Схема и работа компьютерного рентгеновского томографа

Данный метод рентгеновского исследования принято считать вторым по важности для визуализации после открытого Рентгеном методом рентгеновского просвечивания. Впервые данный метод был практически и теоретически исследован в СССР в 1957-1958гг. Тогда же были сделаны публикации. И только в 1972 году группа англ. инженеров под руководством Хаусвилда впервые реализовала в цифровом виде метод рентгеновской компьютерной томографии. Хаусвилд считается открывателем этого метода, за что был удостоен Нобелевской премии.

Сущность КРТ состоит в просвечивании под разными углами тонким рентгеновским лучом объекта исследования, получении изображения слоя и компьютерной обработки этих изображений. В результате формируется изображение отдельного исследуемого слоя объекта.

Метод КРТ

КРТ можно рассматривать как развитие рентгенологии. Здесь от источника рентгеновского излучения 2 с помощью коллиматора 3 создается тонкий луч 5 (толщина луча определяет толщину среза). Этот луч исследует объект исследования поперек, а непоглощенное излучение через вторичный коллиматор 4 направляется в 6. Этот сигнал усиливается усилителем 7, преобразуется в цифровую форму и вводится в компьютер. Источник 2 с коллиматором 3 и детектор 6 с коллиматором 4 движутся синхронно и параллельно по раме 1. После передвижения из начального положения в конечное рама вместе с названными элементами поворачивается на некоторый угол вокруг объекта исследования и процедура повторяется.

Физически КРТ базируется на эффекте поглощения рентгеновского излучения которое описывается формулой 1 (з-н Бурега-Ламберта-Берра), где I-интенсивность излучения, выходящее из объекта, I₀-интенсивность исходного излучения, мю – коэффициент поглощения. Если произвести преобразования, то можно представить этот закон в виде формулы 2. Логарифм отношения называют проекционным числом Р, который является аналогом проеционной плотности. Для случая когда просвечиваемый слой состоит из нескольких элементов, то проекционное число описывается в виде формулы 3, где мю_i – коэф. поглощения i-го элемента находящегося на пути луча.

КРТ еще называют вычислительной томографией или трансмиссионной (через/сквозь). После получения достаточного числа изображений слоя под разными углами, которые графически могут быть представлены рисунком (в). он называется теневой проекцией (компьютера или соответствующих программ при достаточном числе проекций может быть сформировано изображение в виде функции мю(х, у).профиль ослабления формируется на базе (рис.б) который получают рентгенометрически. Информация о распределении мю, как функции х, у представляется компьютером на дисплей или на пленке.

В первом приближении коэф ослабления пропорционален плотности вещества, поэтому рентгеновская компьютерная томография позволяет получать информацию о распределении плотности вещества в исследуемом слое.