Page 25 - IFM 2 2013 - calosc - www

Inżynier i Fizyk Medyczny 2/2013 vol. 2
artykuł / article radiologia / radiology
73
Tomografia komputerowa
XXI wieku
– postęp w dziedzinie metod rekonstrukcji
i jego wpływ na ograniczanie dawki promieniowania
Philips Healthcare
Tomografia komputerowa jest obecna w świecie diagnostyki obrazowej od
40 lat. Pierwsze badanie tomograficzne pacjenta wykonano w Wimbledonie
w 1973roku. Skan niespełna trzydziestocentymetrowego obszaru zajmował oko-
ło 25 minut, a zrekonstruowanie jednego przekroju o matrycy 80 × 80 pikseli aż
7 minut. Kolejne przełomowe daty dla tomografii to: rok 1975, w którym opraco-
wano tomografię trzeciej generacji, 1990 – powstanie tomografii spiralnej, 1998,
który zaowocował pojawieniem się na rynku tomografów wielorzędowych.
Od 1998 roku obserwujemy nieustanny postęp
technologiczny, będący jedynie rozwinięciem
przełomowych osiągnięć lat dziewięćdziesią-
tych XX wieku. Przez kolejnych dziesięć lat firmy
prześcigały się w budowaniu coraz większych
detektorów oraz skracaniu czasu obrotu gantry
w celu poprawy rozdzielczości czasowej, mającej
decydujący wpływ na jakość obrazowania w ba-
daniach kardiologicznych.
W momencie osiągnięcia poziomu technolo-
gicznego, gwarantującego powtarzalną jakość
wykonywanych badań, producenci tomografów
rozpoczęli poszukiwanie nowych ścieżek roz-
woju. Tomografia komputerowa z jednej strony
ceniona za precyzję obrazowania, szybkość, wy-
soką rozdzielczość i możliwości trójwymiarowe-
go obrazowania, z drugiej strony jest związana
ze stosowaniem szkodliwego promieniowania
jonizującego. Ze względu na relatywnie długi
czas obecności tomografii na rynku, jesteśmy
w stanie ocenić jej szkodliwy wpływ, podając
potencjalny wzrost liczby zachorowań będących
bezpośrednim skutkiem badań tomograficz-
nych. Z tego powodu najważniejszą ze ścieżek
rozwoju okazała się droga zmierzająca do mini-
malizacji dawki promieniowania, przy zachowa-
niu pełnej jakości diagnostycznej badań. Wyścig
technologiczny producentów określany mianem
„Slice War”, obserwowany na początku XXI wieku,
zmienił się w „Dose War” – czyli wojnę na dawki.
ITERACYJNE METODY
REKONSTRUKCJI JAKO SPOSÓB
ROZWIĄZANIA PROBLEMU
DAWEK W TOMOGRAFII
Pierwszym opracowanym (teoretycznie) sposo-
bem rekonstrukcji w tomografii była metoda itera-
cyjna. Niestety zewzględuna ogromną ilość danych
koniecznych do przetworzenia oraz z powodu nie-
wystarczającej mocy obliczeniowej komputerów,
wprowadzenie jej do użytku nie było możliwe.
Z tego względu niemal od początku istnienia to-
mografii stosowany był algorytm rekonstrukcji fil-
trowanej projekcji wstecznej FBP (Filtered Back Pro-
jection). Algorytm FBP ma wiele ograniczeń i wad.
Przy zbyt niskim poziomie dawki promieniowania
mamy do czynienia ze znacznym obniżeniem jako-
ści rekonstruowanych obrazów, głównie za sprawą
wysokiego poziomu szumu i licznych artefaktów.
Wady algorytmu FBPwynikają przede wszystkim z:
––logarytmicznego przetwarzania danych, co
powoduje, że przy niskich dawkach promie-
niowania obliczone wartości nie odzwiercie-
dlają wartości rzeczywistych, szczególnie