Báo cáo Chẩn đoán hình ảnh 1 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG BÁO CÁO CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH I Đề tài MULTI SLICE CT TECHNOLOGY Sinh viên thực hiện PHẠM THỊ LINH Lớp ĐT 09 K57 Giảng viên hướng dẫn TS NGUYỄN THÁI HÀ Hà Nội, 1 2017 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH 2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 3 3 1 Cuộc cách mạng tử 1 lên 64 lát cắt 4 3 2 Nguyên lí của thiết kế hệ thống CT đa lát 13 3 3 Sự thu nhận trong CT đa lát và tái tạo cho việc chụp hình toàn thân 23 3 3 1 Định nghĩa c.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THƠNG BÁO CÁO CHẨN ĐỐN HÌNH ẢNH I Đề tài: MULTI-SLICE CT TECHNOLOGY Sinh viên thực hiện: PHẠM THỊ LINH Lớp ĐT 09 K57 Giảng viên hướng dẫn: TS NGUYỄN THÁI HÀ Hà Nội, 1-2017 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 MỤC LỤC Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 DANH MỤC HÌNH ẢNH Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 3.1 Cuộc cách mạng tử lên 64 lát cắt Chụp cắt lớp vi tính (CT) giới thiệu vào đầu năm 1970 cách mạng không X quang chẩn đốn, mà cịn tồn b ộ thói quen y học Vào đầu năm 1990, đời CT xoắn ốc tạo thành bước tiến hóa việc phát tri ển ti ếp tục làm m ịn cơng ngh ệ hình ảnh CT (Kalender 1990 Crawford 1990) Cho đến lúc đó, thể tích ki ểm tra phải bao phủ chuỗi quét trục chế độ “bước r ồi b ắn”, gọi kĩ thuật quét chuỗi Do đó, quét d ọc trục yêu cầu l ần kiểm tra kéo dài trễ quét giao thoa cần thiết để di chuy ển bàn b ước từ vị trí quét đến vị trí tiếp theo, đặt nghiêng để không ghi l ại chi tiết giải phẫu gây chuyển động tiềm cấu trúc giải phẫu hai lần quét, vd: chuy ển động bệnh nhân, th ở, nu ốt… Với CT xoắn ốc, bàn bệnh nhân dịch liên tục liệu quét yêu cầu Các điều kiện tiên thành công CT xoắn ốc s ự đ ời dàn vòng trượt, điều loại trừ cần thiết phải tua lại giàn sau vịng quay kích hoạt liệu liên tục thu nhi ều l ần quay Đối với lần đầu tiên, khối lượng liệu thu mà khơng có nguy c khơng ghi lại ghi lại hai lần chi tiết giải phẫu Hình ảnh có th ể tái cấu trúc vị trí dọc theo trục bệnh nhân (tr ục d ọc) s ự tái cấu trúc hình ảnh bị chồng lấn có th ể sử dụng đ ể cải thi ện đ ộ phân giải dọc trục Dữ liệu thể tích trở nên cho ứng dụng CT ch ụp động mạch (Rubin 1995), điều cách mạng hóa đánh giá không chồng lấn bệnh mạch máu Khả thu nhận khối lượng li ệu mở đường cho phát triển công nghệ xử lí hình ảnh 3D, s ự c ải tạo đa mặt phẳng (MPR), phép chiếu cường độ cao (MIP), hiển thị bóng bề mặt (SSD) kĩ thuật hồn trả thể tích (VRT) (NAPEL 1993) Những trở thành cơng cụ sống cịn hình ảnh y tế ngày Một cách lí tưởng, liệu volume độ phân giải cao đ ẳng hướng tự nhiên, ví dụ, nguyên tố liệu () hình ảnh có kích thước tương đương ba trục không gian, hình thành n ền Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 tảng cho hiển thị hình ảnh mặt phẳng hình ảnh đ ịnh hướng tùy ý Cho phần lớn kịch lâm sàng, nhiên, v ới CT xo ắn ốc đơn lát cắt với thời gian quay giàn 1s khơng th ể đáp ứng ều kiện tiên Để tránh nhiễu chuyển động tối ưu hóa sử dụng thuốc tương phản (contrast bolus), chẩn đoán CT xoắn ốc toàn c th ể cần hồn thành khung thời gian định, thơng th ường, chu kì nín thờ bệnh nhân (25-30s) Nếu phạm vi quét l ớn, nh toàn b ộ ngực bụng (30cm), phải bao phủ với CT xoắn ốc đơn lát vòng chu kì nín thở, chuẩn trực dày khoảng – 8mm ph ải sử dụng Trong độ phân giải mặt phẳng hình ảnh CT ph ụ thuộc vào hệ thống hình học hạt nhân tái tạo (reconstruction kernel) đ ược chọn người sử dụng, độ phân giải dọc theo trục z xác định độ rộng lát chuẩn trực thuật toán nội suy xoắn ốc Một b ộ chuẩn tr ực dày 58mm dẫn đến ghép đôi không tương xứng đáng kể độ phân giải d ọc trục độ phân giải mặt phẳng, điều thường 0.5-0.7mm ph ụ thuộc vào hạt nhân tái tạo Vì vậy, với CT xoắn ốc đ ơn lát, đ ộ phân gi ải đẳng hướng lí tưởng đạt cho phạm vi quét gi ới hạn (KALENDER 1995) Chiến lược để đạt thể tích bao phủ thực tế với độ phân giải dọc trục cải thiện bao gồm thu nhận đồng thời nhiều lát cắt thời điểm giảm thời gian quay giàn Rất thú v ị, nh ững chụp cắt lớp điện toán y tế hệ thống hai lát cắt, quét não EMI, giới thiệu vào năm 1972, Siemens SIRETOM, đ ược gi ới thiệu vào năm 1974 Với tiên tiến hệ thống CT búp sóng hình quạt tồn thể cho chụp X quang thông thường, thu nhận lát khơng cịn sử dụng Ngoài hệ thống lát cắt ban đầu cho ứng dụng tim mạch, IMATRON C-100, giới thiệu năm 1984, bước hướng đến thu nhận đa lát chụp X quang thông th ường m ột CT scanner lát cắt giới thiệu vào năm 1993 (Elscint TWIN) (LIANG 1996) Năm 1998, tất nhà sản xuất chuyên CT gi ới thi ệu nh ững h ệ th ống CT đa lát (MSCT), điều cung cấp cách ển hình s ự thu nh ận đ ồng th ời lát Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 cắt thời gian quay giảm xuống 0.5s Điều cải thi ện đáng k ể tốc độ quét độ phân giải dọc trục cung cấp s dụng công su ất tia X (Klingen-beck 1999, McCollough 1999, Ohnesorge 1999, Hu 2000) Nh ững phát triển công nhận cách nhanh chóng m ột s ự c ải ti ến cách mạng mà cuối cho phép người sử dụng tạo hình ảnh 3D đẳng hướng thực tế Do đó, tất nhà cung cấp thúc đẩy theo hướng nhiều nhiều lát cắt, biến số lượng lát cắt thành đặc tính th ể quan trọng CT scanner Hình 3.1 bi ểu di ễn s ự thực hi ện hệ thống CT mới, đo số lượng lát cắt vòng quay, thời điểm giới thiệu thị trường Thú vị, tương tự với định luật Moore’s công nghiệp máy tính, tăng s ố lượng lát theo hàm mũ, x ấp xỉ gấp đôi 18 tháng Hình 3.1 Số lượng lát CT scanners thời gian giới thi ệu th ị tr ường Sự thực số lượng lát tăng gấp đôi 18 tháng Sự thu nhận đồng thời N lát cắt dẫn đến tăng tốc độ N l ần n ếu tất c ả thơng số khác, ví dụ độ dày lát, không đổi Đi ều tăng s ự th ực hi ện CT đa lát so với CT đơn lát cho phép tối thi ểu hóa m ột s ự đa s ạng tr ạng thái giao thức lâm sàng Thời gian ki ểm tra cho nh ững giao th ức đầy đủ giảm cách đáng kể, điều ch ứng minh Báo cáo Chẩn đoán hình ảnh 1- 2017 mang lại lợi ích cho đánh giá nhanh toàn di ện nh ững ch ấn thương nạn nhân bệnh nhân khơng hợp tác Ngồi phạm vi qt mà bao bọc thời gian quét định m rộng b ởi nhân tố N, điều thích hợp cho giai đoạn ung thư cho CT ch ụp m ạch v ới phạm vi bao phủ mở rộng, ví dụ, chi (RUBIN 2001) L ợi ích lâm sàng quan trọng nhất, nhiên, chứng minh mang lại khả quét thể tích giải phẫu cho trước th ời gian quét cho tr ước v ới đ ộ rộng lát cắt giảm cách Cách này, cho nhi ều ứng dụng lâm sàng, mục đích độ phân giải đẳng hướng tầm tay v ới h ệ thông CT lát Những kiểm tra cho toàn cổ ngực (SCHOEPF 2001) bụng (Klingenbeck 1999) thường xuyên thực với độ rộng lát cắt khoảng 1mm 1.25 mm CT đa lát mở r ộng sang lĩnh vực trước coi vượt xa phạm vi CT scanners xoắn ốc thông thường, chẩn đốn mạch thơng thường (Ohnesorge 2001, Schoepf 2003), CT liều thấp độ phân giải cao phổi (swensen 2002), colonography CT ảo (Macari 2002, wessling 2003), tạo ảnh tim với bổ sung khả van (gating capability) ECG Sự gi ới thi ệu CT lát v ới th ời gian quay giàn 0.5s tiếp cận tái tạo hình ảnh chuyên môn đại di ện m ột bước đột phá CT khí cho tạo ảnh Độ phân giải th ời gian cho s ự thu nhận hình ảnh cải thiện thành 250ms (Kachelriess 2000, Ohnesorge 2000), đủ cho tạo hình ảnh chuyển động tự tim pha cuối tâm trương vào lúc chậm để làm dịu nhịp tim (HONG 2001) V ới lát thu nhận lúc, bao phủ tồn th ể tích tim v ới nh ững lát cắt mỏng cổng ECG chu kì nhịn thở đơn tr nên có th ể th ực hi ện được, cho phép hình dung khơng xâm lấn hình thái tim động m ạch vành (Ohnesorge 2000, achenback 2000, knez 2000, Neiman 2001) Mặc dù tất c ả tiến đầy hứa hẹn này, thách thức giới hạn lâm sàng tồn hệ thống CT lát Độ phân gi ải đẳng hướng xác th ực cho ứng dụng thơng thường chưa đạt được, độ phân giải dọc trục khoảng 1mm khơng phù hợp hồn tồn với độ phân gi ải mặt phẳng khoảng 0.5 đến 0.7mm lần quét thông th ường ngực Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 bụng Với thể tích lớn hơn, CT chụp mạch chi d ưới run-off (Rubin 2001), dày (ví dụ: 2.5mm) lát chuẩn trực phải chọn để hoàn thành phép quét khoảng thời gian hợp lí Những th ời gian quét thường dài phép thu nhận hình ảnh su ốt pha đ ộng mạch tinh khiết Đối với CT chụp mạch vòng Willis, cho tr ường h ợp, m ột phạm vi quét khoảng 100mm phải bao bọc (Villablanca 2002) V ới CT lát, độ rộng lát chuẩn trực 1mm, pitch 1.5, th ời gian quay giàn 0.5s, thể tích nà bao bọc th ời gian quét khoảng 9s, ều khơng đủ nhanh để tránh chồng lấn tĩnh mạch giả s th ời gian tu ần hoàn não nhỏ 5s Với chụp CT mạch vành cổng ECG, ống nâng đỡ m ạch vơi hóa đơng mạch nghiêm trọng gây nên khó khăn chẩn đốn, phần lớn nhiễu thể tích cục hệ độ phân gi ải dọc trục không đủ (Neiman 2001) Cho bệnh nhân có nhịp tim cao, s ự lựa chọn cách cẩn thận khoảng tái cấu trúc riêng rẽ cho nh ững đ ộng mạch vành khác ủy nhiệm (Kopp 2001) Thời gian nín thở khoảng 40s yêu cầu để bao phủ toàn thể tích tim khoảng 12cm v ới lát c CT cho bệnh nhân với khuyết tật tim đồng ý làm theo Khi bước tiếp theo, giới thiệu hệ thống CT lát cắt năm 2000 cho phép thời gian quét ngắn hơn, không cung cấp độ phân gi ải d ọc trục cải thiện (bộ chuẩn trực mỏng 8x1.25mm) Sau đạt với đời CT 16 lát (FLOHR 2002 a, FLOHR 2002b), ều làm thường xuyên thu nhận thể tích giải phẫu đáng kể với độ phân giải không gian đẳng hướng milimet Cải thiện độ phân gi ải dọc tr ục với ciệc giảm đáng kể thời gian quét cho phép ki ểm tra ch ất l ượng cao bệnh nhân khó thở suy ki ệt nghiêm tr ọng (hình 3.2) Những thực hành lâm sàng gợi ý tiềm CT chụp mạch để thay th ế ống thông can thiệp chụp mạch việc đánh giá chứng hẹp động mạch cảnh (LELL 2002) Cho bệnh nhân nghi ngờ bị đột quỵ thiếu mãu não cục bộ, hai trạng thái mạch cung cấp não v ị trí tắc nghẽn s ọ có th ể đánh giá lần kiểm tra (Ertl-wagner 2002) CT tưới mãu não bổ sung cho phép phân biệt mô não hư h ỏng không th ể ph ục h ồi v ới Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 mơ bị suy yếu thuận nghịch nguy hiểm (Tomandl 2003) Những kiểm tra toàn ngực (350mm) với chuẩn trực nhỏ vào milimet yêu cầu thời gian quét khoảng 11s B ởi th ời gian nh ịn th ngắn, tắc mạch phổi trung tâm ngoại vi chẩn đốn tin cậy xác (Remy-Jardin 2002, Schoepf 2003) Chụp mạch tồn th ể nghiên vứu với độ phân giải nhỏ milimet chu kì nhịn th đơn với CT 16 lát So sánh với chụp mạch xâm l ấn, thơng tin hình thái t ương tự đạt (Wintersperger 2002 a, Wintersperger 2002b) Quét tim c ECG với hệ thống CT 16 lát đem lại lợi ích cải thiện độ phân gi ải th ời gian 0.375s cải thiện độ phân giải không gian (Nieman 2002) Như h ệ qu ả tăng lên vững mạnh công nghệ, đặc ểm phân loại m ảng bám động mạch vành trở nên khả thi s ự hi ện di ện c vôi hóa (Ropers 2003) Hình 3.2.a-c Trường hợp nghiên cứu bao gồm lát cắt dọc tr ục và s ự cải tạo đa mặt phặng vòng (MPRs) kiểm tra ng ực minh h ọa nh ững thực hành lâm sàng CT đơn lát (lát 7mm, 30s), b CT lát (lát c 1.25mm, 30s) c Ct 16 lát cắt (nh ững lát 0.75mm, 10s) S ự khác chất lượng hình ảnh chẩn đốn thể rõ MPRs Nh ững hình 10 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 biến thể phần mở rộng thuật toán lát cắt rung lắc (Larson 1998, Turbell 1999, Proksa 2000), chia nhiệm vụ tái cấu trúc 3D thành chu ỗi tái cấu trúc 2D thông thường mặt phẳng ảnh trung gian nghiêng Đại di ện cho ví dụ tái cấu trúc đa mặt phẳng thích ứng (AMRP) (Schaller 2001, Florh 2003) tái cấu trúc siêu phẳng (WHR) (Hsieh 2001, Hsieh 2003) 3.3.4.2 Phép chiếu sau lọc 3D Một tái tạo 3D convolution-back-projection tht tốn phép chụp x quang góc hình nón (TCOT) bổ sung số máy quét 16 32 lát cắt Trong cách tiếp cận này, tia đo vào trình l ọc (chập) theo hướng góc quạt sau chiếu trở lại vào thể tích 3D dọc theo đường đo, chiếm búp sóng hình nón hình học Để tái tạo pixel I đặt tọa độ (xi, yi) lên mặt phẳng interest (hình 3.6), tia mà qua từ nguồn phát tia xuyên qua pixel mảng detectorđược ch ọn cho m ỗi góc chiếu (HEIN 2003) Những giá trị detector lọc cho tổng tất c ả tia qua pixel cho tất góc nhìn tổng lại chu ẩn hóa đ ể hình ảnh tái cấu trúc Tuy nhiên phép chiếu 3D sau đòi hỏi tính tốn ph ần cứng chun dụng để đạt số lần hình ảnh tái thiết chấp nhận Vừa rồi, biểu diễn lựa chọn hướng hợp lí dọc theo liệu nên lọc phán đoán quan trọng cho chất l ượng hình ảnh đạt với phép chiếu 3D sau (Stierstorfer 2004) Nếu phép chiếu búp sóng quạt lọc dọc theo góc quạt hướng , đề xuất thuật toán Wang ban đầu (WANG 993), nh ững nhi ễu nghiêm tr ọng xuất góc hình nón rộng Lọc liệu theo hướng ti ếp tuyến xoắn ốc cải thiện chất lượng hình ảnh mơt cách rõ rệt Một s ự xấp xỉ tốt lọc liệu theo hướng p sau rebinning tới hình học song song 37 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 3.3.4.3 Tái tạo đa mặt phẳng thích ứng Hình 3.18 Những cách tiếp cận Rebinning đơn lát cắt cải tiến (ASSR) (a) AMPR (b) a Trong cách tiếp cận ASSR, mặt phẳng ảnh gắn với tiêu ểm góc chi ếu tham chiếu = (bên tay trái) Nó nghiêng góc xung quanh tr ục x M ột phép chiếu song song góc chiếu /2 định Những ch ấm đại di ện cho vị trí tiêu điểm cho tia chọn phép chi ếu song song M ặt phẳng tái tạo vừa vặn cách tối ưu đường xoắn ốc góc chi ếu [-/2, / 2] b Cách tiếp cận AMPR cho dò 16 lát cắt pitch =0.75 s d ụng lu ật ph ối cảnh a mặt phẳng hình ảnh double-oblique (chéo đơi) gắn với tiêu điểm góc chiếu tham chiếu (bên táy trái) mặt phẳng hình ảnh xịe nh nh ững trang sách Một phép chiếu song song góc chiếu /2 thị Hướng tiếp cận AMPR (SCHALLER 2001, FLOHR 2003) m r ộng chuẩn hóa rebiining đơn lát catwscair tiến (ASR) (LARSON 1998, KACHELRIESS 2000) AMPR cho phép lựa chọn tự cho b ước xo ắn ốc v ới tối thiểu liều sử dụng, điều có lợi cho ứng dụng y h ọc V ới ASSR, m ột phần khoảng thời gian quét (khoảng 240 độ quét li ệu) s d ụng cho tái tạo hình ảnh Những mặt phẳng hình ảnh khơng cịn vng góc v ới trục bệnh nhân nữa, thay vào đó, chúng nghiêng để phù h ợp v ới đường xoắn ốc điểm tiêu cự, hình 3.18 a Cho m ỗi góc nhìn khoảng thời gian quét xoắn ốc này, điểm tiêu cự đặt bị trí gần v ới mặt phẳng hình ảnh, ví dụ, tia đo đạc chạy gần v ới m ặt phẳng hình ảnh có sẵn Những điều kiện cần lấp đầy cho tái tạo 2D chuẩn Trong bước cải thiện z cuối cùng, hình ảnh cắt tr ục truyền thống đươc tính cách nội suy mặt phẳng hình ảnh 38 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 nghiêng ASSR gặp giới hạn bước xoắn ốc bị gi ảm làm cho việc sử dụng thu nhận xoắn ốc chồng lấn dẫn đến việc tích lũy liều Khi phạm vi góc chiếu nhiều nhiều (trong hình h ọc song song) cho mộ hình ảnh sử dụng, trở nên khơng th ể vừa tối ưu mặt phằng hình ảnh với đường xoắn ốc Thuật toán MKPR (Shcaller 2001, Flohr 2003) giải vấn đề này: thay sử dụng tất li ệu s ẵn có cho hình ảnh đơn, liệu phân phối cho vài hình ảnh xo ắn ốc mặt phẳng ảnh xiên đơi, điều thích ứng m ột cách riêng lẻ tới đường xoắn ốc quạt bên trang nh v ật c m ột sách (hình 3.18b) Để đảm bảo sử dụng liều đầy đủ, s ố lượng hình ảnh xoắn ốc (số lượng trang sách) độ dài khoảng thời gian liệu hình ảnh ph ụ thu ộc vào bước xo ắn ốc (hình 3.19a) Những hình ảnh cắt trục cuối (hoặc hướng tùy ý) đ ược tính phép nội suy z mặt phẳng ảnh xoắn ốc nghiêng (hình 3.19b) Hình dạng độ rộng hàm nội suy z có th ể ch ọn Nh ững SSP khác độ rộng lát cắt khác v ậy có th ể hi ệu chỉnh, độ phân giải trục z (SSP) có th ể tri ệt tiêu nhi ễu ảnh B ước xốn ốc chọn tự độ rộng lát cắt, độ phân giải trục z đ ộc lập với bước pitch Khái niệm mAs có hiệu thích ứng tự động c dịng bóng với bước xoắn ốc áp dụng cho AMPR 39 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 Hình 3.19 a.b Tái tạo đa mặt phẳng thích ứng AMPR A Những d ữ liệu xoắn ốc đa lát cắt chia thành thành phần bước không phụ thu ộc chồng l ấn Nh m ột bước cho phần này, hình ảnh xoắn ốc tái t ạo mặt phẳng hình ảnh double-oblique mà thích ứng với u ốn cong địa phương đường xoắn ốc mở trang cu ốn sách B Những hình ảnh kết mặt phẳng trục sinh thông tua s ự đ ịnh d ạng lại trục z, tương tự post-processing MPR Với cách tiếp cận AMPR, chất lượng hình ảnh tốt đạt cho tất giá trị pitch 0.5 1.5 (Flohr 2002) Hình 3.2 bi ểu di ễn lát c tr ục MPR ảnh ảo giải phẫu ngực Dữ liệu quét cho s ự chu ẩn trực 16x0.75 mm pitch tái tạo với độ rộng lát cắt 1mm, sử dụng l ọc z (top) thuật toán AMPR (trung tâm), phép chi ếu 3D sau (bottom) N ếu góc hình nón bỏ qua, giả tạo tạo vật có đ ộ tương phản cao méo hình hịc xảy ra, đặc bi ệt MPRs (top) C ả AMPR(center) 3D back-projection (bottom) lưu trữ tính tồn vẹn khơng gian đồ vật tương phản cao, giảm giả tạo búp sóng chiếu hình nón, tương đương hồn tồn với qt 16 lát Nh ững nghiên cứu vừa chứng minh đầy đủ phiên m rộng AMPR cho hệ thông CT y học với lên tới 64 hàng (STIERSTORFER 2002) Nh ững artifacts (giả tưởng) biểu diễn hình 3.20 nhi ễu (artifacts) n ội suy 40 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 xoắn ốc (những artifacts cối xay gió), đối lập với artifacts cone-beam Những artifacts cối xay gió khơng liên quan tới hình h ọc cone-beam ty nhiên kết từ độ rộng có hạn hàng dị, điều th ế u cầu nội suy chúng cho tái tạo hình ảnh Vì chúng x ảy m ột cách đ ộc lập với cách tiếp cận tái tạo Chúng phóng đại ảo ảnh tốn h ọc biểu diễn giảm bẳng cách giảm pitch và/hoặc tăng đ ộ rộng lát cắt tái tạo liên quan đến chuẩn trực Quét đa lát cắt xoắn ốc sử dụng AMPR đặc tính hóa thuộc tính khóa nối suy trục đáp ứng, thảo luận bên cho tái tạo lọc z Vì vậy, tấy giới thi ệu liên quan đ ến s ự l ựa ch ọn chuẩn trực pitch thảo luận bên áp d ụng cho AMPR Đ ặc biệt, thay đổi pitch không thay đổi phơi xạ tới bệnh nhân, s dụng pitch cao không dẫn đến tiết kiệm liều Bộ quét chuẩn trực hẹp nên biểu diễn 3.3.4.4 Tái thiết trọng số siêu phẳng Khái niêm sử dụng WHR, (được miêu tả HSIEH 2001, HSEIH 2003) liên quan tới sử dụng AMPR, nhiên lấy từ cách khác Tương tự với AMPR, tái tạo 3D chia làm chuỗi tái tạo 2D Thau tái tạo lát c tr ục truy ền thống, mặt phẳng siêu lồi đề xuất vùng tái tạo Sự tăng chồng lấn xoắn ốc với giảm pitch thực cách giới thiệu tập hàng dò, điều đủ để tái tạo m ột hình ảnh giá tr ị pitch cho Ở pitch = 0.5625 với quét 16 lát cắt, li ệu thu th ập b ởi hàng dò từ 1-9 từ tập hợp liệu phép chiếu hoàn thi ện Tương tự, phép chiếu từ hàng bọ dị 2-10 có th ể sử dụng để tái tạo hình ảnh khác vị trí z; phép chi ếu từ nh ững hàng b ộ dị 3-11 sinh hình ảnh thứ 3, tiếp tục Trong cách, hình ảnh liên quan tới trang sách c AMPR Hình ảnh cu ối dựa trọng số trung bình hình ảnh Trong HSIEH (2003), chất lượng hình ảnh tốt cho hệ thống CT 16 lát cắt chứng minh sử dụng cách tiếp cận WHR 41 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 Hình 3.20 Những lát cắt trục MPR ảnh ảo thuy ết hình ng ười v ề ngực Dữ liệu quét cho chuẩn trực 16x0.75mm pitch đ ược tái t ạo với lát cắt rộng 1mm lọc z, bỏ qua cone-angle c nh ững tia đo (top), v ới thuật toán AMPR (center) với 3D back-projection với h ướng b ộ l ọc đ ược t ối ưu (bottom) Bỏ qua cone-beam dẫn tới ảo giác cho nh ững v ật th ể có đ ộ t ương phản cao, đặc biệt MPRs (top) Cả AMPR ( trung tâm) 3D backprojection (bottom) giảm áo ảnh cone-beam tương đương hoàn toàn cho quét 16 lát 3.3.4.5 Lấy mẫu z nhân đôi (Lấy mẫu z kép) Vào năm 2004, khái niệm cho quét xoắn ốc đa lát c gi ới thiệu, tạo nên sử dụng chuy ển động có chu kì ểm tiêu c ự theo hướng chiều dọc để cải thiện lấy mẫu liệu dọc theo trục z B ởi từ trường vĩnh cửu làm lệch hướng chùm tia điện tử bóng tia X quang rotating-envelope (bao bọc quay) (nhìn bên trên), điểm tiêu cự bị l ắc lư gi ữa hai vị trí khác đĩa anode Mặc dù góc anode ển hình 7-9 o điều 42 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 chuyển thành chuyển động theo hướng trịn hướng z (hình 3.21) Chuyển động tròn hiệu ứng phụ chăm sóc thuật tốn tái tạo hình ảnh, thuận lợi quy trình rebinning, ều s ự n ội suy c liệu chùm tia cánh quạt đo tới hình học song song Biên đ ộ chuyển động z tuần hoàn điều chỉnh đọc hai chuỗi dịch nửa chiều rộng lát cắt chuẩn trực theo hướng dọc theo b ệnh nhân (hình 3.22) Vì vậy, đo đạc tia hai chuỗi dò read-out v ới đ ộ r ộng lát cắt chuẩn trực SWcoll chen vào hướng z, việc đọc N kết hợp với phép chiếu 2N lát cắt với khoảng cách l mẫu SW coll/2 (hình 3.22) Phần lớn hệ thống CT đa lát cắt gần sử dụng lấy mẫu z đơi có m ột dị cung cấp 32 lát cắt 0.6 mm đá chuẩn trực Hai chu ỗi b ộ dò 32 lát đọc kết hợp với phép chiếu 64 lát cắt v ới khoảng cách l mẫu 0.3 mm isocenter Với lĩ thuật này, 64 lát cắt 0.6mm ch ồng l ấn m ỗi lần quay thu nhận Kế hoạch lấy mẫu giống dị 64x0.3mm, thuật tốn AMPR sử dụng cho tái tạo hình ảnh Theo cách này, độ phân giải khơng gian theo chiều dọc tăng, v ậy cung c ấp m ột đ ộ phân giải khơng gian đo theo chi ều dọc 0.33mm, nh ững đ ối tượng đường kính 0.4mm giải cách thường xuyên pitch (hình 3.23) Một cách khác, chí cách lâm sàng l ợi ích hợp lí nhiều lấy mẫu trục z đơi tri ệt tiêu nh ững ảo ảnh c c ối xay gió xoắn ốc pitch (hình 3.24, 3.25) Lấy trục z đơi cung cấp khoảng cách lấy mẫu SW coll/2 không phụ thuộc vào pitch Việc lấy mẫu cải tiến dọc theo hướng z khơng bị giới hạn iso-center, nh ưng trì qua giới hạn rộng lớn SFOV Độ phân giải theo chi ều d ọc khơng bị giảm sút trầm trọng cho đối tượng không trung tâm Điều khác biệt cách tiếp cận mà cố gắng đ ể cải thiện độ phân giải theo chiều dọc cách chọn giá tr ị pitch nh ỏ t ối ưu, để liệu nhận góc quay khác chen vào h ướng z Trong trường hợp này, khoảng cách lấy mẫu SW coll/2 đạt gần với iso-center 43 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 Kết luận, quét xoắn ốc 16 64 lát với kĩ thuật tái tạo cone-beam cho phép quét giới hạn quét rộng với độ phân giải vào milimeter ch ất lượng ảnh tuyệt vời Khả cung cấp thể tích vùng bao quát nh ỏ h ơn vài milimet đại diện tăng cường khả thực đáng n ể so v ới h ệ thống CT lát cắt Hình 3.21 Một bóng tia X rotating-envelope (SIEMENS STRATON, Forchheum, Germany) với kĩ thuật điểm tiêu cự z-flying Toàn b ộ tube housing quay bồn dầu Đĩa anode tiếp xúc tr ực ti ếp v ới dầu làm mát Catot trung tâm quay, điện từ vĩnh cửu làm lệch chùm điện t đ ược c ần đ ể ều khiển vị trí hình dạng tiêu điểm Đơn v ị điện t tr ường làm l ệch có th ể sử dụng để chuyển tiêu điểm hai vị trí khác đĩa anode (được thị hai dấu sao) Bởi góc anode ển hình 7- 0, điều chuyển sang chuyển động theo hướng tròn hướng z Máy quét CT 64 lát chí cho phép s ố l ượng gộp vào phạm vi quét cách tùy ý mà không làm h ại đ ến đ ộ phân gi ải Vì v ậy, máy quét 16 lát chí nhiều hơn, máy quét 64 lát th ất phù hợp cho ứng dụng chụp tia X mạch tất vùng c th ể (hình 3.26-3.28), điều thể ứng dụng n ổi lên nhanh chóng Sự sử dụng máy quét CT 16 hay 64 lát cắt nh ất ứng dụng tim mạch yêu cầu quét cổng ECG công ngh ệ tái tạo đặc biệt, điều giới thiệu chương 44 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 Hình 3.22 a.b Ngun lí việc lấy mẫu trục z cải tiến với kĩ thu ật ểm tiêu z-flying a Bởi chuyển động có tính chu kì c ểm tiêu c ự theo 45 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 hướng z, hai chuỗi N-slice readings dịch n ửa đ ộ r ộng b ộ chu ẩn trực lát cắt (SWcoll/2) iso-center xen kẽ với phép chiếu 2N lát cắt Lấy mẫu z cải tiến khơng đạt iso-center, mà cịn trì qua phạm vi rộng lớn SFOV Chuyển động tròn đồng th ời c ểm tiêu c ự tia X thực bỏ qua để đơn giản hóa vẽ b Vi ệc l m ẫu z cải tiến với kĩ thuật điểm tiêu cự z-flying cung cập m ột độ phân gi ải nh ất quán cho đối tượng nhỏ ý đồ (lược đồ) lấy mẫu t ốt Hình 3.23 Minh họa độ phân giải không gian iso-center cho máy quét CT 64 lát ước lượng (SAMATOM Sensation 64, Siemens, Forchheim, Germany) Những mẫu bar đô phân giải cao chèn vào CATPHAN (computer-assisted tomography phantom, chuẩn hóa cho s ự đo độ t ương ph ản độ phân giải) xếp thẳng hàng theo chiều dọc (ở isocenter) D ữ li ệu quét thu nhận với lát cắt 64x0.6mm s d ụng ểm tiêu c ự z-flying hạt tái tạo thể sắc mét (B70) Không phụ thuộc vào pitch, nh ững m ẫu đường kính bar giảm xuống 0.33mm nhìn thấy 46 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 Hình 3.24 Sự giảm ảo ảnh xoắn ốc với kĩ thuật điểm tiêu cự z-flying Vật mẫu đầu bên tay trái quét với chu ẩn tr ực 32x0.5mm pitch 1.4, khơng có điểm tiêu cự z-flying Vật mẫu Đầu bên tay phải quét pitch với lát cắt 64x0.6mm sử dụng kĩ thuật điểm tiêu c ự z-flying B ởi vi ệc lấy mẫu theo chiều dọc cải tiến, ảo ảnh nội suy xoắn ốc (nh ững c ấu trúc cối xay gió thị hàng) ngăn ch ặn mà khơng làm thối hóa độ phân giải trục z 47 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 Hình 3.25 Sự giảm ảo ảnh xoắn ốc với kĩ thuật điểm tiêu cự z-flying Lát c trục tay trái mức vai quét với chuẩn trực 32x0.6mm pitch 1.4, điểm tiêu cự z-flying Bên tay phải với bệnh nhân v ị trí z quét với pitch với lát cắt 64x0.6mm s d ụng kĩ thu ật điểm tiêu cự z-flying Do lấy mẫu ảo ảnh xoắn ốc xu ất hi ện nh theo chi ều d ọc cải thiện, vệt sọc công b ố lan truy ền t trái sang ph ải loại bỏ mà khơng làm thối hóa độ phân giải 48 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 Hình 3.26 a.e Trường hợp ví dụ chẩn đốn chụp tia X mạch CT 16 lát sử dụng máy quét CT với chuẩn trực 16x0.75mm S ự ch ụp mạch CT độ phân giải cao động mạch chủ động mạch vùng xương ch ậu với phạm vị qt 1200mm, nhìn thấy th ị (màn hình) m ột phép chiếu tia X mạch cường độ cao (MIP) (a) kĩ thu ật volumerendering (b) Sự kiểm tra (chẩn đoán) chụp mạch sử dụng CT động mạch ngón chân, ngón tay (c), động mạch cảnh với stent chèn (d), m ạch máu não (e) (Case courtesy of a, b the University of Tübingen, Germany, and c–e the University of Munich, Grosshadern Clinic, Germany) Hình 3.27a-f Trường hợp ví dụ chẩn đốn chụp mạch CT s dụng máy quét CT với chuẩn trực 0.6mm kĩ thu ật l m ẫu z g ấp đơi Ch ẩn đốn chụp mạch CT tồn thể với độ phân giải 0.4mm ph ạm vi quét 1570 mm (a) Kiểm tra động mạch cảnh pha động mạch nguyên ch ất th ời gian quét 5-s (b) Chụp mạch CT bóc tách c động m ạch b ụng v ới 49 Báo cáo Chẩn đốn hình ảnh 1- 2017 khả nhìn tuyệt vời vơi hóa mạch b ụng vòi nh ỏ (c) S ự phát tắc mạch phổi bệnh nhân bị đau ngực với thời gian nhịn thở 5s (d) Chụp mạch CT động mạch ruột bệnh nhân thi ếu máu ruột cục cấp tính e) Sự hiển thị mạch nhỏ với động m ạch