Глава 1. Схема формирования данных рентгеновской томографии

1.1 Схема формирование данных

Коронарография – рентгеноконтрастный метод исследования, который является наиболее точным и достоверным способом диагностики ишемической болезни сердца, позволяя точно определить характер, место и степень сужения коронарной артерии. Этот метод, является «золотым стандартом» в диагностике сердечно-сосудистых заболеваний и позволяет решить вопрос о выборе и объеме проведения в дальнейшем таких лечебных процедур как баллонная ангиопластика и коронарное шунтирование [1].

Процесс коронарографии производится на специализированном оборудовании, как правило, это операционный рентгеновский аппарат типа С-ARM (наиболее крупными производителями оборудования является такие компании как Philips, Toshiba и др.). Примеры рентгеновских аппаратов типа С-ARM представлены на рисунке 1.1.

Рис. 1.1 Примеры рентгеновских установок типа C-arm

Схема формирования данных в рентгенодиагностике коронарных сосудов основана на использовании принципов трансмиссионной компьютерной томографии. Формирования данных происходит следующим образом: врач задает ракурс съемки, пучок рентгеновских лучей сканирует область тела пациента, изменение интенсивности излучения фиксируется матрицей детекторов, затем эти данные обрабатываются на компьютере – и в результате получается двумерное изображение, которое выводится на экран монитора.

Установка состоит из источника рентгеновского излучения и приемника, соединенных между собой дугообразным держателем. Держатель не жестко закреплен на подвижной опоре. Такая конструкция обеспечивает две степени свободы камеры в пространстве. Помимо того сама камера может перемещаться относительно держателя в продольном направлении, обеспечивая масштабирование изображения.

Пространственное положение камеры характеризуется парой углов: первичным углом поворота камеры и вторичным углом. Первичный угол (будем обозначать ) обеспечивается поворотом держателя камеры вместе с опорой относительно балки крепления. Вторичный угол (будем обозначать ) поворота обеспечивается скольжением дугообразного держателя по направляющей опоры, при этом камера и источник излучения движутся по дуге окружности. Таким образом, ракурс проекции определяется вектором , элементы которого имеют смысл сферических координат, характеризующих поворот камеры в момент фиксации проекции. Проекцию, характеризуемую вектором углов , для краткости будем называть - проекцией.

В рентгеновских аппаратах типа С-ARM используется конусная схема сканирования. Съемка производится расходящимся пучком рентгеновского излучения, угол расхождения пучка определяется техническими характеристиками сканирующего устройства и, как правило, имеет значение 10-12. Масштаб изображения проекции определяется положением тела пациента в пространстве между источником и приемником, а также расстоянием от источника излучения до камеры. В процессе съемки одной проекции движение камеры не происходит, однако может происходить изменение масштаба, а также движение кровати вместе с пациентом в горизонтальной плоскости.

Следует отметить, что для каждой проекции снимается последовательность кадров (фильм), при этом время съемки составляет 3-5 секунд, после чего врач изменяет ракурс съемки и процесс повторяется. Вследствие этого возникает еще одна задача (которую мы оставим за рамками данного пособия), связанная с выбором из последовательности кадров единственного кадра наиболее информативного с точки зрения представления геометрических характеристик исследуемого объекта.

Все данные, полученные в результате коронарографии, сохраняются в формате DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine), речь о котором пойдет в главе 3.