TOMOGRAFIE - FBMI

fbmi.cvut.cz

TOMOGRAFIE - FBMI

TOMOGRAFIE

http://cs.wikipedia.org/wiki/Tomografie

http://www.iae.nsk.su/~trofimov/3d/main.htm

Tomografie znamená v překladu zobrazování v řezech, tedy strukturní

zobrazování stavby bez fyzického narušení celku. Zařízení použité pro

tomografii je možné formálně nazývat tomograf a výsledný obraz

tomogram.

Řecky „Tomos“ = řez, řecky „grafia“ = psát.

Tato metoda je dnes široce používána, např. v lékařství, archeologii,

biologii, geofyzice a mnoha dalších vědách.

Je založena na matematické metodě zvané tomografická rekonstrukce.

Existuje velká řada různých aplikací tomografie, např.:

počítačová tomografie

rentgenová počítačová tomografie

seismická tomografie

ultrazvuková tomografie


TOMOGRAFIE - počítačová

Počítačová tomografie (angl. Computed Tomography, CT) je

radiologická vyšetřovací metoda, která pomocí rentgenového záření

umožňuje zobrazeni vnitřností těl živočichů, především člověka. Metoda

se využívá především v oblasti medicíny, kde slouží k diagnostice

širokého spektra poranění a chorob.


TOMOGRAFIE - počítačová

Základy počítačové tomografie položil W.C.Röntgen, který roku 1895 objevil paprsky

X. Tyto paprsky, známé jako rentgenové záření, vznikají při interakci rychlých

elektronů s hmotou a díky své velmi krátké vlnové délce jsou schopny prozářit lidské

tělo.

Při průchodu paprsků různými vnitřními orgány dochází v závislosti na jejich

biochemickém složení k tlumení paprsků. Jejich analýzou můžeme do značné míry

rekonstruovat složení pacientova těla - na tomto principu funguje klasický rentgen.

Nedostatky rentgenu však spočívají v tom, že jednotlivé orgány jsou zobrazeny

sumárně, překrývají se. Nejsme tedy schopni vždy jednoznačně určit, kterými orgány

rentgenový paprsek prošel a touto metodou nelze vytvořit skutečný "anatomický" řez

těla.

Vyřešit tento problém se podařilo až se zavedením počítačů do lékařské diagnostiky

koncem šedesátých let. První přístroj vzniknul v roce 1972 ve výzkumných laboratořích

EMI.


TOMOGRAFIE - počítačová

Pacient je zasunut do přístroje, kde jej po kruhové ose obíhá zařízení

složené z rentgenky a detektorů.

Záření, které je emitováno na anodě rentgentky, prochází zkoumaným

objektem a po dopadu na detektor je zaznamenána intenzita dopadajícího

záření (která je po průchodu objektem vždy menší než intenzita

vyzářená).

Vztah mezi vstupní a výstupní intenzitou je dán vztahem

I / I 0 = e md ,

kde I 0 je hodnota vstupní intenzity, I je hodnota výstupní intenzity, d je

tloušťka materiálu a μ je koeficient tlumení.

Nejvíce je signál tlumen v kostech, méně např. v játrech nebo ledvinách

a nejméně v tukových vrstvách a plicích.


TOMOGRAFIE - počítačová

Zkoumaný objekt je prozářen z nejrůznějších úhlů v jedné rovině, čímž

získáme zpravidla několik set projekcí.

Úkolem výkonného počítače, který, jak už napovídá název, je nedílnou

součástí tomografu, je zrekonstruovat plošný řez vyšetřovaným

objektem.

Tento problém v zásadě spočívá ve vyřešení velké soustavy rovnic.

Vyšetřovaný řez je tedy pokryt maticí plošných elementů, tzv. voxelů, a

výsledek řešení soustavy rovnic spočívá v přiřazení skutečného

koeficintu tlumení každému voxelu.

Získáme třídimenzionální obraz objektu.


TOMOGRAFIE - počítačová

Použití radonovy transformace.

V praxi se k řešení úlohy, tzv. obrazové rekonstrukce, používá Radonova

transformace a zpětná Radonova transformace. Radonova transformace se používá ve

tvaru

kde f(x,y) reprezentuje μ(x,y), r je x pozice rentgenky a θ je úhel natočení rentgenky.

Lze odvodit i zpětnou Radonovu transformaci a podle tzv. řezového teorému můžeme

získat dokonalý obraz člověka, pokud budeme mít nekonečný počet projekcí (tedy pro

všechny úhly).


CT hrudi – horizontální řez


CT hlavy

More magazines by this user
Similar magazines