Chương 11 Diagnostic Radiology Physics: A Handbook for Teachers and Students

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG BÀI DỊCH CÔNG NGHỆ CHẨN ĐOÁN HÌNH ẢNH I CHỦ ĐỀ COMPUTED TOMOGRAPHY (Tài liệu Chương 11 Diagnostic Radiology Physics A Handbook for Teachers and Students) Giáo viên hướng dẫn TS Nguyễn Thái Hà Sinh viên thực hiện Nguyễn Thành Luân SHSV 20132450 Lớp KT ĐT TT 02 K58 Hà Nội, 012017 Mục Lục 11 1 Giới thiệu 4 11 2 Nguyên lý của CT 4 11 2 1 Chiếu tia X, suy giảm và thu nhận của mặt cắt truyền động 4 11 2 2 Đơn vị Hounsfield 6 11 3 Hệ thống hình.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THÔNG  BÀI DỊCH CÔNG NGHỆ CHẨN ĐỐN HÌNH ẢNH I: CHỦ ĐỀ : COMPUTED TOMOGRAPHY (Tài liệu :Chương 11 -Diagnostic Radiology Physics: A Handbook for Teachers and Students) Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thái Hà Sinh viên thực : Nguyễn Thành Luân SHSV : 20132450 Lớp : KT ĐT TT 02- K58 Hà Nội, 01/2017 Mục Lục 11.1 Giới thiệu 11.2 Nguyên lý CT 11.2.1.Chiếu tia X, suy giảm thu nhận mặt cắt truyền động 11.2.2 Đơn vị Hounsfield 11.3 Hệ thống hình ảnh CT 11.3.1 Cấu hình lịch sử 11.3.2 Hệ thống phát giá đỡ 11.3.3 Các ống tia X máy phát điện 10 11.3.4 Chuẩn trực lọc 10 11.3.5 Detectors .10 11.4 Tái tạo ảnh quy trình thu nhận .13 11.4.1 Khái niệm chung 13 11.4.2 Không gian đối tượng, không gian hình ảnh khơng gian Radon 14 11.4.3 Chiếu lại lọc tái tạo khác 15 11.5 Thu nhận 21 11.5.1 Quét chiếu X quang .21 11.5.2 Axial CT scan 21 11.5.3 CT Xoắn ốc 23 11.5.4 MDCT 24 11.5.5 CT tim 24 11.5.6 CT huỳnh quang thủ tục can thiệp .25 11.5.6.1 CT có cản quang .26 11.5.7 Ứng dụng đặc biệt 27 11.6 Chất lượng hình ảnh CT 28 11.6.1 Chất lượng hình ảnh 29 11.6.2 Nghiên cứu quan sát lâm sàng 32 11.6.3 Ảnh hưởng tiếp nhận liệu xây dựng lại thông số chất lượng hình ảnh 33 11.6.4 Dị vật .35 TÀI LIỆU THAM KHẢO .37 Danh mục từ viết tắt CT - Computed tomography FOV - field of view : vùng chiếu MDCT - multidetector row ct : CT đa lát FT -Fourier Transform : biến đổi Fourier SPR -scan projection radiograph : quét chiếu Xquang AEC- automatic exposure control : Hệ thống chiếu tự động MTF-modulation transfer function : Psf -point spread function Hàm điều biến : Hàm suy điểm 11.1 Giới thiệu Sau giới thiệu lâm sàng vào năm 1971 chụp cắt lớp vi tính (CT) phát triển từ phương thức X ray bị giới hạn hình ảnh trục não X quang thần kinh thành 3-D tồn hình ảnh thể phương thức linh hoạt cho loạt ứng dụng bao gồm ung thư mạch máu X quang tim mạch Chấn thương X quang can thiệp CTđược áp dụng để chẩn đoán theo dõi nghiên cứu bệnh nhân, để lập kế hoạch xạ trị, chí để sàng lọc sức khỏe bệnh nhân với yếu tố nguy cụ thể 11.2 Nguyên lý CT 11.2.1.Chiếu tia X, suy giảm thu nhận mặt cắt truyền động Quá trình thu nhận ảnh ct liên quan đến việc đo tia X truyền qua bệnh nhân cho số lượng lớn quan điểm ảnh Từ điểm thực cách sử dụng vòng cung dầu dò bao gồm 800-900 dò yếu tố (dels), gọi tắt dãy detector Sự luân phiên ống tia X detector xung quanh bệnh nhân, số lượng lớn điểm thu việc sử dụng hàng chục chí hàng trăm hàng dị thẳng dọc trục quay cho phép thu lại nhanh chóng (Hình 11.1) mô tả truyền sử dụng để tái tạo lại hình ảnh ct, bao gồm ma trận yếu tố hình ảnh (pixel) (xem mục 11.3) Hình 11.1 thu nhận hình ảnh CT cho thấy lây truyền tia X thông qua bệnh nhân sử dụng dãy detector (a), với vòng quay ống tia X detector (b) đa lát (c) Các giá trị gán cho điểm ảnh hình ảnh ct liên quan với suy giảm mô tương ứng, cụ thể hơn, để họ tuyến tính suy giảm hệ số μ (m-1) (xem mục 2.3.1) suy giảm tuyến tính hệ số phụ thuộc vào thành phần vật liệu, mật độ vật liệu lượng photon, theo định luật Beer (11.1) Trong I(x) cường độ chùm tia X suy giảm, I0 tia X không bị suy giảm x độ dày vật liệu Lưu ý định luật Beer mô tả suy giảm chùm sơ cấp khơng tính đến cường độ xạ tán xạ sinh Để sử dụng chùm tia X đa lượng, định luật Beer nên lấy tích phân tất lượng phơ-ton đưa vào quang phổ tia X Tuy nhiên, đưa vào phương pháp ( xem phía ) phát triển cho thuật tốn xây dựng lại ct,được hiểu khơng dùng cơng cụ trực tiếp; thay vào dùng chương trình để tính tốn theo định luật Beer áp dụng sử dụng giá trị đại diện cho lượng phơ - ton số trung bình quang phổ tia X Giả định gây thiếu xác việc tái thiết dẫn đến nhiễu Khi chùm tia X truyền qua bệnh nhân, mô khác gặp phải với hệ số suy giảm tuyến tính khác theo đường bệnh nhân khoảng từ đến d, sau cường độ tia suy yếu tia X,truyền khoảng cách d, thể sau: (11.2) Sau hình ảnh CT tạo bao gồm ma trận điểm ảnh, bệnh nhân quét coi tạo nên từ ma trận suy giảm tuyến tính khác khối lượng hệ số yếu tố (voxel) hình 11.2 cho thấy ma trận đơn giản × đại diện cho phép đo truyền dọc theo dịng cho ví dụ rời rạc, phương trình cho suy giảm thể như: Hình.11.2 Các nguyên tắc suy giảm tia tia X đơn giản × ma trận Mỗi phần tử ma trận có thể, nguyên tắc, có giá trị khác tuyến liên quan hệ số suy giảm.Từ trên, thấy liệu cần thiết cho ct cường độ chùm tia X suy yếu không bị suy yếu, tương ứng I (d) I0, chúng đo đươc sau kỹ thuật tái tạo ảnh áp dụng để lấy ma trận hệ số suy giảm tuyến tính, sở hình ảnh ct 11.2.2 Đơn vị Hounsfield Trong hình ảnh ct, ma trận hệ số suy giảm tái cấu trúc tuyến tính (Μmaterial) biến đổi thành ma trận tương ứng đơn vị Hounsfield (Humaterial), HU thể tương đối so với suy giảm tuyến tính hệ số nước nhiệt độ phòng (μwater): Từ cho thấy HU water = (μmaterial = μwater), HUair = -1000 (μmaterial = 0) HU = kết hợp với 0,1% hệ số suy giảm tuyến tính nước bảng 11.1 cho thấy giá trị điển hình cho mơ thể từ định nghĩa HU, sau cho tất chất trừ nước khơng khí, biến thể giá trị HU xảy họ xác định điện áp ống khác Lý chức năng lượng photon, chất khác thể mối quan hệ phi tuyến tính hệ số suy giảm tuyến tính họ tương quan với nước Hiệu ứng đáng ý chất có số nguyên tử có hiệu tương đối cao, chẳng hạn độ tương phản tăng cường máu xương BẢNG 11.1 GIÁ TRỊ TIÊU BIỂU HU VÀ KHOẢNG CÁC GIÁ TRỊ CHO CÁC MÔ KHÁC NHAU Chất Xương nhỏ gọn Gan Máu Thận Cơ Não, chất xám Não, chất trắng Nước Chất béo Phổi Khơng khí HU 1000 (300-2500) +60 (50-70) 55 (50-60) +30 (20-40) 25 (10-40) 35 (30-40) 25 (20-30) -90 (-100 đến -80) -750 (-950 đến -600) -1000 Độ sâu bit tối thiểu mà cần phải giao cho điểm ảnh 12, cho phép việc tạo quy mô Hounsfield khoảng từ -1024HU đến 3071 HU, bao gồm lâm sàng hầu hết mơ có liên quan Một quy mơ rộng lớn Hounsfield với chút độ sâu 14 hữu ích cho việc mở rộng quy mô hu lên đến 15359 HU, làm cho tương thích với vật liệu có mật độ cao tuyến tính cao hệ số suy giảm Hình ảnh ct thường nhìn thấy hình sử dụng tơng màu xám tám bit cung cấp 256 giá trị màu xám điểm ảnh hu trị sau phải trải qua tuyến tính lập đồ giá trị bit "cửa sổ" Chiều rộng cửa sổ xác định phạm vi Hus đại diện giá trị ánh xạ (từ màu trắng sang màu đen) mức cửa sổ xác định giá trị HU phạm vi chiều rộng cửa sổ lựa chọn.hình tối ưu mơ quan tâm hình ảnh đạt cách chọn chiều rộng cửa sổ cửa sổ cấp thích hợp Từ cài đặt khác chiều rộng cửa sổ mức cửa sổ sử dụng để hình dung mô mềm, mô phổi xương tông màu xám, theo quy định cấp độ cửa sổ chiều rộng cửa sổ, thích nghi với cơng việc chẩn đốn phụ thuộc vào câu hỏi lâm sàng.Trong thực hành lâm sàng, độ lệch đáng kể dự kiến giá trị HU quan sát xảy gây cho xác có thể, ví dụ, phụ thuộc giá trị HU lọc tái thiết, kích thước quét trường nhìn (FOV), vị trí FOV qt Ngồi ra, hình ảnh đồ tạo tác có ảnh hưởng đến tính xác giá trị HU Khi thực nghiên cứu lâm sàng theo chiều dọc, ta nên đưa vào tài khoản đó, máy quét, giá trị HU cho loại mô định thay đổi theo thời gian đa trung tâm nghiên cứu có liên quan đến máy quét ct khác nhau, có khác biệt lớn HU giá trị quan sát đó, hình ảnh định lượng ct yêu cầu đặc biệt ý hiệu chuẩn thường xuyên bổ sung máy quét ct 11.3 Hệ thống hình ảnh CT 11.3.1 Cấu hình lịch sử Sau nghiên cứu tiền lâm sàng phát triển năm 1970, CT phát triển nhanh chóng phương thức hình ảnh khơng thể thiếu X quang chẩn đốn (Bảng 11.2) Nó ấn tượng để nhận hầu hết công nghệ đại ct sử dụng thực hành lâm sàng mơ tả cuối năm 1983 (Hình 11.3) Sự phát triển ct nhiều dãy multidetector (MDCT)và đa nguồn ct mô tả sáng chế từ năm 1980 [11.1] sáng chế mô tả tác giả gọi "tốc độ cao nhiều đích máy quét tia quang tuyến X " Trong kỹ thuật mua lại ct xoắn ốc (được mô tả Ref [11.2]), sáng chế cho "bộ máy cho phép quét xoắn ốc thực việc tịnh tiên liên tục gường " Xoắn làcon đường nguồn tia X liên tục quay nhìn từ quan điểm củabệnh nhân Hình 11.3 Các khái niệm đa nguồn MDCT quét (bên trái) xoắn ốc CT (bên phải) Ct tích hợp với máy qt có khả chụp ảnh tồn khối lượng vòng phần nhỏ giây đạt với việc lắp đặt động Reconstructor không gian vào năm 1980 bệnh viện Mayo USA Máy quét sử dụng 14 ống tia X 14 tăng hình ảnh có khả ấn tượng thực vùng phủ sóng độ phân giải thời với, chí đo theo tiêu chuẩn hành Hiện nay, hầu hết máy quét quét MDCT xoắn ốc, cơng nghệ nguồn kép qt tích ct thực diện rộng 11.3.2 Hệ thống phát giá đỡ Hệ thống phát chứa tất thành phần hệ thống yêu cầu để chuyển bệnh nhân Kể từ di chuyển phải ghi nhận góc độ khác nhau, thành phần đặt hỗ trợ vịng giá luân chuyển Ống tia X với máy phát điện điện áp cao hệ thống ống làm mát, ống chuẩn trực, lọc tia tạo hình, vịng cung phát hệ thống thu thập liệu gắn giá kỹ thuật thành phần phức tạp, họ cần để chịu lực ly tâm lớn xảy quay nhanh giàn lực lượng vài chục G phát sinh cho lần quay thứ tự 0,25 s Điện thường cung cấp cho giàn qua trượt vịng than Tín hiệu ghi thường truyền từ hệ thống chụp với máy tính phương tiện công nghệ truyền thông không dây Thiết kế kỹ thuật bảng, với giàn, quan trọng phép mua lại xác liệu tốc độ quay cao Giường đỡ chịu trọng lượng nặng mà khơng uốn vị trí bệnh nhân bàn đầu trước hay chân đầu tiên, nằm ngửa nghiêng; vị trí thường ghi nhận với liệu quét 11.3.3 Các ống tia X máy phát điện Do tia X cường độ cao cần thiết cho ct, ống X quang sử dụng vonfram anode thiết kế để chịu tản nhiệt cao Với thời gian chu kì hoạt động lâu, hệ thống làm mát buộc phải sử dụng dầu nước lưu thông qua trao đổi nhiệt thường sử dụng 11.3.4 Chuẩn trực lọc Tia X nên chuẩn trực với kích thước mong muốn Chùm chiều rộng trục dọc nói chung nhỏ; Vì vậy, tia X chuẩn trực chùm thường nhắc đến chùm quạt Trong mặt phẳng vng góc với bàn chuyển động, gọi x-y trục máy, chùm tia định hình để giảm dải động tín hiệu ghi lại máy dò Chùm tia(Bowtie) lọc sử dụng để đạt độ dốc mong muốn, với số lọc bowtie gắn chuyển vào chùm tia X q trình thu 11.3.5 Detectors Các đặc tính vật lý thiết yếu máy dò ct phát tốt hiệu đáp ứng nhanh chóng với tia X Hiện nay, detectors rắn sử dụng, họ có hiệu phát gần 100% so với áp lực cao xenon đầy buồng ion hóa sử dụng trước có hiệu phát khoảng 70% dò trạng thái rắn thường scintilators, có nghĩa tia X tương tác với máy dò tạo ánh sáng Ánh sáng chuyển thành tín hiệu điện, diode tách sóng quang gắn vào mặt sau scintillator, mà cần phải có minh bạch tốt để đảm bảo phát tối ưu Thường lưới antiscatter gắn phía trước máy phát hiện, bao gồm mảnh nhỏ vật liệu có độ suy giảm cao (Ví dụ vonfram) liên kết dọc (z) trục dọc máy quét ct, hình thành 1-D antiscatter lưới liên tiếp phát 10 11.5.4 MDCT Mười năm sau đời ct xoắn, bước công nghệ ct mà cung cấp ứng dụng lâm sàng chí cịn thực hiện: đời máy quét xoay nhanh MDCT (xem mục 11.3) với 64 hoạt động liền kề mảng máy detetor, cho phép đo đồng thời tương ứng số lượng lớn thông tin truyền Đồng thời, thời gian luân chuyển giảm 0,3-0,4s , làm cho để quét gần toàn thể người trưởng thành vòng thở giữ độ dày lát mm Thu nhận với MDCT máy quét thường thu chế độ xoắn ốc Trường hợp ngoại lệ bao gồm độ phân giải cao ct phổi, bước tiến cho ct tim cho canxi vành điểm ct chụp động mạch vành 11.5.5 CT tim Ct tim dựa đồng xây dựng lại hình ảnh với điện (ECG) lựa chọn giai đoạn tim tốt Hình 11.15 cho thấy tái tạo trung tâm giai đoạn khác tim 24 Hình 11.15 Việc tái lại trái tim giai đoạn khác tim Trong ví dụ này, giai đoạn tim tương ứng với 70% khoảng thời gian nguy tương đối tạo chuyển động kết tốt Lưu ý khác biệt mờ động mạch vành tim khác giai đoạn Trong trường hợp này, giai đoạn tim tương ứng với 70% nguy tương đối khoảng thời gian cho kết chuyển động miễn phí tốt (70% đánh dấu bắt đầu tim khoảng thời gian giai đoạn) Tim ECG hồi gated tái tạo ECG tiềm kích hoạt tái tạo Việc tái lại sử dụng lựa chọn giai đoạn tim dựa đăng ký nguyên liệu ECG nhiều toàn chu kỳ tim Một lợi việc thu nhận giảm liều cho bệnh nhân số máy quét ct cho phép quét tiềm toàn trái tim vòng nhịp tim giai đoạn lại tim chọn trước Hai ví dụ đáng ý bao gồm hai máy quét ct nguồn nhanh khả thực việc mua lại xoắn toàn trái tim, máy qt ct rộng hình nón chùm mà thực vụ mua lại kết tồn trái tim vịng quay tiểu thuyết 'nhịp tim nhất' kỹ thuật có khả giảm liều đáng kể 11.5.6 CT huỳnh quang thủ tục can thiệp Can thiệp CT sử dụng để can thiệp vào hình ảnh hướng dẫn, sử dụng kỹ thuật gọi ct huỳnh quang phát triển kỹ thuật ct, chẳng hạn liên tục xoay ống X quang, thời gian luân chuyển ngắn phần cứng đủ nhanh cho thực xây dựng lại hình ảnh thời gian, cung cấp điều kiện tiên kỹ thuật cho CT huỳnh quang phần cứng bổ sung cần thiết cho ct huỳnh quang bao gồm thiết bị cho phép hoạt động máy quét từ bên phòng máy quét, cài đặt việc xem hình cho phép hiển thị hình ảnh phịng máy qt hình 11.16 cho thấy kế hoạch quét sử dụng để chuẩn bị trước; điểm đánh dấu da cho phép lập kế hoạch cho vị trí lối vào kim xác định mục tiêu Lưu ý nhiễu cao nhiều hình ảnh ct huỳnh quang hướng dẫn so với chẩn đoán kế hoạch quét Trong ct huỳnh quang, chất lượng hình ảnh khiêm tốn thường đủ thủ tục cần phải thực ống nhỏ để giảm tiếp xúc bệnh nhân nhân viên 25 Số lượng định lâm sàng cho MDCT huỳnh quang phát triển nhanh Liều da cho bệnh nhân cần giám sát để đảm bảo hiệu ứng da xác định không xảy Nhân viên diện phòng quét ct huỳnh quang cần bảo vệ chống lại việc tiếp xúc với xạ rị cách mặc áo chì cách trì khoảng cách từ máy quét tốt Thời hạn hoạt đông máy chạy ngắn tốt Hình 11.16 Một kế hoạch quét để chuẩn bị đích cho phép xác định mục tiêu (bên trái) Trong lỗ CT huỳnh quang hướng dẫn, vị trí kim hình dung xác (bên phải) 11.5.6.1 CT có cản quang Để tạo cách rõ ràng cấu trúc không hiển thị quét cần thiết Ví dụ, ct chụp động mạch, iốt tiêm tĩnh mạch ct scan để tăng độ tương phản thận thành mạch (Hình 11.17 (trái)), nghiên cứu định bụng, giải pháp iốt loãng dùng đường uống trước quét để tăng cường độ tương phản đường tiêu hóa Trong colonography ct, khí thổi phồng qua trực tràng để tăng cường độ tương phản đại tràng mơ xung quanh ( Hình 11.17 (bên phải)) 26 Hình 11.17 CT chụp động mạch 3-D hình ảnh thận với iốt tiêm tĩnh mạch (bên trái) CT colonography sử dụng khí thổi phồng qua trực tràng (bên phải) 11.5.7 Ứng dụng đặc biệt Ứng dụng đặc biệt ct bao gồm việc sử dụng thiết lập cho xạ trị ,kế hoạch điều trị cho ứng dụng thử nghiệm nhiều lượng kép hình ảnh ct nghiên cứu tích ct động Cho ứng dụng kế hoạch điều trị xạ trị ct, bệnh nhân quét vị trí điều trị Máy quét khoan rộng cung cấp mở giàn đủ lớn phép bệnh nhân phải quét vị trí cần thiết Xem xét với vị trí bệnh nhân liên kết để laser xác hệ thống điều cần thiết Các đồ HU giá trị mật độ điện tử đòi hỏi hiệu chỉnh cẩn thận nhà điện tử y sinh Hình ảnh CT lượng kép địi hỏi hình ảnh khối lượng quan tâm hai điện áp ống Lọc thêm chùm tia sử dụng để tối ưu hóa lựa chọn ray phổ hai X sử dụng CT lượng kép hứa hẹn cải thiện tính phân biệt mô định bệnh lý, bao gồm phân biệt xác sỏi tiết niệu có khơng chứa axit uric Các ứng dụng khác bao gồm cải thiện cách nhìn gân bàn tay bàn chân, hỗ trợ cho loại bỏ xương từ ct chụp động mạch 27 Một số máy quét cho phép hình ảnh ct động (còn gọi 4-D ct), nơi khối lượng đối tượng theo dõi theo thời gian Nghiên cứu sử dụng để hình dung chuyển động khớp xương tăng cường độ tương phản quan (chuyền máu chụp động mạch ct động) Hình 11,18 cho thấy ví dụ nghiên cứu ct chụp mạch động toàn não với ct tích máy qt Trong hình ảnh này, thời gian giải tăng cường độ tương phản mạch cho phép động mạch tĩnh mạch giai đoạn phải tuân theo Cho quan sát nghiên cứu cung cấp máu bao gồm tim gan Trong ct động Liều da bệnh nhân nên trì Gy để tránh hiệu ứng da xác định ban đỏ rụng lơng (xem phần 20.12) Hình 11,18 Một nghiên cứu CT angiography động não với máy CT bao gồm toàn não (Aquilion ONE, Toshiba) 11.6 Chất lượng hình ảnh CT Các thơng số thu ct điện áp ống, cường độ ống thời gian quay Một điện áp tương đối cao (120-140 kV) sử dụng để đạt tốt truyền tia X tín hiệu dị đủ Cho ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn phản nghiên cứu cải 28 tiến khám nhi khoa, thuận lợi sử dụng điện áp tương đối thấp khoảng 80-100 kV Ống sử dụng bị hạn chế thời gian quét lâu nhiệt độ ống tia X, cân nhắc liều bệnh nhân Để tránh tác hại cần thời gian luân chuyển ngắn tốt Cịn thời gian quay lựa chọn phép độ phân giải ,tương phản thích hợp 11.6.1 Chất lượng hình ảnh Sắc độ phân giải tương phản hình ảnh CT bật đặc trưng để phân biệt phương thức CT từ hình thức khác phi-quang tuyến chụp X quang Độ phân giải khả phát cấu trúc mà đưa khác biệt nhỏ tín hiệu so với trực tiếp mơi trường Hình ảnh bị nhiễu hạn chế độ phân giải tương phản thấp giảm với chất lượng hình ảnh cải thiện cách sử dụng số phương pháp Thông thường nhất, nhiễu giảm cách tăng thông lượng photon (xem chương 4), mà đạt cách tăng dịng (mA) với chi phí tiếp xúc với bệnh nhân Cách khác, nhiễu giảm cách tăng lát cao tái tạo lát dày cách thay đổi lựa chọn thuật toán tái thiết Các thông số ảnh hưởng đến độ phân giải tương phản thấp bao gồm điện áp ống, lọc chùm tia việc sử dụng chất tương phản Ảnh hưởng nhiễu hình ảnh ct nhìn thấy hình 11.19, có hình 100% tương ứng với thu lại lâm sàng thực tế Các liệu thô việc lâm sàng xử lý với thuật tốn mơ liều thấp có thêm nhiễu để mơ hình ảnh chất lượng để mua lại thực 75%, 50% 25% lâm sàng sử dụng ống naySự xuất thương tổn tương phản thấp gan trở nên tồi tệ dòng ống thấp, tăng nhiễu hình ảnh 29 Hình 11.19 Một tương phản CT gan lấy tiếp xúc bình thường (100%) với việc bổ sung thêm nhiễu để mô độ phơi sáng 75%, 50% 25% so với bình thường Các nhà vật lý thường kiểm tra hiệu suất phân giải tương phản, sử dụng bóng mA có chứa kích thước chèn tương phản thấp khác Đánh giá hình ảnh thu chủ quan, với người quan sát xác định liệu chèn nhìn thấy hay khơng, hay khách quan, có tính tương phản với tỷ lệ nhiễu Độ phân giải không gian độ phân giải tương phản cao,là khả quan sát đường nét đối tượng nhỏ khối lượng quét Độ phân giải giới hạn hình mua lại máy quét ct, thuật toán tái thiết độ dày lát xây dựng lại kích thước voxel thường sử dụng số độ phân giải khơng gian, kích thước nhỏ voxel không thiết phải bao hàm phân 30 giải khơng gian tốt Hàm điều biến (MTF) tính tốn MTF làm mang lại thơng tin hữu ích chất lượng hình ảnh, đánh giá lâm sàng MTF mơi trường lâm sàng phức tạp thường thực nhà vật lý y tế cách chấp nhận vận hành máy quét sau nâng cấp lớn Các nhà sản xuất máy quét ct cung cấp thông tin MTF, mà phải đo theo tiêu chuẩn quốc tế [11,3] Hiệu suất máy quét 64 lát liên quan đến độ phân giải khơng gian với thể tồn chiều rộng nửa tối đa PSF, nằm phạm vi 0,6-0,9 mm ba chiều Hình 11.20 cho thấy hình ảnh từ phantom catPhan sử dụng rộng rãi để đánh giá chất lượng hình ảnh quét ct Các hình ảnh bên trái cho phép đánh giá giá trị HU bốn chèn lớn ngoại vi phantom cho vật liệu khơng khí, polyethylene mật độ thấp, PMMA teflon Ngược lại acrylic thấp chèn đường kính khác xung quanh trung tâm sử dụng để xác định ảnh hưởng kích thước đối tượng dị tìm độ tương phản thấp hình ảnh chương trình trung cặp dịng tương phản cao, cho phép đánh giá chủ quan độ phân giải không gian hình ảnh bên phải cho phép độ phân giải không gian phải đo lường cách khách quan, PSF hạt vonfram nhỏ hình ảnh sử dụng để đánh giá tính đồng hình ảnh Phân giải thời gian khả giải đối tượng chuyển động nhanh hình ảnh ct hiển thị phân giải thời gian tốt tránh đồ tạo tác chuyển động chuyển động gây mờ hình ảnh phân giải thời gian tốt ct thực cách mua lại liệu nhanh thông qua quay nhanh ống X quang Tái thiết thuật toán sử dụng cho ứng dụng ct chung cung cấp, nguyên tắc, phân giải thời gian với thời gian vòng quay 360º với xây dựng lại đầy đủ Độ phân giải thời gian thường xuyên đạt tốt dài 50% thời gian luân chuyển sử dụng 180º quạt góc quay tái thiết Độ phân giải cải thiện cách sử dụng thuật tốn tái tạo chun dụng Ví dụ, ct tim với xây dựng lại phân đoạn, cách sử dụng kép máy quét ct nguồn khơng có phương pháp đơn giản có sẵn chưa cho phép đo độ phân giải thời gian thử nghiệm lâm sàng 31 Hình 11.20 Hình ảnh bóng Catphan chụp tọa độ z khác hiển thị module khác bóng 11.6.2 Nghiên cứu quan sát lâm sàng Kiểm tra chất lượng hình ảnh vật lý mơ tả trước mang lại thông tin hiệu suất quét CT Thơng tin sử dụng cho chi tiết kỹ thuật sản phẩm kiểm sốt chất lượng (xem chương 19) Tuy nhiên, khơng cung cấp thông tin đầy đủ cho phát triển để sử dụng lâm sàng Lý phần lớn chất lượng hình ảnh lâm sàng yêu cầu bác sĩ X quang cho nhiệm vụ lâm sàng cụ thể, điều kiện lượng chất lượng hình ảnh thơng số thực tế mà có nguồn gốc từ đối tượng thử nghiệm Vì lý thực tế, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm đồng thuận, tốt họ nên dựa nghiên cứu quan sát lâm sàng chứng khoa học thích hợp (xem thêmchương 23) Tuy nhiên, nghiên cứu quan sát nhằm mục đích tối ưu hố CT Một lý cho điều việc quét thêm cho bệnh nhân thường coi không phù hợp, tiếp xúc với xạ thêm thấy hình 11.19 Tuy nhiên, quét liều thấp mơ mơ hình tốn học thêm nhiễu để liệu thô để xác định mức độ nhiễu hình ảnh phép cho nhiệm vụ quan sát cụ thể Tối ưu hóa điện áp ống khó khăn để đạt được, khơng có thuật tốn thích hợp mô tả để mô ảnh hưởng điện áp đến chất lượng hình ảnh, tối ưu hóa dựa chủ yếu tính tốn lý thuyết, nghiên cứu lí thuyết(ví dụ, nhằm đạt CNR tối ưu iốt tăng cường nghiên cứu ct chụp động mạch) quan sát đồng thuận 32 11.6.3 Ảnh hưởng tiếp nhận liệu xây dựng lại thơng số chất lượng hình ảnh Nhiều phương pháp xem thơng số có ảnh hưởng đến hình ảnh chất lượng hiệu quan sát, bao gồm lát tái tạo độ dày, lọc tái thiết, cửa sổ hình ảnh định dạng lại mà sử dụng ngồi việc xem xét hình ảnh Bất kỳ liệu tiếp nhật CT xây dựng lại với nhiều lọc tái thiết hình 11.21 cho thấy hình ảnh tái tạo với độ dày lát 10, 0,5 mm Lưu ý khối lượng kết xuất hình ảnh hào quang, độ phân giải không gian cải thiện đáng kể với độ dày lát nhỏ Việc tái lại thường thực độ dày lát ≤1 mm Trong thời gian đọc hình ảnh, bác sĩ X quang chọn cửa sổ phù hợp cài đặt cho giải phẫu bệnh lý cụ thể Đây minh họa hình 11.22 bốn hình ảnh ct đầu trục tất tạo sau chế biến bắt nguồn từ việc thu nhận ảnh Hình ảnh bên trái xây dựng lại với mô mềm lọc xây dựng lại; người bên phải xây dựng lại với sắc nét xương lọc Những hình ảnh hàng hiển thị cửa sổ hiên thị não (50, 100); hình ảnh phía hàng hiển thị khung cửa sổ cho xương (mức cửa sổ 1000, cửa sổ chiều rộng 2500) Như thấy, hình ảnh bên trái xử lý cửa sổ thích hợp cho việc đánh giá mơ não Tương tự vậy, chi tiết hộp sọ có phần tốt hình ảnh bên phải, tái thiết phù hợp cài đặt hình ảnh phía bên phải cản trở trình bày mơ não, nhiễu ảnh kết việc sử dụng không phù hợp xương lọc tái thiết, xương hình ảnh khơng thể đánh giá, cài đặt cửa sổ sử dụng Tương tự, hình ảnh phía bên trái bị cản trở để phân tích xương, mờ xương mà kết từ mô mềm lọc tái thiết, mô não đánh giá, việc sử dụng thiết lập cửa sổ xương Nhiều định dạng lại hình ảnh sử dụng ngồi việc đọc hình ảnh Hình 11.23 cho thấy hình ảnh trục não ba thêm định dạng lại: hình ảnh hào quang, hình ảnh dọc hình ảnh tích trả lại Hình 33 11.24 cho thấy hai hình ảnh ngực, bên trái tối đa chiếu cường độ, bên phải 3-D khối lượng kết xuất hình ảnh Hình 11,21 Việc tái lại độ dày lát 10 mm (trên cùng), mm (Giữa) 0,5 mm (phía dưới), hình ảnh khối lượng trái rendered (đại diện 3-D nghiên cứu), quan điểm coronal phải (2-D đại diện nghiên cứu) 34 HÌnh 11,22 Bốn hình ảnh CT não Hình ảnh bên trái xây dựng lại lọc mềm xây dựng lại; hình ảnh bên phải xây dựng lại với lọc tái tạo xương 11.6.4 Dị vật Chất lượng hình ảnh thích hợp ct đạt hiệu chuẩn máy quét thường xuyên thực theo giao thức quy định nhà sản xuất Bao gồm hiệu chuẩn sử dụng thường xuyên khơng thường xun, hiệu chuẩn với bóng nước đồng Hiệu chuẩn cung cấp thông tin khác biệt nhỏ phản ứng dels điều điều cần thiết kể từ dự phải xác vịng 0,5% Hiệu chuẩn với bóng cho phép số chỉnh sửa hiệu ứng chùm xơ cứng 35 Hình 11.23 Một hình ảnh trục não (trên bên trái) ba định dạng não: a coronal hình ảnh (trên bên phải), hình ảnh sagital (phía bên trái) khối lượng kết xuất hình ảnh (phía bên phải) Hình 11.24 Hai hình ảnh ngực Ở bên trái chiếu cường độ tối đa khối lượng tái tạo hình ảnh 3D Dị vật thu lại, xây dựng lại Thu nhận ảnh chứa di vất (Hình 11,25), mà xảy với nhiều dels bị hỏng hóc, hình ảnh khơng sử dụng được, mà trục trặc ống tia X việc thu ảnh 36 Hình 11,25 Một vật phẩm xảy trường hợp hỏng hóc nhiều dels (trái) Dị vật kim loại xảy kết xơ cứng chùm tia liều thấp máy detector Sự suy giảm mạnh chùm tia X nhỏ gọn xương, vơi hóa vật kim loại dẫn đến vật phẩm chùm xơ cứng Một ảnh nghiêm trọng xảy phận giả kim loại quét; hiệu ứng gọi vật phẩm kim loại xảy phục hình suy giảm tia X gần hồn tồn Hình 11.25 cho thấy vệt điển hình hình ảnh trục xảy gắn kim loại lớn quét Trong hình ảnh này, đồ bệnh nhân liên quan đơi tránh cách hướng dẫn cách bệnh nhân để tránh di chuyển trình quét để trì thở giữ suốt thời gian quét, đặc biệt trình qt tồn thân Sự vận động tim nhịp lồng ngực tránh khỏi TÀI LIỆU THAM KHẢO [11.1] BERNINGER, W.H., REDINGTON, R.W., Multiple Purpose High Speed Tomographic X-Ray Scanner, Patent #4196352, General Electric Company, USA (1980) 11.2] MORI., I., Computerized Tomographic Apparatus Utilizing a Radiation Source, US Patent #4630202 (1986) [11.3] INTERNATIONAL ELECT ROTECHNICAL COMMISSION, Evaluation and Routine Testing in Medical Imaging Departments – Part 3-5: Acceptance Tests – Imaging Performance of Computed Tomography X ray Equipment, Rep IEC 61223-3-5, IEC, Geneva (2004) MỤC LỤC SÁCH THAM KHẢO 37 BUZUG, T.M., Computed Tomography: From Photon Statistics to Modern ConeBeam CT, Springer-Verlag, Berlin and Heidelberg (2008) HSIEH, J., Computed Tomography: Principles, Design, Artefacts, and Recent Advances, 2nd edn, SPIE Press, Bellingham, Washington, DC (2009) INTERNATIONAL ATO MIC ENERGY AGENCY, Quality Assurance Programme for Computed Tomography: Diagnostic and Therapy Applications, IAEA Human Health Series No 19, IAEA, Vienna (2012) KAK, A.C., SLANEY, M., Principles of Computerized Tomographic Imaging, IEEE Press, New York (1988), http://www.slaney.org/pct/ (accessed on 23 August 2012) KALENDER, W.A., Computed Tomography: Fundamentals, System Technology, Image Quality, Applications, 2nd edn, Publicis Corporate, Erlangen (2005) NAGEL, H.D., (Ed.), Radiation Exposure in Computed Tomography: Fundamentals, Influencing Parameters, Dose Assessment, Optimisation, Scanner Data, Terminology, 4th edn, CTB Publications, Hamburg (2002) 38 ... Bellingham, Washington, DC (2009) INTERNATIONAL ATO MIC ENERGY AGENCY, Quality Assurance Programme for Computed Tomography: Diagnostic and Therapy Applications, IAEA Human Health Series No 19, IAEA,... Tomographic Apparatus Utilizing a Radiation Source, US Patent #4630202 (1986) [11. 3] INTERNATIONAL ELECT ROTECHNICAL COMMISSION, Evaluation and Routine Testing in Medical Imaging Departments – Part... mặt lý thuyết mang lại tái tối ưu gọi lọc Ramachandran-lakshminarayanan, gọi Ram-lak lọc đường dốc Nó cung cấp độ phân giải khơng gian tối ưu hình ảnh xây dựng lại Tuy nhiên, mang lại mức độ