14) CT – princip, generace, vznik obrazu

Výpočetní tomografie (Computer Tomography) je zobrazovací metoda umožňující zobrazení tenké vrstvy v průřezu diagnostikovaného objektu a to v rovině svazku různých typů záření nebo vlnění procházejícího objektem.

Základní princip je, podobně jako při konvenčním snímkování, založen na zeslabování svazku rentgenového záření při průchodu vyšetřovaným objektem. Jde o metodu tomografickou – celé vyšetření se skládá z většího množství sousedících vrstev – skenů o šířce 1–10 mm. (4)

Detektory jsou selenové a keramické.

V ovladovně je umístěna ovládací konzola s klávesnicí, ovládacím a obrazovým monitorem. Ve snímkovně je gantry, ve kterém je uložena rentgenka a detektory. Do otvoru v gantry se zasouvá pohyblivý stůl s pacientem.

Svazek záření vycházející z rentgenky je vycloněn do tvaru vějíře, jehož šířka určuje šířku zobrazované vrstvy. Záření po průchodu pacientem dopadá na detektory uložené na části kruhové výseče naproti rentgence. V detektorech je registrováno množství dopadajícího záření a převedeno na elektrický signál, který se odesílá ke zpracování do počítače. Během expozice jedné vrstvy se systém rentgenka – detektory, které jsou spolu pevně spojeny, otočí kolem pacienta o 360°. Doba rotace (expoziční čas) se pohybuje v rozmezí 0,5-7 sekund. U nových přístrojů se nejčastěji pracuje s expozičními časy 1-2 sekundy. Během této rotace se změří řádově stovky dat (obvykle 720-1440 měření) každým detektorem, který bývá 800-1200. Z těchto dat počítač rekonstruuje obraz vyšetřované vrstvy.

Získávané obrazy vrstev jsou obrazy digitální – jsou tvořeny maticí bodů, nejčastěji v počtu 512 x 512. Míra oslabení záření v jednotlivých místech vyšetřovaného objektu je registrována jako denzita v tzv. Hounsfieldových jednotkách (používá se zkratka H nebo HU). Základní stupnice denzit je rozdělena na 2000 stupňů od -1000 do +1000, kde hodnota -1000 HU odpovídá denzitě vzduchu, 0 HU denzitě vody a +1000 HU denzitě kortikalis kosti. Protože existují i hutnější kosti i jiné materiály s vyšší denzitou než +1000 HU, tato stupnice pokračuje výše. Na obrazech CT skenů jsou denzity reprezentovány stupni šedi. Protože lidské oko je schopno rozlišit jen asi 16 odstínů šedi a ve většině případů nás zajímají rozdíly v tkáních s podobnou denzitou, vybíráme si z celé škály denzit jen určitou část – tzv. okno (okénko). Pomocí oken získáváme informace o tkáních s různými denzitami (např.o měkkých tkáních a skeletu)

CT vyšetření – rentgenka ani detektory se nepohybují a pacient ležící na pohyblivém stole projede otvorem v gantry. Na získaném snímku se naplánuje rozsah vyšetření, případně sklon gantry. Vlastní vyšetření je buď konvenční nebo spirální technikou (umožňuje-li to přístroj).při obou technikách se získají vrstvové obrazy téměř vždy v axiální (transverzální) rovině Protože je jich obvykle zhotoveno několik desítek navzájem se sebou sousedících, lze z nich poté vytvořit rekonstrukce v libovolné rovině nebo trojdimenzionální (3D).

Konvenční CT vyšetření – jsou zhotovovány postupně jednotlivé vrstvy, mezi nimiž se vyšetřovací stůl s pacientem posune o zvolenou vzdálenost. Většinou je posun stolu a šířka vrstvy stejně široké.

U první a druhé generace CT prováděla rentgenka a detektor rotační a translační pohyb. Kolem nemocného opsaly oblouk 180° tak, že se posunuly o 3° u první generace a o 18° u druhé generace. Při každém zastavení provedly translační pohyb a vrátila se na kruhovou dráhu. Pak se znovu posunuly o příslušný úhel a opět došlo k translačnímu pohybu. Detektory byly z NaJ. 1. generace byl svazek paprsků kolimován a měl podobu úzkého válce. Pořízení jednoho řezu trval 5minut a rentgenka zářila po celou dobu vyšetření.

2. generace měla 1-60 detektorů (jednořadová), paprsek měl podobu vějíře. Doba pořízení jednoho řezu trval 20 vteřin, konvenčně vyráběné , první CT pouze hlavové, později celotělové Třetí a čtvrtá generace je dnes více užívána. Rentgenka opíše kolem vyšetřovaného 360°. Svazek záření má tvar vějíře. Rentgenka pracuje pulzně, pulz trvá 1 – 4 ms. Tomografy pořídí řez během 1 – 12 vteřin. To nám umožňuje vyšetřit srdce a velké tepny.

3. generace má detektory seřízené v jedné řadě, umístěny proti rentgence a pohybuje se souhlasně s ní. Detektor má tvar polooblouku, aby na něj dopadal svazek záření z rentgeky, ve tvaru vějíře o úhlu 30-60o. Detektory jsou plynové – kryptonxenonové. Rentgenka vykonává buď pohyb 180o nebo dokola 360o, pracovala v tzv.impulsním režimu – otáčela se a pak se vracela do původní polohy.

4. generace vytvářejí detektory kolem nemocného úplný pletenec, který se nepohybuje. Detektory jsou pevné. Rentgenka obíhá po vnitřním kruhu.

5.generace systém mutace-rotace, detektory jsou na vnitřním prstenci gantry, rentgenka obíhá vně, množství detektorů v desítkách tisíc.

6.generace kardio CT- pro vyšetření v kardiologii (Elektronové dělo – Electron Beam Tomo), dosahuje se velmi krátkých časů, lze snímat pohyblivé orgány, vysoká cena

Spirální (helikální) CT vyšetření – systém rotace-rotace,řada detektorů a rentgenka obíhají po obvodu, celá vyšetřovaná oblast se zobrazuje tak, že během kontinuální expozice pacient pomalu projíždí otvorem v gantry. Tím jsou získána na sebe navazující data celé vyšetřované oblasti, z nichž počítač rekonstruuje obrazy jednotlivých vrstev. Výhodou spirální techniky je kratší doba vyšetření (u neklidných pacientů, vyšetření orgánu během nádechu). Pracuje na principu 3 generace.

Real time- zobrazuje v reálném čase,přístroje rekonstruovat 6-12 obrázků, můžeme sledovat postup instrumentaria (punkce) výhoda pří intervenčních metodách.

Multi slice – spirální CT přístroje – mají více řad detektorů, 2 řady detektorů (2x256), dne s běžně 4-16sliové, snižuje se doba skenování, snížení akvizicí (náběhu dat, časy v subsekundách, lepší časové rozlišení Fce „kerbolu“ – při optimální náplni aorty, se sepnou detektory, sníží se množství podávané kontrastní látky, lepší konstrukce, snižuje se dávka

CT – součásti
V centru gantry je otvor – s různými průměry podle obvodu otvoru je uložená rentgenka a detektory plněné xenonem, scintilační polovodičové detektory CsI, keramické detektory.

Další součástí je generátor a transformátor VN. Konzole operátora – rtg laborant a zadávání nacionál

Přednastaví se KV (120-140), mA v hodnotách (50-750mAs), nastavení skenovacího času, kolimace, increament – vzdálenost mezi vrstvami

CT vyšetření – rentgenka ani detektory se nepohybují a pacient ležící na pohyblivém stole projede otvorem v gantry. Na získaném snímku se naplánuje rozsah vyšetření, případně sklon gantry. Vlastní vyšetření je buď konvenční nebo spirální technikou (umožňuje-li to přístroj).při obou technikách se získají vrstvové obrazy téměř vždy v axiální (transverzální) rovině Protože je jich obvykle zhotoveno několik desítek navzájem se sebou sousedících, lze z nich poté vytvořit rekonstrukce v libovolné rovině nebo trojdimenzionální (3D). CT vyšetření obvykle trvá 5-30 min, v závislosti na rozsahu vyšetřovaného objemu a případné aplikaci kontrastní látky. Během vyšetření se pacient nesmí hýbat.

U AG – CT se během skenu pomocí pumpy vstřikuje kontrastní látka.

Tvorba obrazu na CT

CT přístroj má matici, což je síť do které se voxly, skládají na ní závisí rozlišovací schopnost přístroje. Detektory snímají záření, které prochází různými vrstvami těla. Po průchodu rtg záření se načte hodnota, která odpovídá dodanému voxlu. Zobrazí se jako pixel. Je dán různými stupni šedi. Objektivně se dá měřit v tzv Hounsfieldových jednotkách – ty jsou definovány jako stupně absorpce rtg záření jednotlivých prostředí vztahovaných k absorpci vody
Škála : tuk –100,plicní parenchym –500, tekutina blízká vodě 0, mozková tkáň 20-40, játra a slezina 50, čerstvá krev 70, kost a kalcifikace 300 a výše

Nastavuje se šíře:
Šíře okna W, měkkotkáňové okno C, FOW – zobrazované pole.


zpracovala / upravila Eliška Schmiedová, 2006