Трансаксиальная томография

На протяжении истории ЯМ различные технологии ОФЭКТ использовались. Эти технологии включают ограниченно-угловую томографию (например, фокально-плоскостная камера Ангера, семипинхольный коллиматор, коллиматор с наклонными каналами) и трансаксиальную (поперечную) томографию. В настоящее время доминирующее положение занимает трансаксиальная томография, которую разделяют на несколько классов, исходя из применяемого алгоритма реконструкции изображений (обратное проектирование, фильтрованное обратное проектирование и итерационные алгоритмы).

Трансаксиальная томография представляет измерение изображений объекта перпендикулярно к главной оси под разными углами в диапазоне от 0 до 180 или до 360 градусов. На базе такого набора изображений становится возможной аналитическая реконструкция данных для получения поперечных срезов (англ. slice) заданной толщины перпендикулярно продольной оси пациента (рис. 7.7). Для упрощения изложения введем несколько понятий.

Рис. 7.7. Четыре среза сердца вдоль короткой оси [1]

Каждый угол, при котором производится измерение, будем называть полем зрения или ракурсом. Если, например, измерение изображений проводится для 64 углов в диапазоне от 0 до 360^о, то набор данных состоит из 64 ракурсов. Для каждого ракурса выполняется измерение изображения в полном поле зрения. Каждое изображение в этом наборе является проекцией всех структур, находящихся в поле зрения, на плоскую поверхность детектора камеры в конкретном направлении. Так как данные собираются в цифровом виде, каждое поле зрения является дискретным описанием изображения и состоит из двумерного массива (матрицы) пикселей.

Данные в каждой строчке матрицы представляют срез толщиной как размер пикселя. Таким образом, если для накопления данных с квадратного поля зрения со стороной 38 см применяется матрица 64 × 64, то номинальный размер пикселя ~ 6 мм и каждая строчка в матрице в идеале представляет проекцию 6-мм среза пациента (рис. 7.8). Идеальная ситуация подразумевает здесь идеальный детектор с отличным разрешением и отсутствие рассеяния. В действительности данные в строчке будут включать вклад от фотонов, испущенных с площади, превосходящей размер пикселя.

Рис. 7.8. Схематическая иллюстрация набора данных для конкретного среза в трансаксиальной томографии [1]

В заключение рассмотрим концепцию выборки. Каждая строчка в описанном выше примере состоит из 64 выборочных значений (проб) поперек изображаемой части объекта. Отдельный пиксель внутри строчки представляет сумму лучей, т.е. сумма излучений от активностей вдоль линии перпендикулярной к камере (ослабленной структурами, находящимися на пути лучей). Количество значений в выборке связано с максимальным разрешением, возможным в окончательном реконструированном изображении. С увеличением количества проб улучшается пространственное разрешение финального результата.

Суммируя обсуждение, повторно отметим, что каждый угол, в направлении которого проводится измерение томографического изображения, является полем зрения или ракурсом. Каждое поле зрения состоит из профилей или проекций данных от такого же количества срезов, как количество строчек в матрице, и каждый срез имеет такое же число выборочных значений как число пикселей в строчке.