Máy cắt lớp điện toán I

Nguyên tắc toán học của CT do Radon phát

triển 1917 :

• Có thể tạo ảnh 3D của một vật từ vô số các

ảnh chiếu (projection hay view) qua vật đó

.

pdf99 trang | Chia sẻ: Mr Hưng | Lượt xem: 686 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang nội dung tài liệu Máy cắt lớp điện toán I, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Máy cắt lớp điện toán I ThS Nguyễn Văn Hòa Nguyên tắc cơ bản Cấu hình và lịch sử phát triển Nguyên tắc cơ bản • Nguyên tắc toán học của CT do Radon phát triển 1917 : • Có thể tạo ảnh 3D của một vật từ vô số các ảnh chiếu (projection hay view) qua vật đó . • Chụp ảnh trực tiếp lên phim làm giảm cấu trúc 2 chiều (3D) thành ảnh chiếu 2 chiều (2D) • Đậm độ tại một điểm trong ảnh biểu diễn độ suy giảm tia x trong bệnh nhân dọc theo đường tia giữa nguồn phát tia x (focal spot) và điểm trên đầu dò (detector) ứng với điểm đó . Nguyên tắc cơ bản • Trong ảnh chiếu của x quang qui ước, thông tin dọc theo chiều song song với chùm tia bị mất. • Thường phải chụp 2 ảnh thẳng góc nhau 90o để nhận biết thêm thông tin về vị trí . Nguyên tắc cơ bản Aûnh lát cắt • Là ảnh của một lát cấu trúc cơ thể bệnh nhân • Aûnh CT 2D ứng với một lát cắt 3D của bệnh nhân • Độ dày lát cắt CT rất mỏng (1 tới 10 mm) và mỏng đều . Mỗi phần tử ảnh ( pixel) trong ma trận ảnh CT 2D ứng với một phần tử thể tích (voxel) trong lát cắt bệnh nhân. • Mỗi phần tử ảnh hiển thị độ suy giảm tia x trung bình của các mô trong phần tử thể tích tương ứng. Phần tử thể tích (Voxel) Phần tử ảnh (Pixel) Ghi hình cắt lớp • Dùng mỗi đầu dò đo lượng bức xạ truyền qua bệnh nhân từ mỗi đường tia bức xạ nối giữa nguồn và đầu dò . • Một loạt các số đo truyền qua bệnh nhân tại cùng một hướng tạo nên một ảnh chiếu (projection hay view) • Có 2 cấu hình chiếu dùng trong CT : • - Cấu hình chùm song song : các đường tia song song • - Cấu hình chùm rẽ quạt : các đường tia phân kỳ Phép chiếu chùm tia song song Phép chiếu chùm tia rẽ quạt Tia Ghi hình cắt lớp (tt) • Máy CT ghi một số lớn các ảnh chiếu qua bệnh nhân tại các vị trí (hướng) khác nhau. • Ví dụ, một ảnh lát cắt CT có thể dùng 800 tia ghi ở 1000 góc chiếu khác nhau. • Các lát cắt được ghi lần lượt dọc theo trục Z của máy CT, là hướng đầu – đuôi của bệnh nhân. Tái tạo ảnh lát cắt • Đo cường độ ban đầu Io của tia x không đi qua bệnh nhân (không bị suy giảm) bằng detector chuẩn. • Đo cường độ It của mỗi tia sau khi truyền qua qua bệnh nhân có độ dày t và chịu một độ suy giảm bức xạ  : t)I/Iln( II t0 t 0t     e • Có nhiều thuật toán tái tạo ảnh : • Chiếu ngược có lọc (Filtered backprojection) thường dùng trong CT lâm sàng • Thực hiện các bước ghi hình ngược từ các ảnh chiếu để tạo lại ảnh lát cắt CT. • Độ suy giảm  của mỗi tia được ghi nhận dọc theo cùng đường tia trong ảnh bệnh nhân • Sau khi một số lớn các tia được chiếu ngược lên ma trận ảnh, vùng có độ suy giảm cao hơn sẽ nỗi rõ hơn vùng các vùng có độ suy giảm thấp hơn, từ đó tạo nên ảnh. Tái tạo ảnh lát cắt Thu ảnh chiếu Chiếu ngược ảnh chiếu Ảnh Vật Thế hệ 1: quay/dịch ngang , chùm tia nhỏ “pencil” • Chỉ dùng 2 đầu dò (cho 2 lát cắt khác nhau ) • Chùm tia song song • Dịch ngang đầu dò để ghi một ảnh chiếu với 160 tia song song qua trường chiếu (FOV) 24 cm • Quay hệ đầu dò mỗi khoảng 1o để thu 180 ảnh chiếu. • Cần khoảng 4.5 phút cho lần ghi hình với 1.5 phút tái tạo ảnh lát cắt. Dịch ngang Quay Dịch ngang Thế hệ 1 (tt) • Tín hiêu thay đổi lớn ở vùng ngoài đầu bệnh nhân do dòng tăng cao – Cần ép đầu bệnh nhân trong túi nước khi ghi hình • Dùng đầu dò nhấp nháy NaI có đô phân giải thời gian không đủ cao • Chùm tia nhỏ “pencil” giảm tán xạ rất hiệu qủa • Dùng một dãy 30 đầu dò • Thu nhiều dữ liêu hơn để cải tiến chất lượng ảnh (ví dụ : 600 tia x 540 ảnh chiếu) • Thời gian quét nhanh (ví dụ:18 sec/lát cắt) • Ghi nhiều bức xạ tán xạ hơn Thế hệ 2: quay/dịch ngang , chùm tia rẽ quạt hẹp Cấu hình chùm tia nhỏ “Pencil’ Cấu hình chùm tia rẽ quạt Cấu hình chùm tia mở Thế hệ 3 : quay/quay, chùm tia rẽ quạt rộng • Số đầu dò có thể trên 800 – Không cần dịch ngang hệ đầu dò • Bóng phát tia x và dãy đầu dò được gắn kết cơ khí. • Các hệ CT mới hơn có thời gian ghi hình khoảng ½ giây Xảo ảnh vòng (Ring artifact) CT thế hệ 3 tạo ra các xảo ảnh hình vòng tròn ứng với mỗi đầu dò • Độ dịch các mức tín hiệu trong đầu dò theo thời gian làm ảnh hưởng các giá trị t , tạo ra các ảnh vòng sau khi chiếu ngược. Xảo ảnh vòng Đầu dò hỏng Thế hệ 4: quay / dừng • Khắc phục được xảo ảnh vòng • Dùng một vòng đầu dò cố định ( ví dụ : khoảng 4800 đầu dò ). Bóng tia x quay Một đầu dò trong vòng đầu dò Dãy (vòng) đầu dò cố định 360o So sánh thế hệ 3 và 4 • Đỉnh của chùm tia rẽ quạt trong thế hệ 3 là bóng phát tia x và đỉnh trong thế hệ 4 là một đầu dò Thế hệ 3 : ln(g1Io / g2It ) =  t Thế hệ 4 : ln(gIo / gIt ) =  t Chùm tia rẽ quạt từ nguồn Chùm tia rẽ quạt từ đầu dò Thế hệ 3 Thế hệ 4 Thế hệ 5: dừng / dừng • Phát triển đặc biệt để ghi hình cắt lớp tim • Không dùng bóng phát tia x qui uớc ; đặt các cung tungsten (anod) vòng quanh bệnh nhân,đối diện với vòng đầu dò. • Chùm electron được lái quanh bệnh nhân để đập vào vòng bia tunsgten (anod) hình vành khuyên • Có thể ghi hình khoảng 50-ms; có thể tạo ảnh động (cine) nhanh của tim đang đập Súng electron Chùm electron Cuộn tụ tiêu Cuộn lệch Hệ thụ dữ liệu Hệ thụ dữ liệu Các đầu dò Chùm tia x Bàn bệnh nhân Các vòng bia (anod) Bơm chân không Thế hệ 6: xoắn ốc • CT xoắn ốc thu dữ liệu liên tục trong lúc bệnh nhân dịch chuyển liên tục • Thời gian ghi hình rất ngắn • Dùng ít chất tương phản • Có thể ghi hình trong một lần ngưng thở của bệnh nhân. Quay bóng tia x Dịch bàn bệnh nhân Đường đi của bóng tia x quanh bệnh nhân Thế hệ 7: nhiều dãy đầu dò • Dùng nhiều dãy đầu dò, bộ chuẩn trực rộng hơn , cùng lúc thu nhận nhiều photon tia x hơn để tạo ảnh – CT một dãy đầu dò : tăng độ rộng bộ chuẩn trực làm tăng bề dày lát cắt, làm giảm độ phân giải không gian trong chiều z . – CT nhiều dãy đầu dò : bề dày lát cắt do kích thước đầu dò xác định ( không phải do bộ chuẩn trực xác định) 4 dãy đầu dò Dãy đầu dò Đầu dò Máy cắt lớp điện toán (CT) Đầu dò và các dãy đầu dò Thu dữ liệu ảnh Tái tạo ảnh lát cắt Các loại đầu dò • Đầu dò khí Xenon • Đầu dò chất rắn • Nhiều dãy đầu dò Đầu dò khí Xenon • Dùng buồng khí dài, mật độ khí cao (áp suất lớn đến 25 atm) để tăng cường độ tín hiệu và định hướng cao đường tia. • Dùng vách kim loại mỏng để giảm không gian chết giữa các đầu dò và tăng hiệu suất hình học Dãy đầu dò khí xenon Đầu dò khí xenon Góc thu nhận nhỏ Tia x Các điện cực Xenon Các ion Đầu dò xenon (tt) • Định vị và định hướng cố định so với nguồn tia x • Không dùng được với CT thế hệ 4 khi nguồn quay một góc rộng Đầu dò chất rắn • Gồm một chất nhấp nháy gắn chặt với một đầu dò quang học ( như quang diode) • Khi hấp thụ 1 tia x, chất nhất nháy phát ra ánh sáng nhìn thấy , tương tự như màn tăng quang. • Đầu dò quang học chuyển đổi cường độ ánh sáng thành tín hiệu điện tỉ lệ với cường độ ánh sáng. Dãy đầu dò CT Chùm tia x qua bộ chuẩn trực Góc thu lớn Aùnh sáng nhìn thấy Tín hiệu điện Chất nhấp nháy Quang diod Tia x Đầu dò chất rắn (tt) • Kích thước đầu dò thường khoảng 1.0 x 15 mm (hay 1.0 x 1.5 mm cho nhiều dãy đầu dò) • Dùng các chất nhấp nháy CdWO4 và yttrium và các chất sứ có gadolinium • Hiệu suất hấp thụ cao hơn đầu dò khí vì có mật và số Z hiệu dụng cao hơn. • Có khoảng hở nhỏ giữa các đầu dò để giảm tác dụng chéo qua lại, điều này cũng làm giảm hiệu suất hình học hệ đầu dò. • Mặt trên đầu dò phẳng để ghi được bức xạ trên một khoảng góc rộng. • Dùng trong CT thế hệ 4 và thế hệ 3 bậc cao Đầu dò chất rắn (tt) Các dãy nhiều đầu dò • Hệ gồm các dãy nhiều đầu dò chất rắn gắn sát và chặt với nhau • Các đầu dò xác định bề dày lát cắt (không phải bộ chuẩn trực xác định) . • Bộ chuẩn trực giới hạn chùm tia đến bề dày lát cắt tổng cộng (total slice thickness) Các module đầu dò Bộ chuẩn trực Chùm tia x Một đầu dò Ghép 2 đầu dò Ghép 4 đầu dò Độ rộng chùm tia gồm 4 đầu dò (4x5.0 mm) do bộ chuẩn trực xác định Độ rộng chùm tia gồm 4 đầu dò (4x1.25mm) do bộ chuẩn trực xác định Các cấu hình đầu dò Dãy nhiều đầu dò Các dãy nhiều đầu dò (tt) • Dãy nhiều đầu dò thế hệ 3 có 16 đầu dò xác định độ rộng lát cắt và 750 đầu dò dọc theo mỗi dãy, sử dụng 12.000 phần tử đầu dò riêng lẻ. • CT thế hệ 4 cần gấp 6 lần số phần tử đầu dò nói trên ; do đó CT hiện nay vẫn dùng cấu hình của thế hệ 3 . Bề dày lát cắt : Dãy một đầu dò • Dùng 2 ngàm chì của Bộ chuẩn trực (collimator) để giới hạn chùm tia x và xác định bề dày lát cắt. • Độ rộng đầu dò là giới hạn cực đại của bề dày lát cắt . • Với cùng giá trị kV và mAs, số photon thu nhận được sẽ tăng tuyến tính với bề dày lát cắt. • Bề dày lát cắt lớn hơn sẽ cho độ phân giải tương phản cao hơn ( tỉ số tín hiệu / nhiễu cao hơn), nhưng độ phân giải không gian bị giảm. Đường cong độ nhạy lát cắt • Với máy dùng dãy một đầu dò, dạng đường cong độ nhạy lát cắt ảnh hưởng bởi : – Độ rộng nguồn điểm tia x (focal spot) – Vùng bán dạ (Penumbra) của Bộ chuẩn trực . – Các yếu tố thứ yếu khác • Ghi hình xoắn ốc có đường cong độ nhạy lát cắt rộng hơn vì bệnh nhân dịch chuyển trong lúc ghi hình. Aûnh chiếu 0o Aûnh chiếu 180o Tác dụng tổng hợp Đường cong đô nhạy lát cắt Kích thước lát cắt danh định Vị trí S ố C T • Trong ghi hình trục (bàn đứng yên) , nếu ví dụ dùng 4 dãy đầu dò, độ rộng 2 dãy đầu dò chính giữa sẽ hoàn toàn xác định bề dày 2 lát cắt. • Với 2 lát cắt nằm ngoài, mặt trong lát cắt do bờ đầu dò xác định, nhưng bờ ngoài lát cắt hoặc do bờ ngoài đầu dò hoặc do vùng bán dạ bộ chuẩn trực xác định , tùy theo sự điều chỉnh bộ chuẩn trực . Bề dày lát cắt : Dãy nhiều đầu dò Chùm tia x Chùm tia x Collimator Bề dày lát cắt Vùng bán dạ Dãy một đầu dò Dãy nhiều đầu dò Lát cắt 1 Lát cắt 2 Lát cắt 3 Lát cắt 4 • Trong kiểu quét xoắn ốc, mỗi dãy đầu dò góp phần vào mọi ảnh được tái tạo. – Đường cong độ nhạy lát cắt của mỗi dãy đầu dò cần giống nhau để giảm xảo ảnh . • Cần chỉnh bộ chuẩn trực để vùng bán dạ của nguồn – ngàm bộ chuẩn trực nằm ngoài các đầu dò ở bờ ngoài. – Vùng bán dạ làm tăng liều xạ (đặc biệt với các bề rộng lát cắt nhỏ ) Bề dày lát cắt : Dãy nhiều đầu dò (tt) Bước xoắn đầu dò / Bước xoắn bộ chuẩn trực • Bước xoắn (pitch) là một tham số dùng trong ghi hình xoắn ốc • Với dãy một đầu dò, bước do bộ chuẩn trực xác định. • Bước xoắn bộ chuẩn trực = độ dịch bàn (mm) trong mỗi vòng quay đầu máy (360o) / độ rộng bộ chuẩn trực (mm) tại điểm đồng tâm (isocenter) • Giá trị bước có thể từ 0.75 (quét quá chậm) tới 1.5 ( thời gian quét nhanh hơn, thể tích chất cản quang có thể nhỏ hơn) Dãy nhiều đầu dò Dãy một đầu dò Bề rộng đầu dò Độ mở bộ chuẩn trực Độ dịch bàn Bước xoắn (tt) • Với dãy nhiều đầu dò, bước xoắn bộ chuẩn trực không có giá trị. • Bước xoắn đầu dò = độ dịch bàn (mm) trong mỗi vòng quay đầu máy (360o) / độ rộng đầu dò (mm) • Với máy có N dãy đầu dò, bước xoắn bộ chuẩn trực = bước đầu dò / N • Với máy có 4 dãy, dùng các bước từ 3 đến 6. Tái tạo ảnh lát cắt • Các tia và ảnh chiếu : ảnh sinogram • Xử lý trước dữ liệu • Nội suy (xoắn ốc ) Ảnh Sinogram • Hiển thị dữ liêu thô thu được cho một lát cắt CT trước khi tái tạo ảnh. • Các số đo truyền qua từ các đường tia (số đo tia) được vẽ theo trục ngang và vị trí các ảnh chiếu (hướng chiếu) được vẽ theo trục dọc. • Các vật gần bờ trường chiếu (FOV) tạo một đường sin biên độ cao. • Đầu dò hỏng trong thế hệ 3 tạo một vạch dọc trong ảnh sinogram Ảnh sinogram Vật Số đo tia Ảnh chiếu B Ảnh chiếu A V ị tr í (g óc /h uớ ng ) ch iế u Số đo tia và ảnh chiếu • Máy CT thế hệ 1 và 2 dùng 28.800 và 324.000 điểm dữ liệu (theo thứ tự ). • Máy CT hiện đại có thể thu khoảng 800.000 điểm dữ liệu. • Ảnh CT 512 x 512 hiện đại chứa khoảng 205.000 phần tử ảnh . • Số đường tia ảnh hưởng đến thành phần xuyên tâm của độ phân giải không gian ( radial resolution) ; số ảnh chiếu ảnh hưởng đến thành phần vòng quanh của độ phân giải (circumferential resolution) . Độ phân giải xuyên tâm Độ phân giải vòng Số tia • Giảm số tia sẽ cho ảnh mờ , độ phân giải thấp. 960 ảnh chiếu 240 ảnh chiếu 60 ảnh chiếu Số ảnh chiếu • Dùng quá ít ảnh chiếu sẽ tạo ra xảo ảnh (view aliasing) • Các bờ nét (tần số không gian cao ) tạo ra xảo ảnh xuyên tâm (radiating artifact) gần vùng ngoại vi của ảnh CT Tiền xử lý • Dữ liệu chuẩn xác định từ ảnh chụp không khí và phantom (do kỹ thuật viên hoặc kỹ sư bảo trì thực hiện định kỳ) được dùng để hiệu chỉnh độ khuyếch đại của từng đầu dò. • Các thay đổi về hiệu suất hình học do lệch hướng đầu dò cũng được hiệu chỉnh. Nội suy • Thuật toán tái tạo ảnh CT xem nguồn tia x quay tròn, chứ không xoắn ốc , quanh bệnh nhân. • Truớc khi tái tạo ảnh thật sự, tập dữ liệu xoắn ốc được nội suy thành các tập ảnh phẳng. • Với ghi hình xoắn ốc, có thể tái tạo ảnh CT tại bất kỳ vị trí nào dọc theo chiều quét. Thể tích lát cắt Mặt phẳng tái tạo Nội suy dữ liệu Đường thu dữ liệu xoắn ốc Bề dày lát cắt Nội suy (tt) • Tái tạo xen kẻ cho phép đặt thêm các ảnh dọc theo bệnh nhân, để xét nghiệm lâm sàng nhạy đều với các bất thường nhỏ. • Không thêm liều cho bệnh nhân, nhưng thời thêm thời gian để tái tạo ảnh. • Độ phân giải không gian thực dọc theo trục dài bệnh nhân vẫn được đánh giá theo độ dày lát cắt. Tổn thương Xen kẻ Tiếp giáp Các lát cắt danh định Độ nhạy lát cắt Vị trí dọc theo trục dài bệnh nhân Cắt lớp điện toán (III) Tái tạo ảnh Chất lượng ảnh Xảo ảnh Bài toán Phương pháp Lời giải Chiếu ngược đơn giản • Bắt đầu với một ma trận rỗng, và giá trị  từ mỗi tia trong tất cả các ảnh chiếu được cộng vào mỗi phần tử ảnh trong đường tia xuyên qua ảnh. • Ảnh vật bị mờ theo qui luật 1/r. • Ảnh được lọc để hiệu chỉnh độ mờ. Chiếu ngược đơn giản Chiếu ngược có lọc Chiếu ngược có lọc • Dữ liệu thô được lọc toán học trước khi chiếu ngược lên ma trận ảnh. • Dùng phép tích chập giữa dữ liệu ảnh chiếu với một nhân chập. • Dùng các nhân chập khác nhau cho các ứng dụng lâm sàng khác nhau như ghi hình mô mềm hay ghi hình xương. Các hàm lọc chập • Hàm lọc Lak làm tăng tuyến tính biên độ như một hàm của tần số ; làm việc tốt khi không có nhiễu trong dữ liệu. • Hàm lọc Shepp-Logan giảm nhiễu tần số cao trong ảnh. • Hàm lọc Hamming giảm nhiễu tần số cao mạnh hơn. Tần số Tần số Tần số B iê n đ ộ B iê n đ ộ B iê n đ ộ Các nhân xương và nhân mô mềm • Dùng nhân xương để làm nổi các tần số cao trong ảnh (đồng thời cũng tăng nhiễu) • Dùng nhân mô mềm trong các ứng dụng lâm sàng cần độ phân giải tương phản cao hơn là độ phân giải không gian cao – như ghi hình các bệnh di căn gan. • Giảm các tần số cao hơn sẽ cho ảnh giảm nhiễu và độ phân giải không gian thấp hơn. Số CT hay đơn vị Hounsfield (HU) • Số CT(x,y) trong mỗi phần tử ảnh , (x,y), của ảnh là : • Các số CT nằm trong khoảng từ –1.000 đến +3.000 trong đó –1.000 ứng với không khí, các mô mềm từ –300 tới –100, nước là 0, xương đặc và các vùng chứa đầy chất tương phản lên tới 3.000 water wateryxyxCT     ),( 000,1),( Số CT (tt) • Số CT là định lượng • Máy CT đo mật độ xương với độ chính xác cao. – Có thể dùng đánh giá nguy cơ gãy xương. • Máy CT cũng định lượng về kích thước. – Có thể dùng CT để đánh giá chính xác thể tích khối u hay đường kính tổn thương. Hiển thị ảnh số • Có thể hiệu chỉnh mức và bề rộng cửa sổ • Có thể xử lý dữ liệu ảnh trục dài (axial) để có tập ảnh lát cắt phải – trái (sagittal), trước - sau (coronal) nhưng với độ phân giải không gian thấp hơn ảnh trục dài (axial). • Có thể xác định đường bao khối và bề mặt để hiển thị ảnh 3D phức tạp. Số CT C ư ờ n g đ ộ h iể n th ị Ảnh trục dài (axial)Ảnh sagittal Chất lượng ảnh • So với ảnh x quang qui ước, ảnh CT có độ phân giải không gian kém hơn và có độ tương phản tốt hơn. • Giới hạn độ phân giải của tổ hợp phim – màn tăng quang khoảng 7 lp/mm; với CT khoảng 1 lp/mm • Độ phân giải tương phản của tổ hợp phim – màn tăng quang khoảng 5%; của CT khoảng 0.5% • Độ phân giải tương phản phụ thuộc vào tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR), liên hệ đến số lượng tử tia x dùng trong mỗi phần tử ảnh. • Có sự thỏa hiệp giữa độ phân giải không gian và độ phân giải tương phản. • Liên hệ giữa SNR, kích thước phần tử ảnh (), bề dày lát cắt (T), và liều bức xạ (D) như sau : T SNR D 3 2   Chất lượng ảnh (tt) Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải không gian • Bước xoắn đầu dò (khoảng cách tâm–tâm ) – Với máy thế hệ 3, bước xoắn đầu dò xác định khoảng cách tia; với máy thế hệ 4, nó xác định độ phân mẫu (sampling). • Độ mở đầu dò (độ rộng phần tử hoạt động) – Dùng đầu dò nhỏ sẽ cải tiến độ phân giải không gian • Số ảnh chiếu – Quá ít ảnh chiếu tạo ra xảo ảnh, chủ yếu hướng về phía ngoại vi ảnh • Số tia – Với trường chiếu cố định, số tia tăng khi bước đầu dò giảm. • Kích thước điểm nguồn (Focal spot) – Điểm nguồn lớn hơn sẽ làm giảm độ nét hình học và giảm độ phân giải không gian. • Độ khuếch đại vật – Độ khuếch đại tăng sẽ tăng độ làm nhòe của điểm nguồn. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải không gian • Bề dày lát cắt – Bề dày lát cắt lớn sẽ làm giảm độ phân giải không gian theo trục dài bệnh nhân; và giảm độ nét các bờ cấu trúc trong ảnh trục (transaxial) • Đường cong độ nhạy lát cắt – Để mô tả bề dày lát cắt chính xác hơn • Bước xoắn : – Bước xoắn lớn làm giảm độ phân giải. Bước xoắn lớn hơn sẽ làm rộng đường cong độ nhạy lát cắt. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải không gian • Nhân tái tạo ảnh – Hàm lọc xương có độ phân giải không gian tốt nhất , và hàm lọc mô mềm có độ phân giải không gian thấp hơn. • Ma trận ảnh • Chuyển động của bệnh nhân – Chuyển động của bệnh nhân trong lúc ghi hình sẽ làm nhòe ảnh CT và độ nhòe tăng theo khoảng cách chuyển động. • Trường chiếu • Aûnh hưởng đến kích thước vật lý của mỗi phần tử ảnh (pixel) Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải không gian • mAs – Ảnh hưởng trực tiếp đến số photon tạo ảnh CT, do đó ảnh hưởng đến tỉ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) và 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 và các thông số ghi hình khác không đổi, thì khi trường chiếu tăng, kích thước phần tử ảnh (pixel) sẽ tăng, và số photon đi qua mỗi phần tử ảnh sẽ tăng. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải tương phản • Bề dày lát cắt – Lát cắt dày hơn cần nhiều photon hơn và cho tỉ số tín hiệu trên nhiễu tốt hơn. • Hàm lọc tái tạo – Hàm lọc xương cho độ phân giải tương phản thấp hơn, và hàm lọc mô mềm làm tăng độ phân giải tương phản. • Kích thước bệnh nhân • Với cùng kỹ thuật, bệnh nhân lớn hơn sẽ làm giảm tia x nhiều hơn, đầu dò ghi nhận ít tia x hơn, tỉ số tín hiệu trên nhiễu bị giảm và độ phân giải tương phản cũng giảm. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải tương phản • Tốc độ quay đầu máy • Phần lớn máy CT có giới hạn trên cho mA, và với một bước xoắn và mA cố định, đầu máy quay nhanh hơn sẽ làm giảm mAs , làm giảm độ phân giải tương phản. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải tương phản Cứng hoá chùm tia • Máy CT dùng phổ tia x đa năng • Hệ số suy giảm phụ thuôc năng lượng – Sau khi qua bệnh nhân, số tia x năng lượng thấp bị suy giảm nhiều hơn số tia x năng lượng cao • Khi chùm tia truyền qua một độ dày mô và xương, dạng phổ bị lệch về phía năng lượng cao. 10 cm mô 10 cm mô 10 cm mô Cứng hoá chùm tia x Các tia x • Khi đi qua mô , năng lượng trung bình của chùm tia x trở nên lớn hơn (“cứng hơn”). • Vì độ suy giảm trong xương lớn hơn trong mô, xương làm chùm tia cứng hơn so với mô mềm có bề dày tương đương Cứng hoá chùm tia (tt) Độ dày chất hấp thụ (cm) N ăn g lư ợ ng t ia x t ru ng b ìn h (k eV ) Mô mềm Xương • Hiện tượng cứng hoá chùm tia làm giảm xảo ảnh trong CT vì các tia từ các góc chiếu khác nhau được làm cứng ở các mức độ khác nhau, gây nhầm lẫn cho thuật toán tái tạo. • Hầu hết máy CT đều có thuật toán hiệu chỉnh sự cứng hoá chùm tia, dựa vào độ suy giảm của mỗi tia. • Các thuật toán “2 qua” phức tạp hơn sẽ xác định độ dài đường đi qua xương và mô mềm của mỗi chùm tia, sau đó bù trừ sự cứng hoá cho mỗi tia trong lần truyền qua thứ 2 Cứng hoá chùm tia (tt) Xảo ảnh do cứng hoá chùm tia Xảo ảnh do chuyển động Xảo ảnh do chuyển động • Xảo ảnh do chuyển động xãy ra khi bệnh nhân dịch chuyển trong lúc ghi hình • Các chuyển động nhỏ làm nhòe ảnh • Các dịch chuyển lớn hơn sẽ tạo ra xảo ảnh như ảnh kép hay bóng ảnh mờ . Trung bình thể tích riêng phần • Một số phần tử thể tích (voxel) trong ảnh chứa hỗn hợp các loại mô khác nhau. • Khi đó,  không đại diện cho một mô mà là số trung bình lấy theo trọng số của các giá trị  khác nhau. • Rõ nhất là các cấu trúc tròn mềm song song với lát cắt CT. Xảo ảnh thể tích riêng phần Lát cắt CT Tụy Gan • Đôi khi, xảo ảnh thể tích riêng phần trông giống tình trạng bệnh lý. • Có vài phương pháp làm giảm xảo ảnh thể tích riêng phần – Dùng lát cắt mỏng hơn – Với ghi hình xoắn ốc, dùng dữ liệu thô có sẵn để tái tạo lại ảnh tại các vị trí khác. Trung bình thể tích riêng phần (tt)

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfct_may_cat_lop_dien_toan_1504.pdf
Tài liệu liên quan