Типи кт-установок, комп'ютерна томографія

У системах першого і другого покоління, ротаційно-трансляційних, рентгенівська трубка і один або кілька детекторів жорстко укріплені на прямокутній рамі. У процесі дослідження рама спочатку рухається поперек тіла пацієнта, оскільки ширина пучка рентгенівських променів недостатня для охоплення всього поперечного перерізу об'єкта дослідження. Після закінчення лінійного (трансляційного) руху трубки рама робить поворот (ротацію) на 1 градус і цикл повторюється знову. Всього виробляється 180 циклів трансляційний-ротаційного руху. Такі апарати могли застосовуватися тільки для дослідження нерухомих об'єктів, перш за все голови. В даний час вони не використовуються.

В системах третього покоління сканування об'єкта здійснюється широким віялоподібним пучком рентгенівських променів, який повністю перекриває тіло пацієнта. Кількість детекторів збільшено до 250 ™ 1000. При виконанні комп'ютерної томограми рентгенівська трубка і розташовані навпроти неї детектори обертаються навколо пацієнта па 360 градусів. Цикл сканування не перевищує 5-8 секунд, а в сучасних апаратах зменшений до 0,5-3,0 секунд. Це дозволяє обмежити вплив пульсуючих судин і рухомих органів (серця, діафрагми, шлунка, кишечника) Наконечне зображення і проводити повноцінні дослідження всього тіла. Більшість сучасних томографів є системи третього покоління.

Типи кт-установок, комп'ютерна томографія

Мал. Апарати другого покоління (ротаційно-трасляціонний принцип). Рентгенівська трубка і детектори закріплені на прямокутній рамі.

У системах четвертого покоління детектори жорстко укріплені по внутрішній поверхні рами скануючого пристрою, обертання робить тільки рентгенівська трубка (рис. 1-3). Час одного оброта трубки в сучасних установках також становить 0,5-3,0 секунди. За основними параметрами системи третього і четвертого покоління приблизно рівні між собою, причому кожна система має свої переваги і недоліки. Нерухомість детекторів в установках четвертого покоління створює більш сприятливі умови для сканування, зменшує кількість артефактів, що і визначає деякі переваги цього типу апаратів. Разом з тим, ця конструкція виявилася недостатньо зручною для реалізації багатошарової КТ, що з'явилася в останні роки. Тут переваги мають апарати третього покоління.

Типи кт-установок, комп'ютерна томографія

Мал. Апарати третього покоління - рентгенівська трубка і детектори жорстко закріплені на внутрішній поверхні гентрі. При обертанні гентрі трубка випускає тонкий віялоподібний пучок рентгенівського випромінювання.

Типи кт-установок, комп'ютерна томографія

Мал. Апарати четвертого покоління-детектори закріплені по внутрішній поверхні гентрі, обертається тільки рентгенівська трубка.

Типи кт-установок, комп'ютерна томографія

Мал. Електронно-променева томографія. Пучок електронів генерується в електронно-променевому прискорювачі і направляється магнітними котушками на анод, розташований по внутрішній поверхні нерухомого гентрі. Що виникає у анода рентгенівське випромінювання колімуючих і направляється на детектори, також розташовані на внутрішній поверхні гентрі.

Крім перерахованих типів установок існує ще один вид КТ дослідження, який визначається як електронно-променева КТ (electron-beam СТ, ЕВТ) або надшвидка КТ (ultrafast СТ) [28,44]. У таких системах функцію рентгенівської трубки виконує компактний лінійний прискорювач. У ньому відбувається прискорення електронів, формування і просторова орієнтація електронного пучка. Анод і детектори закріплені уздовж внутрішньої поверхні кільця гентрі, навколо пацієнта у вигляді безперервних смуг. При гальмуванні електронів у анода виникає рентгенівське випромінювання, яке фільтрується і колімуючих. Рентгенівський промінь при цьому набуває типову веерообразную форму. Швидкість обертання пучка електронів і, отже, рентгенівського променя навколо пацієнта становить тисячні частки секунди. Це дозволяє отримувати кілька зображень в секунду при часі одного обертання 50-100 мс (0,05-0,1 с). Вартість апаратів для електронно-променевої КТ значно вище установок третього і четвертого покоління. Їх застосування зазвичай обмежена кардіологією і кардіохірургією, а також педіатрією і невідкладної діагностикою. Найбільше клінічне значення сучасна електронно-променева томографія має для неінвазивної оцінки коронарних артерій і серця, але може застосовуватися і для дослідження всього тіла.

Багатошарова КТ (multyslice СТ). Принцип багатошарового сканування є наступним кроком у розвитку КТ. Сприймає пристрій в таких апаратах є не одну, а кілька паралельних лінійок детекторів, що діють синхронно. Це дозволяє розділити віялоподібні пучок рентгенівського випромінювання на кілька шарів і одномоментно, в процесі одного обороту рентгенівської трубки, отримати кілька томограм. Сумарна товщина виділених томографічних шарів буде дорівнює вихідної товщині пучка рентгенівського випромінювання. Так, при величині колімації шару 10 мм можна отримати одну томограму товщиною 10 мм, дві томограми по 5 мм або чотири томограми по 2,5 мм.

У кожному з представлених варіантів рентгенівська трубка робить тільки один оборот навколо об'єкта, що дозволяє значно знизити променеве навантаження на пацієнта і різко зменшити час сканування. Остання обставина має принципово важливе значення при дослідженні довгих трубчастих структур, наприклад судин і бронхів, розташованих перпендикулярно площині сканування. Так, сканування аорти на всьому її протязі від дуги до біфуркації можна здійснити за 15-18 с. З іншого боку, можливість зменшення товщини томографічного шару до 2-3 мм при збереженні загального часу сканування і променевого навантаження в порівнянні зі звичайною КТ дозволяє різко збільшити просторову роздільну здатність. Очевидно, що вдосконалення багатошарової КТ в найближчому десятилітті стане магістральним напрямом розвитку методу в цілому.