Komputertomográfia

A CT rövidítés ide irányít; további jelentéseihez lásd az egyértelműsítő lapot.

A komputertomográfia (Computed [Axial] Tomography, CT vagy CAT) a szakirodalomban gyakran számítógépes tomográfia a radiológiai diagnosztika egyik ága. A tomográfia szó a szeletelésre utal. A tomográfiás felvételeken a vizsgálat tárgya képzeletbeli szeletekre bontva látható.

1979-ben Allan M. Cormack és Godfrey N. Hounsfield orvosi Nobel-díjat kaptak a komputertomográfia kifejlesztésért.

1. Ábra

2. Ábra

3. Ábra

Működése

A komputertomográfia a hagyományos Röntgen-átvilágítási technika szellemes továbbfejlesztése. A tomográfiás felvétel esetében vékony, síkszerű röntgensugár-nyalábbal világítják át a vizsgált objektumot. Az objektum mögött elhelyezett detektor egy vonal mentén érzékeli, hogy a sugárnyalábból hol és mennyi nyelődött el. Az 1. ábrán egy tojásdad, kisebb áteresztőképességű maggal bíró testet világít át a síkszerű röntgensugár-nyaláb. A háttérben a detektor által észlelt intenzitás görbéje látható. A sugárnyalábbal ugyanebben a síkban több irányból is átvilágítják a testet, és a mért intenzitásgörbékből kibontakozik az adott síkban (szeletben) elhelyezkedő részletek rajza. A síkot ezután arrébb tolják és újra körbeforgatják. Az eljárás befejeztével a vizsgált test térbeli szerkezete feltérképezhető. „Szerkezeten” itt a röntgensugáráteresztő-képesség szempontjából megkülönböztethető részletek elrendeződése értendő.

A modern CT berendezések egy körülfordulás alatt egyszere több (akár 128) szeletet térképeznek fel, és egy vizsgálat a szükséges számítások elvégzésével együtt néhány perc alatt elvégezhető.

Számítási szükségletek

A komputertomográfia matematikai háttere könnyen megérthető. Az 2. ábrán egy 5×5 négyzetre osztott szeletet látunk. Az egyes négyzetekbe az ott elméletben mérhető áteresztőképességet írtuk. Ha ezt a szeletet különbőző (fekete, piros, kék) irányokból átvilágítjuk, akkor a megfelelő színnel jelölt összegzett értékeket mérhetjük. A valóságban maguk az értékek nem, csak a különböző irányokból mért összegek mérhetők közvetlenül. A 3. ábra már azt mutatja, hogy a 25 ismeretlenre egyenletek írhatók fel. Ha az adott síkban a vizsgáló sugár elforgatásával 25 összeget felírunk, akkor 25 egyenletet kapunk. Az egyenletrendszert megoldva a cellák áteresztőképessége rekonstruálható. A való életben egy szelet helyreállításához több százezer ismeretlent kell meghatározni több százezer egyenletből. Egy sorozat pedig több száz szeletből is állhat. Egy átlagos felvétel mérete a 10 – 100 Mbyte-os nagyságrendbe esik.

Egy CT gép részei

• Röntgencső: A test körül forgó röntgencsőrendszer számos röntgensugarat bocsát a testre. A röntgensugarak keresztülhatolnak a testen, majd a detektorhoz érkeznek
• Automatikusan mozgatható ágy: Az ágy előre-hátra mozgatható, annak megfelelően, hogy mely testrészt kívánják megvizsgálni.
• Szkennerdob: Az egyes rétegfelvételek elkészítésekor a szkennerdob 360°-os fordulatot végez. A szkennerdob dőlésszöge a különböző rétegek esetében változtatható.
• Detektor: A detektorban röntgenérzékeny kristályok helyezkednek el, melyek azután a röntgensugárzás hatására elektromos jelet bocsátanak ki magukból a számítógép felé.

A CT alkalmazása

A 4. ábrán egy emberi koponyáról készült szeletsorozat egy eleme látható. A teljes sorozatból kiemelhetőek az azonos áteresztőképességű alakzatok. A 5. ábrán az arckoponya térbeli rekonstrukciója látható. Kontrasztanyag befecskendezésével elérhető, hogy a vérrel teli erek csontszerű képet mutassanak. Egy ilyen kiemelés látható a 6. ábrán. A 4. ábrán nyilak jelölik a kontrasztanyag hatására a csonttal közel azonos árnyalatban megjelenő erekből az adott szeletben kimetszett részleteket.

• 

  4. ábra CT-szelet

• Bonereconstruction.PNG

  5. ábra Csont

• 

  6. ábra Erek

A komputertomográfia nem csak a humán diagnosztika eszköze. Az állattenyésztében például a tenyészállat leölése nélkül is kimérhetőek a tenyésztő számára fontos adatok tomográfiás eljárásokkal. A komputer tomográfiát a geológia is használja kőzetminták roncsolásmentes vizsgálatára.

A komputertomográfia mint művészet

A komputertomográfiával érdekes képi hatások érhetők el.

Michelangelo álma

Kapcsolódó szócikkek

A radiológiai diagnosztika rokon területei:

• az MRI (mágneses rezonanciavizsgálat),
• a pozitronemissziós tomográfia (PET),
• az NM (nukleáris medicina)
• és az UH (ultrahang) alapú képalkotó technikák.