eng
Содержание
Предисловие 8
Предисловие к изданию на русском языке 12
Историческая справка 15
Глава 1.
Принципы компьютерной томографии 19
1.1.
Основные понятия послойной визуализации 19
1.1.1.
Компьютерная томография как цифровой метод 19
1.1.2.
Причины более высокой контрастности послойных изо¬
бражений 23
1.2.
Основные принципы КТ 26
1.2.1.
Величины, измеряемые в КТ 26
1.2.2.
Измерение объектов в КТ 28
1.2.3.
Расчет компьютерных томограмм 30
1.2.4.
Что отображается на компьютерной томограмме 33
Глава 2.
Технические принципы 41
2.1.
Этапы и задачи разработки КТ 41
2.1.1.
Семидесятые годы: от исследования головного мозга
к исследованию всего тела 41
2.1.2.
Восьмидесятые годы: быстрая пошаговая томография ... 44
2.1.3.
Девяностые годы: быстрая объемная томография 45
2.2.
Типичная конфигурация компьютерного томографа 47
2.2.1.
Механические компоненты 47
2.2.2.
Рентгеновские компоненты 51
2.2.3.
Коллиматоры и фильтрация 55
2.2.4.
Детекторы 59
2.3.
Режимы и параметры томографии 69
2.3.1.
Топограмма 70
2.3.2.
Односрезовая томография — пошаговая КТ 71
2.3.3.
Селективная визуализация — двухэнергетическая КТ.. 72
2.3.4.
Серийная томография — динамическая КТ 73
2.3.5.
КТ-флюороскопия — интервенционная КТ 74
2.3.6.
Объемная томография — спиральная
и мультиспиральная КТ 75
2.4.
Альтернативные типы томографов 75
2.4.1.
Электронно-лучевая КТ 76
2.4.2.
Динамический объемный реконструктор 78
2.4.3.
КТ с конусной схемой генерации рентгеновского
излучения 78
2.4.4.
Комбинированные системы ПЭТ/КТ 83
Глава 3.
Спиральная и мультиспиральная КТ 86
3.1.
Первый опыт 86
3.2.
Принципы и методика спиральной КТ 89
3.3.
Реконструкция изображений в спиральной КТ 92
3.3.1.
Основной подход к г-интерполяции
(360-градусная линейная интерполяция) 93
3.3.2.
г-интерполяция с перепаковкой данных
(180-градусная линейная интерполяция) 95
3.3.3.
Варианты алгоритмов 180-градусной z-интерполяции ... 97
3.4.
Принципы мультиспиральной КТ 99
3.4.1.
^-интерполяция в мультиспиральной КТ (180°МЫ) 99
3.4.2.
z-фильтрация в мультиспиральной КТ (180°MFI) 100
3.4.3.
Кардиологические исследования с ЭКГ-синхронизацией... 103
3.5.
Спиральная КТ с коническим пучком 107
3.5.1.
Алгоритмы реконструкции для мультиспиральной КТ
(до 64 срезов) 107
3.5.2.
Алгоритмы реконструкции для мультиспиральной КТ
(более 64 срезов) 109
Глава 4.
Качество изображений 112
4.1.
Качество изображений в пошаговой КТ 113
4.1.1.
КТ-числа, стабильность, контрастность и линейность ... 113
4.1.2.
Случайный шум 116
4.1.3.
Пространственное разрешение 117
4.1.4.
Низкоконтрастное разрешение 131
4.1.5.
Артефакты 133
4.2.
Качество изображения в спиральной КТ 138
4.2.1.
Общие соображения 138
4.2.2.
Случайный шум 139
4.2.3.
Профиль чувствительности среза 141
4.2.4.
Разрешение по оси z 144
4.2.5.
Мультиспиральная КТ 151
4.2.6.
Спиральная КТ с коническим пучком 153
4.2.7.
Артефакты в спиральной КТ 155
4.2.8.
Влияние частоты дискретизации по оси z 159
4.3.
Плоскопанельные детекторы 162
4.4.
Общая оценка системы 168
4.4.1.
Взаимозависимость шума, дозы и пространственного
разрешения 168
4.4.2.
Характеристики томографа 170
4.5.
Приемочные испытания и испытания на постоянство
параметров 172
Глава 5.
Лучевая нагрузка при КТ 175
5.1.
КТ — метод диагностики с высокой лучевой нагрузкой?.... 175
5.2.
Технические параметры измерения дозы 177
5.2.1.
Пошаговая томография 178
5.2.2.
Рассеянное излучение 186
5.2.3.
Особенности спиральной томографии 187
5.2.4.
Особенности мультиспиральной томографии 189
5.2.5.
Измерение дозы согласно нормативным документам.... 191
5.3.
Доза облучения пациента при КТ 192
5.3.1.
Зависимость дозы облучения пациента от параметров
томографии 192
5.3.2.
Доза облучения пациента при спиральной КТ 194
5.3.3.
Определение тканевой и эффективной дозы 197
5.4.
Возможности снижения дозы 200
5.4.1.
Меры, доступные лучевому диагносту 201
5.4.2.
Технические решения и новые подходы к снижению
дозы 203
5.5.
Выводы 213
5.5.1.
Оптимизация оборудования для КТ и процедуры
контроля качества 214
5.5.2.
Сведения о дозе, рисках и преимуществах КТ 215
5.5.3.
Заключение и рекомендации автора 218
Глава 6.
Обработка и визуализация данных 222
6.1.
Простые методы визуализации и анализа изображений 222
6.2.
Визуализация двумерных данных 224
6.3.
Визуализация трехмерных данных 225
6.3.1.
Визуализация поверхностей 227
6.3.2.
Проекционные методы визуализации 229
6.3.3.
Объемная визуализация 230
6.3.4.
Виртуальная эндоскопия 231
6.3.5.
Рекомендации по выбору метода трехмерной
визуализации 234
6.4.
Хранение и анализ больших объемов данных 236
Глава 7.
Специальные области применения 240
7.1.
Общие вопросы применения КТ для специальных видов
исследований 240
7.2.
Количественная КТ 245
7.3.
КТ сердца и оценка кальциноза коронарных артерий 249
7.3.1.
Фазово-селективная визуализация сердца
методом МСКТ 251
7.3.2.
Количественная оценка кальциноза коронарных
сосудов с помощью КТ 255
7.4.
Интервенционные вмешательства под контролем КТ 257
7.5.
Применение КТ (микро-КТ) для экспериментальных
исследований 261
7.5.1.
Микро-КТ для исследований in vitro 262
7.5.2.
Микро-КТ для исследований in vivo 265
Глава 8.
Будущее КТ 271
8.1.
Общие аспекты 272
8.2.
Технические концепции и компоненты 274
8.2.1.
Качество изображения и доза излучения 278
8.3.
Пять заветных желаний 279
Глава 9.
Математические аспекты реконструкции
изображений 283
9.1.
Двумерная реконструкция изображений 285
9.1.1.
Определение двумерных параллельных проекций 285
9.1.2.
Реконструкция изображений при параллельной схеме
томографии 287
9.1.3.
Обратная проекция с фильтрацией при параллельной
схеме томографии 289
9.1.4.
Математическое описание двумерной веерной схемы
томографии 290
9.1.5.
Обратная проекция с фильтрацией для веерной схемы
томографии 291
9.1.6.
Обратная проекция с фильтрацией для равноугольной
веерной схемы томографии 293
9.1.7.
Перепаковка 295
9.1.8.
Перепаковка равноугольных веерных данных 296
9.2.
Трехмерная реконструкция 296
9.2.1.
Определение конусных проекций 298
9.2.2.
Алгоритм Фельдкампа 298
9.2.3.
Алгоритм ЕРВР — модификация алгоритма
Фельдкампа 300
9.2.4.
Алгоритмы односрезовой перепаковки 303
9.2.5.
Точное решение задачи трехмерной реконструкции
изображений по конусным проекциям 305
Литература 311
Список сокращений 320
Словарь терминов 321
Предметный указатель 342