CT Scanner Basic

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

************

BÁO CÁO HỆ THỐNG THÔNG TIN Y T Ế Đề tài:

Tìm hiểu sơ l lượ c về máy CT scanner Giảng viên hướ ng ng dẫn: ThS.Hoàng Quang Huy Sinh viên thực hiện:

Nhóm 13 Trươ ng ng Văn Gia Đặng Thị Hằng Phạm Đ ình Hoàng Hoàng Nam Phong

Hà Nội, 3/2013

20090844 20091009 20091173 20092004

Sơ l lượ c về máy cắt lớ p điện toán CT scanner

MỤC LỤC MỤC LỤC ............................................ ................................................................... ............................................... ............................................... .................................. ........... 2 DANH SÁCH HÌNH VẼ ............................................. ..................................................................... ............................................... .................................. ........... 3 LỜI NÓI ĐẦU .............................................. ..................................................................... .............................................. .............................................. ........................... .... 4 I. Lịch sử, quá trình phát triển.......................................... n................................................................. .............................................. ............................... ........ 5 I.1. Lịch sử hình thành .......................... ................................................. .............................................. .............................................. ............................... ........ 5 I.2 Quá trình phát tri ển ............................................ .................................................................... ............................................... .................................. ........... 7 I.2.1 Các thế hệ máy CT t ừ 1970 đến nay .......................................... ................................................................. ........................... .... 7 I.2.2 Cải tiến về công nghệ, các phươ ng ng pháp chụp ............................................. ..................................................... ........ 8 II. Ư u điểm của chụp CT ........................................................ ............................................................................... ............................................ ..................... 11 III. Cấu tạo ............................................ ................................................................... .............................................. ............................................... ................................. ......... 12 ơ đồ khối............................................. III.1 Sơ đồ .................................................................... .............................................. ............................................ ..................... 12

III.2 Chi tiết các khối ............................................ ................................................................... .............................................. .................................... ............. 13 III.2.1 Khối chụp ảnh .............................................. ..................................................................... .............................................. ............................. ...... 13 III.2.2 Khối máy tính ................................ ....................................................... .............................................. ............................................ ..................... 14 III.2.3 Hiển thị, lưu trữ và ghi ảnh .............................................. ..................................................................... ................................ ......... 14 III.2.4 Khối thu nhận dữ liệu(DAS) ............................................ ................................................................... ................................ ......... 14 III.2.5 Gantry.................................................... ........................................................................... .............................................. .................................... .............15 IV. Nguyên lý tái tạo ảnh ............................................. ..................................................................... ............................................... ................................ ......... 17 V. Ứ ng ng dụng .............................................. ..................................................................... .............................................. .............................................. ............................. ...... 22 LỜI CẢM ƠN ........................................... .................................................................. .............................................. .............................................. ............................. ...... 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................... ................................................................... ............................................... ................................ ......... 26

2

Sơ lượ c về máy cắt lớ p điện toán CT scanner

DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1. 1 Bản phác thảo của Sir Godfrey Hounsfield về máy CT ..................................5 Hình 1. 2 Máy CT đầu tiên ..............................................................................................6 Hình 1. 3 Máy CT toàn thân đầu tiên đượ c phát triển .....................................................6 Hình 1. 4 Máy CT thế hệ I ...............................................................................................7 Hình 1. 5 Máy CT thế hệ II .............................................................................................7 Hình 1. 6 Máy CT thế hệ III ............................................................................................7 Hình 1. 7 Máy CT thế hệ IV ............................................................................................8 Hình 1. 8 Kỹ thuật chụp CT thông thườ ng ......................................................................8 Hình 1. 9 Kỹ thuật chụp CT xoắn ốc ...............................................................................9 Hình 1. 10 CT đa detector ...............................................................................................9 Hình 1. 11 CT chùm electron ........................................................................................10 Hình 2. 1 Nguyên lý chụp X quang và CT .................................................................... 11 Hình 3. 1 Sơ đồ khối máy chụp cắt lớ p CT ...................................................................12 Hình 3. 2 Hình ảnh máy chụp cắt lớ p CT trên thực tế ..................................................12 Hình 3. 3 Khối chụp ảnh................................................................................................13 Hình 3. 4 Cấu tạo bóng X quang trong máy chụp cắt lớ p CT .......................................14 Hình 3. 5 Công nghệ thu nhận dữ liệu...........................................................................15 Hình 3. 6 Các thiết bị bên trong gantry .........................................................................15 Hình 4. 1 Cơ sở tái tạo ảnh CT ......................................................................................17 Hình 4. 2 Ý tưở ng về tái tạo ảnh của máy chụp cắt lớ p CT .......................................... 18 Hình 4. 3 Tái tạo ảnh theo thuật toán số học ART ........................................................ 19 Hình 4. 4 Tái tạo ảnh bằng phươ ng pháp chiếu lại đơ n giản – Hình ảnh kèm nhiễu hình sao ..................................................................................................................................20 Hình 4. 5 Một dạng phổ biến của hàm số lọc ................................................................21 Hình 5. 1 Ứ ng dụng trong chụp thận .............................................................................22 Hình 5. 2 Ứ ng dụng trong chụp phổi .............................................................................23 Hình 5. 3 Ứ ng dụng chụp mạch máu 3D ....................................................................... 23 Hình 5. 4 Ứ ng dụng trong dựng ảnh 3D ........................................................................24

3


LỜ I NÓI ĐẦU Cùng vớ i sự phát triển không ngừng của công nghệ hộ trợ khám, chữa bệnh, l ĩ nh vực chẩn đoán hình ảnh cũng liên tục đượ c cải tiến nhằm đáp ứng các nhu cầu chẩn đoán của nền y học hiện đại. Trong các dòng máy phục vụ chẩn đoán hình ảnh, máy CT scanner đóng một vai trò quan trọng không thể phủ nhận. Máy CT là s ự cân bằng giữa giá thành và chất l ượ ng hình ảnh. Nó có thể t ạo ra các hình ảnh cắt lớ p, 3D sắc nét vượ t trội hơ n rất nhiều so vớ i phươ ng pháp X quang thông thườ ng, có thể so sánh vớ i kỹ thuật chụp cộng hưở ng từ nhưng lại có giá thành rẻ hơ n nhiều. Hơ n 40 năm phát triển, máy CT đang là loại máy rất phổ biến trên thị trườ ng. Chính vì những lý do đó, nhóm em đã quyết định chọn đề tài tìm hiểu về máy CT scanner cho đề tài giữa kỳ của mình. Trong khuôn khổ môn học, bài báo cáo của nhóm hy vọng mang đến cho ngườ i đọc những khái niệm, hiểu biết cơ bản về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của máy chụp cắt lớ p - CT scanner. Nhóm sinh viên

4


I. Lịch sử , quá trình phát tri ển I.1. Lịch sử hình thành Tối ngày 8 tháng 11 năm 1895, sau khi rờ i phòng thí nghiệm một quãng, sực nhớ quên chưa ngắt cầu dao điện cao thế dẫn vào ống tia catod, Wilhelm Conrad Röntgen quay lại phòng và nhận thấy một vệt sáng màu xanh lục trên bàn tuy phòng tối om. Vớ i đầu óc nhạy bén, đầy kinh nghiệm của một nhà vật lý học, việc này đã lôi cuốn ông và 49 ngày sau ông liên tục ở l ỳ trong phòng thí nghiệm, cơ m nướ c do bà vợ tiếp tế, mỗi ngày ông chỉ ngừng công việc nghiên cứu ít phút để ăn uống, vệ sinh và chợ p mắt nghỉ ngơ i vài giờ . Nhờ thế, ông đã tìm ra tính chất của thứ tia bí mật mà ông tạm đặt tên là tia X và mang lại cho ông giải Nobel về vật lý đầu tiên vào năm 1901. Năm 1970, Nhận thấy các hạn chế của phươ ng pháp chụp X quang thông thườ ng và kỹ thuật chụp tomography, kết hợ p vớ i hiểu biết về tia X đã đượ c nghiên cứu trướ c đó, Sir Godfrey Hounsfield và Cormack độc lập nghiên cứu và tìm ra k ỹ thuật chụp của máy CT. Ứ ng dụng đầu tiên của máy CT là chụp não. Nhờ phát minh này, họ đã cùng nhau chia sẻ giải thưở ng Nobel năm 1979.

Hình 1. 1 Bản phác thảo của Sir Godfrey Hounsfield về máy CT

5


Hình 1. 2 Máy CT đầu tiên

Năm 1974, DR. ROBERT LEDLEY phát triển máy CT toàn thân đầu tiên trên thế giớ i

Hình 1. 3 Máy CT toàn thân đầu tiên đượ c phát triể n

6


I.2 Quá trình phát tri ển I.2.1 Các thế hệ máy CT từ 1970 đến nay Từ khi đượ c tìm ra, Máy CT đã trải qua nhiều cải tiến, phát triển vớ i 4 thế hệ máy CT.  CT thế hệ 1: chùm tia song song; nguồn, detector tịnh tiến và quay .

Hình 1. 4 Máy CT thế hệ I  CT

thế hệ 2: chùm tia rẻ quạt; mảng detector tuyến tính; nguồn, detector tịnh tiến và quay .  CT thế hệ 3: chùm tia rẻ quạt; cung detector; nguồn, detector chỉ quay .

Hình 1. 5 Máy CT thế hệ II

Hình 1. 6 Máy CT thế hệ III

7

Sơ lượ c về máy cắt lớ p điện toán CT scanner  CT

thế hệ 4: chùm tia rẻ quạt; vòng detector; nguồn quay .

Hình 1. 7 Máy CT thế hệ IV

I.2.2 Cải tiến về công nghệ, các phươ ng pháp chụp  CT

thông thườ ng( thế hệ I, II)

Hình 1. 8 K ỹ thuật chụ p CT thông thườ ng

- Ống phát tia X quay quanh trục (0,5 hoặc 1 độ). - Chùm tia X đượ c chuẩn trực thành có hình rẻ quạt phẳng. 8

Sơ lượ c về máy cắt lớ p điện toán CT scanner - Các phép chiếu đượ c coi là đồng phẳng trong một lát cắt. Độ dày lát cắt phụ thuộc vào việc chuẩn trực chùm tia.  CT xoắn ốc( thế hệ III, IV)

Hình 1. 9 K ỹ thuật chụ p CT xoắ n ố c

- Nguồn, detector quay liên tục; bàn bệnh nhân dịch chuyển liên tụccác phép chiếu đượ c thực hiện dọc theo đườ ng xoắn ốc. - Quét 1 thể tích lớ n trong 1 thờ i gian ngắn. - Phức tạp trong việc tái tạo ảnh. - Đượ c sử dụng để tạo ảnh thể tích 3-D của các cấu trúc trong cơ thể.  CT đa detector( th ế hệ II, III, IV)

Hình 1. 10 CT đ a detector

- Sử dụng mảng đa detectornhận đượ c đồng thờ i nhiều phép chiếu liền kềtốc độ quét tăng. - Độ phân giải không gian đẳng hướ ng, cao hơ n so vớ i các k ỹ thuật CT đã có.  CT chùm electron 9


Hình 1. 11 CT chùm electron

- Anode cong 180 độ vớ i nhiều miếng Vonfram. - Chùm tia electron đượ c hội tụ quét nhanh qua các miếng Vonfram và làm phát ra tia X. - Độ phân giải thờ i gian lớ ntạo ảnh chuyển động sinh lý trong cơ thể như nhịp đập của tim, sự luân chuyển của dòng máu.

10


II. Ư u điểm của chụp CT  Kỹ thuật

chụp cắt lớ p CT

- Nguyên lý giống chụp X-quang thông thườ ng. - Chùm tia X đượ c chuẩn trực.

Hình 2. 1 Nguyên lý chụ p X quang và CT

Ư u điểm - Hiện tượ ng xếp chồng đượ c hạn chế nhờ việc quét trong mặt phẳng ngang trục. - Ảnh đượ c tái tạo lại nhờ các thuật toán tái tạo như biến đổi Fourier, biến đổi Radon, thuật toán chiếu ngượ c, thuật toán ART… - Phân biệt đượ c nhiều loại mô, tế bào hơ n X-quang thườ ng ( độ nhạy là 1% so vớ i 10%) - Có thể hiệu chỉnh ảnh sau khi chụp



11


III. Cấu tạo III.1 Sơ đồ khối

Hình 3. 1 S ơ đồ khố i máy chụ p cắ t lớ p CT

Hình 3. 2 Hình ảnh máy chụ p cắ t lớ p CT trên thự c t ế

Từ khi ra đờ i tớ i nay, trải qua nhiều sự thay đổi, cải tiến, tuy nhiên máy cắt lớ p CT về cơ bản vẫn đượ c chia làm bốn thành phần chính là: - Khối chụp ảnh - Khối máy tính - Khối hiển thị, lưu trữ, ghi dữ liệu - Khối thu nhận dữ liệu 12


III.2 Chi ti ết các kh ối III.2.1 Khối chụp ảnh

Hình 3. 3 Khố i chụ p ảnh

Nhiệm vụ chính của khối này là: - Tạo tia X - Định dạng chùm tia X - Lọc chùm tia X loại bỏ tia X mềm Có cấu tạo cơ bản bao gồm một bóng phát tia X quang và một hay nhiều detector tùy thuộc vào thế hệ máy như thế hệ I chỉ có 1 detetor, thế hệ II, III có nhi ều detetor và đặc biệt số lượ ng detetor ở thế hệ thứ IV lên tớ i 4800 detector đượ c phân bố đều trên một vòng tròn cố định. Bóng X quang của Máy CT không khác nhiều so vớ i bóng X-quang của máy X quang thông thườ ng. Hoạt động ở điện áp giữa hai cực anode va catode cỡ 80-150 KV. Có catốt làm bằng tungsten pha trộn Mo. Bóng đượ c bọc một lớ p chì để đảm bảo an toàn và có tấm l ọc c ũng như m ọt collimater trướ c ngõ ra của chùm tia X để loại bỏ các tia X m ềm và định dạng chùm tia X

13


Hình 3. 4 C ấ u t ạo bóng X quang trong máy ch ụ p cắ t lớ p CT

III.2.2 Khối máy tính Thành phần chính là một minicomputer có cấu hình tươ ng đối cao cỡ GHz nhằm mục đích: - Tái tạo và xử lý ảnh - Điều khiển toàn bộ các thiết bị Scan - Điều khiển quá trình thu nhận dữ liệu, xử lý và hiển thị - Định hướ ng dòng dữ liệu

III.2.3 Hiển thị, lư u trữ và ghi ảnh Nhiệm vụ vủa khối này là: - Hiển thị ảnh - In ảnh - Lưu trữ để truy xuất những lần sau - Hỗ trợ gửi dữ liệu ảnh tớ i các máy trong mạng

III.2.4 Khối thu nhận dữ liệu(DAS) Đây là khối đóng vai trò rất quan trọng trong máy CT. Nó là c ầu nối trung gian giữa các detector và hệ thống máy tính trung tâm. Khối này thu nhận tín hiệu các trung thực, càng chi tiết sẽ tạo tiền đề cho quá trình xử lý của hệ thống máy tính đem lại một kết quả rõ ràng và chính xác h ỗ trợ cho công việc chẩn đoán.

14


Hình 3. 5 Công nghệ thu nhận d ữ liệu

III.2.5 Gantry

Hình 3. 6 Các thiế t bị bên trong gantry

Là b ộ phận “ đồ sộ nhất” của máy CT scanner nó ch ứa đựng các bộ phận quan trọng của máy CT như: - CT X-ray tube - High voltage generator: Trong các thế hệ máy CT cũ, bộ phận này đượ c tách riêng ra khỏi máy và đặt trong High voltage tank sau đó tiếp điện cao áp đến máy qua dây cáp. Điều này gây trở ngại cho chuyển động quay của bóng và tươ ng đối nguy hiểm. Khi công nghệ chế tạo phát triển, khối này trở nên nhỏ 15

Sơ lượ c về máy cắt lớ p điện toán CT scanner gọn và đượ c tích hợ p trong gantry để quay cùng vớ i bóng X quang ở các thế hệ máy thứ III và IV. - Detector array: Cũng như khối High voltage generator, khối này có nhiều thay đổi theo thờ i gian. Ban đầu, Máy CT chỉ có một detector chuyển động song song và quay cùng bóng X quang. Tớ i thế hệ thứ II và III, số lượ ng detector đã đượ c tăng lên và cách thức chuyển động cũng đượ c cải tiên. Ở thế hệ IV, số lượ ng detetor là 4800 detetor! Và chúng đượ c bố trí cố định trên một vòng dạng nhẫn trong gantry. - Data acquistion system - Slip ring: là một thiết bị để đưa điện áp cấp từ nguồn tớ i bóng X quang. Khi khối High voltage generator đượ c tích hợ p vào gantry, vòng slip ring đã trở nên an toàn hơ n trướ c rất nhiều khi nó chỉ phải chuyển tiếp điện áp 220V hay 380V thay vì điện áp cỡ kV như trướ c.

16


IV. Nguyên lý tái tạo ảnh Máy chụp cắt lớ p CT tái tạo ảnh dựa trên “hình chiếu” mà các detector thu đượ c. Các detector có nhiệm v ụ thực chất là đo mức độ suy hao của tia X sau khi đi qua cơ th ể b ệnh nhân. Tại mỗi góc chụp, tia X đi theo các con đườ ng khác nhau qua cơ thể bệnh nhân và bị suy hao khác nhau. Các detector ở các vị trí khác nhau thu nhận đượ c sự suy giảm khác nhau của tia X. Sau đó qua hệ thống thu nhận dữ liệu sự khác nhau này đượ c chuyển về hệ thống máy tính để thông qua các thuật toán cụ thể tái tạo lại ảnh lắt cắt vớ i mức độ xám khác nhau cho từng điểm ảnh cũng như tính toán vị trí của các điểm ảnh một cách chính xác. Trướ c khi tái tạo, phép chiếu sẽ đượ c tr ộn v ớ i các hàm l ọc sau bướ c ti ền x ử lý trướ c khi đượ c x ếp ch ồng trở l ại ma trận.

Hình 4. 1 C ơ sở tái t ạo ảnh CT

Ý tưở ng cơ bản để giải quyết bài toán tái tạo ảnh của máy CT xuất phát từ sự khác nhau về mức độ suy hao của tia X khi đi qua cơ thể bằng những con đườ ng khác nhau mà các detector có th ể phát hiện đượ c. Giả sử ở mỗi góc độ, vị trí các detector cho chúng ta một “ hàm” hay một “phươ ng trình” biểu diễn mức độ suy hao của tia X thì bằng cách tổng hợ p và giải hệ các “ phươ ng trình” này ta sẽ thu đượ c giá trị mức xám và vị trí tươ ng ứng c ủa các điểm ảnh. Số “ phươ ng trình” mà các detector thu đượ c hay nói một cách khác là số góc quay khác nhau mà máy chụp cắt lớ p CT thực hiện khi chụp ảnh sẽ quyết định độ phân giải của ảnh. Điều này giải thích vì sao ở thế hệ máy CT đầu tiên (có một detector và bóng X quang quay khoảng 0.5 đến 1 độ mỗi lần chụp), ta chỉ thu đượ c ảnh 64x64 còn vớ i loại máy thế hệ IV( có tớ i 4800 detector) ta có thể thu đượ c ảnh vớ i độ phân giải 512x512.

17


Hình 4. 2 Ý t ưở ng về tái t ạo ảnh của máy chụ p cắ t lớ p CT

Các thuật toán 

Thuật toán số học (ART)

Đây là phươ ng pháp tái tạo xưa nhất. Vớ i phươ ng pháp này, đối tượ ng ảnh đượ c xem như bao gồm nhiều đối tượ ng hình vuông. Một số hữu hạn ảnh điểm tươ ng ứng vớ i số lượ ng gần đúng dữ liệu đo đượ c.

Nguyên lý: 1. Trong một chu kỳ lặp lại, những dữ liệu của 1 ảnh đượ c tái tạo gần đúng sẽ đượ c đem so sánh vớ i dữ liệu thực theo cùng phươ ng chiếu và cùng số phần tử nằm trên phươ ng chiếu. 2. Sự chênh lệch – hiệu số cua hai tập dữ liệu sẽ đượ c chiếu ngượ c lại vào ma trận ảnh để tạo ra ảnh gần đúng. 3. Khi toàn bộ các tập dữ liệu từ các hướ ng chiếu đã đượ c sử dụng, một chu kỳ lặp lại đã đượ c hoàn tất và một chu kỳ tính toán lặp mớ i đượ c bắt đầu sử dụng kết quả của chu kỳ lặp trướ c. Ví dụ: tạo ảnh một” đối tượ ng” chỉ bao gồm 9 điểm ảnh – ma trận (a) vớ i các độ suy giảm t ươ ng ứng là 2,9,4, 4, 9, 2 , 1, 5, 0. Sau 4 lần quét ngang, dọc và chéo ta thu đượ c các tập dữ liệu tươ ng ứng | 15, 15, 6| |1, 9, 11, 11, 4| |7, 23, 6| |2, 13, 14, 7, 0|. Dựa trên nguyên tắc này, bắt đầu từ tập dữ liệu chiếu nganh trên hình 21, vì số lượ ng phần tử theo hướ ng chiếu này là 3 cho mọi phép chiếu nên từng số đo của tập dữ liệu này sẽ đượ c chia 3 rồi chiếu lại vào ma trận rỗng cũng gồm 9 phần tử, kết quả có đượ c ma trận ảnh (b). 18


Hình 4. 3 Tái t ạo ảnh theo thuật toán số học ART

Sau tập d ữ liệu ngang là tập dữ liệu chéo phải, vì vậy ta chiếu chéo phải ma trận ảnh (b) và nhận đượ c dữ liệu gồm 5 phần từ | 2, 7, 12, 10, 5|. L ấy hiệu của tập dữ liệu chéo phải gốc vớ i tập dữ liệu này ta đượ c một tập dữ liệu chéo phải mớ i | -1, 2, -1, 1, -1|, chia từng giá trị của t ập dữ liệu mớ i này cho số phần tử nằm trên đườ ng chéo phải rồi cộng vớ i từng phần tử nằm trên đườ ng chéo của ma trận (b) sẽ đượ c ma trận (c) Bây giờ sẽ sử dụng tập d ữ li ệu số đo theo chiều dọc, lấy hiệu c ủa hai tập d ữ li ệu gốc và tập dữ li ệu t ừ ma trận (a) đượ c t ập d ữ li ệu | -4.7, 9.8, -5.2|, chia t ừng giá trị của tập giữ liệu mớ i này cho 3 rồi cộng vớ i từng phần tử nằm trên đườ ng chiếu dọc tươ ng ứng của ma trận (a) ta đượ c ma trận (d). Tiếp đến sử dụng tập dữ liệu chéo trái theo phươ ng pháp tươ ng tự và có đượ c kết qua của chu kỳ tính lặp lần 1 như ma trận (e)

19

Sơ lượ c về máy cắt lớ p điện toán CT scanner Một số giá trị trong ma trân (e) chưa thỏa mãn độ chính xác vì vậy phải thực hiện một số chu kỳ lặp tiếp theo, xuất phát từ dữ liệu của ma trận kết quả c ủa chu kỳ lặp trướ c. kết quả sau 3 chu kỳ l ặp đạt đượ c ma trận (g) có thể xem là thỏa mãn. Sai số rất nhỏ so vớ i tập dữ liệu gốc, phản ánh trung thực hình ảnh đối tượ ng.  Phươ ng pháp tái t ạo ảnh tích phân Phươ ng pháp này dựa trên cơ sở của việc chiếu lại những dữ liệu thu đượ c từ các phép chiếu vào ma trận để tái tạo ảnh. Tuy nhiên nếu chỉ đơ n giản đặt chồng những dữ liệu riêng rẽ vào ma trận ảnh thì hình ảnh tạo ra sẽ đem theo nhiễu dướ i dạng các bóng mờ . Để kh ử bóng mờ này, các dữ li ệu c ủa t ừng phép chiếu s ẽ đượ c x ử lý bở i một hàm lọc số theo một phươ ng pháp đặc biệt gọi là thuật toán cuộn trướ c khi đượ c xếp chồng trở lại vào ma trận.

Hình 4. 4 Tái t ạo ảnh bằ ng phươ ng pháp chiế u lại đơ n giản – Hình ảnh kèm nhiễ u hình sao

Nguyên lý: Hàm số lọc thực chất là một phần mềm có chức năng như một bộ lọc, đượ c thiết kế phù hợ p vớ các loại đối tượ ng như xươ ng, sọ não, ổ bụng… Hiện nay, hầu h ết các máy CT đều ứng d ụng loại hàm số l ọc có dạng đườ ng d ốc và có chứa các thành phần dươ ng và âm. Các đỉnh của đườ ng biểu diễn hàm số theo vị trí không gian đượ c ch ọn trùng vớ i v ị trí của các phép chi ếu c ận kề. B ở i v ậy, d ữ liệu đượ c xử lý bở i hàm số lọc sẽ mang cả thành phần âm và dươ ng và sẽ bù trừ các thành phần tín hiệu gây nhiễu. Nếu hàm lọc đượ c ch ọn l ựa thích đáng thì có thể tái tạo đượ c ảnh không còn bị nhiễu.

20


Hình 4. 5 M ột d ạng phổ biế n của hàm số lọc

Phươ ng pháp convolution đượ c thực hiện như sau: - Đặt đỉnh của đườ ng biểu diễn hàm số lọc vào một dữ liệu thô của một ảnh điểm cần tái tạo - Tính tích của giá trị của từng điểm tại bộ lọc vớ i từng điểm tươ ng ứng của tập dữ liệu nhô - Cộng các tích đã tính đượ c rồi đặt vào vị trí tươ ng ứng trong ma trận ảnh tái tạo - Tuần tự dịch chuyển bộ lọc sang dữ liệu thô thuộc ảnh điểm lân cận cho tớ i hết tập dữ liệu thô và lặp lại các bướ c trên

Ví dụ minh hoạ cho phươ ng pháp này đượ c chỉ ra như trên hình vẽ, trong đo hàm số lọc chỉ có các giá trị đơ n giản là: 0, -1, 3, -1, 0 . Xử lí dữ liệu có giá trị 8 như trên hình vẽ, ta đặt đỉnh c ủa hàm số l ọc (có giá trị 3) vào vi trí này, sau đó tính tích của các giá trị đỉnh của bộ lọcvớ i các giá trị tươ ng ứng của tập dữ liệu thô rồi cộng các tích lại ta có: 7*(-1)+8*3+1*(1) = 16. Bằng cách tươ ng tự ta có một t ệp dữ liệu đã xử lí dùng để tái tạo ảnh, trong tệp dữ liệu này có cả thành phần âm như: -1, -13, -2.

21


V. Ứ ng dụng Đượ c ứng dụng rộng rãi trong chẩn đoán hình ảnh cũng như trong sinh tiết - Chẩn đoán các mô như: sọ não, cột sống, xươ ng…  CT cho hình ảnh về các mô cứng rõ nhất trong các phươ ng pháp chẩn đoán ảnh - Phát hiện, chẩn đoán sớ m ung thư - Các bệnh tim mạch, tắc nghẽn mạch máu, hay nha khoa, nhãn khoa - Trợ giúp sinh thiết: sinh thiết tuyến tiền liệt, sinh thiết ung thư vú, sinh thiết cổ tử cung

Trong các chuyên khoa:

Hình 5. 1 Ứ ng d ụng trong ch ụ p thận

22


Hình 5. 2 Ứ ng d ụng trong ch ụ p phổ i

Hình 5. 3 Ứ ng d ụng chụ p mạch máu 3D

23


Hình 5. 4 Ứ ng d ụng trong d ự ng ảnh 3D

24


LỜ I CẢM Ơ N Bắt đầu tìm hiểu một thiết bị có quá trình phát triển không lâu, chưa đựng hàm lượ ng công nghệ lớ n, bên cạnh đó là khả năng còn hạn chế về ngoại ngữ đã khiến nhóm gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình tìm hiểu về máy CT. Nhóm em xin chân thành cảm ơ n Thầy Hoàng Quang Huy đã giúp đỡ nhóm hoàn thiện đề tài, nhờ có những giải đáp c ụ th ể, k ịp th ờ i c ủa th ầy mà nhóm đã t ừng bướ c gi ải quyết đượ c các khó khăn phát sinh trong quá trình tìm hiểu đề tài!

Nhóm sinh viên

25


TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. www.google.com 2. http://vi.wikipedia.org 3. Giáo trình “ Công Nghệ chẩn đoán hình ảnh I” – Đoàn Nhật Ánh

26

CT Scanner Basic

Recommend Documents