|
КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ КОМПЬЮТЕРНОЙ
ТОМОГРАФИИ
Слово "томография" происходит от двух греческих слов: - слой и - пишу. Таким образом, томография буквально означает "писать слой", т.е. послойное исследование структуры объектов. Томогра-фия служит для получения изолированного изображения структур, распо-ложенных в какой-либо одной плоскости, т.е. как бы для расчленения сум-мационного изображения на составляющие его изображения отдельных слоёв объекта. От других методов вычислительной диагностики томогра-фия отличается тем, что информацию от одного и того же элемента объёма исследуемого объекта получают многократно, в различных ракурсах отно-сительно объекта.
Принцип компьютерной томографии заключается в следующем. Исследуемый объект облучают (или он излучает) в различных ракурсах, регистрируют результаты измерений характеристик излучения, прошедше-го через достаточно тонкий слой объекта (или вышедшего из него), преоб-разуют эти результаты в числовые коды, вводят в ЭВМ, с помощью кото-рых находят пространственное распределение количественных физических характеристик объекта, которые затем визуализируют с помощью специ-альных устройств.
Понятно, что требуемая информация может быть получена только с помощью таких излучений, которые проходят через объект, причём требу-ется, чтобы они не просто проникали через объект, а важно, чтобы излуче-ние меняло свои характеристики. При этом соответствующие изменения должны быть связаны с изучаемыми параметрами объекта. Современную томографию можно назвать всеволновой. В зависимости от конкретной за-дачи восстановление структуры объекта может основываться на регистра-ции пучков электронов, ионов, нейтронов, акустических волн и, конечно, фотонов во всём диапазоне электромагнитного спектра. В соответствии с этим различают следующие виды компьютерной томографии (КТ):
" рентгеновская КТ;
" ультразвуковая КТ;
" магнитно-резонансная КТ (ЯМР - томография);
" позитронная КТ;
" однофотонная КТ;
" сейсмическая КТ;
" оптическая КТ.
Помимо конкретной физической природы излучения КТ классифи-цируется по характеру расположения источника излучения на:
" трансмиссионную КТ (внешний объект излучения);
" эмиссионная КТ (внутренний объект излучения).
Что же касается того, какая регистрируется информация о про-шедшем излучении, то здесь возможны следующие измерения:
" ослабления интенсивности пучка;
" сигналов флуоресценции;
" фазовых искажений фронта волны;
" углов поворота плоскости поляризации;
" сигналов свободной индукции;
" скорости распространения акустических волн
и т.д.
Параметры томограмм.
1. Линейное разрешение. Характеризует минимальный размер объекта, который распознаётся на восстановленной томограм-ме.
2. Пространственное разрешение - число пар линий на 1 мм.
3. Контрастная чувствительность. Определяет то минимальное отличие между двумя перепадами в яркости различных фраг-ментов, которое позволяет различить эти фрагменты.
4. Дисперсия шумовых флуктуаций есть среднеквадратичное отклонение восстанавливаемого изображения от истинного. Определяет разброс значений возможных всплесков интенсив-ности (пятенная структура томограмм), обусловленных шума-ми.
5. Отношение сигнал/шум есть отношение истинного значения к квадратному корню из дисперсии.
На качество томографического изображения в реальных компью-терных томографах влияют:
1. Физические процессы, происходящие при излучении.
2. Физические процессы, протекающие при регистрации про-шедшего через объект излучения.
3. Шумы источника излучения и регистрирующей аппаратуры.
4. Процессы реконструкции пространственного распределения физических характеристик исследуемого объекта и отображе-ние этого распределения в виде полутонового изображения.
Под шумами в томографическом измерении понимаются случай-ные процессы с нулевым математическим ожиданием, оказывающие влия-ние на поток излучения или на электрические сигналы в регистрирующей электронно-вычислительной аппаратуре. Шум определяет минимальную величину аналогового томографического сигнала или потока излучения, которые могут быть измерены.
Компьютерный томограф - это устройство, реализующее томо-графический метод. Для трансмиссионного метода в нём присутствуют следующие элементы: генератор проникающего излучения, средства фор-мирования сканирующего луча и его позиционного перемещения (скани-рования) по объекту, детекторы излучения, электронные средства преобра-зования и регистрации измеряемых данных в цифровой форме, ЭВМ для реконструкции и, наконец, средства для визуализации восстанавливаемых изображений.
|
На уровень вверх
Купить