5378219405

Część IV: Życie od środka

Zbieranie danych

We współczesnych tomografach źródło promieniowania i detektory poruszają się po okręgu prostopadłym do długiej osi pacjenta (dookoła obrazowanego narządu/obiektu), wykonując szereg prześwietleń wiązką promieniowania równoległą do płaszczyzny obrazowanej. Strumień danych z detektorów zawiera informacje na temat natężenia promieniowania docierającego do danego detektora. Natężenie to zależy od stopnia pochłaniania i rozpraszania promieni X przez poszczególne tkanki (elementy składowe obiektu). Dane dla każdego położenia układu źródło-detektory zostają zapisane na twardym dysku komputera. Informacje z uzyskanych projekcji są poddawane obróbce komputerowej w celu uzyskania czytelnego obrazu (przekroju).

Chcąc uzyskać kolejne przekroje tkanki należy pomiar powtarzać dla różnych pozycji pacjenta wzdłuż osi z.

Rekonstrukcja obrazu

Podstawy matematyczne tej techniki są zasługą austriackiego matematyka Johanna Radona. W roku 1917 udowodnił on, że obraz dwu- i trójwymiarowego obiektu można odtworzyć w sposób zupełny z nieskończonej ilości rzutów tego przedmiotu. Po zastosowaniu skomplikowanych obliczeń, uwzględniających ile promieniowania zostało pochłonięte przez poszczególne elementy badanego obiektu przy wykonywaniu projekcji z danego kierunku, tworzony jest obraz przedstawiający dany przekrój badanego narządu. Obrazy są monochromatyczne (czarno-białe). Każdy przekrój przez obiekt jest dzielony na małe części, voksele, reprezentujące fragment obrazowanej objętości. Do każdego voksela przypisywana jest liczbowa wartość proporcjonalna do stopnia, w którym pochłania on promieniowanie.

Aby w danej warstwie określić tę wartość dla n fragmentów, potrzebne jest przynajmniej n równań opisujących pochłanianie w danej warstwie. Trzeba więc posiadać n różnych projekcji tej warstwy. Im więcej mamy projekcji, tym lepszą dokładność obrazu uzyskamy. EMI scanner wykonywał obrazy o rozdzielczości 80 x 80 pikseli (6400 równań) z 28 800 projekcji. Współczesne tomografy wykonują nawet do 2 000 000 projekcji. Dzięki temu ich rozdzielczość sięga dziesiątków mikrometrów. Z powodu ilości równań wymaganych do odtworzenia obrazu, nie można było zrealizować tomografii w chwili jej wynalezienia, w roku