Цифровой анализ изображений ультразвуковой медицинской диагностики - Магистерская работа

Мировые тенденции в области медицинского приборостроения в последние годы претерпели значительные изменения. В основном это вызвано необходимостью повышения качества диагностики, что приводит как к созданию новых высокоинформативных диагностических приборов, так и к совершенствованию традиционных технологий.В рентгеновском диапазоне излучения экспоненциальный закон выполняется с высокой степенью точности, поэтому разработанные математические алгоритмы были впервые применены именно для рентгеновской компьютерной томографии. Хаунсфилд из фирмы EMI Ltd. сконструировал «ЭМИ-сканер» (EMI-scanner) - первый компьютерный рентгеновский томограф, чьи клинические испытания прошли в 1972 году. Прогресс КТ томографов напрямую связан с увеличением количества детекторов, то есть с увеличением числа одновременно собираемых проекций. В томографах первого поколения, появившихся в 1973 г., имелась одна направленная рентгеновская трубка и один детектор, которые синхронно передвигались вдоль рамы (рисунок 2). Томографы второго поколения имели уже несколько детекторов, работающих одновременно, а трубка излучала не остронаправленный, а веерный пучок.Уже томографам второго поколения стала присуща многоэлементность детектирующего устройства. В томографах первого и второго поколений детектирование рентгеновского излучения осуществлялось с помощью сцинтилляторов NAI или CSI и ФЭУ. Поэтому в процессе работы томографа требуется периодическая программная коррекция их характеристик. В томографах третьего и четвертого поколений, где число элементарных датчиков достигает сотен и тысяч, практически невозможно обеспечить идентичность характеристик такого количества ФЭУ. Большинство требований, которые предъявляются к детекторам РКТ, наиболее просто и дешево удовлетворяются детекторами на основе ионизационных камер (рисунок 5).Она используется в практике уже почти четверть века, постоянно совершенствуется и неизменно считается очень точной и надежной. Существует два способа сбора данных в компьютерной томографии: пошаговое и спиральное сканирование. Самым простым способом сбора данных является пошаговая КТ, для которого можно выделить две основные стадии: накопление данных и позиционирование пациента (рисунок 8). На стадии накопления данных (1 с или менее) пациент остается неподвижным и рентгеновская трубка вращается относительно пациента для накопления полного набора проекций в предварительно определенном месте сканирования. На стадии позиционирования пациента (более 1 с) данные не накапливаются, а пациент перемещается в следующее положение сбора данных.Получение компьютерной томограммы (среза) на выбранном уровне основывается на выполнении следующих операций: 1) формирование требуемой ширины рентгеновского луча (коллимирование); 2) сканирование пучком рентгеновского излучения, осуществляемого движением (вращательным и поступательным) вокруг неподвижного объекта устройства «излучатель - детекторы»; 3) измерение излучения и определение его ослабления с последующим преобразованием результатов в цифровую форму; 4) машинный (компьютерный) синтез томограммы по совокупности данных измерения, относящихся к выбранному слою; 5) построение изображения исследуемого слоя на экране видеомонитора (дисплея). Снижение регистрации рассеянного излучения при компьютерной томографии осуществляется коллиматорами, один из которых расположен на выходе рентгеновского пучка из трубки, другой - перед сборкой детекторов. Известно, что при одинаковой энергии рентгеновского излучения материал с большей относительной молекулярной массой будет поглощать рентгеновское излучение в большей степени, чем вещество с меньшей относительной молекулярной массой. При вращении рентгеновской трубки вокруг тела пациента детекторы регистрируют 1,5-6 млн. сигналов из различных точек (проекций) и, что особенно важно, каждая точка многократно проецируется на различные окружающие точки. При регистрации ослабленного рентгеновского излучения на каждом детекторе возбуждается ток, соответствующий величине излучения, попадающего на детектор.МСКТ - особый вид КТ, обеспечивающий малое время экспозиции и позволяющий проводить сканирование с очень высокой скоростью. Ранее высокую скорость сканирования обеспечивали лишь ЭЛТ системы, однако сейчас происходит бурное развитие технологии МСКТ изображение томографа рисунок 12. Наиболее распространенными являются системы с 4 и 16 рядами детекторов, а самыми современными по праву считаются системы с 64 рядами детекторов (64-спиральная КТ). Спиральная КТ с 64 рядами детекторов обеспечивает: - сверхбыстрое сканирование (близкое к реальному масштабу времени); система автоматически изменяет протокол проведения исследования в зависимости от частоты сердечных сокращений и дыхания пациента;Поскольку исследование связано с небольшой лучевой нагрузкой, при обследовании беременных женщин и маленьких детей необходимо тщательно взвешивать необходимость проведения МСКТ в каждом конкретном случае.Идеально подходит для исследования сердца и сосудов;Конусно-лучевая компьют

Содержание

Введение

1. История возникновения и развития компьютерной томографии

1.1 Компьютерные томографы первого поколения

1.2 Компьютерные томографы второго поколения

1.3 Компьютерные томографы третьего поколения

1.4 Компьютерные томографы четвертого поколения

1.5 Компьютерные томографы пятого поколения

1.6 Конструкция компьютерных томографов

2. Разновидности компьютерных томографов

2.1 Спиральная компьютерная томография

2.1.1 Получение изображения на спиральном компьютерном томографе

2.2 Мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ)

2.2.1 Описание (МСКТ)

2.2.2 Возможности (МСКТ)

2.2.3 Показания (МСКТ)

2.2.4 Противопоказания

2.2.5 Достоинства

2.3 Конусно-лучевая компьютерная томография

2.3.1 Описание

2.3.2 Материалы и методы

2.4 Однофотонная эмиссионная компьютерная томография

2.4.1 Описание

2.4.2 Показания к применению ОФЭКТ

3. Описание программы получения изображения на компьютерном томографе. Изменение окна изображения

3.1 Работа в программе syngo fastview

4. Плюсы, минусы компьютерной томографии

4.1 Противопоказания для КТ

4.2 Перспективы развития КТ

Заключение

Библиографический список компьютерный томография спиральный

Мировые тенденции в области медицинского приборостроения в последние годы претерпели значительные изменения. В основном это вызвано необходимостью повышения качества диагностики, что приводит как к созданию новых высокоинформативных диагностических приборов, так и к совершенствованию традиционных технологий.

Современный уровень медицинской техники позволяет выявить структурные и функциональные изменения одного и того же органа с помощью устройств, имеющих различный принцип действия, при этом достоверность полученных данных будет сопоставима. В подобных условиях на первое место выходит информационная составляющая исследований.

На данном этапе одним наиболее информативным методом является томография, дающая намного больше информации о каждом элементарном объеме исследуемого объекта, чем другие известные методы диагностики. Существует несколько видов томографии: рентгеновская, электронно-лучевая, магнитно-резонансная, позитронно-эмиссионая, ультразвуковая, оптическая когерентная томография и др. Но суть всех видов томографии едина: по суммарной информации (например, интенсивности на детекторах или интенсивности эхо-сигнала), полученной от некоторого сечения вещества, нужно определить локальную информацию, а именно плотность вещества в каждой точке сечения. Информативность и достоверность каждого из них зависит от целого ряда факторов, определяющих конечный результат исследования, в том числе и от принципа действия устройства.