sobota, 27 listopada 2010 22:04

Tomografia Komputerowa - zasada działania Wyróżniony

Napisał 
Oceń ten artykuł
(5 głosów)

tomografia komputerowaTomografia komputerowa (ang. Computed Tomography ? CT)  jest systemem pośredniego obrazowania ? dokonywana jest rekonstrukcja obrazu na drodze obliczeń matematycznych. Badanie to pozwala na uzyskanie obrazów  przestrzennych (wizualizacja narządów 3D) i przekroju badanego obiektu dzięki wykorzystaniu promieniowania rentgenowskiego.

Tomografia komputerowa umożliwia ustalenie rozpoznania do leczenia operacyjnego, dlatego stosuje się ją bardzo szeroko w diagnostyce. Umożliwia lekarzowi dokonanie oceny niemal wszystkich narządów wewnętrznych człowieka i rozpoznanie w nich zmian chorobowych. Badanie nie jest długie ? średni czas to 15-30 minut. Ponadto tomografia komputerowa jest bezbolesna i zupełnie nieinwazyjna. Do przeprowadzenia tomografii nie jest potrzebne żadne przygotowanie przez pacjenta, jednak jeżeli jest to badanie z użyciem kontrastu to powinien on nie przyjmować posiłków na około 6 godzin przed badaniem. Metoda obrazowania za pomocą tomografii komputerowej jest ciągle doskonalona poprzez czołowe firmy z branży aparatury medycznej pragnące jak najlepiej sprostać oczekiwaniom nowoczesnej medycyny.

Współczesne tomografy komputerowe (ang. CT scanner) wykonują nawet do 2 000 000 projekcji. Dzięki temu ich rozdzielczość sięga dziesiątków mikrometrów. Standardem staje się tomografia komputerowa wielorzędowa, w których liczba odbierających elementów zwiększona została do 64, choć takie firmy jak Toshiba czy Philips wprowadziły już na rynek  skanery 128 i 256 rzędowe. Kolejnym etapem rozwoju jest wprowadzenie dwóch lamp rentgenowskich. Zmiany pozwalają na znaczne skrócenie czasu badania, zmniejszenie dawki promieniowania rentgenowskiego, a jednocześnie uzyskanie dużo większej ilości danych, pozwalających na dokładniejsze obrazowanie badanych narządów i  lepszą projekcję przestrzenną obrazu (3D). Kierunek postępów w rozwoju tomografii komputerowej jest nakreślany w stronę tomografii spektralnej.

Budowa tomografu komputerowego

tomografia komputerowa, tomografW tomografii komputerowej możemy wyróżnić trzy charakterystyczne fragmenty: stół na którym w pozycji unieruchomionej  podczas badania leży pacjent, skaner (gantry), który jest głównym urządzeniem dokonującym pomiaru oraz oprzyrządowanie, czyli konsolę operatora za pomocą której operator steruje systemem tomografu, wyświetla i archiwizuje obrazy.

Podstawowym elementem skanera jest system pomiarowy zawierający: komorę pomiarową, lampę rentgenowską i kolimator, system detektorów, układ obracający, układ zasilania lampy rentgenowskiej.

Lampa rentgenowska posiada wirującą anodę oraz jest odporna na duże obciążenia termiczne wynikające z dużej liczby następujących szybko po sobie skanów. Detektory służą do przetwarzania promieniowania rentgenowskiego na sygnał elektryczny. Najczęściej stosowane są dwa typy detektorów ? kseonowe i półprzewodnikowe. Kolimatory znajdują się w pobliżu lampy rentgenowskiej i przy każdym z detektorów. Mają za zadanie kształtować wiązkę promieniowania i minimalizować rozpraszanie promieniowanie. Od ich wysokości zależy grubość skanowanej warstwy.

Ogólna zasada rekonstrukcji obrazu w tomografii komputerowej

tomografia komputerowa , zasada działaniaPodczas skanowania pacjent umieszczany jest w komorze pomiarowej, a rejestrowanie obrazu odbywa się za pomocą obrotu (3 ? tor ruchu lampy) dookoła obiektu/pacjenta (5)  obręczy pomiarowej, w której znajduje się lampa rentgenowska (4) i nieruchome detektory (1) wykonujące serię prześwietleń (2 ? wiązka promieniowania). Podczas każdorazowej emisji promieniowania przez lampę detektory przesyłają do komputera  informację o pochłoniętym przez tkanki promieniowaniu. Dzięki odpowiedniej obróbce przy użyciu metod matematycznych uzyskuje się czytelny obraz, który może być już interpretowany przez lekarza. Wszystkie metody przetwarzania danych z detektorów bazują na odtworzeniu osłabień promieniowania w podstawowym elemencie objętości obiektu. Powstałe obrazy są monochromatyczne (czarno-białe), tak samo jak w przypadku podstawowych zdjęć rentgenowskich.

tomografia komputerowa, wizualizacjaSkanowanie pojedynczych przekrojów wymaga przesunięcia pacjenta oraz przerwy na wzięcie przez niego oddechu (badanie płuc czy wątroby) w celu wykonania prześwietleń dla kolejnego. Stwarzało to ryzyko przemieszczenia organów w czasie oddychania oraz poruszenia się pacjenta w czasie przerwy. W związku z tym obecnie standardowo stosowanym rozwiązaniem jest tomografia spiralna. Lampa rentgenowska i detektor obracają się wokół pacjenta w sposób ciągły po linii śrubowej.

Tomografia komputerowa spiralna pozwoliła skrócić czas badania jak i zmniejszyć dawkę podawanego kontrastu. Spowodowała ona szybki i wciąż postępujący rozwój angiografii - technice umożliwiającej obrazowanie dużych naczyń krwionośnych, pozwalając na diagnozowanie (trójwymiarowa CTA) zwężenia tętnicy nerkowej czy tętniaka jamy brzusznej.

Algorytmy rekonstrukcji i wizualizacji dla tomografii komuterowej

Metoda sumacyjna (Back Projection)

Polega na zsumowaniu poszczególnych prześwietleń (projekcji) wykonywanych pod różnym kątem. Im większa jest ich ilość tym dokładniejszy otrzymujemy obraz, dzięki któremu możemy wnioskować o budowie wewnętrznej obiektu. Metoda ta nie jest wykorzystywana obecnie w praktyce.

Metoda iteracyjna

Rekonstrukcja polega na odszukania współczynnika pochłaniania promieniowania w poszczególnych elementach objętości obiektu (voxelach), tak aby był on zgodny ze zmierzonymi wartościami. Początkowo określa się wartość współczynnika na równym poziomie dla wszystkich elementów, a następnie porównuje z wynikami. Przez kolejne powtórzenia porównywania i modyfikacje wartości dla kolejnych projekcji doprowadza się do uzyskania zgodności pomiędzy wartościami zmierzonymi, a wyznaczonymi.

Możemy wyróżnić trzy odmiany metody iteracyjnej:

  • rekonstrukcja jednoczesna ? obliczenia dla wszystkich prześwietleń i całej matrycy voxeli
  • korekcja promień po promieniu ? obliczenia i poprawki prowadzone są dla każdej projekcji
  • korekcja punkt po punkcie ? powtórzenie obliczeń i poprawek następuje oddzielnie dla każdej prześwietlenia i dla każdego voxela.

Metody analityczne

Metody analityczne są używane we wszystkich współczesnych tomografach komputerowych. Do najpopularniejszych z nich należą analiza w oparciu o transformatę Fouriera oraz, obecnie powszechnie stosowana, filtrowana projekcja wsteczna, występująca również w literaturze jako filtrowany rzut wsteczny czy też metoda sumacyjna z filtrowaniem (ang. FBP ? Filtered Back Projection).

Metoda FBP zapobiega powstawaniu rozmycia występującego przy bezpośrednim zastosowaniu metody Fouriera. Do poprawy dokładności szukanego obrazu przyczynia się zastosowanie odwrotnego przekształcenia Radona oraz twierdzenia o przekroju Fouriera. Na rekonstrukcję składają się dwie główne czynności: filtracja i operacja rzutu wstecznego.

Stopień eliminacji rozmycia obrazu zależy od zastosowanego filtru. Źle dobrany filtr rekonstrukcji (górnoprzepustowy) może bardzo dobrze eliminować rozmycie, ale również uwypuklać szum, co przełoży się znacznie na jakość obrazu, dlatego w literaturze można spotkać szczegółowe rozważania na temat doboru optymalnego filtru.

Wśród filtrów rekonstrukcyjnych należy wymienić filtr: Shepp-Logana, Parzen, Ram-Laka czy Hamminga.

Najpopularniejsze zastosowania diagnostyczne tomografii komputerowej


Diagnostyka:

  • mózgowia i odcinka lędźwiowo-krzyżowego kręgosłupa-tętniaki aorty
  • guzy mózgu
  • nowotworów pęcherza moczowego, prostaty, jajnika, macicy
  • udarów mózgu
  • nieurazowe zmiany w centralnym układzie nerwowym ? tętniak, krwawienie, wodogłowie
  • dokładne badanie jamy brzusznej i miednicy
  • świeże urazy czaszki ? łatwe wykrycie krwiaków
  • badanie nie nadaje się do diagnozowania chorób jelit

Firmy zajmujące się produkcją tomografów komputerowych

Polska nie posiada rodzimej korporacji produkującej tomografy komputerowe, lecz na jej terenie działają filie firm światowych liderów specjalizujących się w tej branży, np. Philips Healthcare Polska, GE Medical Systems Polska.

Do największych z nich,  zajmujących się produkcją sprzętu medycznego, a w tym tomografów komputerowych należą między innymi:  Johnson & Johnson, GE Healthcare, Siemens Healthcare, ANDA Medical, Philips Healthcare, Almana Medical Imaging, Tyco Healthcare, Neusoft, Hitachi Medical Systems.

Istnieje ponadto wiele firm, które są dystrybutorami takich producentów jak: TMS ? przedstawiciel Toshiba Medical Systems, Mar-med ? przedstawiciel Neusoft, KIE ? przedstawiciel Hitachi Medical Systems, Consultronix - Philips.

Literatura

[1] ?Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000. Tom 8 ? Obrazowanie biomedyczne? pod red. Macieja Nałęcza , wyd. EXIT, 2003 Warszawa

[2] http://pl.wikipedia.org

[3] http://www.resmedica.pl

[4] http://www.hospital-technology.com

[5] http://chemba.w.interia.pl

Zdjęcia:

[1] http://commons.wikimedia.org

[2] http://ed.ac.uk

[3] http://medgadget.com
Czytany 32945 razy Ostatnio zmieniany poniedziałek, 25 lutego 2013 21:38

27 komentarzy

  • Link do komentarza Rex Kelvin piątek, 03 listopada 2017 07:02 napisane przez Rex Kelvin

    Cześć,

    Jesteśmy tu po raz kolejny, aby kupić nerki dla naszych pacjentów i zgodzili się zapłacić dobrą sumę pieniędzy każdemu, kto chce ofiarować nerki, aby je uratować i tak Jeśli jesteś zainteresowany byciem dawcą lub chcesz uratować Życie, musisz napisać do nas na e-mailu poniżej.

    Jest to okazja, aby być bogatym w porządku, zapewniamy i gwarantujemy 100% bezpieczną transakcję z nami, wszystko odbywa się zgodnie z prawem nakłaniającym dawców nerek.
    Więc marnuj więcej czasu, uprzejmie napisz do nas na irruaspecialisthospital20@gmail.com

    Irrua Specialist Teaching Hospital.

  • Link do komentarza Rex Kelvin piątek, 03 listopada 2017 07:01 napisane przez Rex Kelvin

    Cześć,

    Jesteśmy tu po raz kolejny, aby kupić nerki dla naszych pacjentów i zgodzili się zapłacić dobrą sumę pieniędzy każdemu, kto chce ofiarować nerki, aby je uratować i tak Jeśli jesteś zainteresowany byciem dawcą lub chcesz uratować Życie, musisz napisać do nas na e-mailu poniżej.

    Jest to okazja, aby być bogatym w porządku, zapewniamy i gwarantujemy 100% bezpieczną transakcję z nami, wszystko odbywa się zgodnie z prawem nakłaniającym dawców nerek.
    Więc marnuj więcej czasu, uprzejmie napisz do nas na irruaspecialisthospital20@gmail.com

    Irrua Specialist Teaching Hospital.

  • Link do komentarza klej T52 do parkietu poniedziałek, 16 października 2017 20:15 napisane przez klej T52 do parkietu

    dobry artykuł

  • Link do komentarza cialis niedziela, 01 października 2017 20:44 napisane przez cialis

    Hello!

  • Link do komentarza loans sobota, 02 września 2017 22:30 napisane przez loans

    Hello!

  • Link do komentarza payday niedziela, 27 sierpnia 2017 15:20 napisane przez payday

    Hello!

  • Link do komentarza canadian_cialis środa, 23 sierpnia 2017 23:09 napisane przez canadian_cialis

    Hello!

  • Link do komentarza MaaAdage środa, 26 lipca 2017 01:45 napisane przez MaaAdage

    rwncf1yoow0ikv8c3g

    baidu

    baidu

    jhpdxcu6bz34j7ijm2

  • Link do komentarza MkaaAdage niedziela, 23 lipca 2017 15:05 napisane przez MkaaAdage

    wq8vsbx92x4z39ncfx

    google

    google

    x1a82snfgwhcf3kfi2

  • Link do komentarza Jerrypew poniedziałek, 03 lipca 2017 05:25 napisane przez Jerrypew

    5nv6rtg9pdfdhr5o92

    google

    google

    b5ao3lavuismgeb072

  • Link do komentarza Bennykem czwartek, 22 czerwca 2017 14:53 napisane przez Bennykem

    wh0cd687618 methotrexate

  • Link do komentarza Raymond czwartek, 15 czerwca 2017 01:13 napisane przez Raymond

    What's up it's me, I am also visiting this website daily, this web site is
    really fastidious and the viewers are genuinely sharing nice thoughts.

  • Link do komentarza Smithg927 poniedziałek, 03 kwietnia 2017 09:02 napisane przez Smithg927

    I was looking through some of your blog posts on this internet site and I conceive this web site is rattling informative ! Keep on posting . egedeebkbbgaaacd

  • Link do komentarza Smithc79 poniedziałek, 03 kwietnia 2017 09:02 napisane przez Smithc79

    Your goal is to breed all the different dragons available ecaggeeacdebacac

  • Link do komentarza Smithe493 poniedziałek, 03 kwietnia 2017 09:01 napisane przez Smithe493

    Right now it looks like WordPress is the top blogging platform available right now. from what I've read Is that what you're using on your blog? bddcefkcfgfkecga

  • Link do komentarza Smitha593 czwartek, 30 marca 2017 21:36 napisane przez Smitha593

    Spot on with this writeup, I actually believe this website needs a great deal more attention. Ill probably be returning to read through more, thanks for the info! kkecbeedegcadcak

  • Link do komentarza Smitha500 czwartek, 30 marca 2017 21:34 napisane przez Smitha500

    Rattling nice pattern and good subject matter, hardly anything else we need D. ddbkdfdbdakcakkg

  • Link do komentarza Vonnie piątek, 27 listopada 2015 19:44 napisane przez Vonnie

    Antes de iniciar trabalho buscamos uma estratégia de otimização para atrair e posicionar
    as palavras-chave que sejam possíveis em médio prazo e ao mesmo tempo
    gerem conversão em negócios.

  • Link do komentarza Brianne niedziela, 22 listopada 2015 03:16 napisane przez Brianne

    Male dogs become sexually mature by nine months of aging.
    You can check the "dogformation" page about the
    resort website.

  • Link do komentarza growtopia hack no survey free download środa, 18 listopada 2015 14:40 napisane przez growtopia hack no survey free download

    This is the very best growtopia hack i've downloaded, simple to mazke use of and you get every thing it's essential play this
    sport.

  • Link do komentarza hungry shark evolution hack apk 3.3.2 poniedziałek, 16 listopada 2015 06:55 napisane przez hungry shark evolution hack apk 3.3.2

    Please don't hesitate to share our cheats for Hungry Shark Evolution with anyone.

  • Link do komentarza andrzej piątek, 13 września 2013 10:07 napisane przez andrzej

    64 to liczba rzędów a nie elementów. W każdym rzędzie detektorów jest ponad 1000 elementów/detektorów, których wymiar w głównej mierze determinuje rozdzielczość skanera CT.
    0,5 mm dla detektorów TOSHIBA i 0,62 mm GE. Zespół lampa-detektory nigdy nie wykonuje ruchu śrubowego a ruch po okręgu, spirala jest efektem jadnostajnego, prostoliniowego ruchu stolika wraz z pacjentem. Patrz wartość PITCH w CT.
    O innych nieścisłościach przy innej okazji. pozdrawiam A.K.

  • Link do komentarza K. wtorek, 11 stycznia 2011 17:03 napisane przez K.

    Bardzo ciekawy i pouczający artykuł. Więcej takich:)

  • Link do komentarza Patryk Lamprecht sobota, 11 grudnia 2010 12:39 napisane przez Patryk Lamprecht

    Może istnieć pewne ryzyko, ponieważ do tomografii używa się promieniowania rentgenowskiego, które jako jonizujące jest szkodliwe dla zdrowia. We współczesnych tomografach jego dawka i czas naświetlania są jednak tak bardzo zmniejszone, że korzyści (wykrycie obrażeń wewnętrznych, krwawienia, uszkodzenia narządów, czy już istniejącego nowotworu) są w porównaniu z mogącymi zaistnieć powikłaniami ogromne.

  • Link do komentarza alfred88 czwartek, 09 grudnia 2010 16:05 napisane przez alfred88

    A co powiecie na to?!

    "Tomografia komputerowa, popularna procedura medyczna wykrywająca wewnętrzne obrażenia i nowotwory, łączy się ze zwiększonym ryzykiem raka - ustalili amerykańscy naukowcy. [...]"

  • Link do komentarza aleon piątek, 03 grudnia 2010 22:48 napisane przez aleon

    Ktore fragmenty tekstu uwazasz za badziewne? Tak to kazd potrafi napisac

  • Link do komentarza aleon piątek, 03 grudnia 2010 22:48 napisane przez aleon

    Ktore fragmenty tekstu uwazasz za badziewne? Tak to kazd potrafi napisac

Skomentuj

Upewnij się, że pola oznaczone wymagane gwiazdką (*) zostały wypełnione. Kod HTML nie jest dozwolony.

Najczęściej wyświetlane artykuły

  • Tomografia multimodalna - CT/PET, CT/MR, SPECT/CT - Zasada działania i zastosowania
    Począwszy od momentu skonstruowania pierwszego tomografu komputerowego przez Hounsfielda w 1968 roku rozwój tomograficznych technik obrazowania ciała ludzkiego polegał przede wszystkim na poprawie jakości uzyskiwanych danych obrazowych oraz zmniejszeniu czasu trwania badania. Z czasem pojawiły się nowe techniki, takie jak…
    w Sprzęt medyczny Czytaj dalej...
  • Portal Inżynieria Biomedyczna
    Portal Inżynieria Biomedyczna powstał dla miłośników dziedziny nauki jaką jest inżynieria biomedyczna. Znajdziesz u Nas wiele artykułów branżowych, nowości ze świata inżynierii biomedycznej, oferty pracy w Polsce i zagranicą, płatne praktyki dla studentów studiujących inżynierię biomedyczna. Redaktorzy Możliwości Kariera Zostań…
    w Inne
  • Implanty w leczeniu schorzeń kręgosłupa
    Kręgosłup, ze względu na funkcje jakie pełni w organizmie, jest niezbędnym narządem do prawidłowego funkcjonowania człowieka. Pomimo iż jest dobrze chroniony przez tkankę mięśniową jak i tłuszczową, często dochodzi do uszkodzenia (zarówno poprzez czynniki naturalne jak i losowe zdarzenia). Przywrócenie…
    w Biomateriały Czytaj dalej...
  • Inżynier biomedyczny - możliwości zatrudnienia
    Czy zastanawiałeś się kiedyś gdzie możesz pracować jako inżynier biomedyczny? Jakie możliwości zatrudnienia są w Polsce po kierunku inżynieria biomedyczna? Czy istnieje rynek pracy dla inżynierów biomedycznych i czy nie będziesz musiał wyjechać za granicę? W tym artykule częściowo spróbujemy…
    w Aktualności Czytaj dalej...
  • Tomografia Komputerowa - zasada działania
    Tomografia komputerowa (ang. Computed Tomography ? CT) jest systemem pośredniego obrazowania ? dokonywana jest rekonstrukcja obrazu na drodze obliczeń matematycznych. Badanie to pozwala na uzyskanie obrazów przestrzennych (wizualizacja narządów 3D) i przekroju badanego obiektu dzięki wykorzystaniu promieniowania rentgenowskiego. Tomografia komputerowa…
    w Sprzęt medyczny Czytaj dalej...

Top


Copyright © 2017 Portal Inżynieria Biomedyczna | Dobry start w inżynierii biomedycznej. Wszelkie prawa zastrzeżone.
Portal Inżynieria Biomedyczna