Tomografia komputerowa z wiązką elektronów

Nie mylić z tomografią elektronową .

Tomografia komputerowa z wiązką elektronów
Ilustracja patentowa przedstawiająca przekrój systemu tomografii komputerowej z wiązką elektronów. Komponenty to 22. działo elektronowe, 23. wiązka elektronów, 24. cewka ogniskująca, 27. cewka zginająca wiązkę, 28-31. pierścienie docelowe, 14. układ detektorów, 11. tuba skanująca. Wiązka elektronów wytwarza promienie rentgenowskie w pierścieniach docelowych, które promieniują przez pacjenta do detektora na przeciwległym końcu tuby skanującej.
Siatka
Kod OPS-301	3-26

Tomografia komputerowa z wiązką elektronów (EBCT) to specyficzna forma tomografii komputerowej (CT), w której lampa rentgenowska nie jest obracana mechanicznie w celu obracania źródła fotonów promieniowania rentgenowskiego . Ten inny projekt został specjalnie opracowany, aby lepiej zobrazować struktury serca, które nigdy nie przestają się poruszać, wykonując pełny cykl ruchu z każdym uderzeniem serca.

Podobnie jak w konwencjonalnej technologii tomografii komputerowej, punkt źródłowy promieniowania rentgenowskiego porusza się po okręgu w przestrzeni wokół obiektu, który ma być zobrazowany. Jednak w EBT sama lampa rentgenowska jest duża i nieruchoma i częściowo otacza koło obrazujące. Zamiast przesuwać samą lampę, punkt ogniska wiązki elektronów (a tym samym punkt źródła promieniowania rentgenowskiego) jest elektronicznie przesuwany wzdłuż anody wolframowej w lampie, kreśląc duży kołowy łuk na jej wewnętrznej powierzchni. Ten ruch może być bardzo szybki.

TK z wiązką elektronów nie była w stanie konkurować z szybszym postępem w technologii wielodetektorowego obrazowania CT i stała się całkowicie przestarzała do lat 20. XX wieku.

Zalety i wady

Główną zaletą stosowania maszyn EBT i powodem wynalazku jest to, że ponieważ punkt źródłowy promieniowania rentgenowskiego jest przemiatany elektronicznie, a nie mechanicznie, może być przemiatany z dużo większą prędkością.

Głównym zastosowaniem medycznym, dla którego ta technologia projektowa została wynaleziona w latach 80., było obrazowanie ludzkiego serca , a konkretnie wykrywanie wapnia w naczyniach wieńcowych. Serce nigdy nie przestaje się poruszać, a niektóre ważne struktury, takie jak tętnice , poruszają się kilkakrotnie w stosunku do swojej średnicy podczas każdego uderzenia serca . Szybkie obrazowanie jest zatem ważne, aby zapobiec rozmyciu ruchomych struktur podczas skanowania. Wykrywanie złogów wapnia metodą EBT jest dokładne, szybkie i wiąże się z mniejszą ekspozycją na promieniowanie jonizujące niż konwencjonalna tomografia komputerowa. Pacjenci są narażeni na promieniowanie przez krótszy czas, ponieważ szybciej tworzy się wiele obrazów serca. Najbardziej zaawansowane obecnie projekty komercyjne mogą wykonywać przemiatanie obrazu w ciągu zaledwie 0,025 sekundy . Dla porównania, konstrukcje lamp rentgenowskich o najszybszym mechanicznym przemiataniu wymagają około 0,25 sekundy na wykonanie przesunięcia obrazu. Dla porównania, obecne angiografii tętnic wieńcowych jest zwykle wykonywane z szybkością 30 klatek na sekundę lub 0,033 sekundy na klatkę; EBT jest znacznie bliższy temu niż mechanicznie zamiatane maszyny CT.

Biorąc pod uwagę większy rozmiar i niską wielkość produkcji konstrukcji EBT, od 2004 r. Na świecie istniało tylko około 120, [ w porównaniu z tysiącami maszyn CT o bardziej konwencjonalnej konstrukcji. stosunek sygnału do szumu i rozdzielczość przestrzenna są również gorsze w porównaniu z konwencjonalną tomografią komputerową.

Specyfika projektu

Podobnie jak w standardowych lampach rentgenowskich , część energii prądu elektronów podczas uderzania w tarczę wolframową jest przekształcana w fotony. Jednak zamiast obracać małą docelową anodę w celu rozproszenia ciepła odpadowego , punkt skupienia prądu elektronowego jest przesuwany wzdłuż dużej nieruchomej anody docelowej.

Przemiatanie prądu elektronowego jest ukierunkowane za pomocą jarzm odchylających magnetycznych cewek miedzianych, jak w lampie katodowej (CRT). Jednak cała konstrukcja katody , jarzma odchylające, anoda i całkowity rozmiar lampy próżniowej są znacznie większe, dlatego są wykonane ze stali, a nie ze szkła, z główną centralną otwartą częścią środkową pustej rury próżniowej, pozostawiając miejsce na stół skanujący i przedmiotu lub osoby do leżenia podczas wykonywania skanowania.

Przyszły

To, czy nieodłączna przewaga prędkości przesuwu utrzyma komercyjną rentowność projektu EBT, pozostaje obecnie niejasne. Od 2002 r. jedna duża firma posiada i oferuje modele w obu konkurencyjnych projektach, z inżynierskim zapylaniem krzyżowym technik między zespołami projektantów produktów. Od 2005 roku coraz częściej wydaje się, że spiralne projekty CT, zwłaszcza te z 64 rzędami detektorów, prędkościami obrotowymi 3 × 360 ° / s i przeznaczone do obrazowania serca, w dużej mierze zastępują projekt EBT z komercyjnego i medycznego punktu widzenia. Jednak EBT nadal oferuje prędkości obrotowe wynoszące efektywnie 50 × 360 ° / s i mniejszą ekspozycję na promieniowanie. Najnowsza wersja EBT eSpeed ​​oferuje czas przemiatania 33 ms.

Ta technologia nadal zapewnia najszybszą komercyjną rozdzielczość czasową tomografii komputerowej.

Od 2008 roku jedna firma rozwojowa przejęła inicjatywę w zakresie ciągłego rozwoju, wsparcia i sprzedaży produktów do obrazowania EBT. Skaner EBT jest nadal używany na całym świecie ze względu na wysoką dokładność, doskonałą powtarzalność i możliwości ultra niskich dawek w porównaniu ze skanerami mechanicznymi o dużej dawce.

Od wczesnych lat 2020-tych obrazowanie EBT stało się całkowicie przestarzałe i wszędzie zostało zastąpione wielorzędowym obrazowaniem CT.