Kompiuterinė tomografija
Straipsnis iš OdontologijaWiki.
Straipsnyje aprašoma kompiuterinė tomografija, skirta medicininei diagnostikai
Kompiuterinė tomografija (angl. Computed Tomography, CT; Computed Axial Tomography, CAT) yra neinvazinė diagnostinė pasluoksninio objekto struktūros tyrimo metodika, naudojanti daugkartinio peršvietimo jonizuojančiais spinduliais skirtingomis kryptimis principą ir matematinę gautos informacijos analizę elektroninių skaičiavimo mašinų pagalba.
Turinys |
Tomografijos principai
Tomografija yra rentgenologinis tyrimo metodas, kurio pagalba galima daryti objekto gilumoje esančio sluoksnio rentgeno nuotrauką. Metodika buvo pasiūlyta po kelių metų nuo rentgeno spindulių atradimo ir buvo pagrįsta dviejų objektų iš trijų (rentgeno spindulių šaltinis, rentgeno spinduliams jautri juostelė ir tiriamasis objektas) judėjimu, trečiam išliekant nejudriu. Populiariausiu tomogafijos metodu tapo tyrimas, kuomet judrūs yra rentgeno spindulių šaltinis ir juostelė, judantys vienoje tiesėje, tiriamajam išliekant nejudriu. Rentgeno spindulių šaltiniui ir juostelei judant sinchroniškai, tik tam tikras sluoksnis tampa ryškiu, kadangi tik jis formuoja stabilų nejudrų šešėlį, kitų sluoksnių šešėlių padėtis juostelės atžvilgiu keičiasi, todėl jie nepalieka joje stabilių ir ryškiai matomų kontūrų (Pav. Vaizdo susidarymas tomografijos metu). Tokia metodika, vadinama klasikine (arba linijine) tomografija, pasižymi aukšta apšvitos doze ir mažu informatyvumu, todėl šiuo metu nėra plačiai taikoma.
Kompiuterinio tomografo sandara
Šiuolaikinis CAT technologijos kompiuterinio tomografo pagrindinės sudedamosios dalys yra rentgeno spindulių šaltinis, už kurio stovi kolimatorius, kuris apriboja spindulių sklidimą tik reikalinga kryptimi ir suformuoja pluošto formą (Pav. CAT kompiuterinio tomografo pagrindinių sudėtinių dalių schema). CAT technologijos kompiuteriniuose tomografuose rentgeno spindulių pluoštas yra vėduoklės formos, kurio plotis z-ašyje yra maždaug lygus (truputį didesnis), nei visų kompiuterinio tomografo detektorių plotis. Daugiasluoksniuose CAT tomografuose pluošto forma primena kūgį, todėl šie tomografai pagal rentgeno spindulių pluošto formą panašus į CBCT technologijos tomografus. Rentgeno spindulių sensoriai yra išsidėstę ratu apie visą tomografo apertūrą, jų užfiksuoti jonizuojančių spindulių signalai yra siunčiami į kompiuterį saugojimui ir apdorojimui.
Šiuolaikiniai kompiuteriniai tomografai
Pirmieji kompiuteriniai tomografai galėjo skanuoti tiriamąjį objektą taip, kad vienu momentu gaudavo tik vieno plono sluoksnio rentgenogramą. Dabartiniai modernūs kompiuteriniai tomografai yra spiraliniai, juose rentgeno spindulių šaltinis ir sensorius juda ratu aplink tiriamąjį, pastarajam judant statmenai minėtų tomografo sudėtinių dalių judėjimo krypčiai (Pav. Šiuolaikinio kompiuterinio tomografo schema, 4 kartos tomografas). Išspinduliuojami rentgeno spinduliai tokiu būdu tarsi suformuoja erdvėje spiralę, iš ko ir kilo šiuo principu paremtų tomografų pavadinimas.
Spiralinių tomografų pagalba skanavimas yra gerokai greitesnis, mažėja artefaktų atsiradimo tikimybė dėl paciento judesių. Spiraliniai tomografai gali būti vienasluoksniai ir daugiasluoksniai (Pav. Vienasluoksnio spiralinio tomografo schema. Daugiasluoksnio spiralinio tomografo schema). Pastarieji turi kelias eiles detektorių, kurie gauna informaciją vienu metu apie kelis skanuojamo kūno sluoksnius. Sių aparatų spinduliuojamų rentgeno spindulių pluoštas yra gerokai platesnis, nei vienasluoksnių spiralinių tomografų.
Medicininiai kompiuteriniai tomografai
- Plačiau: CAT
Kompiuteriniai tomografai odontologijoje yra naudojami gana retai, todėl nėra pritaikyti odontologinėms manipuliacijoms. Medicininiai kompiuteriniai tomografai yra dideli įrenginiai, kuriuose pacientas guldomas ant stalo ir pastarasis juda statmenai ratu judantiems rentgeno spindulių šaltiniui ir jutikliui (Pav. Siemens Somatom Sensation kompiuterinis tomografas).
Medicininių tomografų vaizdo gavimas kiek skiriasi nuo dentalinių tomografų. Rentgeno spindulių šaltinis juose skleidžia siaurą linijinį pluoštą, kurio intensyvumo pokyčiai, perėjus jam per audinius, fiksuojami tokio paties linijinio detektoriaus priešingoje pusėje. Spindulių šaltiniui ir detektoriui apsisukus vieną kartą aplink, gaunamas tik vieno sluoksnio vaizdas (Pav. Vaizdo gavimas medicininiame tomografe (CAT)).
Dentaliniai kompiuteriniai tomografai
- Plačiau: CBCT
Dentaliniai kompiuteriniai tomografai yra pritaikyti odontologinėms manipuliacijoms, todėl yra gerokai kompaktiškesni. Skanavimo metu pacientas sėdi kėdėje, o rentgeno spindulių šaltinis ir jutiklis juda aplink paciento galvą (Pav. iCat dentalinis kompiuterinis tomografas).
Dentaliniai tomografai yra pagrįsti CBCT (Cone Beam CT) technologija. Tai reiškia, kad spinduliai skleidžiami konuso formos pluoštu, o detektorius yra ne linijinis, bet plokštuminis. Spindulių šaltiniui ir detektoriui apsisukus aplinkui vieną kartą, gaunamas visas norimos srities vaizdas, kurio dydį riboja tik spindulių divergencijos laipsnis (Pav. Vaizdo gavimas dentaliniame tomografe (CBCT)).
Kompiuterinės tomografijos taikymas odontologijoje
Šiuo metu odontologijoje kompiuterinė tomografija kartais yra taikoma tik dentalinėje implantologijoje. Kiek dažniau su šiuo tyrimu susiduria burnos bei veido ir žandikaulių chirurgai. Nechirurgines manipuliacijas atliekantys odontologai, paprastai, kompiuterinės tomografijos diagnostikos ir pagalbos gydymo metu tikslais neatlieka. Viena pagrindinių priežasčių yra mažas kompiuterinių tomografų kiekis šalyje, sąlyginai aukšta tyrimo kaina bei sąlyginai didelė apšvita.
Be minėtų sričių, kompiuterinė tomografija yra itin informatyvi retinuotų dantų erdvinės padėties įvertinimui, ortodontinio gydymo planavimui ir endodontiniam sudėtingos anatomijos dantų gydymui ar pergydymui. Kompiuterinė tomograma gali būti naudojama ir visų dantų buklės įvertinimui profilaktiškai ar prieš sudarant gydymo planą.
Kompiuterinių tomogramų skaitmeniniai parametrai
Kompiuterinių tomografų skiriamoji geba
Kompiuterinės tomografijos pritaikymą visose odontologijos srityse kiek riboja nepakankama daugelio tomografų skiriamoji geba. Jei paprastoje rentgenogramoje galima įžiūrėti (naudojant padidinimo stiklą) net 50 mikronų dydžio detales, tai nuotraukose, padarytose kompiuterinių tomografų pagalba, pavyksta gerai įžiūrėti detales, kurių dydis yra ne mažesnis nei 0,4 mm (Siemens Somatom Sensation). Dentaliniai kompiuteriniai tomografai pasižymi didesne skiriamąja geba, negu medicininiai, tačiau ir jie negali pasiekti rentgeno juostelės ar rentgeno sensoriaus skiriamąją gebą (iCat ir 3D Accuitomo FPD gali pasiekti 0,125 mm skiriamąją gebą).
Jei yra kalbama apie skiriamąją gebą, reikia suvokti sąvokas pikselis ir vokselis. Skiriamoji geba plokštumoje, statmenoje išilginei skanavimo ašiai (jei kalbama apie CAT technologijos tomografus) arba tiesiog aksialinio pjūvio skiriamoji geba priklauso nuo tomografo sensoriaus dydžio. Kompiuterio ekrane gaunamo vieno vaizdo elemento iš aksialinio pjūvio, vadinamo pikseliu, matmenys ir yra kompiuterinio tomografo skiriamoji geba aksialinėje plokštumoje. Vokselis yra erdvinis vaizdo elementas, lygus pikseliui, padaugintam iš pjūvio storio. Jei pikselis visuomet yra kvadratas, tai vokselis yra stačiakampis gretasienis, tačiau ne visada kubas. Vokseliui esant ne kubui, sakoma, kad kompiuterinio tomografo skiriamoji geba yra anizotropinė (nevienoda visomis kryptimis), kai vokselis yra kubas, skiriamoji geba yra izotropinė ir gali būti išreikšta vienu skaičiumi.
Tomogramos triukšmo lygis
Tomogramos kontrastas
==
Mikrokompiuterinė tomografija
- Plačiau: Mikrokompiuterinė tomografija
Mikrokompiuterinė tomografija yra pagrįsta tuo pačiu principu, kaip ir kompiuterinė tomografija, tačiau su tuo skirtumu, kad rentgeno spindulių sensoriai yra itin smulkūs (mikronų ir net šimtų nanometrų dydžio), kas lemia itin aukštą skiriamąją gebą. Ši technologija kol kas negali būti naudojama in vivo dėl itin aukštos apšvitos dozės, tačiau naudojama pašalintų dantų tiksliai anatomijai nustatyti (Pav. Mikrotomografinis viršutinio pirmo moliaro vaizdas...).
Artefaktai kompiuterinės tomografijos metu
Nors kompiuterinė tomografija yra viena iš tiksliausių šiuolaikinių tyrimo metodikų, galimi įvairūs nepageidaujami vaizdo iškraipymai, kurie atsitinka tiek dėl fizikinių procesųš ir nėra išvengiami, tiek ir dėl paciento ar aparatūros kaltės, ir gali būti išvengti arba stipriai minimizuoti.
