Глава 2. магнитно-резонансная томография. Магнитно-резонансная томография (МРТ) — это метод отображения, ос-нованный на явлении ядерно-магнитного резонанса (ЯМР)


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
МИНИСТЕРСТВО
НАУКЕ
РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ
ОБРАЗОВАНИЮ
Санкт
Петербургский
университет
информационных
технологий
оптики
Кафедра
измерительных
технологий
томографии
Марусина
Казначеева
виды
томографии
Рекомендовано
образованию
области
оптотехники
качестве
учебного
высших
учебных
заведений
Петербург
Казначеева
Современные
виды
томографии
Учебное
пособие
СПб
СПбГУ
ИТМО
Рецензенты
Галайдин
Военмех
Устинова
зав
рентгеновским
СПб
пособии
положения
компьютерной
магнитно
резонансной
позитронно
эмиссионной
конструктивные
особенности
программное
обеспечение
внимание
уделяется
современным
цифровым
технологиям
контролю
ства
Проведен
оборудования
Предназначено
обучения
студентов
основной
образова
тельной
направления
подготовки
бакалавров
магистров
правлению
Приборостроение
СДМ
менные
виды
томографии
программы
ванного
специалиста
специальности
Приборостроение
дисциплинам
Конструирование
медицинских
томографов
Лучевая
диагностика
клинической
медицине
Пособие
печатается
поддержке
грант
05-08-65468
ISBN 5-7577-0283-4
Санкт
Петербургский
государственный
университет
технологий
механики
Казначеева
ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК
СОКРАЩЕНИЙ
ГЛАВА
КОМПЬЮТЕРНАЯ
ТОМОГРАФИЯ
История
развития
Конфигурация
компьютерного
Реконструкция
компьютерной
Режимы
сканирования
Артефакты
изображений
компьютерной
Артефакты
вызванные
процессами
Артефакты
вызванные
пациентом
Неисправность
оборудования
Артефакты
при
Трехмерные
реконструкции
ГЛАВА
РЕЗОНАНСНАЯ
ТОМОГРАФИЯ
Этапы
развития
МРТ
Основные
томографа
Классификация
Построение
изображения
Основные
импульсные
последовательности
последовательность
Последовательность
Последовательность
инверсия
восстановление
Последовательность
градиентное
эхо
Быстрое
градиентное
Эхо
отображение
резонансная
ангиография
Виды
изображений
Показатели
качества
изображения
Артефакты
изображений
артефакты
Артефакты
вызванные
Артефакты
вызванные
неисправностью
оборудования
Неправильные
оператора
спектроскопия
Перспективы
развития
ГЛАВА
ЭМИССИОННАЯ
ТОМОГРАФИЯ
Историческая
справка
Этапы
основные
Реконструкция
изображений
Аппаратное
обеспечение
качества
изображений
ПЭТ
Аппаратные
артефакты
Артефакты
данных
Артефакты
данных
Радионуклиды
ПЭТ
Достоинства
недостатки
Области
ПЭТ
медицине
ГЛАВА
ЦИФРОВЫЕ
ИНФОРМАЦИЕЙ
История
разработки
DICOM.....................................................
Структура
DICOM
Центр
контраст
)......................................
Подходы
интеграции
диагностического
оборудования
Интеграция
медицинских
изображений
клинических
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
Акронимы
используемые
производителями
ПРИЛОЖЕНИЕ
Магнитно
резонансные
ПРЕДИСЛОВИЕ
Мировые
тенденции
области
медицинского
приборостроения
следние
годы
претерпели
значительные
изменения
необходимостью
диагностики
приводит
данию
новых
высокоинформативных
технологий
Современный
уровень
медицинской
техники
одного
имеющих
различный
принцип
действия
при
этом
достоверность
подобных
условиях
выходит
информационная
исследований
данном
одним
наиболее
методов
мография
дающая
намного
информации
элементарном
объеме
исследуемого
чем
другие
известные
методы
диагностики
Термин
томография
τομοσ
сечение
JραMοσ
послойное
структуры
различных
объектов
видов
томографии
рентгеновская
магнитно
резонансная
позитронно
эмиссионная
ультра
когерентная
томография
всех
видов
суммарной
информации
например
интенсивности
детекторах
интенсивности
эхо
некоторого
вещества
нужно
определить
локальную
информацию
именно
вещества
каждой
сечения
Информативность
достовер
зависит
целого
определяющих
нечный
исследования
действия
ройства
AC –
переменный
ACR –
Американский
Колледж
ANSI –
Американский
стандартов
BW -
пропускания
отношение
контраст
DC –
постоянный
DICOM –
стандарт
передачи
хранения
медицинских
изображений
планарное
отображение
время
инверсии
инвертирующим
),
используется
последовательностей
Времяпролетная
ангиография
период
последовательности
USFDA –
управление
санитарному
надзору
продуктами
медикаментами
США
цифровой
импульсная
последовательность
информационные
технологии
клиническая
система
компьютерная
томография
ЛВС
локальная
вычислительна
магнитно
резонансная
ангиография
резонансная
спектроскопия
томография
томография
радиочастота
системы
интеграции
диагностики
фотоэлектронный
умножитель
ЯМР
ядерно
магнитный
резонанс
ГЛАВА
КОМПЬЮТЕРНАЯ
ТОМОГРАФИЯ
История
Среди
существующих
методов
особого
успеха
достигла
радиационная
рентгеновская
компьютерная
томография
).
Предпосылкой
недостатки
породившие
одного
ряда
снимков
под
разными
определения
путɺм
математической
ботки
плотностей
исследуемого
сечений
Преимуществами
сравнению
традиционной
рентгенографией
стали
отсутствие
наложений
изображении
более
высокая
геометрических
чувствительность
порядок
выше
чем
обычной
Впервые
задача
реконструкции
изображения
была
году
австрийским
математиком
который
вывел
зависи
мость
рентгеновского
плотности
вещества
котором
луче
зрения
задача
лет
отложена
советские
учɺные
Тетельбаум
Коренблюм
разработали
систему
реконструкции
рентгеновских
медицинских
изображений
Метод
томографии
предложил
американский
Ольдендорф
математик
Алан
США
провел
рентгеновской
томографии
показал
выполнимость
реконструкции
изображения
Первая
вполне
качест
венная
томограмма
мозга
человека
получена
Первый
головного
мозга
исследователь
Годфри
Хаунсфилд
Великобритания
разработал
первую
западе
коммерческую
сканер
головного
мозга
английской
EMI.
позволял
получать
изображения
шением
пикселей
размер
пиксела
Получение
жения
требовало
данных
реконструкцию
Высокая
продолжительность
исследования
накладывала
ограничение
область
следования
первый
только
мозга
Первый
отечественный
медицинский
рентгеновский
разработан
руководством
Рубашова
директором
ВНИИ
томографии
выпускаемые
многими
западными
фирмами
томо
графы
несмотря
работали
уже
более
мира
Хаунсфилду
Кормаку
вклад
присуждена
Нобелевская
области
медицины
года
Нобелевской
премии
химии
удостоен
известный
английский
микробиолог
который
внес
значительный
развитие
расчетных
методов
трехмерной
компьютерного
томографа
годы
существования
значительные
выделить
поколений
появившихся
имелась
остро
направленная
рентгеновская
синхронно
передвигались
вдоль
Измерения
проводились
положе
затем
угол
измерения
повторя
длились
обработка
полученных
данных
изображения
специальном
часа
Схематическое
рентгеновских
Кольцо
детекторов
пучок
Трубка
детекторов
Веерный
пучок
Веерный
Трубка
Детектор
)
)
)
)
sp&#xs20p;ጀ
Томографы
поколения
например
имели
уже
детекторов
работающих
одновременно
лучала
остронаправленный
веерный
томограф
поколения
параллельное
сканирование
поворота
трубки
увеличился
необходимых
чения
изображения
данной
является
вана
первичных
источника
Первый
советский
компьютерный
относился
томографам
поколения
томографах
.)
трубка
излучала
веерный
пучок
лучей
множество
детекторов
расположенных
Усовершенствованная
возможным
непрерывное
стрелке
использования
кольца
подведении
жения
Это
устранить
стадию
перемещения
трубки
сократить
время
необходимое
одного
изображения
секунд
Такие
томографы
проводить
исследования
движущихся
тела
легких
брюшной
спирального
алгоритма
данных
современные
медицинские
компьютерные
мографы
поколению
томографах
поколения
(Pfizer 0450,
имелось
непод
вижное
детекторов
(1088
люминисцентных
датчиков
излучающая
веерный
пучок
лучей
рентгеновская
трубка
вращающаяся
пациента
внутри
Время
сканирования
каждой
проекции
улучшилось
данных
необхо
димо
учитывать
влияние
зависимости
используемой
энергии
источника
быть
ским
комптоновским
начале
электронно
лучевые
томографы
томографы
них
поток
электронов
неподвижной
электронно
лучевой
расположенной
томографом
вакуум
поток
фокусируется
направляется
вольфрамовую
мишень
дуги
окружности
пациента
Мишени
расположены
ряда
большую
охлаждаются
водой
проблемы
плоотвода
Напротив
мишеней
расположена
неподвижная
система
действующих
твердотельных
детекторов
расположенных
Данные
используются
при
исследованиях
сердца
получать
изображение
скоростью
число
срезов
ограничено
теплоемкостью
трубки
Такие
изображения
содержат
сердца
имеют
низкое
соотно
шение
сигнал
поколение
поколение
вращающаяся
вращающиеся
детекторы
вращающаяся
неподвижные
детекторы
время
сбора
данных
одна
детекторов
500-700 1088
ксенона
твердотельные
люминесцентные
неисправность
детектора
регистрация
каждой
одна
влияние
трубки
большого
эффекта
нет
круговые
артефакты
Конфигурация
компьютерного
томографа
любого
сканера
входят
блоки
4]:
гентри
пациента
блоками
управления
высоковольтный
система
консоль
гентри
расположены
блоки
обеспечивающие
дан
рентгеновская
трубка
коллиматоры
детекторы
сбора
дан
контроллер
движения
генератор
высоких
частот
встроенный
микрокомпьютер
регулирующий
напряжение
трубке
компьютер
обеспечивающий
обмен
данными
сканера
: 1 -
трубка
коллиматоры
детекторы
, 4 -
генератор
микрокомпьютер
стационарный
компьютер
Рентгеновское
создается
рентгеновской
кото
представлена
рис
Источником
электронов
катодом
служит
нагреваемая
действием
электроны
выкипают
Затем
разностью
потенциа
лов
несколько
десятков
тысяч
материала
высоким
номером
например
торможении
быстрых
электронов
веществом
анода
ствии
его
атомами
возникают
электромагнитные
диапазоне
длин
волн
-14
называемые
рентгеновским
Конрадом
Вильгельмом
Рентгеном
рентгеновского
излучения
растет
мишени
рассеивается
тепло
лишь
освобождается
рентгеновской
: 1 –
пучок
электронов
катод
кусирующим
электродом
стеклянный
корпус
вольфрамовая
); 5 –
нить
накала
облучаемая
пло
щадь
эффективное
пятно
медный
рассеянное
излучение
рентгеновские
основных
частей
стеклянного
корпуса
обеспечивающего
вакуум
быть
сделан
материала
способного
противосто
температурам
имеющего
номер
молибден
зависимости
способа
охлаждения
анода
ские
бывают
видов
стационарным
вращающимся
дом
Трубки
стационарным
анодом
первых
сканерах
анод
охлаждался
маслом
было
большое
облучение
низкое
разрешение
изо
бражения
8
9
8
9
вращающимся
анодом
имеют
фокальное
боль
могут
создавать
пульсирующий
непрерывный
пучок
лучей
Анод
вращается
охлаждает
воздухом
Рентгеновские
трубки
современных
мощность
напряжении
80-140
значения
избежание
перегрева
такие
работать
ограниченное
время
эти
ограничения
свойствами
генератора
временные
системы
несколькими
рядами
детекторов
эффективным
пользованием
ресурса
практически
сняли
ограничения
также
может
устанвливаться
позволяет
добиться
оптимального
соотношения
качествои
бражения
уровнем
облучения
компьютерном
томографе
трубка
совместно
системой
создает
узкий
веерообразный
лучей
расхожде
Ослабление
рентгеновского
при
хождении
через
объект
регистрируется
преобразующими
гистрируемое
рентгеновское
электрические
сигналы
аналоговые
усиливаются
электронными
преобразуются
импульсы
Некоторые
материалы
тивными
преобразования
рентгеновского
Например
, Siemens
использует
UFC-
сверхбыстрые
керамические
детекторы
благодаря
материала
превосходное
качество
изображения
используются
типа
детекторов
люминес
центные
газовые
люминесцентных
детекторах
используются
люминесцентные
кристал
соединенные
трубкой
фотоумножителя
преобразования
света
электроны
Количество
произведенного
прямо
нально
использовались
поколений
недостатками
невозможность
расположения
эффект
послесвечения
детектор
представляет
камеру
ионизации
заполненную
ксеноном
криптоном
Ионизированный
пропорциональный
излуче
падающему
камеру
вызывает
соединение
вольфрамо
создающим
электронные
Пластины
расположены
друга
детекторы
были
сканеров
поколения
дают
высокое
чувствительность
эффективность
поскольку
быть
расположены
друг
параметрами
используемых
являются
эффективность
характеристика
отражающая
способность
детекто
обнаруживать
фотоны
эффективность
характеризует
способность
получать
размера
детектора
расстояния
между
характеризует
процент
падающих
вызывающих
сигнал
стабильность
качественная
характеристика
отражающая
динамиче
скую
устойчивость
время
затрачиваемое
обнаружение
события
детектора
обнаружение
следующего
события
динамический
отношение
наибольшего
сигнала
способно
быть
наименьшему
способному
измерен
ным
современных
томографах
внутренняя
коммутации
транзисторах
динамически
выбирать
детекторов
Форма
рентгеновских
помощью
специальных
диафрагм
которые
бывают
лиматоры
источника
расположены
непосредственно
перед
источником
лучения
рентгеновской
они
создают
пучок
параллельных
лучей
позволяют
снизить
воздействия
пациента
Коллиматоры
детекторов
расположены
непосредственно
детекто
для
излучения
рассеивания
тов
служат
определения
ограничения
рассматриваемой
датчиками
качества
профиля
среза
обеспечивают
равномерное
распределение
фотонов
поперек
рентгеновского
уменьшают
суммарную
дозу
облучения
удаляя
лее
мягкое
излучение
сделаны
алюминия
графита
лона
управления
столом
пациента
гентри
используется
для
троля
горизонтального
вертикального
движения
гентри
вертикальной
оси
трехфазный
обеспечивает
систему
обходимой
электроэнергией
позволяя
корректировать
методику
исследова
уменьшая
облучения
пациента
необходимую
мощность
Компьютер
реконструкцию
изображения
решая
более
одновременно
современных
томографах
программное
обеспечение
для
изображений
многом
определяет
скую
производительность
информативность
регистрируемых
данных
составляет
общей
сканера
Компьютер
получает
сигнал
аналоговой
форме
преобразовывает
его
код
используя
анало
гово
цифровой
преобразователь
сигнал
хранится
течение
ска
нирования
что
позволяет
окончания
реконструировать
изображе
заданной
плоскости
Реконструкция
компьютерной
томографии
математических
томографии
сводится
решению
опера
задачи
решения
некорректно
поставленными
При
нахождении
приближенных
решений
необходимо
использовать
учитывать
дополнительную
информацию
решаемой
48]. Разнооб-разие такой
информации
порождает
многочисленные
алгоритмы
решения
основных
математических
вычислительной
Одна
главных
решении
математических
задач
оптимального
критерием
служить
качество
изображения
основные
математические
бази
руются
современные
методы
томографии
заимствуются
геометрии
измерениям
учетом
некорректных
задач
50].
Пусть
плоскости
прямоугольной
координат
задана
двухмерная
функция
интегрируемая
возможным
данной
плоскости
Всякая
может
быть
уравнением
s
y
(1)
координат
прямой
образованный
перпендикуляром
опущенным
начала
координат
координат
преобразования
Согласно
прямая
однозначно
задается
параметрами
результат
интегрирования
прямой
зависеть
этих
параметров
dxdy
s
y
x
y
x
f
dL
y
x
f
s
R
sin
cos
(
)
,
(
)
,
(
)
,
(
,
(
x
f
sp&#xs20p;ጀ
где
дельта
Подобное
интегрирование
рассматривать
некоторое
преобра
зование
плоскости
ставит
соответ
ствие
множестве
всех
преобразование
преобразованием
образом
пространстве
Уравнение
используется
для
описания
затухания
рентгеновского
проходящего
прямой
линии
через
объ
ект
томографии
математическая
задача
неизвестной
функции
если
функции
Решение
задачи
дится
поиску
обратного
преобразованию
вые
обратного
преобразования
приведена
статье
Иоганна
Радона
опубликованной
Этот
восстановления
оставался
единственным
тех
широко
применяться
томографический
опирающийся
сформулированной
математической
задачи
момента
началась
разработка
алгоритмов
восстановления
различающих
между
способом
учɺта
технических
особенностей
обусловливае
мых
реализацией
детальности
структуры
явлений
сопровождающих
процесс
объɺмом
используемых
априорных
сведений
наличием
отсутствием
адаптации
кон
кретным
Проекция
изображения
формируется
объединением
набора
интегралов
простейшем
случае
набор
проведенных
параллельных
линий
веерного
используют
лучей
зафиксированный
определенной
ваемый
соответствии
Существует
определяющее
связь
между
этих
Это
так
теорема
сечении
51].
Пусть
одномерное
преобразование
функции
переменной
двумерное
преобразование
пространственный
спектр
переменным
(3)
(4)
Введем
трехмерном
пространстве
прямоугольную
систему
координат
координат
перпендикулярную
линия
пересече
плоскостей
сечении
плоскости
значениями
функции
получается
некоторая
одномерная
зависящая
точки
например
расстояния
начала
расстояние
равно
прямой
равны
cos
u
Следовательно
дан
ная
одной
переменной
получается
двух
переменных
путɺм
подстановки
Теорема
радоновский
образ
преобразования
одномерное
радоновского
образа
переменной
равно
описывающей
сечение
двумерного
преобразования
соответствующее
значению
котором
вычисляется
образование
функции
учетом
введенных
обозначений
математическая
формулировка
теоре
сечении
(5)
изображения
базируется
теореме
сечении
можно
двумерному
преобразова
Фурье
(6)
Перейдɺм
плоскости
полярным
координатам
Тогда
иметь
(7)
(8)
Равенство
(8)
искомой
формулой
обращения
найти
Однако
форма
записи
равенства
пользуемой
области
оказывается
очень
обработки
томограмм
Удобнее
разбить
интеграл
изменяется
поскольку
можно
использовать
(9)
Алгоритм
проекции
относительно
прост
параллельной
сканирования
реконструкция
занимает
много
нирование
намного
быстрее
более
сложен
Существу
взвешенного
проектирования
промежутками
выборки
как
параллельного
веерного
сканирования
того
можно
проекции
полученные
веерного
помощью
лучей
что
использовать
простой
алгоритм
Регистрируемые
данные
это
результат
взаимодействия
рент
геновского
излучения
которого
состоит
исследуемый
При
прохождении
через
уменьшается
дейст
вия
фотоэлектрического
поглощения
сеивания
3].
Коэффициент
поглощения
рентгеновского
при
прохождении
материал
коэффициента
материала
(10)
где
интенсивность
рентгеновских
каемых
источником
регистрируемая
детектором
интенсивность
излу
чения
линейного
ослабления
материала
Прохождение
рентгеновских
через
тонкий
компьютерной
томографии
рентгеновская
трубка
система
веерообразный
пучок
рассеиваемых
всеми
вокселами
(volume element)
отображаемого
слоя
рис
Суммарный
рассеивания
прохождении
через
вокселов
; (11)
N-1
N-1
коэффициенты
рассеивания
соответствующи
Поскольку
детекторы
регистрируют
интенсивность
излучения
прошед
весь
исследуемый
полученным
можем
оценить
только
(12)
поглощения
каждого
воксела
необходимые
реконструкции
изображения
можно
помощью
метода
обратного
ецирования
погло
рентгеновского
излучения
ракурсах
Рассмотрим
слой
вокселов
Схема
данных
компьютерной
томографии
Рассматриваемый
подвергается
ракурсах
чего
получаем
различных
суммарных
коэф
которые
можно
записать
системы
уравнений
(13)
уравнения
получаем
ослабления
указан
вокселов
Каждому
изображении
соответствует
отдельный
пиксел
(pixel - picture element),
яркость
которого
отражает
рентгеновского
действительности
изображения
компьютерной
томографии
большего
числа
пикселов
восстанавливать
приходится
рассеивания
вокселов
временных
томографах
изображения
чаще
имеет
размерность
Выходные
данные
числах
унсфилда
современных
медицинских
(
01
1
11
d
I
I
(
02
2
21
d
I
I
(
0
1
d
n
n
n
I
I
диапазоне
ентом
материала
соответствующей
Хаунсфилда
вид
(14)
Компьютерная
обработка
изображения
позволяет
более
ста
изменения
плотности
исследуемых
тканей
для
воды
ликвора
ста
костей
дает
дифференциро
вать
различия
нормальных
патологических
участков
рентгенограммах
Плотность
Хаунсфилда
Ткань
плотность
вещество
свернувшаяся
кровь
кровь
жидкость
печень
+5-35
поджелудочная
железа
+5-30
почка
вода
орбиты
-25
+35-50
-100
вещество
-36-46
легкие
+30
-1000
сканирования
Существует
данных
компьютерной
томографии
пошаговое
спиральное
данных
является
пошаговая
можно
основные
стадии
накопление
данных
рис
стадии
накопления
(1c
нее
остается
неподвижным
рентгеновская
трубка
накопления
полного
проекций
предвари
определенном
стадии
позиционирования
более
накапливаются
перемещается
положение
сбора
Изображение
реконструируют
полно
набору
Рис
обследования
сканировании
движение
задержки
сбор
данных
нормального
движение
стола
реконструкция
бражения
практике
две
пошагового
Вращающийся
используется
облучения
множества
многоканальных
детекторов
источник
детекторы
вращающемся
вокруг
чем
Множество
детекторов
установлено
неподвижном
кольце
этого
кольца
находится
рентгеновская
которая
непрерывно
вращается
пациента
время
сбора
данных
различных
положениях
трубки
вызывает
артефакты
изображений
ограничивает
диагно
стического
применения
Более
сложным
является
винтовое
возможным
конструкции
скольжения
детекторам
непрерывно
Первой
спирального
сканирования
японская
группа
руководством
T. Katakura
первое
спиральном
Достоинство
спиральной
заключается
накоплении
данных
осуществляемом
одновременно
движением
через
3 4 5 67
sp&#xs20p;ጀ
рис
Расстояние
пациента
рамы
соответствует
скорости
движения
Поскольку
данные
накапливаются
непрерывно
спиральной
близок
отображение
объема
быстрее
Обычно
реконструкции
спиральной
которые
выделить
общего
необходимые
построения
жения
каждом
положении
Различают
алго
реконструкции
интерполяции
30].
Рис
сканирования
интерполяции
используется
периодичность
сбора
данных
поскольку
данные
полученные
при
тичны
условии
отсутствия
движения
других
использует
полученных
при
пово
оценки
одного
заданном
положении
Алгоритм
интерполяции
экстраполяции
использует
периодичность
два
измерения
вдоль
одной
той
дорожки
противоположных
направлениях
поворот
ковыми
условии
движения
изменения
других
ошибок
изображения
каждого
среза
используется
два
набора
данных
последнее
десятилетие
активно
разрабатываются
многосрезовые
сканеры
позволяющие
следующий
шаг
томографах
детекторы
расположены
дов
что
позволяет
одновременно
различным
положением
многослойные
1992
году
позволили
оценить
следующие
преимущества
более
пространственное
более
исследования
получение
изображения
объема
заданных
параметрах
трубки
Использование
рядов
позволяет
рентгеновский
пучков
каждого
ряда
равна
полной
многослойной
толщину
среза
определяет
ряда
детекторов
многослойной
томографии
пучок
лучей
рамы
отклоняется
нее
геометрия
называется
конусным
приводит
специальным
алгоритмам
реконструкции
Поскольку
имеет
относительно
небольшое
количество
рядов
детекторов
соответст
относительно
малую
конусность
луча
реконструкции
изображе
можно
использовать
алгоритмы
разработанные
для
лучей
многослойном
сканировании
выбирается
комбина
смежных
рядов
детекторов
помощью
коллимирующей
6].
случае
возможен
сбор
данных
одновременно
толщиной
срезов
реконструировать
срез
толщиной
чем
установленная
процессе
наоборот
Многосрезовое
Существует
отличающихся
чис
детекторов
размером
).
конструкция
матрицы
применяемая
томографах
использовать
томографе
разрабо
большим
перегородок
18]. Конструкция
была
усовершенствована
Siemens,
перего
родок
между
рядами
улучшивших
геометрическую
тивность
матрицы
Гибридная
конструкция
разработанная
единственной
позволяющей
данные
среза
большего
перегородок
. Toshiba
предложила
сканирование
общей
24
Расположение
детекторов
срезовом
срезовых
томографах
производители
использовали
матрицу
позволяющую
данные
режиме
толщиной
среза
менее
Модели
отличаются
ной
матрицы
каждый
производитель
утверждает
что
мальную
Вопрос
конструкции
учитываемых
параметров
оси
исследуемого
объема
дозы
результатом
компромиссного
решения
становится
очевидным
кардио
исследованиях
самых
требовательных
При
сканировании
необходимо
указать
шаг
отношению
перемещения
поворота
отдельного
позволяет
смежных
получаемых
перемещении
один
поворот
(
)
(
D
s
N
p
(15)
многослойной
уменьшения
измере
выборки
данных
важно
правильно
поскольку
данные
вдоль
выбранной
траектории
могут
неоднократно
измерены
различными
рядами
однослойном
луч
вокруг
ента
спираль
которой
набор
проекций
луча
Как
сказано
выше
представлены
периодичностью
два
измерения
вдоль
дорожке
противоположных
направлениях
были
при
постоянных
факторах
оценки
пользования
перегруппируем
измерений
оси
равен
время
равен


2
объясняет
интерполяции
лучшее
качество
изображения
интерполяции
Кроме
изменение
скорости
однородность
структуры
При
многослойном
создан
набор
проекций
чтобы
накладывалась
исходную
или
проекцию
другого
ряда
реконструкция
состоит
шагов
оценки
набора
заданного
положения
среза
реконструкция
полученным
данным
использованием
алго
ритма
пошаговой
реконструкции
полученных
траектории
данных
получена
средневзвешенной
данных
детекторов
нахо
пренебрежимо
малом
сдвиге
перемещением
стола
Вклад
усреднения
больше
чем
ближе
измерения
положению
среза
эффективной
важно
какая
часть
данных
каждо
используется
реконструкции
Для
конкретного
заданного
диапазона
питчей
разработаны
специальные
алгоритмы
спиральной
фективно
реализуемые
правильно
обрабатывающие
набор
избыточных
данных
Реконструкция
изображений
различной
явлению
алгоритма
алго
ритмом
фильтрации
алгоритмом
реконструкции
среза
параметры
реконструируемого
изобра
жения
оси
толщины
устранения
шумов
арте
Данный
основан
линейной
интерполяции
путɺм
мирования
среза
состоящего
реконструированных
алгоритма
интерполяцией
позволяет
создавать
наборы
изображений
представляющих
различной
уровнем
шума
артефактами
зависимости
прикладных
задач
Современные
многосрезовые
сканеры
имеют
детекторов
обеспечивают
высокое
изотропное
разрешение
изображений
позволяя
конструировать
полученные
данные
произвольных
плоскостях
повысить
составляющую
проведенного
исследования
Например
томограф
Somatom Sensation 64-slice (Siemens)
позволяет
иссле
изотропным
0,24
время
одного
оборо
– 87
Подобная
система
производства
делает
возможным
получение
64
изотропное
разрешение
один
занимает
Подобные
системы
позволяю
проводить
исследование
высокой
разрешающей
способностью
часто
используются
исследованиях
сосуди
системы
1.5.
полученного
изображения
определяется
факторами
пространственным
пространствен
ной
однородностью
наличием
артефактов
Пространственное
разрешение
используется
степени
пятнистости
изображения
способность
видеть
плотный
области
содержащей
вещества
различной
плотностью
Оно
зависит
коллимации
размера
пиксела
Контрастное
разрешение
изображения
способность
показы
вать
малые
изменения
контрастности
больших
объектов
шумом
гранулированное
проявление
пространственная
однородность
различные
числа
ткани
однородной
плотностью
недостатками
прохождения
фотонов
через
источника
возникновения
шум
кванто
вый
ограничения
достигающих
датчиков
электронный
взаимодействием
системе
),
тельный
используемые
процессе
лучевой
рассеиванием
последовательность
той
ткани
некоторое
время
дрейфа
чисел
сканеры
нуждаются
перио
дической
калибровке
чаще
всего
проводимой
фантома
целом
сформулировать
выполняться
чтобы
качество
восстанавливаемого
изображения
удовлетворяло
заданным
решения
подобных
необходимо
предварительно
формализовать
изображение
определить
адекватную
количественную
оценку
этого
тия
сформулировать
количественные
ства
получаемого
изображения
момент
универсального
критерия
качества
тем
конечная
реакция
наблюдателя
очень
неоднозначна
многом
субъективных
причин
Поэтому
качества
изображения
пользуются
отдельными
частными
критерия
которых
отражает
особенность
формируемого
изображения
Говоря
качестве
изображения
первую
очередь
имеют
виде
насколь
формируемого
системой
Вся
случайное
изображение
флуктуирует
относительно
изображения
при
величина
флуктуаций
велика
Среднее
изображе
общем
случае
совпадает
быть
лишь
похожим
иной
Поэтому
для
чтобы
каждое
изображение
вероятностью
было
достаточно
отличалось
среднего
также
необходи
чтобы
среднее
изображение
мало
отличалось
истинного
оценки
изображения
чаще
используют
следующие
критерии
51].
SNR
величину
определяют
отношение
среднего
стандартному
отклонению
(16)
значение
изображения
квадратный
корень
дисперсии
больше
величина
меньше
возможные
наблю
изображения
среднего
Если
изображение
мало
отлича
это
отклонение
меньше
отклонения
обусловленного
флуктуациями
величина
качество
наблюдаемого
изображения
общем
разное
бражения
Среднеквадратическое
отклонение
среднеквадратическое
отклонение
Величина
среднеквадратического
отклонения
представляет
среднеквадратическое
клонение
восстановленной
функции
данной
области
восстановления
определяется
равенством
(17)
Проинтегрированное
среднеквадратическое
отклонение
сред
неквадратическое
отклонение
проинтегрированное
области
вос
становления
соответствующим
нормированное
, (18)
площадь
отличии
среднеквадратического
отклонения
данная
области
восстановления
Величины
представить
суммы
двух
(19)
(20)
где
количественная
случайных
отклонений
наблюдае
мом
среднего
изображения
точке
)
отклонения
накопленные
всей
области
отклонение
среднего
изображения
данной
точке
проинтегрированные
всей
области
Подобное
представление
величин
имеет
определенный
смысл
первые
слагаемые
выражениях
(19)
определяют
характеристиками
присутствующих
флуктуационных
вторые
зависят
Если
примерно
оба
качество
изображения
примерно
одинаково
Нарушение
приближенного
равенства
говорит
преобладании
того
иного
фактора
критерии
могут
быть
рассчитаны
известен
изображения
Применение
этих
критериев
практике
подра
зумевает
предварительный
для
ределяются
значения
используются
формирования
требований
получения
изображений
смотренные
могут
применяться
изображениям
вида
ряде
случаев
критерии
формулируются
вполне
определенных
изобра
жений
принимаемых
лонные
Одним
таких
является
разрешающая
способность
Разрешающая
способность
Величина
разрешающей
способности
ределяется
представляющего
собой
точечных
источников
описывает
между
они
случай
когда
интенсивность
среднем
изображении
два
точках
минимальное
значение
изображение
совпадает
воспользоваться
критерием
провал
максимальной
интенсивности
изображения
интенсивности
точках
ложения
источников
флуктуируют
минимальные
значе
достигаться
других
точках
случае
определить
через
расстояние
оптимальный
распознавания
принимает
правильное
решение
источников
Если
флуктуации
слабые
отдельные
реализации
похожи
изображение
можно
ограничиться
выполнением
1)
разность
интенсивности
максимальной
интенсивности
критерию
больше
, (21)
2)
дисперсия
должна
быть
меньше
(22)
тем
заметен
перепад
различить
друг
Вероятность
принадлежности
восстанавливаемой
функ
соответствующим
квантования
решаемой
задачи
описывающей
изображение
предъявляются
конкретные
требования
точности
получаемых
значений
еще
проведения
установить
уровни
восстанавливаемой
описывающая
изображение
ляется
случайной
выполнено
некоторой
вероятностью
задаваться
одновременно
бираемыми
уровнями
квантования
характеризует
качество
восстанавли
ваемого
изображения
случае
расчета
вероятности
необходимо
знание
статистического
описания
изучаемого
изображения
оценку
легко
осуществить
случая
гладких
почти
везде
восстанавливаемой
области
исключением
областей
небольшой
площади
радиус
корреляции
значительно
меньше
происходит
значений
частности
областей
которых
переходят
одного
интервала
квантования
другой
Если
условие
выполнено
приближеного
расчета
вероятности
остаточно
знать
одномерную
плотность
вероятности
значений
восстанавливаемой
функции
произвольной
Пусть
уровни
определяют
интервал
интервал
удовлетворяющие
неравенству
попадания
значения
точке
интервал
(23)
зависят
заменим
конкретную
величину
средним
значением
заданного
интервала
(24)
обозначить
области
значений
которых
количество
значения
флуктуируют
независимо
друга
как
вероятность
того
что
все
значения
описывающей
окажутся
интервале
интервалов
(m=1,…,M)
вид
(25)
случае
принимать
любые
значения
вероятность
того
преысит
уровень
(26)
модифицировать
критерий
осованный
обязательно
полученное
изображение
попадало
заданные
интервалы
квантования
Этого
можно
дополнительной
Например
изолированных
попадать
квантования
зная
размеры
этих
можно
опознать
ошибочность
появления
соответствующим
ткорректировать
полученное
изображение
Артефакты
изображений
томографии
Артефактами
изображений
компьютерной
называют
несоответствие
между
числами
изображения
истинными
коэффициентами
объекта
Технология
реконструк
изображения
измерения
детекторах
суммируются
изображениях
проявляются
любые
измерений
реконструкции
быть
недостатком
наличи
различных
ошибка
отдельном
измерении
затемнений
постепенное
кана
колец
калибровки
отдельного
детектора
ральная
реконструкция
1]. Основными
причинами
артефактов
процессы
участвующие
данных
связанные
пациентом
неисправность
многослойное
сканирование
современных
некоторые
виды
артефактов
иногда
скорректированы
программным
обеспечением
параметров
позволяет
качество
изображений
наиболее
возникающие
артефакты
Артефакты
вызванные
физическими
артефактам
относятся
увеличение
жесткости
излучения
частичного
затухания
артефакт
подвыборки
увеличение
излучения
(Beam hardening)
возникает
использования
полиэнергетического
немонохроматического
рентгеновского
спектра
приблизительно
кэВ
прохождении
через
объект
низкоэнергетические
рентгеновские
лучи
поглощаются
быстрее
чем
высокоэнергетиче
результате
средняя
величина
энергии
рентгеновского
излучения
ответствует
большей
энергии
которая
кость
ослабляет
рентгеновское
излучение
чем
мягкой
).
изображении
виде
между
плотными
объектами
вызванными
более
поглощением
лучения
середине
однородного
краям
большую
толщину
Поскольку
пучок
ослабление
излучения
интенсивность
детекторах
Поэтому
гистрируемый
профиль
28]. Полосы появляются
неоднородных
объектами
различную
Это
луч
объектов
одном
положении
трубки
ослабляется
меньше
когда
объекта
при
положении
трубки
факт
проявляется
вблизи
использовании
контрастных
рис
Артефакт
жесткости
излучения
сре
без
артефакта
Артефакт
жесткости
излучения
устраняется
компонентов
прохождения
через
пациента
артефакта
использование
цилиндрических
фантомов
размеров
откалибровать
детекторы
для
поглощения
различными
частями
тела
пациента
похожи
остается
небольшой
эффект
различные
алгоритмы
минимизирующие
артефакты
между
костью
тканью
Артефакт
частичного
объема
появляется
присутствуют
ткани
ослабления
имеют
дело
средневзвешенным
значением
. 12).
Срез
содержащий
Существует
несколько
подходов
артефактов
частичного
объема
Модель
сегментации
элементы
принадлежат
больше
одному
классу
каждого
класса
сегментации
может
быть
отображен
набор
серых
изображений
где
серого
соответствуют
степени
элемента
объема


ǻдалено
&#xsp00;sps&#x-10s;p0;psp&#x-10s;p11;
ǻдалено
классом
Использование
более
тонких
При
некоторое
остаются
доступны
дополнительных
изображений
затухания
сильных
полос
облас
объектами
рис
полосы
горизонталь
при
распространении
луча
затухание
детекторов
недостаточное
количество
фотонов
результате
этим
зашумленные
проекции
реконструкция
усиливает
что
приводит
горизонтальным
изображении
Артефакт
можно
ранить
путем
увеличения
этом
возрастает
доза
обучения
пациента
устранения
артефакта
использу
многомерной
).
небольшо
количества
данных
порог
ослабления
сглаживание
проекциями
лами
пользуется
проекций
ослаблением
чтобы
конструкции
участвовало
количество
фотонов
Изображение
артефакта
затухания
Число
используемых
реконструкции
определяющих
качество
интервал
между
проекциями
подвыборка
даст
потерю
информации
острых
краях
что
приведет
под
выборки
(undersampling).
Артефакт
проявляется
виде
тонких
полос
структуры
параллельных
Артефакт
подвыборки
оказывает
серьезного
диагностиче
качество
изображения
равномерно
распределенные
обычно
sp&#xs20p;ጀsp&#xs11p;℀
имитируют
анатомические
структуры
Однако
следует
случае
если
получить
высокое
разрешение
деталей
факт
менее
заметен
при
проекций
один
иногда
достигается
снижением
скорости
).
способ
устранения
использование
специализированных
методов
вышения
разрешения
смещаемое
разработанных
оборудования
Артефакты
вызванные
исследуемой
присутствуют
объекты
например
вызывает
жении
появление
артефактов
вызвано
тем
что
плотность
выходит
нормального
диапазона
значений
торый
томограф
давая
ослабления
Ранее
томографы
имели
верхний
предел
+1000HU,
значением
ослабления
трубчатой
кости
самой
структуры
веческого
поскольку
металлические
ления
кость
компьютер
присваивает
возможное
значе
Изображение
без
артефакта
металла
Если
металлический
нельзя
удалить
области
исследования
снизить
влияние
напряжение
толщину
среза
самым
снижая
частичного
объема
Другой
спо
соб
устранения
использование
алгоритмов
реконст
например
считая
металлические
объекты
прозрачными
данные
соответствующие
лучам
считать
Тогда
поиска
отсутствующих
данных
используются
итерационные
Предотвратить
металла
можно
растягивая
чисел
современных
томографов
имеет
предел
+4000HU.
Движение
пациента
дает
артефакты
или
размывания
изображении
реконструкции
способность
компьютера
размещать
значения
ентов
ослабления
матрице
пикселей
строки
столбцы
ǻдалено
&#xsp00;sps&#x-11s; p00;p
происходит
компьютер
поместить
измеренное
значения
соответствующую
ячейку
только
управлять
пающими
данными
Существует
методов
позволяющих
снизить
движения
Искажение
изображения
вызванное
движением
изображение
Быстрый
сбор
данных
два
уменьшения
времени
высокоскоростных
временем
коротким
относительно
периода
сердечного
синхрони
времени
сбора
Использование
кардио
Обработка
сигналов
коррекция
артефактов
движения
трех
частей
обнаружение
изменений
проекциях
вызванных
движением
органов
подход
перекрывающего
использование
адаптивного
подавителя
помех
изолировать
движения
используя
движения
нарушенной
объекта
методики
синтеза
которая
идентифицирует
через
корреляцию
опорным
информационным
сигналом
обрабатывает
непрерывных
имеющих
стадии
движения
Неисправность
оборудования
один
детекторов
томографах
поколения
откалиброван
последовательную
ошибку
считывания
каждом
угловом
положе
появлению
кругового
артефакта
Сканеры
твердотель
детекторами
восприимчивы
круговым
сканеры
газоразрядными
детекторный
отдельных
камер
заполненный
ксеноном
электродами
однородном
томе
воздухе
рис
могут
быть
заметны
клиническом
изобра
жении
если
его
отображения
Однако
они
sp&#xs20p;ጀsp&#xs11p;℀sp s11;&#xp130;
снижают
диагностическое
качество
изображения
выхода
детектора
центре
изображения
Формирование
Чаще
всего
артефакт
устранить
калибровкой
детекторов
повреждения
детекторов
выбор
поля
сканиро
вания
также
устранить
артефакта
Все
современные
твердотельные
возможность
артефактов
снижается
программным
обеспечением
корректирующим
изменения
условий
Артефакты
спиральном
сканировании
более
сложные
искажения
изображений
чем
вызвано
спиральной
процессом
способом
снижения
спиральных
фактов
является
вдоль
использование
маленького
интреполяции
выбора
сканирование
тонкими
При
многосрезовом
спиральном
сканировании
процесс
более
сложным
искажениям
поперечных
изображений
чем
пошаговом
каждом
трубки
несколько
рядов
плоскость
реконструкции
увеличением
шага
число
таких
детекторных
растет
коли
чество
веерных
артефактов
возрастает
рис
. 18).
Спиральный
числа
получаемых
один
трубки
проявляется
более
широкая
приобретают
веера
облучая
больше
детекторов
детекторы
вокруг
пациента
регистрируемые
каждым
детектором
данные
соответствуют
объему
находящемуся
между
двумя
конусами
вместо
идеально
плоского
дает
артефакты
хожие
эффект
частичного
объема
внешних
для
последних
регистрируемые
соответствуют
плоскому
срезу
проявление
артефакта
конусности
пучка
лучей
при
увеличении
потенциально
менее
подвержены
таким
артефактам
чем
производители
утверждают
связано
различ
реконструкции
конусности
пучка
краям
структур
многослойных
изображениях
появляется
ступенчатый
возникающий
при
использовании
перекрывающихся
реконструкции
спиральном
позволяющем
реконструировать
пере
крывающиеся
срезы
снижаются
при
Реформатированное
изображение
головного
мозга
тонкие
срезы
приведенные
артефакты
качество
изображений
Конструктивные
особенности
современных
программных
средств
Однако
выбор
оптимальных
параметров
фактором
при
минимизации
артефактов
реконструкции
Существенно
повысить
информативность
полученных
томографии
данных
позволяет
использование
различных
методов
трехмерной
реконст
рукции
интересующие
участки
исследуемого
Математически
исследования
это
трехмерные
сел
представляющих
собой
исследуемого
объема
Измеренные
значения
чисел
зависят
исследуемой
ткани
определенном
объемные
изображе
структур
исследуемого
Трехмерные
реконструк
дают
наглядную
пространственного
расположения
структур
повышают
распознавание
диагностически
деталей
операций
Вместе
структуры
имеющие
высокую
ность
скрыть
равной
меньшей
плотностью
например
черепа
скрывают
сосуды
Решением
проблемы
ста
новится
ручная
или
автоматическая
процедура
удаления
слоев
более
высокой
плотностью
позволяющая
получить
интере
сующих
внутренних
прозрачности
4].
приведены
изображения
головы
кости
более
светлые
окружающие
они
большую
плотность
плотность
интересующих
можно
общего
набора
данных
приписав
определенную
яркость
цветность
прозрачность
построить
3D
рис
отдельное
бражение
внутренних
структур
например
сосудов
необходимо
чить
плотностей
используемых
построения
верхности
имеющие
различную
искусственно
так
чтобы
исходную
ткань
Построение
реконструкций
томографии
используются
следующие
основные
алгоритмы
построе
реконструкций
проекция
максимальной
интенсивности
затененной
наружной
поверхностью
объемное
представление
виртуальная
эндоскопия
максимальной
интенсивности
(Maximum Intensity Projection,
вокселов
максимальную
тоде
выбранную
базовую
проецируются
набора
двумерных
изображений
дуемой
зоны
Таким
образом
получаемая
проекция
представляет
комбинацию
вокселов
внутри
отображаемого
имеющих
Альтернативой
изображениям
является
отображе
пикселов
минимальную
интенсивность
помощью
отображать
такие
структуры
как
бронхи
реконструкции
затененной
наружной
поверхностью
выбирается
некоторое
значение
Все
вокселы
превышающие
поро
значение
вносят
вклад
итоговое
изображение
при
поверхность
реконструкции
первыми
интенсивности
выбранный
выбранном
луче
усиливает
ощущение
глубины
однако
теряется
исходная
необходимо
что
получаемое
изображение
зависит
выбранного
такие
объемного
представления
(Volume Rendering)
является
первых
двух
методов
позволяет
реконструировать
набора
Получаемые
реконструкции
ограничения
интенсивности
все
вдоль
виртуального
изображение
соответствии
Каждому
числу
приписы
вается
яркость
прозрачность
позволяет
менно
набора
данных
множество
плотность
эндоскопия
используется
изображений
полостей
например
перспективе
иногда
для
бражения
областей
доступных
цистер
мозга
интересующие
полости
объемного
представления
перспективе
что
дает
ощущение
полета
отображаемую
различных
методов
реконструкции
позволяет
сущест
информативность
полученных
числе
счет
наглядности
пространственного
расположения
исследуемых
тканей
МАГНИТНО
РЕЗОНАНСНАЯ
ТОМОГРАФИЯ
Магнитно
резонансная
метод
отображения
нованный
явлении
ядерно
резонанса
используемый
для
медицинских
исследований
преимущество
более
высокой
разрешающей
способности
ности
изображений
возможности
различных
плоскостях
отсутствии
воздействия
пациента
МРТ
сравнению
позволяет
составить
чɺткое
представление
неравно
мерности
опухолей
Концепция
магнитного
резонанса
открытия
вой
природы
протона
изучения
взаимодействия
спина
магнитным
Явление
магнитного
резонанса
применено
изучения
мии
структуры
твердых
жидкостей
Прошли
почти
прежде
чем
применяться
медицине
Особо
активное
исходило
века
Краткий
неполный
некото
рых
развития
образом
Никола
Тесла
Будапешт
Венгрия
открыл
вращающееся
открытие
фундаментальным
дународная
рейхтгаузе
Мюнхен
объявила
введении
тесла
измерения
магнитной
дукции
Все
сканеры
калибруются
единицах
Тесла
гауссах
= 10000
сильнее
тем
величина
радио
налов
получаемых
потому
выше
изображе
Герлах
провели
блюдению
магнитных
свойств
электрона
пропустили
атомов
серебра
через
неоднород
ное
Атомы
серебра
были
состоянии
равновесия
тый
электрический
заряд
равен
атомы
имели
единственный
спаренный
электрон
Ожидалось
атомов
магнитный
момент
атома
благодаря
электрону
должен
чистую
силу
неоднородном
магнитном
возможны
ориента
магнитного
момента
Однако
результате
ставляющих
равной
интенсивности
это
явление
бек
предположившие
магнитный
двумя
возможными
ориентациями
было
понятие
профессор
Колумбийского
университета
Нью
Йорк
Раби
ЯМР
молекулярных
лучах
Радио
частотная
энергия
поглощается
или
испускается
атомными
ядрами
образцов
мещенных
сильное
эффективного
радио
частота
должна
иметь
определɺнное
называется
нанса
частотой
Лармора
Частота
определяется
магнит
поля
атомным
Раби
Нобелевскую
премию
физике
две
независимых
под
дством
Блоха
Станфорский
университет
Эдварда
Гарвардский
университет
твɺрдых
ядерного
магнитного
резонанса
ровав
явление
блочных
материалах
что
были
Нобелевской
премии
Норман
сформулировал
химического
сдвига
можно
идентифицировать
резонанс
зависящему
лекулярная
система
быть
описана
спектром
Это
зарождением
магнитно
спектроскопии
Чувствительность
перимента
каждая
резонансная
частота
каждого
вида
ядер
отдельно
достичь
соотношения
усреднения
требовалось
много
эксперименты
прохо
12].
Рамсей
Нобелевскую
химии
период
ЯМР
развивался
использовался
физического
При
помещали
однородное
магнитное
поле
чаемая
информация
виде
спектров
времен
релаксации
спинов
носилась
объему
пространственной
Дамадиан
Бруклинский
Медицинский
США
возможность
применения
ЯМР
обнаружение
тканей
сильнее
5].
Злокачественные
ткани
имеют
увеличенное
время
релаксации
нормальных
тканей
меняется
Используя
эти
результаты
Дамадиан
начало
при
менению
медицине
диагностическое
бражение
Изображение
живой
Дамадиан
получил
исполь
дополнительно
применен
известный
детектирования
используемый
поиска
экстремума
Дамидиан
команда
ботку
создание
отображения
ловеческого
химик
Лаутербур
Йорка
сформулировал
отображения
предложив
пользовать
переменные
градиенты
магнитного
двумер
ного
изображения
14].
Сдвиг
резонансной
возникающий
наложения
градиентов
магнитных
полей
трех
плоскостях
может
использоваться
создания
картины
двухмерного
пространственно
протонов
ставшем
классическим
Лаутербур
переменные
градиенты
магнитного
чтобы
зафиксировать
разделить
сигналы
двух
малых
образцов
воды
находящихся
диаметром
20]. Таким образом
было
чено
изображение
. 22).
Лаутербур
предсказал
потенциаль
ное
использование
этого
метода
для
отображения
мягкотканых
злокачественных
Рис
изображение
Швейцария
предложил
использовать
мографии
частотное
Фурье
преобразования
который
используется
МРТ
настоящее
достижения
области
импульсной
томографии
Эрнст
был
удостоен
Нобелевской
премии
химии
Питер
Великобритания
предложил
отображение
(EPI),
самую
быструю
ЯМР
Однако
усовершенствования
оборудования
возможным
изображений
практике
позволило
изображения
сердечного
реальном
времени
Сейчас
существуют
более
методы
они
ограничен
ное
применение
соотношения
шум
Нобелевскую
премию
области
медицины
достижения
области
томографии
почти
часов
начала
теста
получено
первое
изображение
человеческого
тела
первом
типе
сканера
первые
отношение
МРТ
далеко
однозначным
семидесятых
годах
сотен
демонстраторов
собрались
тральной
больницей
американского
города
возражая
установки
ЯМР
томографа
главное
установить
безопасном
расстоянии
любой
пригодной
области
Кроме
отсутствие
безопасности
вызывало
демонст
раторов
дни
продолжалось
развитие
методов
оборудования
функциональный
МРТ
позволяю
создавать
мозга
Развитие
новое
применение
EPI
метода
картографии
областей
ответ
ственных
контроль
движения
дарственном
Йорка
показали
отображение
гиперполяри
129
исследований
Сегодня
используется
медицине
для
создания
изображений
простран
ственным
разрешением
менее
потоков
крови
диффузии
органов
области
химии
биологии
занных
Физические
основы
МРТ
Для
проведения
исследования
необходимо
поместить
объект
мощное
статическое
однородное
пространстве
идеальном
случае
магнитное
создающее
изображаемого
макро
скопическую
ядерную
намагниченность
томографии
регистрация
резонирующих
так
магнитный
Такими
водород
углерод
фосфор
Чаще
всего
используются
протоны
водорода
высокой
чувствительности
сигналу
высокому
держанию
биологических
тканях
протон
свойства
электрический
пропорционален
вому
числу
спином
; (16)
Также
имеет
помещении
диться
только
двух
энергетических
состояниях
низкоэнергетическом
магнитный
момент
направлен
параллельно
высокоэнергетическом
магнитный
антипараллелен
состоянии
равновесия
количество
находиться
меньшей
чем
состоянии
большей
энергией
комнатной
темпе
магнитном
разность
спинов
направленных
против
магнитного
поля
один
протон
миллион
Разность
энергий
определяется
следующим

(17)
где
гиромагнитное
отношение
зависит
формы
ядра
постоянная
Планка
частота
электромагнитного
излучения
необходи
мая
для
перехода
между
двумя
состояния
картине
ядро
сферическим
вращается
оси
ядерный
внутренний
; (18)
где
может
иметь
значения
= 0, 1/2, 1, 3/2, 2,…
Если
моментом



помещено
статическое
сильное
магнитное
поле
ориентация
углового
момента
станет
такой
составляющая
вдоль
направления
поля
;
квантовое
число
значениями
легко
число
возможных
ориентаций
углового
момента
магнитного
момента
магнитном
составляет
ядер
имеющих
два
значения
;
(
1
2
1
внешнее
можно
расценить
как
фактически
полю
(
1
если
против
поля
Как
говорилось
выше
разность
между
состоя
ниями
практике
нам
приходится
ансамблем
протонов
При
внешнего
поля
магнитные
моменты
ориентированы
случайным
образом
).
помещении
постоянное
магнитное
спинами
магнитными
моментами
вести
выстраиваясь
параллельно
постоянному
полю
суммарный
вектор
намагниченности
)
)
Распределение
наличии
внешнего
магнитного
прецессия
момента
суммарный
вектор
намагниченности
сумма

перпендикулярной
плоскости
намагничивание
будет
отсутствовать
поперечные
проекции
моментов
хаотично
марный
вектор
равен
нулю
диполи
находятся
статическом
конусу
вокруг
направления
часто
пропорциональной
зависящей
.
прецессией
называется
уравнением
Лармора
ядро
поглощает
энергию
sp&#xs20p;ጀ
сигнала
ядер
необходимо
облучить
объ
ект
помещенный
магнитное
дополнительным
Если
частота
совпадает
параметрами
ядра
возникает
резонанс
элемента
реходят
более
высокий
энергетический
После
прекращения
действия
импульса
образованный
моментами
ядер
намагниченности
направления
основного
возвращается
исходное
состояние
продольная
составляющая
ченности
поперечная
намагниченность
значение
время
называемого
релакса
резонировавшие
слабые
электромагнитные
заметить
окружающие
электроны
являются
щимися
зарядами
подчиняющимися
электромагнитной
индукции
Приложенное
магнитное
поле
электронном
лаке
ядро
соответствии
законом
возникает
магнитное
полю
рис
Создание
циркуляцией
электронов
локальное
поле
испытываемое
меньше
женного
отделено
внешнего
окружающими
количество
безразмерная
мая
постоянной
; (22)
магнитное
экранирование
такой
более
внешнее
выполнения
резонанса
эксперименте
поле
изменяется
время
как
постоянном
поле
условие
резонанса
выполняется
более
чем
ожидаемая
Интенсивность
регистрируемого
определяется
четырьмя
параметрами
протонной
количеством
протонов
);
временем
релаксации


электронное
облако
наведенное
ǻдалено
спин
движением
диффузией
исследуемых
структур
релаксация
зависящие
основном
магнитного
взаимодействий
между
которые
собственное
45].
локаль
испытываемое
протонами
колебаться
маг
молекулами
После
воздействия
импульса
поперечная
намагниченность
время
направления
основного
поля
поскольку
нении
эффекты
релаксации
Механизм
релакса
систему
равновесное
воздействия
намагниченно
направлении
статического
магнитного
поля
возвращается
равновесия
соответствии
времени
речная
намагниченность
возвращается
значение
сво
индукции
спин
решеточная
взаимодействие
резонирующих
ядер
окружающими
ядрами
молекулами
лаксации
выделяется
дополнительная
энергия
лученная
спинами
Для
выделения
проис
ходить
энергетический
обмен
между
затрагивающий
дольную
намагниченность
релаксация
наблюдается
врат
вектора
намагниченности
равновесное
состояние
обычно
экспоненциальная
описывается
уравнением
M
dt
dM
Z
(23)
Изменить
продольную
намагниченность
применением
резонанс
поля
любые
колебания
имеющего
колеблющуюся
резонансной
частоте
плос
могут
вызвать
переход
одного
времени
протонов
биологических
тканей
Поперечная
спин
релаксация
описывает
возвраще
намагниченности
равновесное
состояние
спинами
(24)
расфазирование
векторов
намагниченности
ядер
после
воздействия
вызванное
неоднородностя
локальных
полей
общем
магнитном
основ
ное
должно
одинаковым
спины
одинаковую
частоту
поперечной
ности
Однако
нем
будут
присутствовать
колебания
продольной
локального
следовательно
резонансных
частот
магнитным
взаимодействием
ядрами
низкой
основного
спины
имеют
резонансные
частоты
после
импульса
намагниченность
одних
которых
поле
будет
цессировать
поле
будет
Поэтому
можем
визуализировать
системе
координат
поперечной
ности
одних
уменьшаться
быстрее
других
дит
Дифференциальное
описывающее
динамику
макроскопиче
ской
намагниченности
может
объединено
метрами
релаксации
одно
уравнение
(25)
эмпирическое
Блоха
Параметры
релаксации
описывают
возвращение
направленного
томографа
состоит
основных
гради
ентных
шиммирующих
катушек
охлаждающей
приема
данных
экранирования
.25)
Схема
Магнит
является
самой
дорогой
частью
томографа
создающей
сильное
устойчивое
магнитное
поле
выпускаемых
различными
производителями
являются
сверхпроводящими
Рис
сверхпроводящего
МРТ
магнита
градиентные
предназначенные
создания
контролируемых
главного
поля

пространственной
Градиентные
конфигурации
создают
управляемое
однородное
изменение
поля
направлении
имеют
индуктивность
сопротивление
34]. Градиентные
имеют
различные
размеры
конфигурацию
вают
видов
Голея
градиенты
магнитного
поля
главному
полю
Гельмгоца
пара
катушек
создающих
магнитное
поле
центре
между
ними
градиенты
направлению
главного
сдвоенная
седлообразная
градиент
направлении
осей

пространственного
выбранного
совмещенные
ортогональные
требуемые
гради
добавляемые
полю
Например
при
кодирова
сигнала
создания
градиента
использоваться
пара
Гельмготца
Максвелла
осям

катушки
ряде
методов
быстрого
отображения
также
пользуются
создания
обратного
импульса
Шиммирующие
катушки
малым
вспо
могательные
главного
магнитного
томографа
вызванной
дефектами
магнита
присутстви
вакуум
гелий
катушка
градиентная
sp&#xs20p;退
внешних
ферромагнитных
объектов
представляет
собой
одну
петель
проводника
создающих
магнитное
необходимое
для
поворота
время
импульсной
регистрирующих
поперечной
намагниченности
внутри
Совершенная
тушка
однородное
магнитное
существенного
выполняемых
операций
катушки
разделить
приемо
передающие
только
принимающие
только
передающие
сигнал
Приемо
передающие
катушки
поля
отображаемого
создания
поля
только
принимаю
щая
используется
сочетании
предыдущей
обнаружения
приема
спинов
отображаемого
отображаю
щая
катушка
должна
резонировать
эффективно
Лармора
Резонансная
частота
определяется
ностью
(L)
емкостью
(C)
Некоторые
отображающих
катушек
настраиваться
пациента
емкости
переменного
33]. Качество МР изображений
зависит
сигнал
рируемого
имеет
отображающих
катушек
применения
разнообразных
катушки
две
категории
поверхностные
объемные
Объемной
окружающая
исследуемую
лучшую
однородность
мого
объɺма
чем
поверхностные
катушки
бывают
нескольких
видов
катушка
птичья
поляризованная
катушка
пересеченная
парная
Гельмготца
сдвоенная
квадратурная
катушка
соленоид
одним
провода
Наиболее
томографии
используется
которая
является
катушкой
высокоодно
поле
большей
катушки
изображение
высокой
преимущество
том
напряжением
управляемой
облегчая
введение
второго
квадратуре
создающего
ванное
Катушки
для
отображения
отображения
конечностей
разработана
для
обнаружения
передающих
или
принимающих
каналов
для
передачи
мощность
Принимающая
катушка
лучшее
соотношение
поляризованная
катушка
катушка
пара
катушек
магнитные
перпен
дикулярны
магнитное
взаимодействие
Гельмгольтца
состоит
двух
параллельных
кольцеоб
катушек
Сдвоенная
катушка
отображе
колена
обеспечивает
области
интереса
используется
объемная
катушка
Квадратурная
преобразует
энергию
поляризован
поле
Энергия
полученная
чающиеся
Квадратурные
катушки
использоваться
принимающие
катушки
использовании
качестве
передатчика
линейной
сокращается
качестве
увеличения
сигнал
Одновитковый
принимающая
линдрической
отображения
конечностей
Единственный
медной
ширина
которой
диаметра
катушки
Поверхностная
катушка
вид
катушки
помещаемой
посредственно
интереса
Они
соотношение
сиг
нал
тканей
сигнала
расстоянии
общем
случае
описывается
соотношением
/
3
2
1
~
(26)
расстояние
отображаемой
точки
пространства
радиус
катушки
использовании
ходе
поверхностных
излучения
импульсов
томографе
использу
встроенная
Поверхностные
катушки
широко
различных
областей
разработаны
конст
рукции
Матричная
поверхностная
катушка
состоит
малых
катушек
могут
использоваться
или
поверхностная
катушка
оборачиваемая
области
исследованиях
Линейно
возбуждения
или
наружения
передающий
принимающий
канал
Фазированные
обычно
используются
только
Встроенная
катушка
передачи
Современные
системы
более
катушек
отдельными
Использование
позволяет
уменьшить
усреднений
большим
соотношением
сиг
разрешением
уменьшая
сканирования
Седловидная
представляет
собой
противоположных
сторон
Используется
тическое
поле
коаксиально
катуш
Фазочувствительным
детектором
устройство
которое
отделяет
сигналы
сигнала
сис
тему
координат
вращающуюся
Его
основой
является
преобразователь
два
один
выход
сигналами
явля
ются

cos(
получаются
cos(
1
A

Фазочувствительный
детектор
обычно
состоит
двух
разователей
частоты
фильтров
усилителей
преобразователя
фазы
имеет
два
входа
выхода
входы
частоты
выходе
поперечной
намагниченности
Аналого
цифровой
преобразователь
вой
сигнал
обрабатывается
помощью
Фурье
преобразования
отображается
изображения
мониторе
Компьютер
контролирующий
компоненты
томографа
лить
центральный
состоящий
данных
реконструкции
изображений
данных
оперативной
устройства
которым
отнести
блок
данных
ввода
Компьютер
управляет
тором
определяющим
вид
амплитуду
каждого
ентных
полей
необходимых
данных
также
данных
изображений
Градиентный
увеличива
импульсов
достаточного
управле
градиентными
Источник
генерирующий
нусоиду
программатор
придающий
sinc
импульсов
компонентами
находящимися
лем
компьютера
усилитель
увеличивает
мощность
импульсов
ватт
Выбор
модификация
отображающей
последовательно
сти
ввод
данных
компьютер
осуществляются
через
управления
Пациент
управляемом
компьютером
столе
пациента
точность
установки
Комнату
клетка
Фарадея
дящий
экран
листы
алюминия
),
уменьшающий
внешних
радиоволн
предотвращающий
процедурной
Экранирование
комнаты
края
уменьшить
некоторых
Классификация
томографов
источника
основного
поля
разде
постоянные
резистивные
сверхпроводящие
гибридные
томографе
между
двумя
люсами
магнита
ферромагнитных
материалов
Такой
томо
граф
требует
дополнительной
электроэнергии
Вес
таких
систем
накладывает
ограничения
силу
создаваемого
пре
постоянных
являются
непосредственно
самого
магнита
структур
наличие
проблемы
однородности
резистивных
пропусканием
тока
проводу
железный
сердечник
продольной
оси
катушки
Сила
раничена
примерно
вес
большим
для
сильных
полей
этого
нуждаются
ждения
электропитании
однородности
магнитного
поля
гибридных
магнитного
поля
используются
постоянно
материал
свыше
создаются
сверхпроводящими
очень
надежны
чрезвычайно
однородные
стабильные
времени
поля
магните
горизонтально
направленное
материала
имеющего
электриче
сопротивления
273,15°C).
Совершенный
может
пропускать
электрический
потерь
магнитах
создающая
поле
мещается
большой
дьюар
веществом
температуры
4,2 K.
первых
окружался
(77,4K),
который
действо
тепловой
буфер
температурой
комнаты
внутренним
криогена
используется
жидкий
гелий
солнце
открытый
когда
P.J.C. Janssen
N. Lockyer
обнаружили
линию
спектре
время
при
надлежит
инертным
запаха
естественных
гелий
-3
-4. K. Onnes
сжижить
оставался
при
температуре
криогенные
являются
газами
нормальной
давлении
два
общих
чрезвычайно
холодные
количество
жидкости
расшириться
большого
объема
газа
пара
лия
очень
высока
быстрым
нагреве
комнатной
температуры
Некоторые
металлы
сверхпроводника
температуре
абсолютном
используется
сплава
километров
медную
защиты
квинча
ется
неожиданная
потеря
сверхпроводящем
томогра
вызванная
повышением
сопротивления
магнита
создающего
температуру
выкипанию
криогена
гелия
Точки
кипения
обычно
-150°C (-
Квинч
может
вызвать
разряжение
атмосферы
процедурной
создавая
отсутствие
кислорода
отказ
зависимости
напряженности
томографы
классифицируются
сверхнизкие
менее
низкопольные
среднепольные
(0,5
высокопольные
сверхвысокопольные
свыше
).
Низкопольные
МРТ
обычно
резистивные
преимущество
меньшем
количестве
противопоказаний
для
тов
персонала
Иногда
низкопольные
системы
имеют
специализорован
область
применения
только
исследований
конечностей
Недостаток
систем
сигнал
большее
время
сканирования
необходимое
для
изображения
качества
Оптимальная
сила
клинического
отображения
лах
высокие
лучшее
соотношение
клинической
практике
верхний
предел
напряженности
ного
предполагаются
тенциально
могут
только
следовательских
оптимальной
постоянной
дискуссии
специалистов
Более
парка
томографов
сверхпроводя
середине
фирмы
производители
делали
выпуск
моделей
полем
стало
существенных
моделями
новные
производители
томографов
уделяют
внимание
моделей
средним
полем
отличающихся
компактностью
эко
удовлетворительном
качестве
изображений
меньшей
стоимости
Высокопольные
используются
преимущественно
исследовательских
конструкции
томографы
открытые
закрытые
Первые
сконструированы
длинные
узкие
туннели
Затем
укорачивались
расширялись
появились
откры
системы
конструкции
имеют
горизонтальные
вертикальные
противостоящие
дают
больше
пациента
того
некоторые
различные
последовательности
движения
низкопольные
МРТ
имеют
широкий
открытый
например
открытый
сканер
двумя
большими
дискам
большой
Продвинутые
сильного
поля
технологий
градиента
широкой
крытой
конструкции
исследования
пациентов
вертикаль
положениях
(Upright™).
Полуоткрытые
высокопольные
МРТ
имеют
короткий
расширяющиеся
Комитет
продовольствию
лекарствам
расчеты
для
сканеров
агентство
одобрило
Развитие
высокопольных
систем
возможности
совершенствования
качества
бражения
времени
промышленность
ежегод
причɺм
около
40%
мирового
рынка
производства
приходится
уже
используются
маленьких
клиниках
больницах
Построение
изображения
изображение
является
рассчитанной
картой
испускаемых
человека
Сигнал
собой
одновременное
получение
намагничивания
регистрируется
помощью
отдельных
каналов
датчика
дающих
информацию
компонентах
сигнала
амплитуде
фазе
частоте
фазочувствительном
методе
комплексный
демодулированный
сигнал
компонента
действительный
смещенный
90°
Сигналы
обоих
каналов
объединяются
один
бор
квадратурных
затем
обрабатыва
ются
преобразования
Фурье
точка
матрицы
данных
информации
соответствует
матрицы
изображе
пространство
эквивалентно
пространству
определенному
направле
каждая
которого
ветствует
оцифрованному
сигналу
уникальным
уровнем
кодирования
фазы
Комплексные
правой
половине
сопряжены
левой
пространства
этом
внешние
данных
информацию
границах
изображения
отдельных
определяют
разрешение
талей
Траектория
прослеживаемая
пространствен
частотной
области
сборе
определяемая
приложенными
градиентами
заполняться
прикладываемых
градиентов
выбранных
алгоритмов
сбора
данных
Интенсивность
каждого
пиксела
циональна
интенсивности
соответствующего
элемента
пространства
для
данной
Размер
пиксела
быть
меньше
пространственного
определя
ется
выбранной
области
пространства
матрицей
изображения
используются
измерения
разрешения
точности
изображений
последовательности
томографии
импульсные
которые
зависимости
определяют
иного
параметра
интенсивность
структур
получения
оптимального
контраста
нормальными
мененными
45].
Импульсной
последовательностью
называют
выбранный
набор
ределенных
неоднократно
повторяе
время
сканирования
интервал
между
амплитуда
характеристики
изображений
компьютерные
контролирующие
параметры
аппаратуры
процессе
основными
параметрами
период
последовательности
время
появления
эхо
время
инверсии
инвертирующим
),
используется
последовательностей
Протоны
начинают
синхронно
вращаться
неодно
родности
теряться
поперечная
составляющая
сместится
время
прикладывается
импульс
поворачивающий
намагниченность
вокруг
значительную
поперечную
намагниченность
нала
Схема
эхо
(SE)
последовательности
После
получения
сигнала
синхронности
сдвиг
Если
момент
снова
импульс
через
время
появится
новый
эхо
SE
последовательность
называется
мультиэхо
кусирующих
называют
эхо
Существует
разновидность
эхо
которая
представляет
собой
методику
двумя
при
которой
эхосигнал
первому
можно
получить
один
эхосигнала
которых
использует
отдельного
изображения
характеризующегося
определен
ной
контрастностью
используют
двумя
эхо
ляющими
получить
изображение
изображение
намагниченности
SE
происходит
через
время
(100-2000
обычно
меньшее
большинства
живых
тканей
Простейшее
отображение
когда
повторяется
столько
изображении
Изображения
полученные
правило
чувствительны
магнитного
поля
обусловлено
рефазированием
импульсами
характеризу
ются
меньшими
геометрическими
искажениями
соответственно
резкими
контурами
Единственным
недостатком
является
большое
время
сканирования
сравнению
значениях
получаемых
изображений
время
опреде
ляет
уровень
насыщения
тканей
время
определяет
расфазирования
момента
сигнала
влияние
процесса
T2
релаксации
Срез
вание
Сигнал
ǻдалено
спин
эхо
Последовательность
эхо
(Fast Spin Echo, FSE)
позволяет
данные
двухмерном
трехмерном
режимах
состоит
началь
импульса
которым
рефокусирующих
импульсов
течение
ряд
сигналов
образом
если
спин
течение
одного
периода
TR 180°
один
эхосигнал
только
быстрое
спин
один
период
подается
импульсов
несколь
пространства
Количество
импульсов
изменением
длины
эхо
трейна

90

вание


sp&#xs20p;ጀ
инверсия
восстановление
Последовательность
восстановление
(Inversion Recovery, IR)
представляет
собой
спин
первым
подается
инвертирующий
поворачивающий
суммарную
намагниченность
отключения
поперечная
намагниченность
испытывает
решеточную
релаксацию
значения
равновесное
вдоль
Если
некоторое
время
время
инверсии
подать
намагниченность
начинают
терять
синхронность
прецессии
сдвиг
фазе
затем
эхо
возбуждающим
серединой
последовательности
инверсия
восстановление
Преимущество
инверсия
восстановление
контраст
между
тканями
время
релаксации
метры
TI, TR
TE.
Время
инверсии
TI
является
основным
параметром
бирая
компонента
(26)
где
время
решеточной
релаксации
компонента
При
оптимального
рассматривают
только
магнитного
тканей
анатомию
Существуют
виды
IR
сигнала
движущейся
жидкости
пользуется
FLAIR (Fluid Attenuation Inversion Recovery); STIR (Short T1
чувствительна
стационарным
движущимся
костям
Недостаток
последовательностей
дополнительный
вертирующий
импульс
увеличивает
продолжительность
сканирования
Срез
Фаза
Считы
Сигнал
180
Последовательность
последовательности
градиентное
эхо
(Gradient Echo, GRE)
форми
рования
эхосигнала
используется
биполярных
градиентных
перефазирование
протонов
последующее
формирование
эхосигналов
рис
. 30).
Первым
импульс
намагниченность
обычно
также
импульсом
формируемой
поперечной
намагниченности
отрицательный
градиент
считывания
зывает
расфазирование
Подаваемый
через
положительный
градиент
синхронизирует
протоны
намагниченность
сигнал
градиентного
последовательности
время
интервал
диентным
перефазирующим
время
интервал
последовательными
возбуждающими
импульсами
Схема
последовательности
градиентное
эхо
(flip angle,
уменьшается
значение
поперечной
намагниченности
продольная
увеличивается
быстрее
равновесия
Угол
может
медленно
расти
время
данных
градиентное
эхо
позволяет
получать
изображения
течение
более
времени
SE
FSE.
Основным
недостатком
является
высокая
чувствительность
неоднородностям
магнитного
связано
использованием
градиентного
перефазирующе
импульса
устраняющего
полной
мере
воздействие
релаксации
межсрезовый
интервал
минимален
определяют
уровень
расфазирования
процесса
релакса
Стандартная
последовательность
обычная
повторяемая
столько
линий
изображении



Фаза
Считы
Сигнал
sp&#xs20p;ጀ
Быстрое
Последовательность
быстрое
(Fast Gradient Echo,
fastGRE)
GRE,
где
малы
ткани
дают
сигнал
изображения
Она
состоит
подготовки
180°
данных
повторяющегося
зависимости
заданных
параметров
Рис
последовательности
сверхбыстрое
градиентное
Последовательность
аналогична
градиентное
того
период
несколько
дополнительных
частичных
импульсов
возбуждения
которые
перефазируют
градиентных
импульсов
Использование
налов
возбуждающих
импульсов
уменьшает
общее
сканирования
IR
пространства
боль
шинство
после
единственного
импульса
рый
рассматривать
блок
считывания
использоваться
или
сбор
данных
может
быть
разделен
сегменты
Последовательность
может
нескольких
режимах
двумерном
последовательном
режиме
один
период
шаг
кодирования
одного
следующему
срезу
выполняются
фазового
кодирования
текущего
среза
стрый
позволяет
получать
данные
срезов
течение
одного
периода
Трехмерный
режим
характеризуется
увеличением
отношения
сигнал
смежных
срезов
без
перекрестных
сохранении
скорости
сканиро
вания


вание
Сигнал
ǻдалено
планарное
планарное
отображение
(Echo Planar Imaging, EPI)
это
быстрая
отображения
режиме
кино
отображения
гра
спинового
получающего
набор
двумерных
декартовом
пространстве
после
возбуждения
одна
линия
для
кодирования
Поскольку
кодирования
занимает
время
TR,
время
построения
изображения
определя
произведением
числа
шагов
кодирования
фазы
. EPI
измеряет
пространства
один
период
. 32).
Схема
быстрого
отображения
есть
недостатки
первых
, EPI
накладывает
требования
аппаратуру
частности
полосу
пропускания
приемника
артефактам
искажениям
поэтому
минимизации
сдвига
(WFS)
используют
подав
жира
полосу
пропускания
Магнитно
ангиография
Магнитно
резонансная
ангиография
отображение
крови
контраст
стационарными
тканями
позволяют
получить
чувстви
скоростям
39].
Существуют
три
вида
времяпролетная
фазоконтраст
ная
контрастным
усилением
Все
они
разному
усиливают
сигнал
(Time of Flight, TOF)
ангиография
чаще
реализовывает
градиентное
коротким
срезы

90

вание


sp&#xs20p;ጀ
направлению
потока
Высокий
текущей
крови
результат
спинов
между
ные
неподвижные
спины
подвергнутся
между
возбуждениями
Недостатком
TOF
ангиографии
явля
ется
визуализации
(Phase-contrast, PC)
ангиография
изображения
скорости
кровотока
содержит
амплитудную
фазовую
информацию
этом
чувствительность
потоку
определяется
диента
Преимущество
ангиографии
подавление
стационарных
тканей
скорости
нет
).
том
чувствительность
получить
только
вдоль
одной
оси
одновре
менно
Поэтому
ангиография
изображения
Интерпретация
интенсивности
главная
проблема
графии
Интенсивность
сигнала
функцией
параметров
протонной
плотности
параметров
клинической
введены
изображения
для
между
званного
различиями
значений
Если
TET2 (30
уравнение
вид
(27)
независимым
широкого
значений
некоторых
тканей
таким
коротким
большей
дольной
поперечной
намагниченности
будет
Наоборот
продольная
намагниченность
воды
меньше
меньшая
поперечная
намагниченость
после
даст
меньший
сигнал
темная
используется
описания
контраста
вызванного
различиями
значений
параметры
выбраны
так
TET2 (100
1
(
TR/T1
много
больше
имеет
вид
(28)
времени
релаксации
изображений
усиливается
сравнимым
временем
чтобы
контраст
между
самыми
длинным
коротким
ткани
имеет
более
время
затухает
быстрее
поперечная
намагниченность
мала
дает
сигнал
изображении
темный
взвешенность
при
Вода
большую
поэтому
даɺт
сильный
сигнал
яркая
изображениях
Характеристики
контраста
изображения
значений
менее
контраст
более
мса
контраст
средние
(1000-1500
(25-60
изображе
протонной
Значения
Время
мозговая
800-2000 110-2000
Белое
760-1080 61-100
Серое
1090-2150 61-109
950-1820 20-67
200-750 53-94
общем
патологию
выявляют
специфическому
трех
видах
изображений
изображения
изображения
(PD)/FLAIR
изображения
таблица
Сигнал
различных
изображений
Ткань
изображение
(PD)/FLAIR T1-
изображение
Solid mass
темная
темная
Подострое
яркая
Острое
кровоизлияние
темная
серая
темная
яркая
качества
изображения
критерий
любого
изображения
(SNR),
которое
используется
описания
регистрируе
мый
сигнал
истинного
сигналов
фона
"). SNR
зависит
целого
параметров
(29)
где
интенсивность
зависящая
объем
воксела
коэффи
зависящий
катушки
коэффициент
зависящий
основного
коэффициент
зависящий
межсрезовых
эффек
тов
реконструкции
(29)
видно
изображения
целый
параметров
увеличивать
полезный
сигнал
43]. Для улучшения
местного
соотношения
также
пользоваться
поверхностные
Шумом
нежелательное
второстепенное
влияние
волнение
затрагивающее
изображения
Шум
характеризуется
стан
дартным
отклонением
интенсивности
изображении
однородного
фантом
отсутствии
артефактов
изображения
могут
вызываться
присутствием
действием
медицинских
электронной
системе
источники
Пространственное
разрешение
мера
качества
изображения
наименьшее
расстояние
между
двумя
точками
можно
отличить
детали
изображения
Разрешение
зависит
толщины
точек
Увеличение
изображе
уменьшит
размер
всегда
улучшит
разрешение
Усреднение
сигнала
повышения
сигнал
тигаемого
усреднением
измерений
сигнала
полученных
эффектов
случайных
изменений
чайных
артефактов
Отношение
контраст
интенсивностей
сигналов
двумя
улучшает
восприятие
двумя
исследуемыми
клиническими
(29)
Низко
разрешение
отображать
схожим
Высоко
контрастное
разрешение
ность
отображать
маленькие
имеющие
высокую
пространственное
разрешение
пропускания
(BW) -
диапазон
частот
как
выбором
сигна
короткие
мощные
используются
возбуждения
рокого
полоса
пропускания
длинный
мощный
меньший
частот
полоса
про
пускания
Импульс
определенными
ограниченными
полосами
пропуска
вместе
градиентами
для
выбора
бражении
связан
выборки
больше
тем
больше
Уменьшение
BW
уменьшения
амплитуды
частотоко
градиента
увеличивая
включения
градиента
времени
связанные
использо
более
низкой
частоты
артефактов
химического
сдвига
потеря
контрастности
ограниченный
времен
артефактов
сдвига
использовать
пропускания
меньше
полоса
химический
больше
время
задержки
Узкие
полосы
приемника
под
черкивают
сдвиг
водой
задавая
меньше
изображении
полях
работы
томографа
представление
методов
тестирования
производится
помощью
качества
изображения
называемых
фантомами
47].
фантомом
является
стандартный
искусственный
изобра
жение
которого
проверки
работы
пара
метров
томографа
стекла
пластика
веществами
имеющими
Такими
веществами
явля
водные
парамагнитные
растворы
чистые
гели
органическими
или
парамагнитными
добавками
фантомы
проектируются
исследования
диапазона
параметров
позволяют
геометрические
кажения
изображений
пространственное
расстояние
между
смещение
обусловленное
физическими
свойствами
фантомы
обнаруживать
контрастность
оценивать
однородность
изображения
ношение
сигнал
Каждый
конкретный
фантом
может
быть
тестирования
одной
нескольких
вышеперечисленных
становится
возможным
элементов
фантома
Существует
два
основных
вида
фантомов
однородности
контроля
разрешения
Фантомы
первой
группы
используются
пространственной
однородности
магнитного
полей
представляют
пластико
форму
полностью
раствором
мизации
данных
вещество
заполняющее
такой
фантом
дающее
опорный
сигнал
должно
относительно
время
При
параметр
бирается
примерно
равным
правило
каждая
приемо
передающих
катушек
имеет
фантом
контроля
однородности
идеальном
большинства
катушек
поле
должно
венно
однородно
отображаемо
Любая
неоднородность
получаемого
изображения
может
вызвана
неоднородностью
основного
поля
гради
ентных
полей
проявляется
изображениях
затемнения
соответствующей
области
Алгоритм
сигнала
выглядит
обра
определяют
отношение
сигнал
меняя
уровень
контрастности
изображения
определяют
самый
самый
темный
участки
кото
рых
записывают
сигнал
Однородность
формуле
100
1
max
min
max
; ( )
отношения
сигнал
производится
взвешенному
изображению
этого
определяют
среднее
значе
сигнала
раствора
области
затем
значения
сигнала
изображения
фантома
дартное
отклонение
значения
отражает
шум
свойственный
системе
. ( )
группы
используются
целого
ряда
пространственного
разрешения
плоско
стную
разрешающую
способность
срезов
сигнал
положения
исследуемой
области
фантомы
обычно
пластмассы
участки
фантома
ются
формирования
тестового
рисунка
фантом
заполняется
томографом
регистрируется
сигнал
воды
тех
областях
фантома
пластик
Кроме
того
фантомы
стан
дартные
известными
протонной
что
позволяет
использовать
соотношений
контраст
Часто
бывает
необходимо
настраивать
времена
решеточной
спиновой
релаксации
так
можно
изображения
периоды
времени
например
повторения
).
Для
настройки
релаксации
протонов
используются
водные
растворы
таких
парамагнитных
марганец
. 33
фантом
для
тестирования
разрешающей
способ
General Electric [
25].
состоит
элементов
предназначенных
контроля
соответствующих
характеристик
одинаковых
размеру
центре
фантома
для
пространственной
линейности
геометрических
обнаружения
геометрических
часто
достаточно
визуального
при
котором
заметна
деформация
растяжение
Нали
геометрических
вызывается
неоднородностью
магнитного
магнитной
восприимчивостью
градиентов
Функ
расстояний
изображении
такого
позволяет
точность
диаметра
поперек
вертикали
фантома
соответствии
выражением
100
( )
геометрическое
процентах
дейст
значение
диаметра
измеренное
значение
диаметра
Фантом
характеристик
томографа
сторонами
сетки
должен
быть
расстояния
измерить
непосредственно
случае
необходимости
обна
ружения
искажений
возникающих
матричной
камере
тестирования
пространственного
зависящего
вели
градиентов
реконструкции
фантомах
используется
состоящая
различного
диаметра
например
Отверстия
могут
быть
квадратной
круглой
лагаться
ортогональных
направлениях
новременную
оценку
разрешения
направлениях
фазового
частотного
дирования
должен
применения
каких
фильтров
формирования
данных
Обнаружение
производится
помощью
элементов
цилиндрической
формы
заполненных
растворами
различными
значения
параметров
Такие
элементы
будут
давать
сигна
различной
интенсивностями
что
визуально
способность
низко
контрастные
изо
Важным
параметром
томографии
является
сящая
полей
градиентов
пользуемой
импульсной
последовательности
контроля
толщины
используется
два
метода
метод
заключается
использовании
ной
клиновидного
пластике
оптимальное
ношение
боковых
граней
примерно
изображении
сигнал
месте
где
удален
клиновидного
будет
увеличиваться
мере
увеличения
среза
метод
состоит
измерении
путɺм
непосредственного
исполь
зования
срезоселективных
частотных
градиентов
Плоскостная
разрешающая
способность
всего
определяется
мощью
тонких
поглощающих
сигнал
изображение
производства
General Electric
. 34
изображение
фантома
производства
Electric,
предназначенного
для
контроля
характеристик
томографа
расположен
клиновидный
элемент
контроля
среза
параллельных
предназначена
контроля
разрешающей
известный
внутренний
диаметр
расстояния
между
элементами
контролировать
наличие
геометрических
искажений
Артефакты
томографии
приветствовали
свойственных
компьютерной
Однако
понятно
резонанса
приводит
никновению
ряда
новых
артефактов
Артефактом
изображения
является
черта
присутствующая
изображении
отсутствующая
объекте
Иногда
артефакты
результате
неверных
действий
являются
естественных
процессов
человеческого
тела
42].
МРТ
артефакты
могут
вариаций
интенсивности
ошибочного
позиционирования
патологию
для
исключения
приходится
заново
проводить
применять
другие
Обычно
зависимости
МРТ
физиологические
физическими
явлениями
химический
восприим
металл
).
неисправностью
неправильные
действия
оператора
Обычно
зная
причины
возникновения
артефактов
можно
устранить
Рассмотрим
часто
встречающиеся
артефакты
изображений
артефакты
Физиологические
артефакты
естественными
процессами
исходящими
теле
пациента
томограмме
проявляются
виде
изображений
вдоль
оси
кодирования
фазы
независимо
Чаще
вызваны
жидкостей
дыханием
пульсацией
Уменьшить
используя
кар
респираторную
синхронизацию
Артефакт
аорты
пульсации
жидкости
проявляется
виде
появления
изображении
темных
устранения
этого
артефакта
используют
дополнитель
sp&#xs20p;ጀsp&#xs11p;℀
ного
градиента
устранения
фаз
стационарных
движущихся
спинов
интервал
артефакты
дополнительно
триггер
Изображение
артефакта
пульсации
Часто
изображении
возникают
артефакты
вызванные
которые
проявляются
виде
пятен
изображений
правлении
вне
зависимости
направления
движе
интенсивность
зависит
момент
возникло
Когда
возникает
последние
секунды
внешних
краев
пространства
артефакт
сильно
затрагивает
изображение
Избежать
появления
тефактов
можно
сканирования
Артефакт
пациента
Артефакты
физическими
явлениями
Артефакт
черной
проявляется
черной
границе
двух
жир
возникновение
артефакта
это
неверного
спины
воды
находятся
противофазе
срез
(a)
противофазе
ǻдалено
&#xsp00;sps&#x-11s; p00;p
ǻдалено
&#xsp00;sps&#x-11s; p00;p
Артефакты
химического
(Chemical Shift Artifact)
вызваны
химических
сдвигов
томографы
используют
час
сигнала
пространственного
положения
кодиро
сигнала
протоны
медленнее
протонов
воды
протонов
неправильно
кодируется
результате
одного
воксела
отображаются
разных
оси
частот
относительно
истинного
Эта
неверная
регистрация
сдви
даст
выделение
вода
частот
воды
разделены
химическим
сдвигом
3,5 ppm.
сдвиг
магнитного
Артефакт
сильных
слабее
больших
градиентных
силах
МГц
сдвиг
сравнению
сдвигом
223,6
МРТ
МГц
пропускания
матрицу
, TE
фазе
SE
методы
считывания
имеется
неверная
регистрация
можно
сканирование
взаимодействию
вода
Наилучший
способ
устранить
использовать
методы
подавления
максимальным
сдвигом
жир
проявляется
темной
границы
кости
самый
срез
минимальным
сдвигом
вода
артефакт
виден
справа
слева
направлении
частоты
рис
виде
Рис
Артефакт
Артефакты
магнитной
восприимчивости
виде
искажений
микроскопических
градиентов
поверхностей
веществ
восприимчивостью
Они
медицинскими
вблизи
внутри
отображаемой
области
обычно
вокруг
ферромагнитных
внутри
диамагнитных
материалов
например
теле
человека
Эти
вызывают
сдвиг
фаз
окружающих
водит
появлению
ярких
темных
искажениями
сильнее
s&#x-11s; p00;psp&#x-11s;p11;&#xsp00;&#xsp00;spsp
длинным
Артефакт
металла
границе
Артефакт
неоднородности
(Field Inhomogeneity)
проявляется
нарушении
магнитных
материалов
внутри
снаружи
),
технических
проблемах
сканировании
краю
Когда
изображения
краю
однород
ность
поля
отображаемом
объеме
меняется
расстояния
расстоянии
изо
38].
Есть
виды
изображений
подавлением
Например
IR
время
релаксации
изменяется
отображаемого
объема
выбранное
центре
объема
соответствует
подавлению
краю
оно
соответствует
подавлению
Ферромагнитные
также
появление
вызывают
магнитного
дает
местную
потерю
сигнала
часто
сопровождаемую
высокой
интенсивностью
искажением
изображения
рис
создают
собственное
сильно
меняют
частоту
смежных
смежные
металлом
исходное
прецессия
отсутствует
имеет
отличную
частоту
дающую
лезного
Артефакт
металла
Проявления
артефактов
металла
зависит
отображении
ферромагнитен
чем
кобальт
сталь
меньший
артефакт
восприимчивости
меньшее
ухудшение
изображения
ǻдалено
&#xsp00;sps&#x-11s; p00;p
артефакт
используя
SE
последовательности
которые
неоднородностям
магнитного
используя
коррекции
44].
Муар
появляется
изображениях
идеальной
однородности
главного
поля
сечении
приводящей
наложению
сигна
разными
разное
время
переменно
складываемых
Артефакт
проявляется
изображении
рас
обратно
пропорционально
разнице
арте
шиммированию
градиентам
для
устранения
можно
использовать
поверхностные
Муар
Артефакты
вызванные
неисправностью
оборудования
Вихревые
вызывают
искажения
изображения
. 41)
серьезно
работу
Общий
снижения
влияния
градиентные
поля
ранирование
градиентных
или
пассивное
Артефакт
наличием
вихревых
Аудиочастотные
модуляция
сигнала
изображении
изображения
направ
фазы
которых
зависит
отношения
между
периодом
временем
сигнала
входе
проявляется
виде
линий
направлении
кодирования
частоты
что
вызвано
отсутствием
корреляции
между
периодом
обоих
артефакт
снижают
использованием
AC-
Артефакты
неполадками
градиентной
для
неоднородности
Градиент
непостоянный
направлению
исказит
изображение
Обычно
возникает
повреждении
градиентной
неверных
градиент
ным
рис
виде
появления
изображе
полос
Неполадки
градиентной
Появление
изображении
статического
может
наличием
медицинских
устройств
процедурной
являться
результатом
сильного
электромагнитного
выброса
устройства
. 45).
ослабляется
совмещается
направлении
частотного
кодирования
вызванный
При
схеме
регистрации
сигнала
неверными
действиями
каналами
квадратурного
изображении
появляется
квадратурный
Например
если
имеет
преобразование
Фурье
данных
изображения
канал
имеет
больший
чем
другой
изображении
призраки
Артефакты
подвыборки
(Sample Imperfection)
сигнала
направлении
искажением
траекто
пространства
шиммирования
полосой
пропуска
направлении
полосой
пропускания
дать
значительные
сдви
сигнала
фазокодирующем
направлении
При
существенном
различии
амплитуды
фазы
сегментация
может
появление
изобра
жений
призраков
Уменьшить
артефакт
сбора
данных
последующая
коррекция
Проявление
артефакта
Неправильные
действия
оператора
случае
если
выбранная
оператором
область
чем
отображаемая
возникает
артефакт
Тогда
лежащая
проецируется
противопо
сторону
изображения
направлении
кодирования
Это
градиенты
масштабируются
области
сканирования
поэтому
кодируются
фазе
ответствии
положением
фазы
противоположной
изображения
устранения
артефакта
требу
увеличить
область
использовать
преднасыще
нежелательной
увеличить
число
кодирования
Артефакт
виде
серий
границам
резкого
изменения
сигнала
выборкой
высоких
связанной
нечным
числом
шагов
используемым
преобразованием
Фурье
изображения
приводит
сигнала
прямоугольной
матрице
изображения
артефакт
более
заметен
направлении
меньшим
кодирования
изображения
распространяется
Увеличение
шагов
кодирования
интенсивность
Гиббса
Артефакт
перекрытия
срезов
проявляется
областей
изображений
срезов
заложенных
под
углами
рис
. 49).
является
присутствие
ных
спинов
отображаемом
срезе
Если
два
среза
пересекаются
получаемый
уже
насыщенные
изобра
жении
Артефакт
перекрытия
Артефакт
магического
изображениях
ориентированных
углом
молекул
воды
сухожилий
обычно
взаимодействий
дающих
время
основному
маг
дипольные
обнуляются
давая
времени
углах
ориентации
артефакт
появляется
Рис
Артефакт
спектроскопия
Совершенствование
ЯМР
томографов
создание
высокопольных
сис
позволило
клинических
резонансную
спектроскопию
позволяющую
высокой
точностью
измерять
химических
9]. Благодаря
этому
возможность
регионарными
метаболическими
менениями
спектры
имеют
основные
черты
различных
разные
константы
резонанса
число
спектре
показывает
протонов
поглощения
позволяет
рассчитать
спиновое
сдваива
между
нулевыми
спинами
Измерения
химического
сдвига
проводятся
относительно
положения
спектральной
ядра
имеющего
никакого
окружения
невыполнимый
обычно
указываются
относительно
протонов
некоторого
стандартного
вещества
тетраметил
силан
который
расщепляется
протоны
фосфорная
практике
как
используются
вода
соответственно
Эталонный
может
диться
объекта
эталоны
тельны
внешние
эталоны
условия
Значения
положительны
если
энергию
более
высокой
частоте
частота
постоянном
(30)
где
частота
сигнала
исследуемого
образца
частота
сиг
тетраметилсилана
Множитель
масштабирует
численное
значение
удобный
значения
миллионных
ppm.
Диапазоны
химических
сдвигов
каждого
ядер
спектров
составляет
10 ppm,
уже
примерно
Ядра
имеют
диапа
химического
сдвига
диапазон
более
2000 ppm.
Переходные
ядра
металлов
еще
большие
пазоны
экранирования
ядро
диапазон
рый
чрезвычайно
чувствительным
электронных
ных
резонансных
рые
имеют
различные
интенсивности
резонансов
отдель
ные
линии
может
влиять
испытываемое
ядрами
резонансные
часто
взаимодействия
выражается
единицах
константы
сдваивания
измеряемой
герцах
Константы
сдваивания
зави
приложенного
спиновое
взаимодействие
спек
трах
твердых
для
измерения
межатомных
расстояний
Когда
ваются
жидкости
образцы
механизм
спинового
сцепления
применяется
случайные
движения
образца
непрерывно
ориентацию
молекул
приложенном
сцепление
Безопасность
проведении
получение
ЯМР
сигнала
состоит
нескольких
первый
которых
людей
ионизирующее
излучение
существуют
положения
безопасности
необходимо
использования
сильных
полей
магнитных
полей
криогенных
поля
22]. В принципе
может
подвергаться
исследованию
Поскольку
магнитное
может
отрицательно
здоровье
чело
необходимо
23]. Нельзя
допускать
нахож
дение
людей
кардиостимуляторами
ферромагнитными
электронными
имплантами
превышающем
предел
среднее
магнитное
поле
Земли
например
приемника
составляет
аудио
наушниках
метро
Магнитное
действующее
кардиостимулятором
может
кардиостимулятора
очередь
отказ
смерть
Металлические
имплантаты
могут
сместиться
действием
привести
24].
комнату
магнитом
попадать
ферромагнитные
объекты
кислородные
баллоны
искусственной
вентиляции
15].
магнитов
могут
поднимать
большие
ферромагнитные
предметы
отверстие
магнита
ферромагнитных
предметов
магнита
двум
первых
ранить
человека
находящегося
могут
серьезно
магнит
концентрические
криогенные
Дьюара
бражающие
Нельзя
попадания
магнитных
носителей
магнитные
поля
затирают
Положения
United States Food and Drug Administration
(USFDA)
что
поля
которых
превышает
могут
пользоваться
при
клинических
19].
научных
исследований
ограничения
полей
уровне
конечностей
ферромагнитные
медь
свинец
магний
никель
серебро
титан
магнитные
действовать
вызвать
изображений
незначительно
нагреться
время
исследования
Кроме
того
расположения
метал
лических
имплантатов
будут
возникать
наведенные
Невозможно
проведение
клаустрофобии
других
подобных
заболеваний
людей
Сильный
акустический
создаваемый
взаимодействиями
магнитного
создаваемого
импульсами
тока
главным
полем
подчас
превы
шающий
сделать
невозможным
проведение
дования
шума
увеличение
поля
использовании
планарного
быстрых
трехмер
ных
алгоритмов
высокопольных
системы
компенса
акустического
допустимых
значений
используемых
пациента
описывается
поглощенной
дозой
изменения
поля
поглощенного
Поглощенная
показывает
мощность
поглощен
ваттах
килограмм
).
Поскольку
импульсы
используемые
МРТ
поглощаются
тканями
определенных
условиях
висит
мой
импульсной
последовательности
Скорость
изменения
вычисляется
как
ношение
изменения
амплитуды
этого
Быстроменяющиеся
диентные
поля
вызвать
дискомфорт
стимуляцию
периферических
нервов
),
покалывания
13].
томографах
скорость
при
клинических
дованиях
превышает
излучения
(Specific Absorbtion Rate, SAR) -
мощность
массы
тенциальный
нагрев
действием
энергии
необходи
мой
получения
сигнала
. SAR
силой
мощностью
катушки
тела
лях
могут
чем
рекомендовано
обычно
угрожающее
повышение
достигается
даже
сильных
местный
нагрев
тканей
превышает
(1–2,1)°C.
Перспективы
Перспективы
развития
томографии
совершенствованием
данных
Создание
сильных
магнитных
позволяет
повысить
чувствительность
метода
использование
мощных
градиентов
позволяет
сократить
время
снизить
сигнала
спинов
области
материаловедения
твердых
использовать
исследования
новых
материалов
большой
технологической
сте
керамики
полимеров
синтетических
мембран
сверхпроводников
исследования
каталитических
химии
его
подлинности
идентификации
Она
внести
неразрушающее
исследование
механизмов
ответственных
разложение
методы
разрешения
применяются
сложных
различных
экстрактов
Томограммы
продуктов
помидор
лимон
),
развитие
связано
алгоритмов
данных
обра
ботки
применяется
локализации
характеристике
метаболитов
биологических
заболеваний
неразрушающая
процедура
для
идентификации
тканей
16].
химиков
микроскопия
возможно
мощный
инструмент
веществ
молекулярном
уровне
реги
сигналы
изменяются
ядерной
плотности
свойствам
ядерного
окружения
объеме
магнитные
позволяющие
изображения
достигающим
применяется
обнаруже
микродефектов
пластмассовых
трубах
алмазной
локализации
чтобы
процедурах
раскопками
формацию
лучших
обработки
температу
приготовления
sp&#xs20p;ጀsp&#xs11p;℀sp s11;&#xp130;
ГЛАВА
3.
ЭМИССИОННАЯ
ТОМОГРАФИЯ
медицинской
много
времени
прежде
чем
технология
становится
пригодной
практики
Для
изображения
необходимо
тельных
исследований
этапе
сейчас
находится
позитронно
эмиссионная
томография
).
клинической
используется
начала
чие
методов
как
компьютерная
резонансная
томография
получать
только
томических
изменений
ПЭТ
позволяет
проводить
ственный
биохимических
физиологических
17]. Эта информация
часто
позволяет
функциональные
изменения
ные
заболеванием
задолго
появления
менений
частности
ПЭТ
единственный
аппарат
позволяющий
стировать
стадии
3.1.
Историческая
Методика
отображения
является
комбинацией
изобретений
представленных
Нобелевской
премии
период
середины
интерес
радиактивным
дикаторам
был
небольшим
Возможно
стало
открытие
Каменом
Рубеном
более
универсального
эффективного
атома
История
началась
когда
возможность
испускающего
произведенные
при
уничтожении
можно
использовать
для
опи
сания
физиологического
3D
химического
Терпогосян
идею
несмотря
короткое
полураспада
этих
радионуклидов
изучения
регионально
метаболизма
Первый
ПЭТ
появился
Массачусетском
госпитале
месяцев
разработки
конструкции
имел
всего
два
детектора
основе
йодистого
натрия
расположенных
друга
получать
изображения
обнаружении
событий
дисбалансе
Дисбаланс
одноканальных
торов
использовался
создания
изображения
регистрации
бого
между
каналами
детекторов
Разрешение
было
чувствительность
устройства
обнаружить
пространственное
мозга
2]. С середины 1950-ых до начала
радионуклиды
использовались
испускающие
позитрон
попу
исследованиям
горитмы
реконструкции
усовершенствованы
датчики
динамических
исследований
таболизма
человека
технологии
фактора
большинство
метаболических
достаточ
помощью
радионук
несмотря
короткое
время
изотопов
возможна
быстрая
радиоактивная
маркировка
сложных
молекул
проникающее
излучение
возникающее
при
уничтожении
позитронов
показало
можно
ПЭТ
множеством
были
нескольких
исследовательских
представляли
системы
датчиков
единичные
позволило
повысить
чувствительность
тода
получить
двумерное
изображение
следующем
поколении
ПЭТ
размер
датчика
добавлены
дополнительные
позволяю
получать
несколько
разрешением
менее
получать
двумерные
изображения
мозга
третья
координата
обнаруженных
определялась
соответствующего
году
обработки
данных
предложено
пользовать
обратного
проецирования
1970-
неры
стали
коммерческих
Разрабатывались
большим
числом
датчиков
увели
чувствительности
После
исследований
устройство
названное
позитронных
датчиков
располо
женных
для
шестиугольника
давал
высокую
чувствительность
разрешение
менее
сложен
чем
системы
детекторов
Дальнейшее
усовершенствование
ПЭТ
пространственного
детекторов
увеличении
одновременно
коррекции
алгоритмов
реконструкции
изображений
последние
использовалась
преимущественно
учных
исследований
как
находится
стадии
становления
настоящее
время
областями
клинического
менения
являются
онкология
кардиология
неврология
исследования
Любое
исследование
производство
радиоизотопа
маркировка
выбранного
состава
испускающим
лидом
подготовка
состава
пригодной
людей
состава
лаборатории
месту
проведения
исследо
вания
воздействие
радиоактивного
получение
данных
отображение
распределения
активности
позитрона
мени
обработка
интерпретация
Система
производства
основных
частей
ускорителя
биологического
присоединяющего
радиоизотопы
биологическим
молекулам
компьютера
контролирующего
начала
циклотроне
производится
радиоактивное
щество
входящее
естественный
позитронов
Циклотрон
циклический
ускоритель
двух
лых
металлических
дуантов
расположенных
электромагнита
разделеных
Вблизи
антов
располагается
ионов
электрическая
генератором
заряженных
частиц
генерируются
Нить
ложенная
источнике
отрицательный
путем
присоеди
электронов
атому
Схема
движения
частиц
источник
протонов
); 2 –
ускоряемой
частицы
ускоряющие
электроды
); 4 –
генератор
ускоряющего
нитное
перпендикулярно
плоскости
При
попадании
отрицательных
ионов
вакуумную
камеру
приобре
энергию
благодаря
переменному
электрическому
полю
индуцированному
воздействию
2
3
4
ǻдалено
поля
магнитного
поля
генерируемого
электромагни
Когда
отрицательные
ионы
долетают
края
дуанта
зазор
осциллятор
меняет
отталкиваются
ранее
положительно
отрицательно
заряженный
каждым
зазора
энергия
орбиты
частиц
возрастают
частицы
достижении
максимальных
последнем
витке
включается
электрическое
выводящее
отрицательных
ионов
располо
женной
между
ускорителями
мишени
Карусели
состоят
угольных
пластин
которые
отделяют
оба
электрона
ионов
кото
становятся
ионами
протонами
проходят
однако
несмотря
смену
заряда
противоположный
еще
находятся
влиянием
поля
касательной
своей
прежней
центра
направляется
мишени
пластины
имеют
толщину
имеют
службы
порядка
циклотрона
влетает
мишени
путем
ядерной
реакции
преобразует
стабильный
материал
стабильный
радиоизотопы
переносятся
они
присоединяются
соста
которых
теле
проследить
встречающиеся
органических
заменяются
маркированны
химически
биологически
идентичными
оригиналу
маркируе
составы
воображением
исследователей
вре
менем
полураспада
всего
маркируемого
вещества
выступает
системы
производства
включая
управляется
компьютером
выбирает
меню
консоли
управления
требуемый
остальные
цессы
автоматически
проведения
исследования
радиоактивного
рата
внутривенно
вводят
радионуклид
поступает
Спустя
некоторое
концентрация
измеряется
достаточно
чувствительным
обнаруже
небольшого
количества
состава
радиоактивного
вещества
происходит
ложительных
частиц
позитронов
стабилизирующая
положительного
заряда
превращения
протона
нейтрон
проходит
короткое
энергии
перед
столкновением
электроном
окружающей
среды
Происходит
единение
электроном
),
частицы
друг
преобразуется
энергию
приводя
двух
направленных
(180
лучей
фотонов
высокой
каждый
гамма
лучей
Данные
испущенные
результате
аннигиляции
пределы
тела
регистрируются
внешними
детекторами
Регистрируемые
после
лучи
называются
линией
ются
для
определения
локализации
эмитента
торая
зависит
реакции
Когда
лучи
взаимодействуют
кристаллами
сцинтиллятора
тоны
преобразуются
электронными
томографа
трические
сигналы
конвертации
регистрация
происходят
тически
мгновенно
чтобы
можно
сравнивать
события
сцинтилляции
противоположных
детекторов
вдоль
большого
личества
).
Гентри
источник
аттенюации
детекторные
Основным
гентри
внутри
положены
детекторы
рис
21]. Множество детекторов
образует
диаметром
80-100
10-20
Для
внешнего
излучения
наружная
поверхность
кольца
детекторов
имеет
свинцовый
Большинство
сканеров
работать
как
посрезовом
режиме
когда
ядро


Позитрон
Электрон
ǻдалено
коллимация
вольфрамовыми
кольцами
септами
трехмерном
режиме
когда
втягивается
совпадение
регистрируется
всеми
детекторов
Детекторы
самими
важным
компонентами
ПЭТ
случаев
они
похожи
используемые
однофотонном
отображении
большие
кристаллы
соединенные
фотоумножителями
томографах
детекторы
конструктивно
представляют
собой
прямоугольную
кристаллов
блок
плотное
расположение
детекторов
снизить
потери
фотонов
Использование
множества
регистрирующих
кристаллов
оптическую
дисперсию
света
между
Сцинтилляционные
детекторы
рис
используемые
ПЭТ
состоят
сцинтиллятора
умножителя
электронной
детектора
сцинтиллятор
фото
; 3 -
диафрагма
фотоумножителя
делитель
Сцинтиллятором
называют
вещество
благодаря
которому
возникают
флюоресцентные
световые
вспышки
испускании
излучения
бета
лучей
Быстрые
заряженные
частицы
двигаясь
энер
при
столкновении
атомами
энергия
расходуется
возбуждение
Возбуждение
снимается
основном
вещест
частоты
возникающее
люминесцирующих
часть
высвеченной
выйти
среды
люминесценции
может
осуществляться
двумя
путями
возбужденных
энергетических
основное
разрешены
испускание
света
соответствии
временем
обычным
статистическим
законам
основное
возникает
метастабильное
состояние
время
жизни
торого
может
значительно
больше
обычного
денного
состояния
этом
случае
для
испускания
света
система
должна
перейти
высокое
энергетическое
состояние
переход
торого
фосфоресценцией
Основными
характеристиками
являются
конверсионная
эффективность
спектр
излучения
время
высвечивания
эффективность
это
энергии
вспышки
энергии
потерянной
заряженной
сцинтилляторе
висящее
качества
сцинтиллятора
света
испускаемое
сцинтиллятором
характеризуется
световым
выходом
отношением
энергии
числа
фотонов
люминесценции
энергии
потерянной
вспышка
электронного
умножителя
спектральной
чувствительности
лежит
диапазоне
длин
волн
видимого
света
частот
излучае
мых
сцинтиллятором
укладываться
чувствительной
области
ФЭУ
интенсивность
течением
времени
дает
(31)
течение
которого
интенсивность
раз
длительность
называется
временем
сцинтиллятора
Основные
определяются
механизмом
дения
высвечивания
зрения
разделить
известные
сцинтиллирующие
группы
кристаллофосфоры
неорга
кристаллы
, ZnS, NaI),
органические
кристаллы
стильбен
),
11]. В медицине чаще
пользуются
сцинтилляторы
таллиевого
кристалла
активированного
решетке
кристалла
при
ионов
проис
возмущение
энергетических
внешних
электронов
что
водит
образованию
чередующихся
запрещенных
областей
рис
обычных
нижние
энергетические
кристалла
заня
валентная
),
электроны
могут
свободно
перемещаться
проводимости
лучая
энергии
Самая
валентная
наиболее
проводимости
интервалом
несколько
электроны
валентной
проводимости
валентной
электронную
вакансию
обратном
реходе
электронов
проводимости
зону
возникает
чение
характерным
кристалла
излу
чение
Схема
энергетических
неорганическом
кристалле
наличии
примесей
запрещенной
возни
локальные
энергетические
лежащие
вблизи
валентной
эти
уровни
попасть
электроны
движущиеся
зоне
проводимости
переход
люминесцентные
центры
возникает
излучение
волны
кото
рого
поглощения
Таким
образом
примеси
сдвигают
увеличения
длин
волн
интен
Вместе
примеси
кристалличе
решетке
создают
дополнительные
метастабильные
прямой
переход
которых
этих
перейти
зону
проводимости
поглощении
тепловой
энергии
колебаний
Это
приво
замедленному
фосфоресценции
умножитель
ФЭУ
многократ
усилением
основанным
вторичной
ФЭУ
состоит
фотокатода
фокусирующего
устройства
эмиттеров
дино
часто
применяется
сурьмяно
цезиевый
активированный
кислородом
Фотокатод
виде
полупро
слоя
сторону
торцовой
стеклянного
диаметром
Эмиттеры
изготовлены
металла
увеличения
коэффициента
вторичной
среднего
числа
выбиваемых
электроном
эмиттеры
пленкой
вещества
малой
электронов
фокусируются
помощью
электростатического
ляемого
конфигурацией
потенциалов
подачи
напряжения
используется
омических
сопротивлений
концам
напряжение
источника
напряжения
Световые
кванты
падающие
фотоэффект
при
электрическое
фокусируются
диноде
ударах
электронов
эмиттер
вторичная
эмиссия
Выбитые
электроны
коряются
следующем
межэлектродном
промежутке
эмиттер
вызывают
очередь
эмиссию
второго
образом
число
электронов
эмиттера
эмиттеру
лавинообразно
нарастает
Электроны
последнего
эмиттера
собираются
аноде
ножителя
коэффициент
каждом
эмиттере
коэффициент
усиления
, (32)
где
множитель
учитывающий
неполное
электронов
токатода
первый
эмиттер
число
эмиттеров
коэффициента
вторичной
эмиссии
прямопропорционально
напряжения
области
больших
пряжений
имеет
вид
(33)
где
напряжение
приложенное
между
пропорциональное
напряжению
делителе
постоянные
ределяемые
свойствами
материала
поверхности
усиления
имеет
вид
(34)
Поскольку
вторичной
зависит
дающих
ФЭУ
линейный
прибор
приносимый
лавиной
первичных
электронов
собираемых
фотокатода
следовательно
интенсивности
вспышки
Если
достаточно
велики
может
нарушаться
жения
поля
пространственным
области
последних
теров
счет
изменения
эмиттеров
Оба
вызывают
дефокусировку
нарушают
линейность
которую
полностью
устранить
нельзя
линейности
данном
случае
способствует
только
увеличение
разности
потенциалов
меж
последними
эмиттерами
особенно
предыдущим
дино
дом
ФЭУ
предъявляется
линейности
широком
интенсивности
световых
накладывает
ограничение
величину
усиления
причиной
ограничения
может
явиться
резкое
возрастание
шумов
сцинтилляционном
сцинтиллятора
приводит
эмиссии
фотокатода
сотен
полезные
сигналы
чине
несколько
превышают
сканерах
используют
манат
висмута
который
света
имеет
время
Один
содержит
кристал
лов
четыре
фотоумножителя
кристалл
имеет
сечение
3.3
Электронная
система
регистрирует
электрического
тока
световая
Сцинтилляционные
детекторы
позволяют
регистрировать
все
причем
отличие
газоразрядных
счетчиков
фективность
регистрации
высокоэнергетичных
квантов
детекторах
(50
временная
разрешающая
способность
использовать
детекторы
скоростях
счета
проводить
измерения
интервалов
вплоть
десятых
детек
производители
учитывают
свойства
как
аттенюации
эффективность
обнаружения
плотность
яркость
время
вос
становления
Реконструкция
Реконструкция
изображений
производится
путем
лученных
расположенными
виде
колец
одновременно
пятнадцати
изображения
базируется
обнаружении
совпа
лучей
течение
между
двумя
датчиками
противоположных
сторонах
сканера
Каждый
может
режиме
совпадений
множеством
расположенных
напротив
детекторов
соединяющая
детек
проходит
реконструкции
изображе
образом
существует
возможность
определения
нескольких
расходящийся
пучок
происходит
объема
датчиками
может
обнаружен
один
случай
отклоняется
удовлетворяющий
условию
Одновременное
обнаружение
представления
однородной
Совпадающие
обеспечение
томографа
получает
событиях
сов
падения
зарегистрированных
угловых
положениях
количест
суммирование
которых
двумерную
картину
Распределение


sp&#xs20p;ጀ
топа
Подобно
отображение
косвенное
производится
помощью
компьютерной
реконструкции
изображений
8]. Для реконструк
изображения
необходимо
распределение
изотопа
внутри
отображаемого
объекта
обозначить
коэффициент
аттенюации
тела
интенсивность
регистрируемая
детекто
вдоль
прямой
помощью
выражения
(35)
где
отрезок
вдоль
участок
между
детекто
Коэффициент
аттенюации
щения
измеряемому
обычной
компьютерной
томографии
Поскольку
источник
противоположно
ные
частицы
излучение
обоих
направлениях
измеряется
выражение
можно
переписать
(36)
где
разделенной
точкой
Поскольку
выражение
(37)
Поскольку
измерений
тематической
задачей
ПЭТ
является
определение
функции
известным
линейным
интегралам
математическая
задача
даче
компьютерной
томографии
рассмотренной
Отличительной
особенностью
ПЭТ
изображений
является
представ
ление
цветной
каждого
пиксела
концентрации
изотопа
соответствующей
создает
более
наглядную
обеспечение
ПЭТ
клинике
характери
стики
производительность
аппаратного
программного
обеспечения
цифровой
обработки
отличающегося
используемых
Разрешающая
способность
лансирована
изображений
системы
большинства
систем
приемлемым
ляется
всем
пространственным
направлени
позволяющее
реконструировать
разрешением
имеют
показатель
расстояния
дискретизации
равный
пространственным
направлениям
Относительно
дискретизация
пригодными
способность
показателей
системы
Часто
требуется
подготовить
томограф
следующему
исследованию
реконструировать
обработать
данные
напечатать
заархивиро
данные
Система
должна
проводить
режимах
статические
синхронизированные
прямолинейные
исследования
обзора
сканеров
позволять
проводить
как
исследова
органов
всего
таких
равно
Аксиальное
обзора
томографов
ограни
чивается
приблизительно
накладывает
некоторые
ограничения
исследования
желательно
повысить
исследований
детекторы
вносят
существенный
стоимость
томографа
возникает
приемлемой
стоимости
Современные
колец
суммарно
поперечную
составляет
при
близительно
всем
направлениям
дискретизацией
проводить
изменений
детекторов
Клинический
ПЭТ
должен
поддерживать
широкий
диапазон
ростей
счета
существенных
потерь
способности
нейности
большинстве
вводимая
требует
предельных
счета
кардиоисследованиях
вводимая
актив
может
высоких
счета
приводит
простоям
аппаратуры
Большинство
имеют
коррекции
простоя
обеспечивая
реакцию
вводимую
тивность
при
высоких
скоростях
счета
могут
происходить
наложения
событий
клинической
ПЭТ
является
необходимость
эффективном
обеспечении
отвечающим
цифровую
обработку
завершения
информации
программное
обеспечение
должно
позволять
формировать
предварительные
изображения
Конечные
изображения
при
стандартных
должны
готовы
течение
одного
часа
окончания
что
максимальной
автоматизации
процесса
данных
проведенных
необходима
мощность
установки
дополнительных
наличие
единой
для
обмена
между
Артефакты
изображений
Источники
артефактов
разделить
основные
аппа
обеспечение
система
информации
система
цифровой
ботки
артефакты
аппаратных
встречается
детекторов
сортировки
факт
вызванный
обусловлен
отказом
ножителя
связанного
кристаллами
сцинтиллятора
создает
изображе
пучку
совпадений
детекторы
. 58).
Интенсивность
артефакта
количества
детекторов
одном
чем
больше
менее
. 58.
Отказ
детектора
детекторными
системами
сцинтилляторов
связаны
группой
),
отказ
одного
фотоумножителя
затронет
каналов
изо
будет
более
детектора
нограмме
отказ
отобразится
виде
широкой
наклонной
личии
отказа
одного
детектора
детекторного
модуля
приведет
появлению
отображаемых
плоскостях
Детекторы
обычно
группируются
кассеты
данных
детекторов
корзины
обычно
управляет
контрол
Отказ
затронет
виде
полосы
изображениях
данный
тефакт
менее
выпадением
одного
наложением
нескольких
волнообразных
веерных
друга
После
регистрации
события
совпадения
гистограммной
памяти
Ошибки
здесь
когда
одна
более
ячейки
обнуляются
правильным
образом
заполнены
ошибочным
числом
событий
артефакт
бражается
множества
горячих
После
реконструк
данных
пятна
преобразуются
одиночные
бражении
Этот
убрать
вручную
путем
удаления
синограммы
повторной
реконструкции
данных
Один
способов
проверки
функциональности
пробный
данных
щающимся
плоскости
проверка
обычно
позволяет
обнаружить
неисправно
проверки
качества
аппаратного
обеспечения
цифровой
обработки
напоминает
кольцевые
артефакты
присутствующие
системах
вращающимися
текторными
модулями
детекторов
неисправны
Однако
ПЭТ
детектора
дает
веерообразный
артефакт
Если
сортировке
аппаратных
синограммах
Артефакты
сбора
данных
Артефакты
данных
время
сбора
обычно
движений
пациента
Они
проявляться
простой
разрешении
формы
быть
патологические
изменения
Артефакты
вызванные
движениями
пациента
потере
пространственного
разрешения
Последствия
движений
пациента
снижены
путем
данных
После
проведения
динамические
изображения
просматрива
режиме
движения
пациент
время
сбора
Если
пациент
суммирования
формирования
конечных
изображений
кадры
пациент
правильно
При
суммировании
только
исследования
разрешение
изображений
Артефакты
вызванные
самим
гентри
отражаются
изображениях
полос
веерообразные
артефакты
вызванные
детектора
Однако
синограмма
говорит
детектора
очень
высокой
интен
сивностью
может
быть
катетере
инъекции
остался
радиофармпрепарат
изменить
изображения
заме
тить
полосы
области
высокой
интенсивности
Артефакты
вызванные
устранения
артефакта
маскировке
грамме
высокой
интенсивности
реконструкции
количествен
изображении
будет
потеряна
Артефакты
обработки
обычно
появляются
при
использовании
введении
вильных
параметров
обработки
данных
неослабленная
коррекция
ный
реконструкции
.).
как
обработка
мини
мального
оператором
встречают
. 60).
цилиндр
неточного
смещения
Один
обработки
существенного
взаимодействия
эллипса
использовании
кор
ослабления
исследованиях
Расчет
производится
аккуратно
чтобы
артефакты
Другим
артефактом
алгоритма
являет
диаметр
эллипса
Данный
артефакт
оставляет
однородность
уровне
отмечаются
коррекции
границ
Если
неправильный
ослабления
бранного
эллипса
небольшую
недооценку
переоцен
Радионуклиды
Радиоизотопы
используемые
других
подобных
исследованиях
производятся
помощью
ускорителя
называемого
циклотроном
используемые
испускающие
позитроны
имеют
время
полураспада
энергию
радиоизотопами
используемыми
биомедицинских
исследованиях
используемые
клинических
исследованиях
углерод
C,
азот
кислород
поскольку
почти
человека
Все
имеют
короткий
позволяет
вводить
пациенту
большие
лучевым
воздействием
неоднократно
проводить
Радиоизотопы
ПЭТ
Изотоп
Период
полураспада
Средняя
кинетическая
энергия
20,4 0,385
N 10,0 0,491
O 2,0 0,735
F 109,8 0,242
Ga 68,3 0,783
Rb 1,25 1,32
часто
применяется
которые
используется
кировки
гидроксильную
метаболизмом
организме
вводи
естественный
метабо
глюкозы
ФДГ
поглощается
тканями
использующими
глюкозу
точник
злокачественными
метастазами
клетками
мио
карда
нервными
использует
исключи
источник
энергии
когда
поступает
клетки
мозга
регист
рируемое
изображение
показывает
топографическую
поглощения
различными
участками
Злокачественные
используют
больше
такие
исследования
особен
обнаружении
определения
стадии
Изотопы
короткий
период
ограничения
использование
требует
близкого
расположения
короткое
время
было
создания
частиц
штат
ядерных
изотопов
нет
они
месту
проведения
исследования
быстро
главным
образом
множества
новых
радиоак
тивных
индикаторов
доступных
исследований
человека
Системы
универсальны
позитронных
лучателей
отличает
достоверность
диагностических
результатов
которая
достигается
использованием
поправок
нормализацию
мертвое
время
счетчика
затухание
рассеяние
распад
качественной
личественной
обработкой
информации
просты
стандартные
протоколы
автоматизированный
контроль
качества
сканеры
позволяют
параллельно
обрабатывать
что
существенно
повы
шает
способность
Поскольку
период
полураспада
радиоизотопов
лучевое
чрезвычайно
нормальные
процессы
тела
позво
ляет
необходимости
исследования
Изображения
получаемые
всего
соответст
вии
шкалой
результаты
ными
Например
здоровая
ткань
для
пополнения
радиоактивной
ственная
потребляет
глюкозы
здоровая
более
нормальная
ткань
Конструкция
современных
сканеров
исследо
вания
головного
мозга
внутренних
что
важно
для
раннего
обнаружения
злокачественных
Одним
получения
правильной
картины
распределения
изо
топа
отсутствие
перераспределения
проведении
сканиро
вания
случаев
может
если
химиче
ский
нарушен
Например
диабетиков
может
послужить
высокое
сахара
или
крови
использования
ограничиваются
дороговизной
графов
необходимостью
размещения
вблизи
циклотрона
Создание
вых
радиофармпрепаратов
период
несколько
часов
позволяет
Кроме
рубидия
полураспада
получить
используя
создается
помощью
институте
ядерных
Москва
генератора
позволяет
проводить
следования
высокой
чувствительностью
Ценность
при
проведении
другими
МРТ
недавно
появились
диагностические
сканеры
позволяют
исследовании
получать
нальную
совме
изображений
Кроме
данные
ваться
коррекции
аттенюации
изображений
исследования
30%-40%.
преимущества
делают
методом
обычное
исследование
Недостатком
тода
является
возникновение
артефактов
количественных
изображениях
29]. На-пример, использование
контратирующих
веществ
наличие
металлических
имплантов
может
привести
переоценки
активности
Дыхание
данных
исследований
данных
артефактам
представляет
компьютерный
размещенные
одном
обычно
расположен
перед
блоком
ПЭТ
имеют
апертуру
гентри
ширину
использоваться
как
так
независимо
друг
друга
жет
быть
пошаговым
спиральным
режимами
данных
различными
скоростями
вращения
ПЭТ
может
трехмерном
режимах
этапом
данных
является
базового
изображе
задания
границ
области
бражения
напряжении
100-140
различных
тока
зависимости
Затем
автоматически
переме
ПЭТ
позиционируется
анатомическое
положение
данных
этапе
занимает
затем
ПЭТ
конструируются
коррекции
аттенюацию
изображениям
Полученные
изображения
имеют
изображения
матрицу
Одновременное
исследования
улучшения
качества
изображения
определения
пространственной
образований
медицинскую
технику
зывает
увеличение
ПЭТ
последние
всего
данного
метода
производители
медицинского
диагностического
разработали
выпускают
позитронно
эмиссионный
бинированные
компьютерными
томографами
применения
медицине
ПЭТ
используется
различных
медицины
26].
Около
исследований
проводится
области
логии
позволяют
дифференцировать
злокачественные
доброкачест
венные
образования
степень
распространения
опухолей
ствительностью
близкой
Исследования
всего
минут
позволяют
метастазы
имеет
альтернативы
при
ранней
через
недели
результатов
миотерапии
ПЭТ
позволяет
получать
кровоснабжении
миокарда
метаболических
процессов
оценить
болезни
коронарной
эффективность
лечения
Для
следований
используются
ультракороткоживущие
изотопы
).
Данные
планировании
аортокоронарного
шунтирования
неврологии
используется
обнаружения
неврологических
лезней
включая
эпилепсию
дифференциации
психических
леваний
ПЭТ
кровообращении
мозга
кислорода
глюкозы
отображает
другие
процессы
ПЭТ
используется
измерения
метаболизма
единственного
источника
Примерно
через
минут
после
внутривенного
введения
глюкозы
чаще
поступает
равновесия
распределение
Подобные
проводятся
болезней
Почки
отличают
высокий
уровень
метаболизма
поток
регистрируемое
изображение
имеет
соотношение
Также
ПЭТ
используется
мозга
лежащих
человеческого
исследования
организации
внимания
эмоций
творчества
общего
интеллекта
способности
ориентироваться
всех
аспектов
деятельности
которые
настолько
неповторимым
сложным
Исследования
проводятся
путɺм
измерения
потока
крови
мозге
Предполагается
что
увеличение
крови
деятель
ностью
активации
O)
требуется
минут
после
чего
можно
измерить
кодируемых
цветом
изображений
видеть
активизиро
время
действий
Например
когда
человек
говорит
правое
светится
научных
центров
ПЭТ
проводят
действие
организм
Необходимость
повышения
качества
развитие
технологий
отказ
крупнейших
производителей
традиционных
технологий
пользу
разработки
развития
высокоинформативных
Современные
изображения
цифровом
позволяет
выполнять
достаточно
сложную
компьютерную
например
наложение
бражений
диагностических
устройств
интегрировать
производить
электронный
между
дениями
Однако
электронной
передачи
данных
интеграции
устройств
единую
связана
возможной
несовместимо
аппаратных
программные
производителей
46].
всегда
удается
совместить
одной
изготовителя
поскольку
времени
модели
встраиваемых
компьюте
версии
системного
прикладного
программного
форматы
хранения
передачи
медицинских
данных
Развитие
компьютерных
технологий
медицине
необходимость
единых
международных
обмена
медицинскими
разных
поэтому
сущест
вует
множество
различных
: ASTM, ASC X12,
IEEE/MEDIX, NCPDP, HL7, DICOM
Как
правило
стандарты
носят
комитетов
прочих
некоммерческих
организаций
разработке
имеет
некоторую
специализа
занимается
стандартами
обмена
электрон
документами
, ASTM E31.11 -
стандартами
обмена
данными
лабора
обмена
медицинскими
данными
("MEDIX"), ACR/NEMA DICOM -
обменом
бражений
серьезные
развивающиеся
находят
программно
поддержку
производителей
техники
вопросы
медицинскими
данными
достаточно
Например
США
национальным
институтом
стандартов
был
жден
национальный
стандарт
обмена
медицинскими
электрон
виде
HL7 (Health Level 7).
была
разработана
году
Основная
обмена
данными
медицинскими
компьютер
исключающей
или
значительно
снижающей
разработки
реализации
специализированных
интерфейсов
бующихся
отсутствии
единого
стандарта
Также
является
электронный
обмен
информацией
широкого
спектра
коммуникационных
включая
менее
полные
сравнению
Так
HL7
стандартизирует
обмен
данными
мающиеся
этим
обменом
методы
применения
различных
дениях
могут
существенно
отличаться
дистанционная
передача
графических
изображений
линиям
связи
поддерживаемому
большинством
производите
лей
DICOM 3.0,
выполняющему
функцию
стандартизации
разнообразной
медицинской
графической
информации
переводящему
аналоговое
изображение
цифровое
Другим
интенсивно
развивающимся
медицинским
DICOM,
описывающий
паспортные
данные
пациента
последующей
медицинской
интерпретации
изображения
настоящее
является
основным
коммуникационным
стандартом
другие
стандарты
например
формат
DICOM
передачи
изображений
4.1.
История
разработки
стандарта
DICOM
началась
начале
годов
когда
блема
интеграции
сложных
диагностики
Американским
Колледжем
Радиоло
гии
(American College
Национальной
производителей
электронного
оборудования
(NEMA) C
объ
единенный
комитет
входила
разработка
стандарта
печивающего
передачу
цифровых
медицинских
изображений
зависящую
производителей
диагностического
оборудования
способствующую
передачи
изображений
(PACS),
обеспечению
взаимодействия
автоматизированными
информационными
системами
данных
содержащих
диагностическую
информацию
получаемую
друг
DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine,
Цифровые
изо
обмен
индустриальный
стандарт
изображений
медицинской
информации
компьютерами
опирающийся
Open System Interconnection
разработанный
Международной
Организацией
Стандартизации
(International Standards Organization).
Первая
вторая
развития
демострации
электронным
Радиологического
Америки
дискеты
Появившись
корпоративный
, DICOM
факто
дование
крупнейших
радиологического
оборудования
большинство
национальными
организа
стандартам
Европе
Трудности
передачи
медицинского
изображения
необходимо
стью
снимка
достаточно
подробные
сведения
виях
которых
сделан
также
сведения
положении
момент
получения
приходится
вать
изображения
полученные
разное
время
разных
условиях
Формализация
подобных
представляет
собой
сложную
задачу
постановка
целей
использования
указанных
Именно
формализация
описания
условий
получения
хранения
изображений
сведений
пациента
является
разработки
стандартов
электронной
медицинских
изображений
Стандарт
термин
изображение
",
которое
представляет
собой
элемент
серии
изображений
одного
пациента
Кроме
элементарного
компонентами
сложного
могут
быть
несколько
например
задающих
обзорном
снимке
наложений
растровых
исследования
фамилией
врача
.),
преобразования
изображения
DICOM
которых
DICOM 3.0
представлены
Введение
Описываются
история
разработки
стандарта
назначе
структура
Соответствие
стандарту
Указываются
структура
сертификата
ветствия
стандарту
критерии
диагностического
оборудо
вания
стандартом
DICOM.
информационных
Предлагается
модель
реального
описывающая
взаимоотношения
между
нормализованными
объектами
пациент
устройство
составными
иссле
дования
изображения
наследующими
некоторые
атрибуты
зованных
Спецификации
операций
Специфицируются
операций
выполняться
над
информационными
объекта
понятие
операция
SOP (service-object pair).
чики
исходили
операции
объекту
ограничено
поэтому
опи
сании
классов
SOP.
класса
выделяются
стандартные
объектов
цифровой
изображений
Хранение
наложений
таблицы
пикселов
Аналогич
пары
оперяции
Запрос
извлечение
семантика
данных
Описываются
используемые
данных
системы
дру
гую
форматы
передачи
изображений
уплотненных
изображений
передачи
использовании
горитмов
JPEG.
специфицируемые
стандарте
алгоритмы
уплотнения
Словарь
данных
Приводится
список
элементов
данных
санных
стандарте
Каждый
элемент
идентифицируется
парой
целых
например
пара
идентифицирует
момент
идентификатора
приводятся
имя
элемента
характери
стика
символов
число
элемента
сообщениями
команд
протокола
мена
сообщениями
Изложение
существенно
ветствующие
взаимодействия
открытых
ISO 8649).
обмена
сообщениями
сетевых
Определяются
необходимые
компоненты
сообщениями
сетевых
использующих
протокол
Обеспечение
сообщениями
прямой
Приводится
подробное
прямого
взаимодействия
двух
назначение
каждой
ножки
контактного
передаваемых
характеристики
разработки
утверждения
стандарта
Носители
данных
файлов
Описываются
теоретические
основы
медицинских
изображений
носителях
данных
характеристики
данных
внешних
носите
требования
которые
храниться
носителях
описания
клиническую
направленность
Форматы
носителей
данных
Специфи
различные
носители
данных
которые
использоваться
хранения
медицинских
изображений
например
компакт
магнитооптические
диски
.).
Управление
выводом
печатающие
устройства
соеди
нении
Описываются
протоколы
операции
необходимые
для
вывода
бражения
печатающее
устройство
осуществляется
системой
исполнителем
напрямую
соединенной
системой
инициатором
вывода
Структура
DICOM
файла
значение
имеет
обрабатываемых
изображений
планируется
использование
ных
кругом
получателей
обработка
результатов
пользоваться
форматом
передачи
данных
опи
санным
международном
стандарте
DICOM [
7].
одно
изображение
DICOM
является
слож
ной
данных
себя
непосредственно
изображений
сопутствующую
как
данные
оборудовании
проведен
ного
исследования
параметры
описание
серии
координат
изображением
атрибуты
определяющие
изображение
стово
элементы
комментарии
выполняемые
меди
цинским
персоналом
описывающие
над
ченными
Подробное
описание
любого
файла
приведено
стандарта
Отдельный
DICOM
файл
содержит
заголовок
который
хранит
имени
пациента
исследования
изображения
так
все
данные
изображения
могут
содержать
информацию
измерениях
).
отличие
популярного
формата
Analyze,
кото
рый
данные
изображения
файле
(*.img)
заголовка
другом
файле
различие
между
DICOM
данные
DICOM
изображения
могут
размера
изображения
используя
методы
потерей
ных
JPEG,
так
формат
потерь
Run-
который
является
идентичным
мому
изображениях
формата
Первые
файла
используются
DICOM
заголовка
который
изображения
сохраняет
другую
информацию
исследовании
Размер
заголовка
изменяется
зависи
мости
сохраненной
информации
Данные
изобра
жения
информацией
заголовка
Заметим
первые
байт
файле
используются
запол
нолями
символы
'D', 'I', 'C', '
Далее
деленным
образом
сгруппированная
информация
заголовка
занимающая
заголовке
данные
модальности
устройства
его
производителе
фотометрическая
информация
версия
обес
условия
исследований
параметры
количество
ментов
изображения
данных
Любой
DICOM-
файл
имеет
идентификационный
номер
санный
заголовке
номер
восьми
нент
восьми
работать
данными
режиме
иерархической
необходимых
элементов
заголовка
изображения
является
нарушением
может
привести
неверной
диагностической
интерпретации
данных
Большинство
грамм
DICOM
формата
проверяет
извлекая
только
информацию
заголовка
которая
описывает
размер
изобра
жения
Стандарт
предшествовал
очень
похожа
Главное
различие
NEMA
байтового
буфера
префикса
'DICM'.
элемент
определяющий
передачи
изображения
показывая
данные
сжаты
Многие
программы
только
несжатыми
данными
изображения
обычной
JPEG
схемой
потеря
теряется
часть
высокочастотной
информации
потерь
которая
применяется
медицинского
отображения
это
оригинал
Huffman JPEG
потерь
поздний
тивный
алгоритм
JPEG-LS).
коды
описаны
части
DICOM
Синтаксис
передачи
говорит
порядке
байта
наборе
Различные
компьютеры
хранят
для
некоторых
данных
возможно
требуется
изменить
соот
компьютером
большинства
используемая
фотометрическая
интерпре
монохромна
обычно
изображенная
этим
изображениям
метрическую
интерпретацию
'MONOCHROME1' (
малые
значения
большие
значения
dim)
'MONOCHROME2' (
значения
большие
значения
яркие
Однако
целый
медицинских
изображений
позитронно
эмиссионные
томограммы
они
описываются
различными
фотометрическими
интерпретациями
палитра
, RGB, CMYK, YBR,
Некоторые
изображе
каждом
пикселе
красный
зеленый
как
палитровые
изображения
хранят
Каждое
изображение
хранит
уровней
уровней
некоторые
сканеры
сохраняют
данные
разрешении
что
изображе
пикселе
битах
может
потенциально
миллионов
цветов
).
окна
окна
яркость
медицинском
отображении
говорят
окна
(window
level, L)
окна
(window width, W)
изображения
называют
центральное
интенсивно
стей
пикселей
изображения
правило
умолчанию
некоторое
интенсивности
для
всего
обрабатываемого
набора
данных
изображения
окна
позволяет
задавать
диапазон
интенсивностей
пикселов
изображения
относительно
уровня
пикселам
сивность
которых
меньше
нижней
границы
присваивается
нулевой
черные
изображении
ность
которых
присваивается
максимальноя
тенсивность
изображении
Выбор
окна
позволяет
растя
изображения
полный
диапазон
Изменение
меняет
контрастность
изображения
измене
особенно
рентгена
компьютерных
эмиссионных
томографов
калиброванные
интенсивности
позволяет
использо
вать
определенную
пару
L/W
каждого
изображения
пьютерной
легких
используют
окно
-500 HU
шириной
исследовании
костной
задаю
окно
время
просмотра
изображений
печении
наиболее
оптимальным
150 HU.
магнитно
относите
лен
конкретного
исследуемого
объекта
изображения
Поэтому
ширина
одного
вероятно
подойдут
другого
протокола
исследования
или
гого
аппарата
Информационные
технологии
активно
внедряются
различные
ления
инструментом
руках
врачей
медицине
сегодня
разнопланова
насколько
разнообразна
медицина
можно
уверенностью
просто
дополняют
медицину
качественный
4.4.
Подходы
диагностического
оборудования
технологии
имеют
преимуществ
сравнению
традиционными
методами
ведения
использованием
при
изображениями
мультимодальное
3D
совмещение
изображений
обработка
пациенте
специалистам
изображений
экономию
материалов
времени
также
площадей
отводимых
Интеграция
устройств
медицинской
визуализации
инфор
мационные
системы
оказывается
затруднительной
большая
часть
нашей
программное
обеспечение
таких
Облегчить
задачу
исполь
DICOM
при
изображений
сообщений
DICOM
позволяет
вычленить
изображение
информацию
работчик
может
простой
задачи
приема
изображений
передаваемых
данных
напри
мер
рентгеновских
снимков
при
применять
свою
для
сообщений
пропуская
дополнительную
информацию
Этим
подходом
вос
пользовались
Федеральное
агентство
Optiware).
программу
модулями
обеспечивающими
обработку
информации
иметь
что
интерпретации
снимков
одного
мация
условиях
проведения
исследований
описанная
стандарте
немедленно
востребована
врачами
поскольку
она
гораздо
важнее
последующей
автоматизированной
исследований
проводимой
методическими
целями
Существуют
разные
способы
решения
интеграции
устройств
35]. Например
Siemens
агностическим
устройствам
предлагает
систему
перехвата
изображений
входе
видеомониторов
компьютеров
диагностических
Затем
изображения
могут
быть
помощью
предлагаемого
программного
обеспечения
напечатаны
или
переданы
компьютерной
дешевле
описанного
относительно
легко
подключать
диагностическим
устройствам
разных
Однако
при
этом
обеспечиваются
автоматическое
получение
пере
дача
условиях
получения
изображений
своих
технических
решениях
ТАНА
ориентируется
основном
компью
теры
Silicon Graphics,
решения
компьюте
Pentium.
Третий
подход
германская
разработавшая
программный
котором
получе
передачу
медицинских
изображений
стандарте
Ссылки
DICOM
делают
поставщики
пакетов
например
Line Imaging,
предлагающая
пакет
WinRad
российская
Феде
медицинское
агентство
пакетов
скромные
требования
используемым
компьютерам
Интеграция
обработки
медицинских
изображений
ческих
систем
Создание
современной
медицинской
информационной
системы
рассчи
автоматизированных
рабочих
мест
представляет
многоплановую
задачу
включающую
построение
необходимой
инфраструктуры
данных
установку
средств
вычислительной
сис
темного
программного
обеспечения
модернизацию
разработку
прикладного
программ
ного
обеспечения
обучение
персонала
вычислительных
центров
обеспечение
информационной
системы
обеспечение
эксплуатации
внедренной
большинстве
случаев
клиническая
информационная
КИС
ориентирована
прием
хранение
обработку
текстовых
медицинских
Функции
обработки
медицинских
изображений
реализу
отдельными
специализированными
плексами
взаимодействующими
Медицинские
изображения
основных
класса
изображения
кардиограммы
диагностики
растровые
например
рентгенограммы
),
харак
для
лучевой
диагностики
Линейные
нередко
переда
соответствующей
специализированной
системы
клиническую
формационную
систему
Передача
изображений
клиническую
систему
чаще
всего
практикуется
Для
просмотра
обработки
клиницисты
получают
возможность
непосредственного
соединения
компьютерной
сети
настоящее
комплексная
растровых
медицинских
бражений
осуществляется
системами
интеграции
лучевой
диагностики
(Computer Integrated Radiology
СИЛД
являющимися
понентами
медицинской
информационной
нее
термин
системы
медицинских
изображений
PACS (Picture Archiving and Communication System) -
техниче
часть
СИЛД
позволяют
единое
промежуточные
так
окончательные
исследований
позволяющих
реконструировать
изображения
полученные
помощью
устройств
визуализации
повышает
эффективность
исследований
обеспечивает
экономию
материалов
улучшение
качества
диагностики
взаимодействия
При
дании
СИЛД
используются
наиболее
современные
вычислитель
ной
техники
телекоммуникации
включая
высокоскоростные
глобальные
вычислительные
сети
базе
технологий
Постановка
завершению
вся
необходимая
для
описания
нахо
электронной
пациента
включает
изображения
данного
исследования
изображения
предшествующих
изображения
полученные
предшествующих
исследованиях
учреждениях
),
тексты
описаний
заключений
разработке
большое
уделяется
представле
СИЛД
так
называемые
диагностические
станции
которые
дополнительные
функции
просмотра
линейную
нелинейную
градаций
цветовую
наложение
изображений
дру
Стоимость
диагностической
станции
достигать
изображения
вводит
тест
заключения
рекомендаций
КИС
систему
отделения
Верификация
диагноза
верификации
диагноза
врачу
доступна
представленная
заключений
Завершение
После
постановки
верифи
электронная
папка
изображениями
текстами
отправляет
просмотровых
станциях
установленных
кабинетах
данных
оптические
карточки
пациентов
другие
сменные
данных
Включает
съем
данных
диагности
ческих
устройств
сохранение
Многие
производители
оборудования
используют
собственные
форматы
изображений
4.6. PACS-
Цифровая
форма
современными
устройствами
интегрировать
больничную
компью
терную
Несмотря
большие
первичные
затраты
архивации
передачи
изображений
(Picture archiving and communication system, PACS),
быстро
внедряются
крупных
Эти
обеспечивают
большого
количества
информации
рый
эффективную
информации
помощью
PACS
бые
графические
изображения
подвергаются
перекодировке
совместимо
сти
становятся
пригодными
компьютерной
обычно
диагностических
воспроизводятся
техноло
гии
свойственной
каждому
Компьютерные
изображений
обладают
целым
рядом
сравнению
пленочными
технологиями
32]:
1)
объединяют
все
цифровые
диагностические
устройства
автоматизированные
рабочие
врачей
единую
повышает
качество
диагностики
2)
доступ
различных
специалистов
данных
позволяет
проводить
обработку
анализ
изображений
удале
спектра
создание
изображений
чать
данные
описание
исследований
что
лиз
данных
3)
доступа
изображениям
обеспечивается
новременная
работа
повы
шается
пропускная
способность
медицинских
улучшается
ство
счет
применения
технологий
обеспечива
ется
снимков
система
подсистемы
изображений
базы
данных
сервера
компьютерной
данных
рабочих
станций
обработки
изображений
входит
различных
устройств
диагностические
просмотровые
станции
компьютеры
оцифровки
рентгеновских
снимков
устройства
диагностических
устройств
скоростную
вычислительную
ЛВС
31]. Диагностические
составления
диагностиче
ских
заключений
специализированной
обработке
изображений
вило
высокопроизводительный
компьютер
видеоадаптером
обеспечивающим
одновременное
специализирован
ных
мониторов
мониторов
предъявляются
определен
ные
размер
разрешающая
способность
контрастность
развертки
которые
исследования
Компоненты
PACS
используются
верификации
консультантом
при
назначении
лечения
врачом
специалистом
правило
используются
компьютеры
средней
производительности
одним
или
двумя
мониторами
27].
станции
получить
доступ
изображениям
вместе
составленными
токолами
заключений
используются
оцифровки
рентге
снимаемых
ультразвуковых
аппара
Программное
обеспечение
современных
просмотровых
электронную
копию
результатов
различных
носителях
(CD, DVD),
также
записывать
программу
для
просмотра
любом
персональном
компьютере
Специализированные
для
оцифровки
рассчитаны
большие
размеры
Сканеры
подключаться
агностической
или
непосредственно
ЛВС
способность
точек
зато
обеспечивают
сканирование
изображений
большим
Электронный
изображений
высокопроизводительного
компьютера
сервера
архива
оперативной
архивной
подсистемы
длительного
хранения
данных
специализированного
обеспечения
Оперативный
как
выполняется
базе
скоростных
винчестеров
имеющих
зеркальную
обеспе
чивает
быстрый
изображениям
полученным
течение
последних
2-8
извлеченным
архива
для
ведения
текущих
49].
Ȭмкость
такой
подсистемы
Гбайт
среднее
время
доступа
5-10
Архивная
дисковая
подсистема
базе
роботизированной
библиотеки
сменных
магнито
дисков
имеет
объем
даже
самой
большой
года
бесплɺночной
устройствам
относятся
современные
офисные
лазерные
принтеры
выводить
бумагу
монохромные
цветные
изо
лазерные
мультиформатные
позволяющие
печатать
снимки
рентгеновской
пленке
случаев
изображений
внешнюю
использование
Это
что
диагностических
сконструирован
чтобы
было
пользоваться
номно
вне
зависимости
наличия
отделении
системы
PACS.
этого
комплект
входила
графическая
позволяю
щая
задавать
параметры
обрабатывать
результаты
граммное
обеспечение
способы
хранения
специфично
каждой
конкретной
модели
обеспечивают
считывание
данных
другую
систему
ется
два
подхода
созданию
захват
изображения
монитора
извлечение
результатов
исследования
непосредственно
преобразование
форму
под
более
данных
памяти
Локальная
вычислительна
значительной
вано
общей
магистральная
часть
ЛВС
выполнялась
кольца
FDDI
скоростью
данных
Мбит
использоваться
магистраль
ATM (155
).
Сейчас
установках
используется
магистраль
Разработка
передачи
изображений
способствовала
развитию
годы
телемедицины
нового
информационного
использующего
телекоммуникационные
для
обеспе
находящихся
расстоянии
друга
необходимой
медицинской
информацией
Потребность
телекоммуникационных
технологиях
существует
мно
медицины
41]. Одним
информационных
направлений
лемедицины
является
телерадиология
обеспечивающая
помощью
возможность
передачи
цифрового
бражения
Первая
подобная
удаленная
консультация
Канада
коаксиальному
кабелю
изображение
легких
телемедицины
осуществ
ляется
трех
направлениях
проведение
использованием
медицинской
информации
обучения
совершенст
вования
медицинских
работников
применение
управления
центрами
большинство
крупных
лечебных
учреждений
программы
телемедицине
).
практически
каждый
крупный
медицинский
больни
компьютерную
линию
обеспечивающую
доступ
различным
данных
Internet
была
медицинская
система
Visible Human -
данных
кадапера
изображения
).
Модель
содержит
байт
мации
женщины
- 40
байт
Обе
модели
служат
обучения
травматологии
при
планировании
процедур
Современную
телемедицину
посылаемой
рентгеновские
томограммы
техническими
средствами
используемыми
для
Существует
несколько
способов
передачи
медицинской
информации
Телефонные
доступны
идеальными
проведения
неотложных
некоторых
категорий
Факсимильная
используется
передачи
электрокардиограмм
Более
сложные
задачи
передача
деопотока
требуют
передаче
изображений
исходные
могут
объема
передаваемых
данных
сжатые
передаются
они
восстанавливаются
отображаются
дисплее
Алгоритмы
изображений
основных
класса
без
потерь
информации
алго
частичной
восстановленной
информации
Неиска
жающие
алгоритмы
позволяют
сжать
файл
изображением
максимум
Алгоритмы
сжатия
потерями
обеспечивают
гораздо
счет
сглаживания
образом
чтобы
визуально
исходные
изображения
были
более
восстановление
первоначаль
ного
сигнала
невозможно
поэтому
такой
обычно
используется
видеоряда
качество
восстановленного
быть
приемлемо
настоящий
наиболее
широко
распространенных
алгоритма
сжатия
изображений
потерей
JPEG2000.
Алгоритм
своей
основе
дискретное
применяется
неперекрывающимся
блокам
изображения
мером
пикселов
Данный
изображений
большом
37].
метода
сятся
кодируемого
изображения
отдельные
блоки
пикселов
при
больших
появление
ложных
плохое
описание
нестационарного
времени
сигнала
преобразования
преодоления
указанных
недостатков
новый
сжатия
изображений
JPEG2000,
основу
которого
составляет
вейвлет
изображение
раскладывается
вейвлет
функциям
локализованным
временной
тотной
областях
позволяет
создавать
алгоритмы
преобразования
изображение
отдельные
независимые
блоки
такому
подходу
вейвлет
длинные
подряд
идущих
которые
эффективно
сжимаются
энтропийными
кодерами
Видеоизображения
передаваться
сультациях
цифрового
конференции
режиме
реально
Сегодня
телерадиология
процесс
передачи
медицинских
изображе
получает
все
распространение
поскольку
эффективное
лении
между
специалистами
квалификации
позволяет
повы
сить
диагностики
31].
Одним
телемедицины
является
создание
специализи
систем
крупных
медицинских
работка
интенсивного
потока
возможна
основе
использования
современной
вычислительной
Появление
высоко
производительных
персональных
дисковыми
накопителями
емкости
высокоскоростных
операционных
позволяет
под
деятельности
медицинских
центров
качественно
уровне
отметить
прогресс
области
возрос
скорости
передачи
объемной
графической
информации
существенно
расширили
возможности
данной
компьютеризированной
отноше
количества
пересылаемых
материалов
Тем
передача
графических
изображений
возможна
между
реждениями
где
информационное
пространство
является
стандартом
телемедицине
принадлежит
Пере
информации
пациентов
доступ
библиотекам
повышающее
качество
диагностики
лечения
нако
при
использовании
телемедицины
остаются
нерешенные
Одной
проблем
является
компромисса
между
качеством
передачи
таких
компромиссов
отраслевом
ACR,
аналогичного
для
российских
условий
крайне
желательна
Другой
проблемой
обеспечение
телемедицинских
услуг
например
страховых
компаний
передаче
возникают
юридические
вопросы
ответственность
доступности
различным
потребителям
необхо
димостью
стандартизации
Технические
проблемы
достаточно
необходимо
просмотровых
станций
дос
обеспечение
эксплуатации
технического
обслуживания
Кроме
декларация
совместимости
программ
обеспечения
гарантирует
отображение
DICOM-
источника
Совершен
телекоммуникационных
состоит
развития
анализирующих
систем
обеспечивающих
формации
разработка
программ
доступной
инфраструктуры
ЛИТЕРАТУРА
Nagel H.D.
Multislice CT technology. 2004. www.multislice-ct.com
Norris D.G. Ordidge R.J.
The regulation of MR exam
inations in Germany: a
threat to scientific and technical pr
ogress for MR in Europe? // Magnetic
resonance materials in phys
ics, biology and medicine
Емелин
Стандарт
электронного
медицинскими
технологии
медицине
Емелин
Смирнов
Эльчиян
медицинских
клинических
систем
Медицинская
Стандарт
кодирования
изображений
. //
Компьютер
Марусина
Рущенко
изображений
неоднородностей
приборострое
. – 2003.
Полонский
диагностики
информационные
клинической
резонансная
томография
Полонский
диагностики
информационные
клинической
компьютерная
томография
информационные
технологии
.:
МАПО
.23.
Телемедицина
Главный
врач
Казначеева
Артефакты
изображений
Сборник
Современные
ред
Козлова
СПб
СПбГИТМО
), 2001,
.115-120.
Казначеева
Влияние
параметров
сканирования
качество
изображения
Межвузовской
конференции
молодых
ученых
СПбГУ
ИТМО
Сборник
научных
Ткалич
Том
СПбГУ
ИТМО
Казначеева
Устранение
искажений
изображений
Сборник
Современные
Под
ред
СПб
СПбГУ
ИТМО
, 2003, c.140-145.
Магнитный
резонанс
медицине
учебник
Европейского
магнитному
резонансу
– Oxford: Blackwell Scientific
Информационная
совместимость
Материалы
IX
международной
конференции
нальная
информатика
Петербург
. -
СПб
Устройства
качества
ЯМР
томографии
конференции
ученых
СПбГУ
Сборник
научных
СПб
СПбГУ
ИТМО
Сизиков
Математические
обработки
результатов
измере
СПб
Политехника
медицинских
изображений
Лучевая
диагностика
столетий
СПбМАПО
Тихонов
Арсенин
Математические
пьютерной
Статистическая
теория
томографии
Радио
Акронимы
импульсных
последовательностей
телями
тельность
General Electric
Philips Siemens
Германия
Picker Hitachi Shimadzu
Spin Echo MEMP, VEMP Spin Echo Spin
Echo Spin Echo Spin Echo Spin Echo
Fast Spin Echo FSE TSE TSE FSE FSE
Single Shot Technique SSFSE Single Shot
TSE
HASTE EXPRESS
Coherent Gradient
Echo GRASS, GRE,
FGR, FMPGR
FFE FISP,
FAST GFEC SSFP
(RF spoiled)
SPGR, FSPGR T1 FFE RF spoiled
FAST
GE/GFE STAGE
(Gradient spoiled)
MPGR FLASH T1-FAST,
NOSE
GRE STAGE
Echo Sequence
SSFP, DE FGR T2 FFE PSIF CE FAST,
FADE
GFEC ContrastSTERF
Steady state free precession FIESTA,
SSFP Balanced-FFE True FISP SARGE,
BASG
STERF
Ultrafast Gradient Echo FAST, GRASS,
SPGR (IR/DE
TFE Turbo
FLASH, 3D
RAM FAST RS, SPGR,
FAST SPGR
SMASH
Gradient and Spin Echo
GRASE GRASE
GSE GSE
Inversion Recovery MPIR, TIR IR, IR-TSE,
IR, TIR IR IR IR
Short T1 Inversion Recovery STIR STIR STIR STIR STIR STIR
2.
Магнитно
резонансные
Модель
поля
Магнит
ниро
гра
мТл
мТл
сверхпро
водящий
33 129,7
Excite HD
сверхпро
водящий
33 66,7
Open Speed
сверхпро
водящий
25 250
постоян
ный
15 333
(Hitachi)
сверхпро
водящий
AIRIS II
(Hitachi)
постоян
ный
* 15 *
Intera (Philips) 1,5
сверхпро
водящий
23
Panorama
ный
19
OrthOne (ONI) 1,0
сверхпро
водящий
15
OPART
(Toshiba)
сверхпро
водящий
10 0,5
Exellart XG
Pianissimo
(Toshiba)
сверхпро
водящий
25 80
Условные
закрытый
нирование
пассивное
экранирование
Пространст
раз
решение
FOV,
толщи
2D/3D,
Расход
объем
криогена
Вес
Габариты
0,08/0,02 1–48 0,7/0,1 0,03
36131,72×2,08
0,02 1-48 0,7/0,1 0,03
38631,72×2,08
1-40 0,8/0,1 0,03
82675,3×1,75×2,5
0,08/0,02 3-40 1,4/0,2 0,03
82675,3×1,75×2,5
5–45 2/0,5 – 410003,1×3,6
42 2/0,5 - 148002,0×2,5
5 53 0,1 0,03
29002,4×1,88
40 2,2 – 132902×1,3×2
18 2,0/0,01 – 591 1,46×0,69
50 0,1/0,06 0,075
3500
50 0,1/0,06 0,075
4050
40 1,7/0,05 - 11500
36 0,1/0,06 0,075
8000
40 0,1/0,06 0,075
10000
* 5-40 2,0/0,5 - 114001,6×1,78
2- 1,0/0,2 0,06
62002,36×2,19
129
Кафедра
технологий
компьютерной
томографии
прошлом
кафедра
часового
производства
точной
механики
создана
одновременно
основанием
образования
ремесленного
училища
Основателем
кафедры
Болеславович
Завадский
первый
заведующий
механико
отделения
этого
училища
революции
механико
оптическое
было
ганизовано
техникум
механики
оптики
который
начал
подготовку
инженеров
приборостроителей
первый
дальнейшем
техникум
учебный
комбинат
стал
институтом
механики
оптики
время
смерти
заведовал
преподавал
механикой
Завадский
кафедру
Лаврентий
Павлович
Шишелов
кафедре
читались
Теория
Электроизмерительные
приборы
Механические
приборы
которые
входило
изучение
тахометров
таксометров
арифмометров
гироскопических
электротехники
кафедры
направление
гироскопических
устройств
Была
образована
кафедра
навигационных
приборов
кафедре
защитил
кандидатскую
Захар
Маркович
Аксельрод
последствии
доктор
технических
кафедру
эвакуирован
Местом
размещения
института
время
Кисловодск
конце
июля
1942
институт
переведен
Черепаново
Новосибирской
кафедра
выпускала
специали
стов
часовому
производству
мерительного
румента
читались
курсы
времени
Приборы
измерения
малых
промежутков
времени
Приборы
измерения
стей
ускорений
Тахометры
Основы
ной
механики
Александрович
Арефь
известный
области
управления
газовых
это
время
производилась
подготовка
специальности
Приборы
механики
специализациями
Приборы
для
длин
Приборы
контроля
размеров
числе
кафедры
Марченко
Белявский
1985
кафедру
основатель
магниторезонансного
изображений
профессор
Владислав
витием
техники
потребностью
кадров
ботке
эксплуатации
магнитно
резонансных
томографов
федра
инженеров
Компьютерная
мография
настоящее
проводит
подготовку
инженеров
бакалавров
магистров
Приборостроение
Компьютерная
томография
Методы
ханических
величин
Измерительно
меха
Мария
Марусина
Олеговна
Казначеева
ТОМОГРАФИИ
Учебное
пособие
авторской
Дизайн

Корпан
Редакционно
издательский
Петербургского
государственного
информационных
технологий
механики
оптики
РИО
Гусарова
печати
Отпечатано
экз
Заказ

Приложенные файлы

  • pdf 41949293
    Размер файла: 3 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий