background image

Egzamin dyplomowy 2013 (studia inżynierskie, stacjonarne I-go stopnia) 

Pytanie specjalnościowe numer 8 dla Aparatury Elektronicznej (EAE): 

 

Metody rekonstrukcji obrazu i podstawowe rodzaje tomografii 

medycznej. 

 

Metody rekonstrukcji obrazu 

Johann Radon udowodnił twierdzenie, że „Obraz obiektu dwuwymiarowego można zrekonstruować na 

podstawie  nieskończone  ilości  rzutów  jednowymiarowych”.  CT  realizuje  fizycznie  transformację  Radona  w 
wyniku  której  otrzymujemy  sinogram,  który  można  interpretować  jako  ilustrację  „natężenia”  w  funkcji  kata 
obrotu  skanera  (projekcji).  W  celu  otrzymania  z  sinogramu  obraz  2D  należy  wykonać  odpowiednią 
rekonstrukcję. Do metod rekonstrukcji należą między innymi: 
 
Metoda algebraiczna (rozwiązywanie równań liniowych) 
Nie praktyczna ze względu na złożoność obliczeniową. 

 

Ponieważ  wiązka  nie  przechodzi  idealnie  przez  poszczególne  piksele  wprowadza  się  do  układu  równań 
poprawki. 
 
Metoda iteracyjna 

 

Technika rekonstrukcji algebraicznej ART (korekcja

 

promie

ń

 po promieniu

Na  początku  algorytmu  ART  wszystkie  piksele  w  matrycy 
obrazu  są  ustawiane  na  jakąś  dowolną  wartość.  Następnie 
stosuje  się  procedurę  iteracyjną,  stopniowo  zmieniając 
matrycę  obrazową  tak,  aby  odpowiadał  ona  profilom.  Cykl 
iteracyjny  zawiera  pętlę  przebiegającą  przez  każdy  punkt  w 
zmierzonych danych. Przy każdej wartości zmierzonej stawia 
się  pytanie:  Jak  można  zmienić  wartości  pikseli  w  matrycy, 
aby  stały  się  zgodne  z  tym  konkretnym  pomiarem?
  Czyli 
zmierzona  próbka  jest  porównywana  z  sumą  pikseli 
obrazowych  wzdłuż  promienia  wskazującego  próbkę.  Jeśli 
suma wzdłuż promienia  jest mniejsza niż zmierzona próbka, 
to wartości wszystkich pikseli wzdłuż tego promienia ulegają 
zwiększeniu.  Natomiast  są  one  zmniejszane,  jeśli  suma 
pikseli wzdłuż promienia jest większa od zmierzonej próbki. 
W  ten  sposób  po  kilku  iteracjach  wartości  w  macierzy  się 
przetasują  i  dopasują  tak  by  utworzyć  obraz  z  jak 
najmniejszym błędem.   

background image

 

 

Technika równoczesnej rekonstrukcji iteracyjnej SIRT (korekcja

 piksel po pikselu

 

Technika iteracji metodą najmniejszych kwadratów ILST (jednoczesna korekcja całego zestawu 
danych) 

 
Metoda projekcji wstecznej (sumacyjna, back projection) i filtrowanej projekcji wstecznej 
Polega  na  sumowaniu  kolejnych  projekcji  (im  jest  ich  więcej  tym  lepszy  obraz).  W  przypadku  projekcji 
wstecznej  bez  filtrowania  obraz  jest  rozmyty.  Zastosowanie  specjalnego  filtru  (odpowiedź  częstotliwościowa 
filtru musi być odwrotnością gęstości próbkowania) powoduje, że obraz staje się bardziej wyraźny.  

 

 
Przykład: 
Odtwarzanie  obrazu  punktów  świecących  (czerwone)  z  dwóch  prostopadłych  projekcji.  Po  lewej  stronie 
rysunku  pokazano  miejsca  świecenia  (czerwone  punkty)  i  natężenia  zmierzone  wzdłuż  projekcji.  Po  prawej 
stronie pokazujemy wynik rekonstrukcji metodą wstecznej projekcji. 

 

Postępując  zgodnie  z  algorytmem  wstecznej  projekcji,  pikselom  na  liniach  drugiej  i  piątej  (licząc  od  góry) 
przypiszemy  wartości  1/6  i  podobnie  w  kolumnach  3  i  5  (od  lewej).  Łatwo  sprawdzić,  że  po  dodaniu  obu 
wartości miejscom świecenia (punkty) przypisze się w ten sposób wartości 1/3. Taka sama wartość pojawi się 
w pikselach (2,3) i (5,5). Pikselom nie leżącym wzdłuż mierzonej projekcji przypiszemy oczywiście natężenia 
zerowe.  Dysponowanie  tak  ograniczoną  informacją  i  prostym  algorytmem  doprowadziło  nas  zatem  do 
znalezienia miejsc świecenia, ale także i artefaktów: smug w wierszach 2 i 5 oraz kolumnach 3 i 5, a także nie 
istniejących 

miejsc 

ś

wiecenia 

natężeniach identycznych z rzeczywistymi 
miejscami świecenia. Łatwo sprawdzić, że 
wykonanie  dodatkowych  projekcji  pod 
kątami  45  stopni  także  pozostawi  te 
artefakty. 

ogólnym 

przypadku 

położenia  miejsc  „gorących”  będą  silnie 
rozmyte,  a  przy  okazji  pojawią  się  inne 
artefakty,  choć  o  słabszych  natężeniach. 
Wraz  ze  wzrostem  liczby  projekcji, 
rozmycie miejsca świecenia spada. 
 
filtrowana projekcja wstecznej 
 
 

background image

Rekonstrukcja Fouriera 
Fourierowska rekonstrukcja obrazu CT wymaga wykonania trzech kroków: 

 

1D DFT każdej projekcji 

 

Obliczenie 2D widmo obrazu z widm projekcji + interpolacja 

 

IDFT widma obrazu 

 

 

http://www.12000.org/my_notes/EE518_CT_project/REPORT/note_on_radon/note_on_radon.htm

 

 

Podstawowe rodzaje tomografii medycznej 

Tomografia (gr. τοµή (tomé) - przekrój i γράφειν (gráfein) - zapisywać) − w medycynie zbiorcza nazwa 

metod  diagnostycznych  mających  na  celu  uzyskanie  obrazu  przedstawiającego  przekrój  przez  ciało  lub  jego 
część. Istnieje bardzo wiele rodzajów tomografii, które opierają się na różnych zjawiskach fizycznych. Wśród 
metod można wymienić np.: 

– Ultrasonografia (USG) 
– Tomografia komputerowa (CT) 
– Tomografia rezonansu magnetycznego (MRI) 
– Pozytonowa tomografia emisyjna (PET) 
– Tomografia emisyjna pojedynczego fotonu (SPECT) 
– Optyczna tomografia koherencyjna (OCT) 
– Impedancyjna tomografia komputerowa (EIT) 

 
Ultrasonografia (USG) 

Nieinwazyjna,  atraumatyczna  metoda  diagnostyczna,  pozwalająca  na  uzyskanie  obrazu  przekroju 

badanego  obiektu.  Głowice  wysyłają  fale  ultradźwiękowe,  które  padając  na  granicę  dwóch  tkanek  niemalże 
całkowicie  przez  nie  przenika  (99%),  natomiast  jedynie  1%  fali  ulega  odbiciu.  Większość  energii  fali 
ultradźwiękowej  przedostaje  się  do  głębszych  warstw  i  daje  echo  od  każdej  napotkanej  granicy  tkanek 
(zwapnienie,  pęcherzyki  gazów  czy  ciała  obce).  W  przypadku,  gdy  napotkany  zostaje  obszar  napełniony 
całkowicie gazem, następuje prawie całkowite odbicie fali. Zjawisko podobne uzyskamy po odbiciu się fal od 
granicy  tkanek  miękkich  i  kostnych.  Różnica  gęstości  ośrodków  powoduje  drastyczną  zmianę  kierunków 
rozchodzenia się fali (minimalizowane żelem pomiędzy głowicą a ciałem pacjenta). 
 
Cechy 

 

Wykorzystuje  zjawisko  rozchodzenia  się  fal  ultradźwiękowych  oraz  zjawiska  mu  towarzyszące 
(odbicie, całkowite wewnętrzne odbicie, załamanie, rozproszenie, absorpcja i tłumienia fali) 

 

Ultradźwięki z zakresu 2MHz (badania jamy brzusznej) ÷ 20MHz (badanie oczu) 

 

Do  generacji  i  odbioru  wykorzystuje  się  przetworniki  piezoelektryczne  (tytanian  baru,  cyrkonian 
ołowiu) 

 

Większa  częstotliwość  fali  zapewnia  lepszą  rozdzielczość  obrazu  jednak  zasięg  obrazowania  jest 
mniejszy (Energia fali jest tłumiona tym silniej, im większa jest jej częstotliwość) 

 

background image

Poglądowy model ultradźwiękowego układu diagnostycznego 
1. źródło ultradźwięku (głowica) 
2. ośrodek przewodzący (badane tkanki) 
3. powierzchnie graniczne np. torebka wątroby + struktury śródmiąższowe 
4. odbiornik dźwięku (głowica) 
5. przyrząd do pomiaru czasu powrotu echa i wzmocnienia (komputer) 
6. monitor 
 
USG Dopplerowskie 

Jednym  z  bardzo  popularnych  obecnie  zastosowań  ultrasonografii  jest  USG  naczyń  krwionośnych  z 

wykorzystaniem  zjawiska  Dopplera  (częstotliwość  fali  rośnie  jeśli  źródło  echa  przemieszcza  się  w  kierunku 
odbiornika, spada jeśli źródło przemieszcza się w kierunku odwrotnym). USG dopplerowskie pozwala na ocenę 
prędkości  oraz  kierunku  przepływu  krwi  w  naczyniach.  Jako  metoda  całkowicie  nieinwazyjna  jest  obecnie 
najpopularniejszym  typem  badania  naczyń  pozwalającym  na  dokładną  ocenę  zmian  w  zdecydowanej 
większości przypadków. 

 

Wykorzystuje  zjawisko  Dopplera  (polega  na  zmianie  częstotliwości,  gdy  nadajnik  i  odbiornik  fali  są 
względem siebie ruchome) 

 

Ź

ródło fal (głowica) - nieruchome, krwinki - ruchome 

 

Służy do oceny przepływu krwi w naczyniach żylnych i tętniczych oraz w sercu 

 

Możemy ocenić: 

o

 

ustalić kierunek przepływu 

o

 

prędkość przepływu (wielkość dopplerowskiego przesunięcia częstotliwości jest proporcjonalna 
do prędkości przepływu) 

 
Tomografia komputerowa - transmisyjna (ang. Computed Tomography - CT

Badanie za pomocą transmisyjnego tomografu komputerowego polega na wielokrotnym prześwietlaniu 

pacjenta odpowiednio uformowaną wiązką promieni rentgenowskich. Detektory w tej metodzie mierzą finalne 
natężenie  wiązki  promieniowania,  która  po  przejściu  przez  ciało  pacjenta  ulega  osłabieniu,  w  zależności  od 
rodzaju  substancji  którą  napotyka  na  drodze  (absorpcja  promieniowania  X  w  tkankach  i  narządach  ciała  o 
różnej gęstości i grubości). Dane zbierane przez detektory, wraz z informacją o położeniu lampy i detektorów, 
są  analizowane  przez  komputer  w  celu  rekonstrukcji  obrazu,  a  wynik  rekonstrukcji  jest  przedstawiany  za 
pomocą 

wizualizacji. 

Najcz

ęś

ciej  jako  wynik  badania  tomograficznego  podaje  si

ę

 

dwuwymiarow

ą

  map

ę 

współczynników  osłabienia  wyra

ż

on

ą

 

w  tzw.  jednostkach  Hounsfielda 

(opisuj

ą

cych g

ę

sto

ść

 danego rodzaju tkanki). 

 
Prawo absorpcji 

d

d

d

I

I

d

e

I

I

0

0

ln

1

=

=

µ

µ

 

 
I

d

 – natężenie promieniowania po przejściu przez tkankę o grubości x 

I

0

 – początkowe natężenie 

µ

 – liniowy współczynnik osłabienia 

 

 
Budowa  

 

Stół pacjenta (unieruchomionego) 

 

Skaner (gantry) 

o

 

Komora pomiarowa 

o

 

Lampa rentgenowska 

o

 

Kolimator 

o

 

System detektorów 

o

 

Układ obracający 

o

 

Układ zasilania lampy rentgenowskiej (przetwornica wysokiego napięcia) 

 

Konsola operatora (sterowanie, wyświetlanie i archiwizacja obrazów) 

 

background image

o

 

Głównym  źródłem  promieniowania  X  jest  lampa  rentgenowska.  Rozpędzona  wysokim 
napięciem  wiązka  elektronów  uderza  w  metalową  tarczę  (niegdyś  chłodzoną  wodą  obecnie 
przeważnie zastępuje to tarcza wirująca) i tracąc swą energię kinetyczną na skutek gwałtownego 
hamowania  wypromieniowuje  tę  energię  w  postaci  kwantów  promieniowania  X,  których 
zdolność  penetracji  wewnątrz  ludzkiego  ciała  jest  tym  większa,  im  większe  było  napięcie 
przyspieszające elektrony w lampie. 

 

o

 

Detektory  służą  do  przetwarzania  promieniowania  rentgenowskiego  na  sygnał  elektryczny. 
Najczęściej stosowane są dwa typy detektorów – ksenonowe i półprzewodnikowe

1

.  

o

 

Kolimatory znajdują się w pobliżu lampy rentgenowskiej i przy każdym z detektorów. Mają za 
zadanie  kształtować  wiązkę  promieniowania  i  minimalizować  rozpraszanie  promieniowania. 
Wspólne  działanie  takiego  układu  regulacji  wiązki  pozwala  na  dokładne  określenie  pożądanej 
grubości obrazowanej warstwy. 

 
Ewolucja skanerów RTK (rentgenograficznych) 

I.   Liniowo obrotowe z pojedynczym detektorem 
II.  Liniowo obrotowe z wieloma detektorami 
III. Obrotowe z ruchomymi detektorami 
IV. Obrotowe ze stacjonarnymi detektorami 
V.  Tomografia spiralna (

http://pl.wikipedia.org/wiki/Spiralna_tomografia_komputerowa

 

 

Skracanie czasu pomiaru powoduje nie tylko zmniejszenie dawki promieniowania, ale i lepsza jakość obrazu 
(ruchy pacjenta). 
 

                                                 

1

 

Obecnie podstawowym materiałem stosowanym do budowy detektorów jest krzem. Detektor krzemowy, charakteryzujący się bardzo dobrą rozdzielczością obrazu 

oraz  wysoką  czułością  detekcji,  a  więc  i  małą  dawką  promieniowania  otrzymywaną  przez  pacjenta.  Krzem  w  postaci  amorficznej  (a-Si)  nanoszony  jest  metodą 
trawienia na płytę z tworzywa będącą dobrym izolatorem. Rezultatem jest powstanie matrycy niezależnych i izolowanych od siebie elementów detektora krzemowego. 
Wymiary  elementów  wynoszą  od  40  µm  do  200  µm,  w  zależności  od  ich  zastosowań  medycznych.  Po  podłączeniu  do  matrycy  odpowiedniego  napięcia  elementy 
krzemowe zachowują się jak układy pojemnościowe, które gromadzą ładunek elektryczny proporcjonalny do natężenia padającego na nie promieniowania X. Matryca 
przykryta  jest  warstwą  scyntylatora  w  postaci  jodku  cezu  (CsI)  ze  względy  na  małą  czułość  krzemu  na  energię  promieniowania  rentgenowskiego  używaną  w 
diagnostyce medycznej. Materiał ten przeprowadza konwersję promieniowania X na światło widzialne w zakresie maksymalnej czułości krzemu. 

background image

Tomografia jądrowego rezonansu magnetycznego (ang. magnetic resonance imaging - MRI

Obrazowanie  za  pomocą  rezonansu  magnetycznego  polega  na  umieszczeniu  pacjenta  w  komorze 

aparatu,  w  stałym  polu  magnetycznym  o  wysokiej  energii  (stałe  pole  magnetyczne  rzędu  0.3÷3T).  Cewki 
gradientowe  umożliwiają  wytworzenie  gradientu  pola  magnetycznego  w  dowolnym  kierunku.  Silne  magnesy 
wytwarzają  jednorodne  pole,  które  powoduje,  że  momenty  magnetyczne  lub  inaczej  spiny  jąder  wodoru 
porządkują  się  w  kierunku  pola.  Dodatkowe  cewki  wytwarzają  krótkie  impulsy  promieniowania 
elektromagnetycznego  o  częstotliwości  radiowej  (RF  coils).  Jądra  wodoru  absorbują  energię  tych  fal 
radiowych,  zmieniają  swój  stan,  a  potem  oddają  energię  emitując  fale  o  tej  samej  częstotliwości.  Sygnały  te 
odbierane są przez aparat i można precyzyjnie zlokalizować miejsce, w którym zachodzi emisja.  

Jeśli  gradient  pola  zmienia  się  w  poprzek  próbki,  to  protony  ulegają  rezonansowi  przy  różnych 

częstotliwościach,  zgodnie  z  ich  umiejscowieniem  w  polu  magnetycznym.  Wielkość  sygnału  rezonansowego 
przy określonym polu jest proporcjonalna do liczby protonów w miejscu odpowiadającym określonej wartości 
pola. Po wielu takich pomiarach absorpcji, z których każdy został wykonany pod nieco innym kątem, zebrane 
dane  analizuje  komputer  i  tworzy  dwuwymiarowy  obraz  przekroju  próbki.  Obraz  odzwierciedla  rozkład 
wodoru  (z  grubsza  biorąc,  rozkład  wody  w  organizmie).  Obraz  MRI  wiadra  wody  jest  zupełnie  jednorodny. 
Lecz  w  organizmie  rozkład  wody  w  rożnych  tkankach  nie  jest  jednakowy  i  na  tej  podstawie  można 
identyfikować organy. 
 
Cechy 

 

Stałe silne pole magnetyczne (częściowa polaryzacji opisana wektorem magnetyzacji badanego obiektu) 

 

Impulsy RF (wyprowadzenie magnetyzacji z położenia równowagi przy odpowiedniej częstotliwości 
rezonansowej) 

 

Emisja sygnału w momencie relaksacji cząsteczek 

 

Badany rozkład pola po rezonansie 

o

 

gęstość protonów 

o

 

czas relaksacji 

 
Budowa tomografu NMR 

 

magnes główny (wytwarza stałe pole magnetyczne rzędu 0.3-3 T) 

 

cewki korekcyjne (wytwarzają słabe pole magnetyczne korygujące niejednorodności pola stałego) 

 

cewki gradientowe (wytwarzają dodatkowe liniowo zmieniające się pole wzdłuż trzech kierunków 
ortogonalnych - wykorzystywane do kodowania informacji tzn. umożliwiają zlokalizowanie źródeł 
sygnałów odbieranych) 

 

komputer (akwizycja sygnałów oraz ich przetwarzanie – rekonstrukcja obrazu) 

 

różnego rodzaju cewki nadawczo-odbiorcze (emitują impulsy RF i odbierają sygnał wysłany przez 
tkanki) 

 

http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/

 

 
 
 

background image

Tomografia elektronowego rezonansu paramagnetycznego (ang. Electron paramagnetic resonance - EPR
Analogiczne  do  MRI.  Technika  pozwalająca  na  wykrycie  związków  posiadających  jeden  lub  więcej 
niesparowanych elektronów, takich jak np. wolne rodniki. 
 
Cechy 

 

Wykrywanie związków posiadających niesparowane elektrony (wolne rodniki) 

 

Badane są spiny elektronów (a nie spiny jąder atomowych jak w przypadku MRI) 

 

Z  powodu  różnic  w  masie  pomiędzy  jądrami  a  elektronami  używane  są  słabsze  pola  magnetyczne  i 
wyższe  częstotliwości  (promieniowanie  mikrofalowe)  w  NMR:  w  polu  magnetycznym  ok.  0.3  T 
rezonans przy częstotliwości ok. 10 GHz.  

 

W medycynie stosowany do śledzenia znaczników spinowych 

 

http://www.org.chemie.tu-muenchen.de/people/fhagn/JASS2006/files/Popov%20-%20paper.pdf

 

 
Pozytonowa tomografia emisyjna (ang. Positron Emission Tomography - PET

Rodzaj emisyjnej tomografii komputerowej w której rejestruje się promieniowanie emitowane podczas 

anihilacji pary elektron-pozyton. W celu dokonania badania podaje się badanemu pacjentowi radiofarmaceutyk 
(izotopy promieniotwórcze o krótkim czasie połowicznego rozpadu). Jądra tych izotopów w trakcie rozpadu w 
organizmie  pacjenta  emitują  pozytony,  które  w  wyniku  oddziaływania  z  elektronami  otoczenia  ulegają 
anihilacji.  Izotop  rozpada  się,  po  czym  emituje  pozyton,  który  wędruje  na  odległość  nie  większą  jak  kilka 
milimetrów  i  zderza  się  z  najbliższymi  elektronami  pierwiastków  tworzących  jakąś  tkankę.  W  wyniku 
zderzenie dochodzi do anihilacji i generacji dwóch fotonów promieniowania gamma o energii 511keV (e

-

 + e

+

 

 γ + γ), które emitują w przeciwnych kierunkach. Detekcja polega na odbieraniu promieniowania gamma o 

konkretnej energii w dwóch (umieszczonych naprzeciw siebie) z wielu detektorów umieszczonych w skanerze. 
Przedział  czasu,  w  którym  dwa  detektory  powinny  zarejestrować  impulsy  określa  się  mianem  okienka 
czasowego.  Obecne  urządzenia  pozwalają  na  pomiar  z  dokładnością  kilku  nanosekund.  Metoda  ta  nazywana 
jest  techniką  koincydencji.  Układ  detektorów  gamma  kamery  PET  składa  się  z  kilku  tysięcy  kryształów 
scyntylacyjnych oraz fotopowielaczy. 
 
Budowa 

 

Układ detekcji 

o

 

detektory scyntylacyjne (kryształ i fotodetektor) stosowane do rejestracji fotonów anihilacyjnych 

o

 

fotopowielacze  do  wzmacniania  sygnałów  generowanych  w  krysztale  scyntylacyjnym  i  do 
konwersji tego sygnału na impuls elektryczny 

o

 

układy  koincydencyjne  do  stwierdzenia  czy  rejestrowany  foton  jest  w  koincydencji  z 
bliźniaczym anihilacyjnym 

 

Stół pacjenta 

 

Komputer 

 

Cyklotron do wytwarzania radiofarmaceutyków 

 
Cechy 

 

Pacjent  otrzymuje  izotopy  promieniotwórcze  (np.  deoxyglukoza)  o  krótkim  czasie  połowicznego 
rozpadu 

 

Detekcja dwóch kwantów promieniowania gamma po anihilacji pozytonu i elektronu 

 

Niskie, krótkotrwałe promieniowanie 

 

Stosowany do badań mózgu, serca, stanów zapalnych oraz nowotworów 

 

Konieczna obecność cyklotronu 

 

Często łączona z CT 

 
Tomografia emisyjna pojedynczego fotonu (ang. Single Photon Emission CT - SPECT
 

Bardzo  podobną  do  metody  PET  jest  metoda  SPECT.  Różnica  polega  generalnie  na  tym,  że  zamiast 

fotonów  z  anihilacji  dokonuje  się  bezpośredniej  detekcji  promieniowania  gamma  rozpadających  się  izotopów 
podawanego  radioramaceutyka.  Promieniowanie  wytworzone  przez  rozpadający  się  izotop  rozchodzi  się  w 
różnych kierunkach. Część promieni pada na płaszczyznę γ-kamery, gdzie w kolimatorze następuje ich wstępna 
filtracja.  Przepuszczane  są  tylko  te  kwanty,  które  mają  odpowiedni  kierunek  (co  umożliwia  dokładne 
określenie,  gdzie  zaszła  jego  emisja.  Pozostałe  kwanty  są  pochłaniane  przez  kolimator,  aby  nie  wprowadzać 

background image

zakłóceń.  Rozdzielczość  SPECT  jest  niestety  bardzo  mała  (około  1cm),  jednakże  w  porównaniu  z  PET  jest 
metodą stosunkowo niedrogą. 
 
Cechy 

 

Detekcja  pojedynczych  fotonów  promieniowania  gamma  γ-kamerą  (kolimator,  kryształ  (detektor) 
scyntylacyjny, fotopowielacze) 

 

Niskie, krótkotrwałe promieniowanie 

 

Obrazuje niedokrwienie lub podwyższony metabolizm (przepływ krwi) 

 

Często łączona z CT 

 
Optyczna tomografia koherencyjna (ang. Optical coherence tomography - OCT

Metoda  diagnostyczna  pozwalająca  na  uzyskanie  wysokiej  rozdzielczości  podpowierzchniowych 

obrazów materiałów przepuszczających światło. Tomografia optyczna w swojej istocie najbardziej przypomina 
ultrasonografie  (USG).  Podobnie  jak  w  tej  metodzie,  badany  obiekt  sonduje  wiązka  –  tym  razem  światła. 
Ś

wiatło  rozproszone  wstecz  niesie  informacje  o  położeniu  miejsc  znajdujących  się  na  drodze  wiązki  światła 

tam,  gdzie  zmienia  się  współczynnik  załamania.  Przesuwając  promień  w  kierunku  poprzecznym  do  kierunku 
rozchodzenia  się  światła,  otrzymujemy  (znów  podobnie  jak  w  USG)  kolejna  porcje  informacji  o  położeniu 
centrów  rozpraszających.  Złożenie  wyników  kolejnych  pomiarów  daje  obraz  przekroju  badanego  obiektu. 
Obrazy  kilku  warstw  daję  w  rezultacie  strukturę  trójwymiarowa.  Odmienne  od  USG  są  natomiast  metody 
uzyskiwania  informacji  o  położeniu  centrów  rozpraszających.  W  tym  celu  stosuje  się  tu  układ 
interferometryczny  ze  źródłem  światła  o  częściowej  spójności,  odznaczającego  się  bardzo  mała  spójnością 
podłużna  przy  wysokim  stopniu  spójności  poprzecznej.  Wiązka  światła  emitowana  przez  źródło  dzielona  jest 
przez  podział  amplitudy  na  dwie,  z  których  jedna  penetruje  obiekt,  a  druga  pada  na  zwierciadło  odniesienia. 
Ś

wiatło rozproszone na elementach struktury obiektu jest doprowadzane do interferencji z wiązką odniesienia. 

Przed wyjściem z interferometru fale rozproszone w obiekcie dodają się z fala referencyjna. Na końcu kamera 
CCD rejestruje widmo sumarycznego natężenia światła wychodzącego z interferometru i wynik przedstawiany 
jest w komputerze. 
 
Zasada działania  
1. Dioda SLD (Superluminescent diode) wysyła światło, które dociera do rozdzielacza wiązki (B) (ang. 
Beamsplitter) 
2. Podział wiązki na dwie, z których jedna penetruje obiekt (LO), a druga pada na zwierciadło odniesienia (M) 
3. Światło rozproszone na elementach struktury obiektu jest doprowadzane do interferencji z wiązką 
odniesienia 
4. Powstała zinterferowana wiązka kierowana jest na siatkę dyfrakcyjną (DG), która wraz z soczewką (E) 
tworzy widmo rejestrowane przez kamerę CCD 
 
Cechy 

 

Przypomina USG – z tym, że pacjenta sonduje się wiązką światła (interferometr) 

 

Ś

wiatło  rozproszone  wstecz  mówi  o  położeniu  miejsc  znajdujących  się  na  drodze  wiązki  światła  tam, 

gdzie zmienia się współczynnik załamania 

 

Badania oka 

 

Dermatologia, 

 

Stomatologia 

 

Nieinwazyjna 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

background image

Impedancyjna tomografia komputerowa (ang. Electrical Impedance Tomography - EIT

Impedancyjna  tomografia  komputerowa  stosunkowo  nowa  i  szybko  rozwijająca  się  technika 

obrazowania,  w  której  wykorzystuje  się  właściwości  elektryczne  materiałów,  w  tym  również  tkanek 
biologicznych.  W  metodzie  tej  badany  obiekt  pobudzany  jest  ze  źródła  prądowego  lub  napięciowego  a 
następnie  obserwuje  się  powstały  na  jego  brzegu  rozkład  napięć.  Zebrane  informacje  przetwarzane  są  za 
pomocą algorytmu, który konstruuje obraz badanego obiektu. 
 
Cechy: 

 

Nieinwazyjne i nieniszczące badanie danego obiektu 

 

Możliwość obrazowania małych zmian konduktywności 

 

Niskie koszty urządzenia pomiarowego i jego eksploatacji 

 

Możliwość przenoszenia aparatury 

 

Zastosowanie m.in. w mammografii 

 

http://www.rymarczyk.com/index.php?content=101

 

 

by bienieck