Artefaktai kompiuterinėje tomografijoje

Straipsnis iš OdontologijaWiki.

Nepaisant to, jog kompiuterinė tomografija yra vienas tiksliausių šiuolaikinių tyrimo metodų, tam tikromis ne itin palankiomis sąlygomis gali susidaryti vizualiai pastebimi vaizdo iškraipymai, kurie neatitinka realybės. Šie vaizdo iškraipymai yra vadinami artefaktais ir kartais gana stipriai apsunkina diagnostiką.

Spindulių "sukietėjimas" (Beam hardening)

Kompiuterinio tomografo skleidžiamų jonizuojančių spindulių energijos ir intensyvumo priklausomybė. Spindulių, perėjusių per didesnį kiekį medžiagos, spektras pasikeičia ir vidutinė energija padidėja

Kompiuterinių tomografų rentgeno spindulių generatorius skleidžia įvairios energijos jonizuojančius spindulius, kurių intensyvumo ir energijos tarpusavio priklausomybę grafike galima pavaizduoti tam tikros formos kreive. Rentgeno spinduliams pereinant per tam tikrą medžiagos kiekį, jų vidutinė energija padidėja, kadangi mažesnės energijos spindulių yra sugeriama santykinai daugiau, nei didesnės energijos (Pav. Kompiuterinio tomografo skleidžiamų jonizuojančių spindulių energijos ir intensyvumo priklausomybė). Kadangi didesnės energijos spinduliai dažnai vadinami "kietesniais", šis procesas gavo spindulių sukietėjimo pavadinimą.

Spindulių sukietėjimo artefaktas, dėl kurio atrodo, jog homogeniško cilindro centrinės dalys yra mažiau tankios, negu kraštinės (kairėje) bei programinė artefakto korekcija (dešinėje)

Spindulių sukietėjimo artefaktai sukeliami dėl didelio "minkštųjų" (mažos energijos) spindulių nuslopimo, jiems perėjus per objektą. Dėl spindulių sukietėjimo, homogeniškas objektas kompiuterinės tomogramos aksialiniuose pjūviuose atrodo nehomogenišku, su mažiau tankia centrine dalimi ir tankesniais kraštais (Pav. Spindulių sukietėjimo artefaktas...). Tai yra dėl to, jog centrinėjė dalyje rentgeno spinduliai yra labiau sugeriami dėl didesnio medžiagos storio, ir detektorių fiksuojamas aukštesnės energijos spektras. Aukštesnė energija kompiuterio suprantama kaip mažesnis spindulių nuslopimo koeficientas, todėl objekto centras tampa mažiau tankiu. Spindulių sukietėjimo sukelti artefaktai gana nesunkiai yra koreguojami specialių kompiuterinių algoritmų pagalba arba naudojant filtrus, kurie gerokai "sukietina" spindulius prieš jiems paliekant tomografą ir sumažina šių artefaktų išreikštumą.

Judėsio artefaktai

Dalinio tūrio artefaktai (Partial volume artifacts)

Linijiniai artefaktai (Streaking artifacts)

Artefaktai dėl spinduliuotės nepakankamumo (Photon starvation)

Spinduliuotės nepakankamumo sukelti artefaktai žmogaus krūtinės ląstos skanavimo metu. Linijiniai artefaktai labiausiai išreikšti plačiausia kryptimi, kur spinduliuotė labiausiai nuslopsta

Parinkus netinkamą spinduliavimo intensyvumą (žemą siūlo kaitinimo srovės reikšmę mA), per storą audinių sluoksnį ar per tankius audinius perėję rentgeno spinduliai gali susilpnėti tiek, jog jutiklį pasieks pernelyg mažas fotonų kiekis. Tokiu atveju tomografinis vaizdas pasižymi labai dideliu "triukšmo" lygiu ir jame matomos ilgos juostos, einančios ta kryptimi ir nuo darinių, kurie labiausiai slopina spinduliavimą (Pav. Spinduliuotės nepakankamumo sukelti artefaktai žmogaus krūtinės ląstos skanavimo metu).

Artefaktai nuo didelės atominės masės elementų

Artefaktai dentalinėje kompiuterinėje tomogramoje, padarytoje medicininiu ir dentaliniu kompiuteriniu tomografu. Kairėje matomi artefaktai nuo amalgaminės plombos, dešinėje - nuo nerūdijančio plieno ortodontinių žiedų ir lanko)

Medicininiu tomografu padarytos dentalinės tomogramos artefaktai nuo amalgaminės plombos, matomi multiplanarinėse rekonstrukcijose

Kompiuterinėje tomogramoje objektai, kurių sudėtyje yra daug didelės atominės masės elementų, duoda spindulių pavidalo artefaktus, kurie gana stipriai trukdo diagnostiką, nes iškraipo gretimų objektų vaizdą. Manoma, jog šie artefaktai susiję su spinduliuotės nepakankamumu srityse už didelės atominės masės atomus turinčio darinio [1]. Medicininiu kompiuteriniu tomografu atliktoje dentalinėje tomogramoje artefaktai yra ryškesni, negu dentaliniu tomografu atliktoje tomogramoje (Pav. Artefaktai dentalinėje kompiuterinėje tomogramoje, padarytoje medicininiu ir dentaliniu kompiuteriniu tomografu). Multiplanarinėse rekonstrukcijose (MPR) artefaktai atrodo kaip horizontali balkšva linija arba brūkšnių juosta, kadangi artefaktiniai vaizdai paprastai užima tik kelis aksialinius sluoksnius (Pav. Medicininiu tomografu padarytos dentalinės tomogramos artefaktai nuo amalgaminės plombos, matomi multiplanarinėse rekonstrukcijose).

Itin ryškūs artefaktai nuo nedidelės okliuzinės amalgaminės plombos

Spindulių pavidalo artefaktų intensyvumo palyginimas: kairėje - nuo stambios amalgaminės plombos; dešinėje - nuo kultinio įkloto chromo-kobalto pagrindu

Kartais artefaktai būna itin ryškūs, kas gerokai sunkina gretimų struktūrų įvertinimą, o kartais ir viso aksialinio sluosksnio bei kelių gretimų sluoksnių vaizdo interpretavimą (Pav. Itin ryškūs artefaktai nuo nedidelės okliuzinės amalgaminės plombos). Kuo didesnės atominės masės atomai yra medžiagos sudėtyje, tuo ryškesnius spindulių pavidalo artefaktus jis sąlygos. Dėl šios priežasties, tarkime, artefaktai nuo metalinių geležies, chromo, kobalto ir nikelio turinčių vainikėlių ar kultinių įklotų yra gerokai mažiau pastebimi, nei artefaktai nuo tokio intrakanalinio užpildo, kaip jodoformas arba nuo amalgaminių plombų (Pav. Spindulių pavidalo artefaktų intensyvumo palyginimas...). Iš dalies, šią problemą galima išspresti, jei, prieš atliekant tomografinį paciento tyrimą, pašalinti nekokybiškas restauracijas, kurios gali duoti artefaktus. Tačiau toli gražu ne visada įmanoma ir tikslinga šalinti restauracijas vien dėl to, kad butų kokybiškesnis vaizdas tomogramoje.

Nuorodos ir literatūra

• impactscan.org