Máy cắt lớp điện toán I ThS Nguyễn Văn Hòa Nguyên tắc cơ bản Cấu hình và lòch sử phát triển Nguyên tắc cơ bản • Nguyên tắc toán học của CT do Radon phát triển 1917 : • Có thể tạo ảnh 3D của một vật từ vô số các ảnh chiếu (projection hay view) qua vật đó . • Chụp ảnh trực tiếp lên phim làm giảm cấu trúc 2 chiều (3D) thành ảnh chiếu 2 chiều (2D) • Đậm độ tại một điểm trong ảnh biểu diễn độ suy giảm tia x trong bệnh nhân dọc theo đường tia giữa nguồn phát tia x (focal spot) và điểm trên đầu dò (detector) ứng với điểm đó . Nguyên tắc cơ bản • Trong ảnh chiếu của x quang qui ước, thông tin dọc theo chiều song song với chùm tia bò mất. • Thường phải chụp 2 ảnh thẳng góc nhau 90 o để nhận biết thêm thông tin về vò trí . Nguyên tắc cơ bản nh lát cắt • Là ảnh của một lát cấu trúc cơ thể bệnh nhân • nh CT 2D ứng với một lát cắt 3D của bệnh nhân • Độ dày lát cắt CT rất mỏng (1 tới 10 mm) và mỏng đều . Mỗi phần tử ảnh ( pixel) trong ma trận ảnh CT 2D ứng với một phần tử thể tích (voxel) trong lát cắt bệnh nhân. • Mỗi phần tử ảnh hiển thò độ suy giảm tia x trung bình của các mô trong phần tử thể tích tương ứng. Phaàn töû theå tích (Voxel) Phaàn töû aûnh (Pixel) Ghi hình cắt lớp • Dùng mỗi đầu dò đo lượng bức xạ truyền qua bệnh nhân từ mỗi đường tia bức xạ nối giữa nguồn và đầu dò . • Một loạt các số đo truyền qua bệnh nhân tại cùng một hướng tạo nên một ảnh chiếu (projection hay view) • Có 2 cấu hình chiếu dùng trong CT : • - Cấu hình chùm song song : các đường tia song song • - Cấu hình chùm rẽ quạt : các đường tia phân kỳ Pheựp chieỏu chuứm tia song song Pheựp chieỏu chuứm tia reừ quaùt Tia Ghi hình cắt lớp (tt) • Máy CT ghi một số lớn các ảnh chiếu qua bệnh nhân tại các vò trí (hướng) khác nhau. • Ví dụ, một ảnh lát cắt CT có thể dùng 800 tia ghi ở 1000 góc chiếu khác nhau. • Các lát cắt được ghi lần lượt dọc theo trục Z của máy CT, là hướng đầu – đuôi của bệnh nhân. [...]... photon tia x hơn để tạo ảnh – CT một dãy đầu dò : tăng độ rộng bộ chuẩn trực làm tăng bề dày lát cắt, làm giảm độ phân giải không gian trong chiều z – CT nhiều dãy đầu dò : bề dày lát cắt do kích thước đầu dò xác đònh ( không phải do bộ chuẩn trực xác đònh) Đầu dò 4 dãy đầu dò Dãy đầu dò Máy cắt lớp điện toán (CT) Đầu dò và các dãy đầu dò Thu dữ liệu ảnh Tái tạo ảnh lát cắt Các loại đầu dò • Đầu dò... đầu dò (cho 2 lát cắt khác nhau ) • Chùm tia song song • Dòch ngang đầu dò để ghi một ảnh chiếu với 16 0 tia song song qua trường chiếu (FOV) 24 cm • Quay hệ đầu dò mỗi khoảng 1o để thu 18 0 ảnh chiếu • Cần khoảng 4.5 phút cho lần ghi hình với 1. 5 phút tái tạo ảnh lát cắt Dòch ngang Quay Dòch ngang Thế hệ 1 (tt) • Tín hiêu thay đổi lớn ở vùng ngoài đầu bệnh nhân do dòng tăng cao – Cần ép đầu bệnh nhân...Tái tạo ảnh lát cắt • Đo cường độ ban đầu Io của tia x không đi qua bệnh nhân (không bò suy giảm) bằng detector chuẩn • Đo cường độ It của mỗi tia sau khi truyền qua qua bệnh nhân có độ dày t và chòu một độ suy giảm bức xạ µ : I t = I0e − µt ln(I 0 / I t ) = µt Tái tạo ảnh lát cắt • Có nhiều thuật toán tái tạo ảnh : • Chiếu ngược có lọc (Filtered backprojection) thường dùng trong CT lâm sàng • Thực... quét nhanh (ví dụ :18 sec/lát cắt) • Ghi nhiều bức xạ tán xạ hơn Cấu hình chùm Cấu hình chùm tia rẽ quạt tia nhỏ “Pencil’ Cấu hình chùm tia mở Thế hệ 3 : quay/quay, chùm tia rẽ quạt rộng • Số đầu dò có thể trên 800 – Không cần dòch ngang hệ đầu dò • Bóng phát tia x và dãy đầu dò được gắn kết cơ khí • Các hệ CT mới hơn có thời gian ghi hình khoảng ½ giây Xảo ảnh vòng (Ring artifact) CT thế hệ 3 tạo ra... trong thế hệ 4 là một đầu dò Thế hệ 3 : ln(g1Io / g2It ) = µ t Thế hệ 4 : ln(gIo / gIt ) = µ t Chùm tia rẽ quạt từ đầu dò Chùm tia rẽ quạt từ nguồn Thế hệ 3 Thế hệ 4 Thế hệ 5: dừng / dừng • Phát triển đặc biệt để ghi hình cắt lớp tim • Không dùng bóng phát tia x qui ùc ; đặt các cung tungsten (anod) vòng quanh bệnh nhân,đối diện với vòng đầu dò • Chùm electron được lái quanh bệnh nhân để đập vào vòng... lại ảnh lát cắt CT • Độ suy giảm µ của mỗi tia được ghi nhận dọc theo cùng đường tia trong ảnh bệnh nhân • Sau khi một số lớn các tia được chiếu ngược lên ma trận ảnh, vùng có độ suy giảm cao hơn sẽ nỗi rõ hơn vùng các vùng có độ suy giảm thấp hơn, từ đó tạo nên ảnh Vật Ảnh Thu ảnh chiếu Chiếu ngược ảnh chiếu Thế hệ 1: quay/dòch ngang , chùm tia nhỏ “pencil” • Chỉ dùng 2 đầu dò (cho 2 lát cắt khác nhau... hình vành khuyên • Có thể ghi hình khoảng 50-ms; có thể tạo ảnh động (cine) nhanh của tim đang đập Hệ thụ dữ liệu Hệ thụ dữ liệu Súng electron Bơm chân không Chùm electron Cuộn tụ tiêu Cuộn lệch Bàn bệnh nhân Các vòng bia (anod) Các đầu dò Chùm tia x Thế hệ 6: xoắn ốc • CT xoắn ốc thu dữ liệu liên tục trong lúc bệnh nhân dòch chuyển liên tục • Thời gian ghi hình rất ngắn • Dùng ít chất tương phản • Có... cao (áp suất lớn đến 25 atm) để tăng cường độ tín hiệu và đònh hướng cao đường tia • Dùng vách kim loại mỏng để giảm không gian chết giữa các đầu dò và tăng hiệu suất hình học Tia x Góc thu nhận nhỏ Các điện cực Xenon Các ion Dãy đầu dò khí xenon Đầu dò khí xenon . Máy cắt lớp điện toán I ThS Nguyễn Văn Hòa Nguyên tắc cơ bản Cấu hình và lòch sử phát triển Nguyên tắc cơ bản • Nguyên tắc toán học của CT do Radon phát triển 19 17 : • Có thể. . Nguyên tắc cơ bản nh lát cắt • Là ảnh của một lát cấu trúc cơ thể bệnh nhân • nh CT 2D ứng với một lát cắt 3D của bệnh nhân • Độ dày lát cắt CT rất mỏng (1 tới 10 mm) và mỏng đều . Mỗi. Tia Ghi hình cắt lớp (tt) • Máy CT ghi một số lớn các ảnh chiếu qua bệnh nhân tại các vò trí (hướng) khác nhau. • Ví dụ, một ảnh lát cắt CT có thể dùng 800 tia ghi ở 10 00 góc chiếu khác