MultiDetector ComputedTomography Dr. Palkó András SZTE ÁOK Radiológiai Klinika NEK Képalkotó Diagnosztikai Centrum Szeged
MSCT = multislice computed tomography MDCT = multidetector (-row) computed tomography
Detektor A detektor- és kollimáció-dimenziókat a scanner izocenterében mért vetületük definiálja, fizikai kiterjedésük eltérő méretű lehet.
SDCT vs. MDCT
A Data Acquisition System (analog-to-digital converter) jelentősége A DAS csatornák száma = szimultán leképezhető szeletek száma Ha M/N ~ 1 vastag szeletek vékonyra konvertálhatók M = DAS csatornák száma N = detektorsorok száma d = detektorszélesség D = szeletvastagság
adaptive array kevesebb septum, de a szélső szeletek nem lehetnek keskenyek Cone beam: a fókusz-detektor vonal nem halad át az izocenteren az axialis és a kúpfelszíni sík között bezárt szög és a rekonstruált szeletvastagság viszonya határozza meg a műtermék-képződés kockázatát.
Szeletvastagság-opciók a detektor-konfiguráció (kollimáció) függvényében: detektormagasság (d) = 1.25 mm DAS csatornaszám (M) = 4 (A) (D) = sebesség vékony szelet utólagos rekonstrukció lehetősége, műtermék
Példa: ha z1 z0 = 4D és M = 4, p = 1 ha z1 z0 = 4D és M = 8, p = 0.5 SDCT pitch: z1 - z 0 p= D MDCT pitch: z1 - z 0 p= MxD z1 és z0: az asztal helyzete a forgási középponthoz viszonyítva a ciklus elején és végén D: szeletvastagság az izocenterben M: szeletek (DAS-csatornák) száma
Kép-rekonstrukció A szelet helyzete a hossztengely mentén tetszőleges helyen jelölhető ki. A szelet-rekonstrukcióhoz szükséges adatok összegyűjtésének lépései: interpoláció, z-szűrés, majd a rekonstrukcióhoz: standard visszavetítéses algoritmus
Interpoláció SDCT-ben: 1: cső 0-1800 1 : cső 181-3600 x x: párhuzamos sugarak súlyozott összegzése Pitch 1: z0 D szeletet z0 1/2D-től z0 + 1/2D-ig terjedő adatokból interpoláljuk A pitch növelésével a mintavételi denzitás csökken
Interpoláció SDCT-ben vs. MDCT-ben SDCT pitch 3: nincs átfedés, rossz kép Azonos asztalsebesség és szeletvastagság mellett: 4 szelettel a pitch 0.75, a vonalsűrűség = a SDCT pitch 1-el, a sebesség 3D/rotáció (=SDCT pitch 3) A pitch 1.5 vonalsűrűsége = a SDCT pitch 2-vel, miközben a sebesség 6D/rotáció (=SDCT pitch 6)
A z-szűrés (z-filtering) A SDCT képrekonstrukciós algoritmus (kernel) a síkon belüli (x, y) geometriai felbontásért a zajszint növekedésével fizet. Az MDCT ezen túlmenően, a z-szűrés révén lehetőséget ad egy adott mérési adathalmazból vékonyabb (zajosabb de jobb felbontású), Illetve vastagabb (alacsonyabb zajszintű, rosszabb felbontású) képek rekonstruálására is. w: rekonstruált szeletvastagság Vastagabb szeletben több szomszédos szelet súlyozott összesítése szerepel, így kevesebb a műtermék. A pitch növelésével csökken az egy szeletben interpolált minták (O) száma, romlik a z-irányú geometriai felbontás, több a műtermék.
A képminőséget befolyásoló paraméterek: Detektor-konfiguráció (a detektor-kapcsolási elrendezésből következő szeletvastagság = D) Pitch (a D-hez viszonyított, gantry-rotációnkénti asztalmozgás = p) Az alkalmazott z-szűrés 4 DAS w = rekonstruált szeletvastagság * = lehetséges legkisebb w = egyéb lehetséges w
Következtetések Adott pitch mellett az asztalsebesség meghatározza a lehetséges detektorkonfigurációt (D) és vice versa. Adott pitch, asztalsebesség és D mellett többféle szeletvastagság (w) is rekonstruálható. A lehetséges legvékonyabb rekonstruálható szelet = D, a vastagabbak a z-szűrés révén állíthatók elő. Többféle beállítás eredményezhet azonos szeletvastagságot, a döntést a vizsgálat igénye szabja meg. A pitch növelése adott D és w mellett több műterméket eredményez (csökkenő mintavételi sűrűség). Ha a vastagabb szeletet vékonyabból z-filterezzük, mód van a vékonyabb szeletek ismételt előállítására.
Képelemzés, postprocessing z-szűrés Multiplanáris és szabálytalan síkú rekonstrukció UH-paradigma 3D rendering Thresholding (felszín-alapú, bináris) technika Shaded Surface Technique (SST) Percentage (szemitranszparens, térfogat-alapú, kontinuus) technika Volume Rendering Technique (VRT) Maximum Intensity Projection (MIP) és Minimum Intensity Projection (MinIP) Perspective rendering virtual endoscopy