С точки зрения математики задача восстановления р(х, у) по значениям Р(0, t) относится к классу так называемых обратных задач и является весьма сложной. Существуют различные вычислительные методы ее решения, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. В большинстве компьютерных томографов (рентгеновских, ультразвуковых, с применением явления ядерно-магнйтного резонанса) используются так называемые методы обратного проецирования, преимущество которых состоит в том, что можно проводить оораоотку получаемых, данных по мере их поступления.

С точки зрения физики коэффициент рентгеновского излучения в значительной степени зависит от энергии излученных фотонов (длины волны).

В связи с этим для сравнения результатов, полученных на различных компьютерных томографах, вводится понятие эффективной энергии КТ-сканера, которая равна энергии монохроматического сканера, соответствующей такому коэффициенту ослабления u(х, у).

Хотя в компьютерном томографе вычисляется коэффициент ослабления рентгеновского излучения в ткани, на самом деле ЭВМ выдает результаты в нормированном виде — в виде целых чисел, обычно расположенных в диапазоне от —1000 до +1000. Эти числа называют единицами Хаунсфилда, или числами КТ, и обозначают «ед. Н.». Связь между коэффициентом ослабления ц и величиной Н задается выражением.

Шкала Хаунсфилда задает 2000 уровней для коэффициента ослабления, что должно быть отражено на экране дисплея или фотопленке в черно-белом или цветном изображении.

Принимая во внимание, что человеческий глаз реагирует на свет логарифмически, т. е. изменение интенсивности света в 100 раз глаз оценивает как почернение в 2 раза, и может воспринимать в среднем 20% изменение яркости, то 2000 уровней глаз будет воспринимать всего лишь как 40 уровней, а дискретность восприятия будет составлять 50 ед. Н. Поскольку во многих случаях интересующие нас ткани отличаются меньше чем на 50 ед. Н. по числу КТ, то для формирования изображения на экране используют нелинейную шкалу — так называемый метод окна.

При этом из всей шкалы чисел КТ выбираем интересующий нас интервал (ширина «окна»), расположение которого на шкале называется уровнем «окна». ЭЛИЗам, значения чисел КТ которых попадают в «окно», соответствуют различные уровни яркости изображения от черного до белого. При этом все элементы изображения, у которых значение плотности КТ меньше значения уровня «окна», будут черными, а все элементы, у которых числа КТ больше, чем верхний уровень окна, будут белыми.

Значения уровня и ширины «окна» могут регулироваться оператором.
Так, например, если ширина окна составляет 800 ед. Н., т. е. черному цвету соответствует -400, а белому +400, то каждая ступень яркости, различимая глазом, составит — = 20 ед. Н. Теперь будут заметны различия в u порядка 2%. Однако этот диапазон не годится для определения плотпости кости, так как для нее рентгеновская плотность лежит в диапазоне +500— + 1000 ед. H.

Области плотной кости на экране будут выглядеть белыми пятнами. Для наблюдения за изменениями в костной ткани нужно сдвинуть «окно» в области высоких значений Н. Если исследуемая область состоит из мягких тканей с очень низкой плотностью, то «окно» надо сдвинуть в область низких зиаче ний Н. На практике сначала устанавливают уровень «окна» в зависимости от природы тканей исследуемой области, а затем подбирают ширину «окна» так, чтобы выбрать нужный контраст изображения.

- Читать далее "Поколения компьютерных томографов. Схемы сканирования компьютерных томографов"