувствует пациент во время процедуры

На самом деле, человек не испытывает никаких неприятных ощущений или боли.

В некоторых случаях ему может быть неудобно из-за того, что он лежит на жесткой поверхности или из-за открытого в кабинете окна.

Впечатлительные пациенты нервничают, когда оказываются внутри аппарата. В этом случае им предлагают успокоительное средство, которое поможет им расслабиться и не придавать значения нахождению в замкнутом пространстве.

Во время введения контрастного вещества, если это необходимо, медсестра делает все возможное, чтобы причинить наименьшее количество боли, делая инъекцию в руку.

Следует сказать немного о специфике самого вещества. Иногда после его введения люди чувствуют небольшой жар или пощипывание в месте укола. Это нормально. Однако, если вас начало тошнить или появились резкие головные боли, об этом следует немедленно сообщить доктору.

Опасна ли КТ

Если до того, как прийти на томографию, вы знали о наличии какого-либо заболевания, то не беспокойтесь о том, что данная процедура провоцирует какие-то осложнения.

Однако, стоит учесть следующие моменты:

  • Если вы больны сахарным диабетом любого типа или употребляете метморфин, то контраст может ухудшить ваше состояние. Таким больным необходимо получить консультацию лечащего врача еще перед проведением диагностики.

  • В некоторых случаях можно говорить о возникновении онкологических заболеваний, которые могут быть спровоцированными злоупотребления разных видов КТ. В зоне риска дети и старики.Если проводить исследование не чаще нескольких раз в месяц, то об опасности можно не волноваться.Вы можете пообщаться с врачом и узнать какую именно дозу облучения вы или ваш ребенок получите после каждой процедуры и насколько это безопасно.

  • Иногда имеются риски повреждения имплантатов или кардиостимуляторов, которые находятся внутри тела человека. Именно поэтому важно предупреждать специалистов о наличии подобных приборов в вашем случае. Однако такие ситуации крайне редки, поэтому говорить о статистике подобных явлений не приходится.

Может ли что-то повлиять на действие КТ

На результаты и проведение обследования могут повлиять следующие нюансы:

  • Любой срок беременности у женщин. Данная диагностика не рекомендуется все будущим мамам, особенно на первых триместрах.

  • Применение таких веществ, как висмут и барий до проведения КТ. Часто, когда медики назначают ирригоскопию, которая подразумевает применение данных составов, возникает необходимость переноса КТ. Ведь и виснут и барий проявятся на конечном снимке, что затруднит постановку правильного диагноза.

  • Различные металлические элементы в теле пациента. Части имплантов или другие фрагменты снижают качество готового изображения, делая область вокруг них размытой.

Принципы и методы работы компьютерной томографии

  • Бывает, что результаты КТ не сответствуют данным, полученным в результате магнитного исследования или ультразвукового. На самом деле, это вовсе не значить, что какое-то из обследований проведено неверно. Томография позволяет сканировать определенный орган совершенно с другого ракурса, что наоборот, делает диагностику более развернутой.

  • Если вы отправляете на процедуру ребенка, то обязательно приготовьте его морально ко всему, с чем ему придется столкнуться. Научите его задерживать дыхание, расскажите об ощущениях, настройте его правильно. Часто дети не могут спокойно лежать длительное время, поэтому врачи делают им инъекции успокоительного. Расскажите ему об этом, чтобы вид иглы не напугал его ещё больше.

  • Обязательно получите консультацию педиатра. Он сможет определить, насколько уровень облучения навредит состоянию маленького пациента.

  • Специалисты в самых сложных случаях рекомендуют применять различные виды оборудования, чтобы сделать исследования более тщательными и сформировать многослойное изображение.

  • Часто результатами КТ можно заменить результаты ПЭТ. Особенно, если дело касается диагностирования онкологии.

  • Чтобы определить, есть ли у пациента ишемия или атеросклероз, врачи используют одну из разновидностей данного исследования. ЭПТ занимает меньше времени, но прекрасно подходит для диагностики состояния сердца или сосудов.Сейчас эта технология уступает мультидекторной разновидности томографии, которая является более инновационной и точной.

  • В данную процедуру может входить комплекс мер, назначенный на оценку уровня усвоения кальция коронарными артериями. Это способствует определению рисков возникновения болезней сердца и сосудов.

  • Не все специалисты едины во мнении, что если исследовать с помощью КТ все тело пациента, то можно выявить ишемическую болезнь. Обязательно проконсультируйтесь со своим доктором, если вам назначена процедура именно для этой цели.

  • Помните о том, что исследование всего организма с помощью КТ – это дорого и не совсем безопасно. Злоупотребление данной процедурой повышает риски оперативного вмешательства и образования злокачественных опухолей. Поэтому, если у вас нет предпосылок предполагать наличие какого-либо заболевания, не проводите такое исследование в подобных масштабах.

Где применяется компьютерная томография

С открытием КТ врачам по всему мира стала доступна диагностика множества серьезных заболеваний: первоначально метод использовался в нейрохирургии и неврологии. Еще одна сфера применения – выявление патологий легких, надпочечников, желчного пузыря, печени и других органов брюшной полости.Точное и детализованное изображение позволяет провести полноценное исследование костей, спинного мозга и позвоночного столба.

Читать ещё статьи

mrimrt.ru

Устройство МРТ томографа - высокопольный МРТ и открытого типа

Идея по формированию изображения внутренних органов человека посредством ядерного магнитного резонанса была выдвинута в 1973 году.
В 2003 году Paul Christian Lauterbur из университета Иллинойса (США) и Peter Mansfield из университета Ноттингема (Великобритания) получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за изобретение МРТ томографа.

МР томограф состоит из:

  • магнитных градиентов;
  • основного магнита;
  • систем сбора и обработки данных;
  • генератора (передатчика) радиоимпульсов;
  • приёмника радиоимпульсов;
  • систем энергоснабжения и охлаждения.

Рассмотрим лишь общие принципы строения МР томографов, так как частое обновление модельного ряда лишает смысла рассматривать конструктивные особенности конкретного аппарата. Качество и скорость получения выходной картинки, определяемые сигналом в приемной катушке томографа, зависят от магнитной индукции (силы магнита).

По силе магнитного поля томографы разделяются на:

  1. ультранизкие: менее 0,1 Тл;
  2. низкопольные: в диапазоне от 0,1 до 0,5 Тл;
  3. средние: от 0,5 до 1,0 Тл;
  4. высокопольные: 1,0 - 2,0 Тл, типичный высокопольный томограф 1,5 Тл;
  5. ультравысокие: от 2,0 Тл и выше, наиболее распространены модели томографов 3,0 Тл.
Магниты в МР томографах классифицируются как:
  • постоянные;
  • резистивные электрические;
  • сверхпроводящие электрические.
Характеристики магнитов 1 класса постоянных:
  • состоят из ферромагнитных сплавов;
  • поле 0,2 - 0,3 Тл;
  • экономичны в эксплуатации, так как не требуют затрат электроэнергии и охлаждения;
  • ориентация магнитного поля - вертикальная;

Преимуществом постоянных магнитов и томографов открытого типа на их основе является возможность проведения МРТ для больных, страдающих приступами клаустрофобии.
Экономичность, простота и возможность приема пациентов с клаустрофобией и весом более 120 кг способствовали росту спроса на МР томографы открытого типа на постоянных магнитах.

Характеристики резистивных электромагнитов 2 класса:
  • конструкция резистивного электрического магнита:
    • соленоид из медной или железной проволоки;
    • используется водяное охлаждение;
  • магнитное поле от 0,2 до 0,4 Тл;
  • поле ориентировано вдоль отверстия соленоида;
  • современные модели МР томографов на основе резистивных электромагнитов - открытого типа.

Содержание МР томографов на их основе дороже, чем постоянных магнитов, что способствует падению спроса на резистивные электромагниты.

Характеристики сверхпроводящих электромагнитов 3, 4 и 5 классов:
  • конструктивные особенности:
    • соленоид из ниобий - титанового сплава;
    • охлаждается жидким гелием до - 269 гр. по Цельсию (4К) при которой переходит в сверхпроводящее состояние;
  • поле 0,35 - 4 Тл.
Достоинства сверхпроводящих магнитов:
  • высокопольность;
  • создание на их основе томографов открытого типа.
Недостатки высокопольных МР томографов:
  • высокая стоимость;
  • использование для охлаждения жидкого гелия;
  • необходимость дополнительного выравнивания магнитного поля для получения качественного изображения.

Принцип работы МРТ томографа

  • передающая катушка генерирует волны резонансной частоты и модулирует их в импульсы;
  • приемная катушка, представляющая высокочувствительную антенну, расположенную перпендикулярно направлению основного поля (плоскость X-Y) передает полученный сигнал на АЦП;
  • аналого-цифровой преобразователь (АЦП) отправляет данные в цифровом виде на операторский компьютер для реконструкции изображения;
  • компьютер, кроме получения изображения с томографа, позволяет:
    • централизованно управлять всей системой;
    • обрабатывать, записывать и печатать изображение;
    • выполнять быстрое Фурье-преобразование.

Идея по формированию изображения внутренних органов человека посредством ядерного магнитного резонанса была выдвинута в 1973 году.
В 2003 году Paul Christian Lauterbur из университета Иллинойса (США) и Peter Mansfield из университета Ноттингема (Великобритания) получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за изобретение МРТ томографа.


МР томограф состоит из:

  • магнитных градиентов;
  • основного магнита;
  • систем сбора и обработки данных;
  • генератора (передатчика) радиоимпульсов;
  • приёмника радиоимпульсов;
  • систем энергоснабжения и охлаждения.

Рассмотрим лишь общие принципы строения МР томографов, так как частое обновление модельного ряда лишает смысла рассматривать конструктивные особенности конкретного аппарата. Качество и скорость получения выходной картинки, определяемые сигналом в приемной катушке томографа, зависят от магнитной индукции (силы магнита).

По силе магнитного поля томографы разделяются на:

  1. ультранизкие: менее 0,1 Тл;
  2. низкопольные: в диапазоне от 0,1 до 0,5 Тл;
  3. средние: от 0,5 до 1,0 Тл;
  4. высокопольные: 1,0 - 2,0 Тл, типичный высокопольный томограф 1,5 Тл;
  5. ультравысокие: от 2,0 Тл и выше, наиболее распространены модели томографов 3,0 Тл.
Магниты в МР томографах классифицируются как:
  • постоянные;
  • резистивные электрические;
  • сверхпроводящие электрические.
Характеристики магнитов 1 класса постоянных:
  • состоят из ферромагнитных сплавов;
  • поле 0,2 - 0,3 Тл;
  • экономичны в эксплуатации, так как не требуют затрат электроэнергии и охлаждения;
  • ориентация магнитного поля - вертикальная;

Преимуществом постоянных магнитов и томографов открытого типа на их основе является возможность проведения МРТ для больных, страдающих приступами клаустрофобии.
Экономичность, простота и возможность приема пациентов с клаустрофобией и весом более 120 кг способствовали росту спроса на МР томографы открытого типа на постоянных магнитах.

Характеристики резистивных электромагнитов 2 класса:
  • конструкция резистивного электрического магнита:
    • соленоид из медной или железной проволоки;
    • используется водяное охлаждение;
  • магнитное поле от 0,2 до 0,4 Тл;
  • поле ориентировано вдоль отверстия соленоида;
  • современные модели МР томографов на основе резистивных электромагнитов - открытого типа.

Содержание МР томографов на их основе дороже, чем постоянных магнитов, что способствует падению спроса на резистивные электромагниты.

Характеристики сверхпроводящих электромагнитов 3, 4 и 5 классов:
  • конструктивные особенности:
    • соленоид из ниобий - титанового сплава;
    • охлаждается жидким гелием до - 269 гр. по Цельсию (4К) при которой переходит в сверхпроводящее состояние;
  • поле 0,35 - 4 Тл.
Достоинства сверхпроводящих магнитов:
  • высокопольность;
  • создание на их основе томографов открытого типа.
Недостатки высокопольных МР томографов:
  • высокая стоимость;
  • использование для охлаждения жидкого гелия;
  • необходимость дополнительного выравнивания магнитного поля для получения качественного изображения.

Принцип работы МРТ томографа

  • передающая катушка генерирует волны резонансной частоты и модулирует их в импульсы;
  • приемная катушка, представляющая высокочувствительную антенну, расположенную перпендикулярно направлению основного поля (плоскость X-Y) передает полученный сигнал на АЦП;
  • аналого-цифровой преобразователь (АЦП) отправляет данные в цифровом виде на операторский компьютер для реконструкции изображения;
  • компьютер, кроме получения изображения с томографа, позволяет:
    • централизованно управлять всей системой;
    • обрабатывать, записывать и печатать изображение;
    • выполнять быстрое Фурье-преобразование.

 

 

mrtktspb.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *