MAY CAT LOP DIEN TOAN I

Máy cắt lớp điện tốn I ThS Nguyễn Văn Hịa Nguyên tắc Cấu hình lịch sử phát triển Ngun tắc • Ngun tắc tốn học CT Radon phát triển 1917 : • Có thể tạo ảnh 3D vật từ vô số ảnh chiếu (projection hay view) qua vật Nguyên tắc • Chụp ảnh trực tiếp lên phim làm giảm cấu trúc chiều (3D) thành ảnh chiếu chiều (2D) • Đậm độ điểm ảnh biểu diễn độ suy giảm tia x bệnh nhân dọc theo đường tia nguồn phát tia x (focal spot) điểm đầu dò (detector) ứng với điểm Ngun tắc • Trong ảnh chiếu x quang qui ước, thông tin dọc theo chiều song song với chùm tia bị • Thường phải chụp ảnh thẳng góc 90o để nhận biết thêm thơng tin vị trí nh lát cắt • Là ảnh lát cấu trúc thể bệnh nhân • Aûnh CT 2D ứng với lát cắt 3D bệnh nhân • Độ dày lát cắt CT mỏng (1 tới 10 mm) mỏng Mỗi phần tử ảnh ( pixel) ma trận ảnh CT 2D ứng với phần tử thể tích (voxel) lát cắt bệnh nhân • Mỗi phần tử ảnh hiển thị độ suy giảm tia x trung bình mơ phần tử thể tích tương ứng Phần tử thể tích (Voxel) Phần tử ảnh (Pixel) Ghi hình cắt lớp • Dùng đầu dò đo lượng xạ truyền qua bệnh nhân từ đường tia xạ nối nguồn đầu dị • Một loạt số đo truyền qua bệnh nhân hướng tạo nên ảnh chiếu (projection hay view) • Có cấu hình chiếu dùng CT : • - Cấu hình chùm song song : đường tia song song • - Cấu hình chùm rẽ quạt : đường tia phân kỳ Tia Phép chiếu chùm tia song song Phép chiếu chùm tia rẽ quạt Ghi hình cắt lớp (tt) • Máy CT ghi số lớn ảnh chiếu qua bệnh nhân vị trí (hướng) khác • Ví dụ, ảnh lát cắt CT dùng 800 tia ghi 1000 góc chiếu khác • Các lát cắt ghi dọc theo trục Z máy CT, hướng đầu – đuôi bệnh nhân Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải khơng gian • Bề dày lát cắt – Bề dày lát cắt lớn làm giảm độ phân giải không gian theo trục dài bệnh nhân; giảm độ nét bờ cấu trúc ảnh trục (transaxial) • Đường cong độ nhạy lát cắt – Để mô tả bề dày lát cắt xác • Bước xoắn : – Bước xoắn lớn làm giảm độ phân giải Bước xoắn lớn làm rộng đường cong độ nhạy lát cắt Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải khơng gian • Nhân tái tạo ảnh – Hàm lọc xương có độ phân giải khơng gian tốt , hàm lọc mơ mềm có độ phân giải khơng gian thấp • Ma trận ảnh • Chuyển động bệnh nhân – Chuyển động bệnh nhân lúc ghi hình làm nhịe ảnh CT độ nhòe tăng theo khoảng cách chuyển động • Trường chiếu • Aûnh hưởng đến kích thước vật lý phần tử ảnh (pixel) Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải tương phản • mAs – Ảnh hưởng trực tiếp đến số photon tạo ảnh CT, ảnh hưởng đến tỉ số tín hiệu nhiễu (SNR) độ phân giải tương phản • Liều – Liều tăng tuyến tính với số mAs ghi hình • Kích thước trường chiếu (FOV) – Nếu kích thước bệnh nhân thơng số ghi hình khác khơng đổi, trường chiếu tăng, kích thước phần tử ảnh (pixel) tăng, số photon qua phần tử ảnh tăng Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải tương phản • Bề dày lát cắt – Lát cắt dày cần nhiều photon cho tỉ số tín hiệu nhiễu tốt • Hàm lọc tái tạo – Hàm lọc xương cho độ phân giải tương phản thấp hơn, hàm lọc mô mềm làm tăng độ phân giải tương phản • Kích thước bệnh nhân • Với kỹ thuật, bệnh nhân lớn làm giảm tia x nhiều hơn, đầu dị ghi nhận tia x hơn, tỉ số tín hiệu nhiễu bị giảm độ phân giải tương phản giảm Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải tương phản • Tốc độ quay đầu máy • Phần lớn máy CT có giới hạn cho mA, với bước xoắn mA cố định, đầu máy quay nhanh làm giảm mAs , làm giảm độ phân giải tương phản Cứng hố chùm tia • Máy CT dùng phổ tia x đa • Hệ số suy giảm phụ thuôc lượng – Sau qua bệnh nhân, số tia x lượng thấp bị suy giảm nhiều số tia x lượng cao • Khi chùm tia truyền qua độ dày mô xương, dạng phổ bị lệch phía lượng cao 10 cm mơ 10 cm mơ Các tia x Cứng hố chùm tia x 10 cm mơ Cứng hố chùm tia (tt) • Khi qua mơ , lượng trung bình chùm tia x trở nên lớn (“cứng hơn”) • Vì độ suy giảm xương lớn mô, xương làm chùm tia cứng so với mơ mềm có bề dày tương đương Năng lượng tia x trung bình (keV) Xương Mơ mềm Độ dày chất hấp thụ (cm) Cứng hố chùm tia (tt) • Hiện tượng cứng hoá chùm tia làm giảm xảo ảnh CT tia từ góc chiếu khác làm cứng mức độ khác nhau, gây nhầm lẫn cho thuật tốn tái tạo • Hầu hết máy CT có thuật tốn hiệu chỉnh cứng hoá chùm tia, dựa vào độ suy giảm tia • Các thuật tốn “2 qua” phức tạp xác định độ dài đường qua xương mơ mềm chùm tia, sau bù trừ cứng hoá cho tia lần truyền qua thứ Xảo ảnh cứng hoá chùm tia Xảo ảnh chuyển động Xảo ảnh chuyển động • Xảo ảnh chuyển động xãy bệnh nhân dịch chuyển lúc ghi hình • Các chuyển động nhỏ làm nhịe ảnh • Các dịch chuyển lớn tạo xảo ảnh ảnh kép hay bóng ảnh mờ Trung bình thể tích riêng phần • Một số phần tử thể tích (voxel) ảnh chứa hỗn hợp loại mơ khác • Khi đó,  không đại diện cho mô mà số trung bình lấy theo trọng số giá trị  khác • Rõ cấu trúc tròn mềm song song với lát cắt CT Gan Lát cắt CT Tụy Xảo ảnh thể tích riêng phần Trung bình thể tích riêng phần (tt) • Đơi khi, xảo ảnh thể tích riêng phần trơng giống tình trạng bệnh lý • Có vài phương pháp làm giảm xảo ảnh thể tích riêng phần – Dùng lát cắt mỏng – Với ghi hình xoắn ốc, dùng liệu thơ có sẵn để tái tạo lại ảnh vị trí khác ... độ ? ?i? ??m ảnh biểu diễn độ suy giảm tia x bệnh nhân dọc theo đường tia nguồn phát tia x (focal spot) ? ?i? ??m đầu dò (detector) ứng v? ?i ? ?i? ??m Ngun tắc • Trong ảnh chiếu x quang qui ước, thông tin dọc... Thu nhiều liêu để c? ?i tiến chất lượng ảnh (ví dụ : 600 tia x 540 ảnh chiếu) • Th? ?i gian quét nhanh (ví dụ:18 sec/lát cắt) • Ghi nhiều xạ tán xạ Cấu hình chùm tia nhỏ “Pencil’ Cấu hình chùm tia rẽ... đầu bệnh nhân t? ?i nước ghi hình • Dùng đầu dị nhấp nháy NaI có phân gi? ?i th? ?i gian khơng đủ cao • Chùm tia nhỏ “pencil” giảm tán xạ hiệu qủa Thế hệ 2: quay/dịch ngang , chùm tia rẽ quạt hẹp •