КТ

Современные томографические системы непрерывного вращения состоят из следующих компонентов:

Гентри;
Рабочая станция;
Панель управления сканированием;
Cтол пациента.

Компьютерный томограф

Гентри – основной электронно-механический компонент компьютерного томографа. Он состоит из неподвижного основания и наклонной части, обеспечивающей необходимый угол плоскости сканирования при некоторых исследованиях. Вращающаяся часть гентри (ротор), на которой установлены рентгеновская трубка, система сбора данных (DMS), иногда высоковольтный инвертор, системы охлаждения и управления трубкой, системы контроля и безопасности, расположены на этой же наклоняющейся части. Также здесь присутствуют привод вращения ротора с системой управления вращением, системы охлаждения и поддержания температуры внутри гентри. Вращающаяся часть испытывает огромные нагрузки при работе, поэтому очень важна сбалансированность ротора гентри и исправность главного подшипника. При работе отсутствие вибрации постоянно контролируется соответствующим датчиком. В случае возникновения вибрации сканирование прекращается.

Так как узлы и системы расположены на вращающемся роторе, передача питающих напряжений, контрольных сигналов на другие компоненты томографа организована с помощью так называемых "Slip Ring". На вращающейся части находятся концентрические проводящие шины, как правило медные, сигналы с которых и на которые передаются с помощью графитовых либо металлических щеток.

Данные системы DMS передаются бесконтактным способом с помощью Capacitance ring (емкостным кольцом).

Рентгеновское излучение создается рентгеновской трубкой. Источником электронов (катодом) служит вольфрамовая нить, нагреваемая током, под действием которого электроны «выкипают» с его поверхности. Затем они ускоряются разностью потенциалов в несколько десятков тысяч вольт и фокусируются на анод, сделанный из тугоплавкого материала с высоким атомным номером (например, вольфрама). При торможении быстрых электронов веществом анода (взаимодействии с его атомами) возникают электромагнитные волны в диапазоне длин волн от 10^-14 до 10^{-17 м,}При этом 99% энергии электронов рассеивается в тепло, и лишь 1% освобождается в форме квантов.

Современные рентгеновские трубки состоят из трех основных частей: корпуса, обеспечивающего вакуум вокруг частей трубки, катода и анода. Анод должен быть сделан из материала, способного противостоять высоким температурам и имеющего высокий атомный номер (молибден, рений, вольфрам). В зависимости от способа охлаждения анода рентгеновские трубки бывают двух видов: со стационарным или с вращающимся анодом.

Рентгеновские трубки в современных КТ-системах имеют мощность 20–80 кВт при напряжении 80–140 кВ. При максимальных значениях мощности во избежание перегрева трубки такие системы могут работать ограниченное время; эти ограничения определяются свойствами анода и генератора. Современные системы с несколькими рядами детекторов и эффективным использованием ресурса трубки практически сняли эти ограничения. Сила тока на трубке также может устанавливаться в пределах от 10 мА до 440 мА, что позволяет добиться оптимального соотношения между качеством изображения (уровнем шума) и дозой облучения пациента.

Питание рентгеновской трубки осуществляется от устанавливаемых на роторе инвертеров, преобразующих постоянное напряжение в ВЧ переменное, а также высоковольтных трансформаторов. Питание подается с распределительного шкафа через низковольтные контактные кольца и регулируется компьютеризированным высоковольтным блоком управления.

В компьютерном томографе рентгеновская трубка совместно с системой коллимирования создает узкий веерообразный пучок лучей. Форма пучку рентгеновских лучей придается с помощью специальных диафрагм, называемых коллиматорами, которые бывают двух видов. Коллиматоры источника расположены непосредственно перед источником излучения (рентгеновская трубка); они создают пучок более параллельных лучей и позволяют снизить дозу воздействия на пациента.

Коллиматоры детекторов расположены непосредственно перед детекторами и служат для снижения излучения рассеивания и сокращения артефактов изображений. Эти коллиматоры служат для определения толщины среза (ограничения области, рассматриваемой датчиками) и качества профиля среза.

Ослабление рентгеновского луча при прохождении через объект регистрируется детекторами, преобразующими регистрируемое рентгеновское излучение в электрические сигналы. Затем эти аналоговые сигналы усиливаются электронными модулями и преобразуются в цифровые импульсы. Чаще в КТ используются два типа детекторов – полупроводниковые и газовые.

Газовый детектор представляет собой камеру ионизации, заполненную ксеноном или криптоном. Ионизированный газ, пропорциональный излучению, падающему на камеру, вызывает соединение электронов с вольфрамовыми пластинами, создающими электронные сигналы. Пластины расположены на расстоянии 1,5 мм друг от друга. Газовые детекторы были разработаны для сканеров 3 поколения и дают высокое разрешение и чувствительность.

Полупроводниковые детекторы, также обладают высокой чувствительностью, компактны и не подвержены утечке газа.

Рабочая станция служит для управления процессом сканирования
и наблюдения за ним. Она состоит из следующих компонентов:

вычислительная система;
панель управления сканированием;
монитор;
клавиатура и мышь;
переговорное устройство;
устройство хранения данных;
автоматическое устройство управления созданием снимков.

Вычислительная система

Вычислительная система состоит из следующих элементов:

компьютер с операционной системой Windows
(главный компьютер);
единая система реконструкции изображений (CIRS).

Стол пациента состоит из четырех основных компонентов.

Основной стол пациента и основание — могут перемещаться
вверх/вниз и вперед/назад.
Рабочая поверхность стола — может двигаться вперед-назад
независимо от основной части стола пациента.

Устройства разблокирования — состоят из двух ленточных выключателей по одному с каждой стороны стола пациента (на ручке) и одного ножного выключателя, расположенного на полу между основанием стола и гентри.

Стол пациента перемещает пациента к месту сканирования посредством панели управления гентри. После завершения перемещения, оператор готовится к фактическому сканированию, выполняя окончательную точную настройку при помощи панели управления гентри (легкое нажатие кнопки «вперед/назад» перемещает стол пациента на 0,5 мм).

Перемещение стола в процессе сканирования контролируется с панели управления гентри или с пульта управления сканированием.

По завершении процедуры сканирования освобождение пациента контролируется с панели управления гентри.

Для отключения стола пациента в экстренных или аварийных ситуациях используется ленточный выключатель с любой стороны стола или ножной выключатель на полу между столом пациента и гентри, или нажатие заднего ножного выключателя. Это отсоединяет стол от узла привода, после чего стол можно вручную задвигать или выдвигать.

В целях обеспечения безопасности ленточный и ножной выключатели выполняют функцию аварийной блокировки основной части стола, предотвращая риск его перемещения назад.

Стол рассчитан на максимальный вес пациента 204 кг (450 фунтов) в положении лёжа с центром тяжести на расстоянии 860 мм от макушки.

Одной из составных частей компьютерного томографа является система охлаждения. Она может быть воздушной, воздушно – жидкостной или жидкостной. Современные томографы чаще оснащаются воздушной системой, предъявляющей меньшие требования к помещению и коммуникациям. При этом типе охлаждения масло в радиаторе рентгеновской трубки охлаждается нагнетаемым вентиляторами окружающим воздухом. Поэтому важное значение имеет чистота фильтров этих вентиляторов.

Система компьютерной томографии предназначена для диагностической визуализации органов и тканей пациента путем формирования изображений, соответствующих плотности тканей. Качество получаемых изображений зависит от уровня и объема рентгеновского облучения тканей. Компьютерный томограф обеспечивает отображение как тканей высокой плотности (например, костей), так и мягких тканей. Для врача-специалиста КТ-изображения содержат полезную диагностическую информацию. Система предназначена для исследований головы и всего тела.

Система обладает возможностями объемной визуализации и более эффективно использует их для упрощения работы терапевта, благодаря спектру новых и целевых усовершенствованных технологий, таких как визуализация сердца с помощью низких доз облучения, программное обеспечение для 3D объемной реконструкции и расширенные сетевые возможности.

Расширение границ клинического применения в области визуализации сердца, легких, в травматологии и педиатрии.
позволяет уменьшать лучевую нагрузку для пациентов и персонала.
Зона охвата 40 мм при каждом обороте с субмиллиметровой изотропной точностью.
Лучшая скорость реконструкции изображения с помощью 3D конусно-лучевой реконструкции.

MRC рентгеновская трубка уменьшает до минимума время ожидания между сериями Рентгеновская трубка: отклоняющееся фокусное пятно, высокая теплоёмкость - 8 MHU;

Современная технология сканирования позволяет получать 64 срезов за оборот и обеспечивает анатомическое покрытие шириной 40 мм. Система комплектуется рентгеновской трубкой с теплоемкостью анода 8.0 млн. ТЕ и генератором мощностью 60 кВт. За счет высокой эффективности детектора небольшой мощности генератора хватает даже для очень крупных пациентов, а стол системы выдерживает пациентов весом 204 кг при полном сохранении точности позиционирования деки стола. В стандартной комплектации максимальное поле обзора системы составляет 500 мм, минимальное время оборота на 360 градусов составляет 0.5 секунды, продолжительность спирального сканирования — 100 секунд, минимальная толщина среза 0.6 мм.