CT SCAN

CT SCAN

CT حسام سکوتیSCAN

1

CT SCAN


2

CONTENTS


3

Introduction History Device Generation ImagingApplication Prepare Patient

Benefits & Risks Comparison

INTRODUCTION


4

Computerized tomography scan tomo graphy Noninvasive medical test that helps physicians diagnose Combines special x-ray equipment

INTRODUCTION


5

CAT : Computerized Axial Tomography

CTAT : Computerized Trans Axial Tomography

CTR : Computerized Trans Reconstration

CDT : Computerized Digital Tomography

INTRODUCTION


6

Basic Concept

X-ray Collimator Pulse attenuation Detector Voxel Haunsfield Num(CT num)

Higher CT number White Lower CT number Black

INTRODUCTION


7

HISTORY


8

1917) : رادون J.Radon يك شيئي دو يا سه بعدي را مي توان با گرفتن (بي نهايت عكس از آن در جهات مختلف به تصوير كشيد.

1956) بارسول Barcewell نقشه خورشيدي از تصاوير شعاع ها درست (كرد.

1961) الدندرف oldendorf آلن كورمارك 1963) و در سال )Allencormarck انديشه هايي از سي تي اسكن را فهميده و مدلهايي در (

حد آزمايشگاهي ساخته اند 1968) كول kuhl) و ادواردز (Edwords يك دستگاه اسكن مكانيكي (

براي تصويري از هسته ساخته اند. 1972)God feryhaunsfield( توانست يك دستگاه سي تي اسكن را

بسازد و جهت مصرف باليني معرفي كند. 1979 جايزه نوبل بطور مشترك به پروفسور آلن كورمارك و گاد فري

هانسفيلد تعلق گرفت.

DEVICE


9

Block Diagram Gantry Table X-rayDetector

BLOCK DIAGRAM


10

GANTRY


11

Gantry

GANTRY


12

تیوب اشعه X آشکارساز ، واحد های مکانیکی و ، الکترونیکی و ...

درون گانتری می باشند.

سانتی متر 60 تا 50 قطر تونل گانتر معموال بین می باشد.

برای تصویر برداری مقاطع در زوایای غیر عمودی امکان تغییر زاویه

می باشد.30 تا +30 گانتری از -

تغییر زاویه برای تصویر برداری از مهر های کمر و گردن مفید است

GANTRY


13

GANTRY


14

TABLE


15

.تخت ممکن است ثابت یا متحرک باشد

تخت دارای تنظیم ارتفاع می باشد تا برای بیماران مختلف تنظیم

شود

حرکت تخت از طریق کامپیوتر کنترل می شود و میزان جا به

جایی آن از دقت بسیار باالیی برخوردار می باشد.

X-RAY


16

X-ray Tube

X-ray Dose

X-RAY : TUBE


17

تیوب دارای قسمت های آند، کاتد، روتور واستاتور می باشد.

kVp می 150 تا 20 در تصویر برداری بین باشد.

mA می 1000 تا 200 در تصویر برداری بین باشد.

.الکترون از آند به سمت کاتد شتاب می گیرد آند از جنس تنگستن می باشد و در نقشماده هدف ما می باشد

از روغن یا آب برای خنک کردن تیوب استفاده می شود.

X-RAY : TUBE


18

بیشتر انرژی الکترون ها در برخورد به آند تبدیل به انرژی گرمایی

می شود.

واحد اندازه گیری انرژی گرمایی Heat Unit :

با افزایش kVp بازده تولید اشعه X افزایش می یابد.

X-RAY : DOSE : SIVERT & REM


19

1Sv = 100rem

یکای سیورت و رم نمایشگر آسیب های زیستی هستند.

،50 بیشینه دوز دریافتی یک انسانmSv در سال است.

X-RAY : DOSE


20

ExaminationTypical effective

dose (mSv)(mili rem)

Chest X-ray 0.1 10

Head CT 1.5 150

Screening mammography

3 300

Abdomen CT 5.3 530

Chest CT 5.8 580

Chest, Abdomen and Pelvis CT

9.9 990

CT colonography (virtual colonoscopy)

3.6 - 8.8 360 - 880

Cardiac CT angiogram 6.7-13 670 - 1300

Barium enema 15 1500

Neonatal abdominal CT

20 2000

X-RAY : DOSE


21

می توان با استفاده از نرم افزار نیز دوز اشعه Xبدست آورد

Impact Dose

Magnifier

X-RAY : DOSE : SHIELDING


22

برای محافظت اعضا از محافظ هایی با جنس بیسموت می توان استفاده کرد .

GENERATION


23

1st Generation Translate-Rotate 2nd Generation Translate-Rotate 3rd Generation Rotate-Rotate 4th Generation Stationary-Rotate 5th Generation Stationary-Stationary 6th Generation Helical 7th Generation Multiple Detector

GENERATION


24

: هدف کلیه سازندگان از ابداع این روش ها

بهبود کیفیت تصاویر کاهش زمان اسکن کاهش میزان اشعه

1ST GENERATION : TRANSLATE-ROTATE


25

دستگاه اوليه كه بوسيله هانسفيلد و توسطEMIشركت

فقط براي ارزيابي مغز

زمان الزم برای جهت پردازش و بازسازی 2:30تصویر

اولین دستگاه CT scan 1972 تجاری در سال

دقیقه ( یک 5 کاهش زمان تصویر برداری به اسالیس)



26

تیوب اشعه یک شعاع باریک قلمی می فرستد.

مجموعه تیوب و آشکار ساز یک مقطععرضی حرکت می کند

می گویند.View که به این یک

پس از نمابرداری مجموعه تیوب و آشکار ساز به اندازه یک درجه چرخیده و حرکت

عرضی را انجام میدهد

درجه ادامه می 180 این حرکت برای حدود یابد Translate-Rotate



27

اشعه ایجاد شده توسط تیوب با استفاده از یک کلیماتور به یک پرتو قلمی باریک

تبدیل می شود.

کمترین دریافت پرتو های scattered

1 Slice

2ND GENERATION : TRANSLATE-ROTATE


28

روش کلی مشابه نسل اول

افزایش تعداد Detector و شعاع اشعه X پهن تر

ثانیه30 کاهش زمان اسکن به



29

در این نسل ازFan Beam .استفاده می شود Pencil Beamدر حالی که در نسل اول از

استفاده می شد



30

3RD GENERATION : ROTATE-ROTATE


31

مهمترین عامل کندی نسل اول و دوم حرکت انتقالی

) 800 افزایش تعداد آشکار سازها افزایش(

افزایش پهنا و زاویه پرتو اشعه X

اولین مورد توسط شرکت زیمنس در سال 1977



32

باال بودن قیمت Detector

ثانیه3 کاهش زمان اسکن به

Rotate-Rotate



33

Ring Artifact

خراب بودن یک قسمت Detector سبب ایجاد یک دایره می شود.

4TH GENERATION : STATIONARY-ROTATE


34

برای از بین بردن Ring Artifact ساخته شدند .

از یک آشکار ساز سراسری و ثابت استفاده شد.

4TH GENERATION : STATIONARY-ROTATE


35

Rotate - Stationary

5TH GENERATION:STATIONARY-STATIONARY


36

Electron Beam Computed Tomography

Ultrafast CT

جهت تصویر برداری قلب

50کاهش زمان اسکن بهmS



37

حذف X-ray tube دور تا دور مریض را هدف تنگستن میپوشاند.

Stationary - Stationary



38

6TH GENERATION : HELICAL


39

در نسل سوم و چهارم گانتری نمی توانست حرکت پیوسته

داشته باشد به دلیل وجود سیم و قرقره

تکنولوژی Slip Ring استفاده 1990 در سال : از جاروبک

افزایش سرعت اسکن ( اسکن کامل شکم در ثانیه )30

6TH GENERATION : HELICAL


40

حرکت پیوسته گانتری .در این نسل معموال تخت حرکت می کند مسیر اسکن شده مشابه یک مارپیچ می Helical باشد :

این نسل در واقع کامل شده نسل سوم و چهارم می باشد.

7TH GENERATION : MULTIPLE DETECTOR


41



42

Multiple Detector Array

.از یک آرایه آشکار ساز استفاده می کنیم

به دلیل پهن شدن Detector می توان پهنای Collimator را

افزایش داد

افزایش پهنای Slice



43

به دلیل افزایش پهنای Collimator از اشعه X استفاده بهینه

تری می شود .

کاهش گرما در تیوب اشعه X

TYPES


44

از نظر عملکرد به دو دسته کلی نیز تقسیم می شوند :

EBCT

MDCT

TYPES : EBCT


45

Electron Beam Computed Tomography

5th Generation

Cardiac scan

TYPES : MDCT


46

Multi-Detector Computed Tomography

Helical

Faster MDCT scanners have many rows of detectors (up to 64!)

DETECTOR


47

Xenon Gas Ionization

Solid State

DETECTOR : XENON GAS IONIZATION


48

گاز زنون در بین دو الکترود فلزی قرار می گیرد.

اشعه X .باعث یونیزاسیون گاز می شود

دو سر الکترود ها اختالف ولتاژ ایجاد و جریان جاری می شود

این جریان متناسب با شدت پرتو X .می باشد



49

مزایا :

امکان ساخت یکپارچه

ارزان بودن



50

میزان یونیزاسیون به شدت به بستگی دارد. X زاویه پرتو



51

Angle

Counts

Stationary-RotateRotate-Rotate



52

کاربرد در نسل سوم در نسل چهارم به دلیل زیاد بودن زاویه پرتو Xقابل استفاده

نیست.

DETECTOR : SOLID STATE


53

این آشکارساز از یک سینتیالتور که به یک فتودیود متصل است

تشکیل شده است.

در اثر برخورد اشعه X توسط سنتیالتور نور مرئی تولید می شود

که توسط فوتو دیود به جریان تبدیل می شود.

میزان جریان به شدت نور و در نتیجه شدت بستگی دارد.Xاشعه



54

Stationary-RotateRotate-Rotate



55

آشکار ساز Solid State نسبت به زاویه حساسیت کمتری دارد.

کاربرد در نسل چهارم پرتو های پراکنده بر کیفیت تصاویر اثر منفی می

گذارند.

IMAGING


56

IMAGING


57

IMAGING


58

IMAGING


59

CT Number

Data Acquisition

Image Reconstruction

FOV

Image Display

IMAGING : CT NUMBER


60

واحد هانسفیلد یا عدد CTمعیاری نسبی برای ضریب جذب

- 1000 محدوده هانسفیلد برای مواد مختلف از 3000تا عدد CT بیشتر سفید تر

IMAGING : CT NUMBER


61

بافت واحد هانسفیلد

استخوان 1000 تا 200ماهیچه 40 تا 25خون 25آب 0

چربی -50- تا 200ریه -200- تا 500هوا 1000-

IMAGING : DATA ACQUISITION


62

دریافت اطالعات : تعیین موقعیت هر نقطه از جسم و تعیین عدد

سی تی مربوط به آن

تشکیل ماتریس و پیدا کردن عدد سی تی هر پیکسل



63



64

تصویر مقطع دارای ضخامت می باشد : جز حجمی Voxel تصویر حجمی هر : Pixel

IMAGING : RECONSTRUCTION


65

،با استفاده از ماتریس های بدست آمده سطوح خاکستری بین

سفید تا سیاه را به تصویر می کشیم.

هر چقدر تعداد View ها بیشتر باشد، تصویر به واقعیت نزدیک ترخواهد بود



66

می Viewبه هر حرکت عرضی یک گویند.



67



68

به این روش ایجاد تصویر Back Projection می گویند.

با افزایش View و فیلتر می توان Artifact تصویر را کاهش داد

می توان از Smoother Filter برای بافت نرم استفاده کرد.

IMAGING : FOV


69

Field of View

FOV عبارتست از ابعاد تصویر در راستای X و Y

در صورتی که FOV و سایز ماتریس را داشته باشیم می توان

را بدست آورد : Pixel اندازه

IMAGING : IMAGE DISPLAY


70

واحد Image Processor تبدیل عدد : CT به رنگی بین

سفید و سیاه .

سطح 20 چشم انسان قادر به تشخیص خاکستری می باشد.

برای نمایش اعداد CT سطح 4000 نیاز به داریم.

APPLICATION


71

تشخیص بیماری های مغز و اعصاب

بيمارهاي مادر زادي مانند بزرگي يا كوچكيجمجمه .

طرح ریزی عمل جراحی

تشخيص تومورهاي داخل جمجمه اي و خارجمغزي .

خونريزي در قسمت هاي مختلف مغز وسكته هاي مغزي .

APPLICATION


72

اندازه گیری چگالی مواد معدنی استخوان برایتشخیص پوکی

استخوان

تشخيص بيماري اعضاي داخل شكمي مانندكبد ، لوزالمعده

غدد فوق كليوي و

.بررسي بيماريهاي ريه

در تحقیقات باستان شناسی و یا علم مواد

APPLICATION


73

PREPARE PATIENT


74

Comfortable, loose-fitting clothing

Metal objects : jewelry, eyeglasses, dentures

Not to eat or drink anything, specially if a contrast material will be used

Pregnancy

BENEFITS


75

Painless, noninvasive and accurate Able to image bone, soft tissue and blood vessels at the same time. provides very detailed images. Less sensitive to patient movement than MRI provides real-time imaging No radiation remains in a patient after a CT

RISKS


76

Cancer from excessive exposure to radiation

Not recommended for pregnant women

The risk of serious allergic reaction is rare

Cataract

COMPARISON : GENERAL


77

Model GE C300 EBT Philips Mx8000 IDT

Simens SOMATOM Sensation Cardiac

Where Marketed World Wide World Wide World Wid

FDA Clearance Yes Yes Yes

Type Dual Slice MultiSlice Helical16 Slice

16 Slice

COMPARISON : GANTRY


78



Geometry Rotating Electron Beam

Rotate-Rotate Slip Ring

Continous rotate,Slip ring

Detector Type Solid State Solid State Ultra fast Ceramic

Slice Thickness (mm)

1.5 3 6 7 10

0.75 1.5 3 0.36 0.6 0.75 1 1.5 2 3 4 5 6 9 10

12 18

X-ray fan beam angle

30 52 54.4

Gantry Aperture(cm)

78 70 70

Scan localizer Laser Laser Laser

COMPARISON : X-RAY TUBE


79



Anode Heat Storage (HU)

2,000,000 6,500,000 5,300,000

Tube cooling Recirculating Chilled Water

Oil/Air Chilled water

kVp range 130 90 , 120 , 140 80 , 120 , 140

mA range 640 28 – 500 In 1 mA

increment

28 - 500

COMPARISON : TABLE


80



Range of Movement

Vertical (cm)

72-92 48-100 48 - 102

Longitudinal (cm)

100 157 200

Scannable range (cm)

88 157 157

Max Load Capacity (kg)

160 200 200

COMPARISON : IMAGING


81



Reconstruction Matrixes

256 * 256512 * 512

340 * 340512 * 512768 * 768

1024 * 1024

512 * 512

Reconstruction time per slice

(S)

0.8 (256 * 256)3 (512 * 512)

0.5 - 2 0.17

Range of CT Num

(Display Unit)

-1000 to 3095

-1024 to 3072

-1024 to 3071

Computer CPU Dual Pentium 800MHz

Pentium-based host Windows

NT

Multiple Intle Based with Dual

Pentum IV

Monitor Size 21” 21” 18”

COMPARISON : OTHER


82



Recommended Room Size (m2)

60 25 (45 Optimal) 24

Power Requirement

480 VAC , 225 VA, 3-phase

380-480 VAC , 90 kVA , 3

phase

380-480 VAC , 83kVA , 3 phase

Warranty 1 year 1 year 1 year

Delivery time 8 weeks 90 days ------------

Price $ 1,900,000 ------------ ------------

Year fist sold 2001 2002 2002

CT SCAN

Documents

Transcript of CT SCAN