Samenvatting IKT ART
Computer Tomografie
College 1 – Hardware en principes
CT ontwikkeling sequentieel – spiraal –
multi slice
Generaties CT scanners
(van 1979 naar nu)
o 1e generatie : Vroeger spraken we
van een rotatie en translatie met 1 detector die aangestraald werd door 1
pencil beam. Kostte veel tijd.
o 2e generatie : meerdere detectoren in de ring alleen niet zoveel dat de hele
patiënt gescand kan worden.
o 3e generatie : geen translatie meer alleen rotatie. Hier wordt de detector en de
buis geroteerd.
o 4e generatie : je hoeft niet meer met de detectoren te gaan schuiven. Hier
draait dus alleen de buis.
o 4e generatie is niet door gegaan omdat de detectoren te duur waren. Het is het
duurste onderdeel van een CT systeem. We wilden namelijk ook nog meer
detectoren in de Z richting.
Grootte van de detectoren bepaalt de spatiële resolutie.
Dual source = 2 combinaties van röntgenbuizen en
detectoren in 1 systeem.
Dual energy = met meerdere kV waardes scannen
Sequentiële scanners --> scannen 1 slice en maken maar 1 rotatie in verband met
kabels. Je straalt tijdens de rotatie, dan tafelverplaatsing en weer een rotatie.
- Collimatie = plakdikte (slice width)
- Geen tafelverplaatsing tijdens acquisitie --> aansluitend, interval
Spiraal scanner --> röntgenbuis kan nu continu roteren en dus hebben we nu
continu röntgen en continu tafelverplaatsing. Je scant het hele volume aansluitend.
- Pitch = tafelverplaatsing / collimatie
- Plakdikte is niet gelijk aan collimatie (verschil met sequentieel)
- Reconstructie index --> overlappend, aansluitend, interval
,Voordelen spiraal :
o Volume data acquisitie
o Acquisitie in 1 ademhaling. Minimale mogelijkheid van het missen van
anatomie.
o Goede controle van de delay tussen injectie en scan. Onderzoeken in
gewenste bloedfase
o Efficiënt gebruik van contrastmiddel.
Pitch
Pitch van 1 is aaneengesloten rotatie. Er zit geen ruimte tussen de rotaties.
Tafelverplaatsing is dan gelijk aan de collimatie.
Pitch kleiner dan 1 krijg je een overlappende scan. Tafelverplaatsing is dan kleiner
dan de collimatie.
Pitch van 2 wil zeggen dat je maar 1 kant scant steeds. Je mist dan net geen
informatie. De tafelverplaatsing is dan groter dan de collimatie.
Reconstructie
Als je met spiraal CT werkt wordt de patiënt
ondertussen verschoven en heb je in 1 rotatie niet
precies in 1 vlak gescand. Bij sequentieel is dat wel zo.
- 360 graden methode – de data komt uit 2 punten van de werkelijke spiraal, die
gescheiden zijn door een complete rotatie
- 180 graden methode – de data wordt van de werkelijke spiraal gehaald en van
een door de computer gespiegelde spiraal.
Bij 180 graden methode wordt het plaatje minder vervormd maar SNR wordt slechter.
Bij het gebruik van een grote pitch maak je gebruik van 180 graden methode, anders
ga je teveel anatomie missen.
Bij een grotere tafelverplaatsing (grotere pitch) is er een groter verschil in anatomie
en neemt de effectieve plakdikte dus toe. Er wordt een groter gebied meegenomen in
dezelfde plak.
SSP = slice sensitivity profile = effectieve plakdikte.
--> neemt toe bij een grotere pitch!
slice sensitivity profile wordt dan meer een curve. Hoe hoger de pitch, hoe meer
anatomie mee gaat doen in de reconstructie van de plak.
FWHW = Full width at half maximum = de breedte van de curve op de helft van de
top. De effectieve plakdikte neemt toe bij een grotere pitch. De diameter van de curve
wordt gedefinieerd als de effectieve plakdikte.
,Dit geldt zowel voor single slice CT als voor multi slice CT scanners.
Nadeel spiraal CT = spiraal artefact. In de meeste gevallen geen last van, alleen bij
conische objecten. Schedels worden daarom ook met Sequentiele scanner gemaakt.
Bij 16 slice of meer heb je weinig last van dit artefact.
Hoge pitch
Voordelen
o Sneller verzamelen van data
o Elke coupe in dezelfde fase
o Minimaliseren beweging
Nadelen
o Meer spiraal artefacten
o Effectieve slice thickness is hoger. (slechtere longitudinale spatiële resolutie,
meer partial volume effect)
o Hoeveelheid straling per rotatie daalt dus SNR daalt
Lage pitch
o Minimaliseren spiraal artefact
o Optimaliseren beeldkwaliteit
Single slice – 1 rotatie 1 detector ring = fan beam
Multi slice – spiraal rotatie, meer detector ringen = cone beam
Voordeel multi slice = betere longitudinale resolutie en je kunt een groter gebied
scannen.
Detectoren
Addaptive array detector = grotere detectoren aan de zijkant en kleinere in het
midden. Je kunt dan 16 kleine detectoren in de midden gebruiken, of die in de
midden 2 aan 2 koppelen en dan de grotere aan de zijkant ook gebruiken.
Matrix array detector = allemaal gelijkmatige detectoren.
De detector in een CT systeem bepaald de collimatie keuzes die er gemaakt kunnen
worden. De grootte van de detectorelementen bepaalt de minimale slicethickness.
Cone beam reconstructie – reconstructie in de Z richting.
Er wordt rekening gehouden met de collimatie die ingesteld is aan de buiszijde. Data
wordt dus teruggeprojecteerd in de werkelijke richting. Elke voxel wordt
gereconstrueerd van rijen uit verschillende vlakken.
, Bouw van een CT
o Gantry
- Buis
Veel groter dan conventioneel. Meer koeling kunnen leveren, dit wordt
gerealiseerd door grotere anode, rotatie van anode via vloeibaar metaal,
betere warmte geleiding.
Dynamic focal spot = focus wordt elektronisch gevarieerd over de anode
waardoor 2 bundels ontstaan die ervoor zorgen dat de straaldichtheid en dus
de spatiële resolutie verdubbeld wordt. Dosis wordt niet hoger want de mAs
wordt verdeeld over 2 focal spots.
Z focal spot = focus wordt elektrisch gestuurd op vier plekken op de anode.
Resultaat : verdubbeling van de resolute in de Z richting.
- Generator
Zorgt voor transformatie naar hoogspanning. Primaire circuit is buiten het
systeem, secundaire circuit zit in het systeem. Het secundaire circuit zorgt
echt voor de transformatie naar hoogspanning. De overdracht via slipring is
nog geen echte hoogspanning.
Slipring technologie
o Stationair = elektrisch geleidende borstels
o Roterend = elektrisch geleidende ringen
Functies --> overdracht van data, overdracht van hoogspanning.
- Detectoren
Geen gasdetectoren meer, maar een solid state detector. Gas detectoren
worden slechter bij het gebruik van een hogere energie, solid state blijft
redelijk gelijk.
Er is een collimatie aan de kant van de buis en net achter de patiënt om
informatie die niet beeldvullend is weg te filteren.
Anti-scatter rooster --> hele dunne lamellen die voor de detector geplaatst
kunnen worden. Ze zorgen ervoor dat scatter weg wordt gefilterd en alleen
recht invallende straling mee doet aan de beeldvorming.
Dosis efficiëntie
o Matrix VS phased array detector – deathspace
Deathspace = hoe verder de detector naar buiten gelegen is, hoe groter
het deel van de detector dat niet gebruikt wordt voor beeldvorming. De
effectiviteit van de buitenste detectoren is minder dan die van de
centraal gelegen detectoren.
o Bij adaptive array detector is dit minder erg.
Computer Tomografie
College 1 – Hardware en principes
CT ontwikkeling sequentieel – spiraal –
multi slice
Generaties CT scanners
(van 1979 naar nu)
o 1e generatie : Vroeger spraken we
van een rotatie en translatie met 1 detector die aangestraald werd door 1
pencil beam. Kostte veel tijd.
o 2e generatie : meerdere detectoren in de ring alleen niet zoveel dat de hele
patiënt gescand kan worden.
o 3e generatie : geen translatie meer alleen rotatie. Hier wordt de detector en de
buis geroteerd.
o 4e generatie : je hoeft niet meer met de detectoren te gaan schuiven. Hier
draait dus alleen de buis.
o 4e generatie is niet door gegaan omdat de detectoren te duur waren. Het is het
duurste onderdeel van een CT systeem. We wilden namelijk ook nog meer
detectoren in de Z richting.
Grootte van de detectoren bepaalt de spatiële resolutie.
Dual source = 2 combinaties van röntgenbuizen en
detectoren in 1 systeem.
Dual energy = met meerdere kV waardes scannen
Sequentiële scanners --> scannen 1 slice en maken maar 1 rotatie in verband met
kabels. Je straalt tijdens de rotatie, dan tafelverplaatsing en weer een rotatie.
- Collimatie = plakdikte (slice width)
- Geen tafelverplaatsing tijdens acquisitie --> aansluitend, interval
Spiraal scanner --> röntgenbuis kan nu continu roteren en dus hebben we nu
continu röntgen en continu tafelverplaatsing. Je scant het hele volume aansluitend.
- Pitch = tafelverplaatsing / collimatie
- Plakdikte is niet gelijk aan collimatie (verschil met sequentieel)
- Reconstructie index --> overlappend, aansluitend, interval
,Voordelen spiraal :
o Volume data acquisitie
o Acquisitie in 1 ademhaling. Minimale mogelijkheid van het missen van
anatomie.
o Goede controle van de delay tussen injectie en scan. Onderzoeken in
gewenste bloedfase
o Efficiënt gebruik van contrastmiddel.
Pitch
Pitch van 1 is aaneengesloten rotatie. Er zit geen ruimte tussen de rotaties.
Tafelverplaatsing is dan gelijk aan de collimatie.
Pitch kleiner dan 1 krijg je een overlappende scan. Tafelverplaatsing is dan kleiner
dan de collimatie.
Pitch van 2 wil zeggen dat je maar 1 kant scant steeds. Je mist dan net geen
informatie. De tafelverplaatsing is dan groter dan de collimatie.
Reconstructie
Als je met spiraal CT werkt wordt de patiënt
ondertussen verschoven en heb je in 1 rotatie niet
precies in 1 vlak gescand. Bij sequentieel is dat wel zo.
- 360 graden methode – de data komt uit 2 punten van de werkelijke spiraal, die
gescheiden zijn door een complete rotatie
- 180 graden methode – de data wordt van de werkelijke spiraal gehaald en van
een door de computer gespiegelde spiraal.
Bij 180 graden methode wordt het plaatje minder vervormd maar SNR wordt slechter.
Bij het gebruik van een grote pitch maak je gebruik van 180 graden methode, anders
ga je teveel anatomie missen.
Bij een grotere tafelverplaatsing (grotere pitch) is er een groter verschil in anatomie
en neemt de effectieve plakdikte dus toe. Er wordt een groter gebied meegenomen in
dezelfde plak.
SSP = slice sensitivity profile = effectieve plakdikte.
--> neemt toe bij een grotere pitch!
slice sensitivity profile wordt dan meer een curve. Hoe hoger de pitch, hoe meer
anatomie mee gaat doen in de reconstructie van de plak.
FWHW = Full width at half maximum = de breedte van de curve op de helft van de
top. De effectieve plakdikte neemt toe bij een grotere pitch. De diameter van de curve
wordt gedefinieerd als de effectieve plakdikte.
,Dit geldt zowel voor single slice CT als voor multi slice CT scanners.
Nadeel spiraal CT = spiraal artefact. In de meeste gevallen geen last van, alleen bij
conische objecten. Schedels worden daarom ook met Sequentiele scanner gemaakt.
Bij 16 slice of meer heb je weinig last van dit artefact.
Hoge pitch
Voordelen
o Sneller verzamelen van data
o Elke coupe in dezelfde fase
o Minimaliseren beweging
Nadelen
o Meer spiraal artefacten
o Effectieve slice thickness is hoger. (slechtere longitudinale spatiële resolutie,
meer partial volume effect)
o Hoeveelheid straling per rotatie daalt dus SNR daalt
Lage pitch
o Minimaliseren spiraal artefact
o Optimaliseren beeldkwaliteit
Single slice – 1 rotatie 1 detector ring = fan beam
Multi slice – spiraal rotatie, meer detector ringen = cone beam
Voordeel multi slice = betere longitudinale resolutie en je kunt een groter gebied
scannen.
Detectoren
Addaptive array detector = grotere detectoren aan de zijkant en kleinere in het
midden. Je kunt dan 16 kleine detectoren in de midden gebruiken, of die in de
midden 2 aan 2 koppelen en dan de grotere aan de zijkant ook gebruiken.
Matrix array detector = allemaal gelijkmatige detectoren.
De detector in een CT systeem bepaald de collimatie keuzes die er gemaakt kunnen
worden. De grootte van de detectorelementen bepaalt de minimale slicethickness.
Cone beam reconstructie – reconstructie in de Z richting.
Er wordt rekening gehouden met de collimatie die ingesteld is aan de buiszijde. Data
wordt dus teruggeprojecteerd in de werkelijke richting. Elke voxel wordt
gereconstrueerd van rijen uit verschillende vlakken.
, Bouw van een CT
o Gantry
- Buis
Veel groter dan conventioneel. Meer koeling kunnen leveren, dit wordt
gerealiseerd door grotere anode, rotatie van anode via vloeibaar metaal,
betere warmte geleiding.
Dynamic focal spot = focus wordt elektronisch gevarieerd over de anode
waardoor 2 bundels ontstaan die ervoor zorgen dat de straaldichtheid en dus
de spatiële resolutie verdubbeld wordt. Dosis wordt niet hoger want de mAs
wordt verdeeld over 2 focal spots.
Z focal spot = focus wordt elektrisch gestuurd op vier plekken op de anode.
Resultaat : verdubbeling van de resolute in de Z richting.
- Generator
Zorgt voor transformatie naar hoogspanning. Primaire circuit is buiten het
systeem, secundaire circuit zit in het systeem. Het secundaire circuit zorgt
echt voor de transformatie naar hoogspanning. De overdracht via slipring is
nog geen echte hoogspanning.
Slipring technologie
o Stationair = elektrisch geleidende borstels
o Roterend = elektrisch geleidende ringen
Functies --> overdracht van data, overdracht van hoogspanning.
- Detectoren
Geen gasdetectoren meer, maar een solid state detector. Gas detectoren
worden slechter bij het gebruik van een hogere energie, solid state blijft
redelijk gelijk.
Er is een collimatie aan de kant van de buis en net achter de patiënt om
informatie die niet beeldvullend is weg te filteren.
Anti-scatter rooster --> hele dunne lamellen die voor de detector geplaatst
kunnen worden. Ze zorgen ervoor dat scatter weg wordt gefilterd en alleen
recht invallende straling mee doet aan de beeldvorming.
Dosis efficiëntie
o Matrix VS phased array detector – deathspace
Deathspace = hoe verder de detector naar buiten gelegen is, hoe groter
het deel van de detector dat niet gebruikt wordt voor beeldvorming. De
effectiviteit van de buitenste detectoren is minder dan die van de
centraal gelegen detectoren.
o Bij adaptive array detector is dit minder erg.
