Ir.H.Budhiaji,MM

CT Scan

Sejarah CT Scan

Pada awal 1900-an, radiolog Italia Alessandro Vallebona mengusulkan sebuah metode untuk

mewakili satu potongan tubuh di film radiografi. This method was known as tomography .

Metode ini dikenal sebagai tomography. The idea is based on simple principles of projective

geometry : moving synchronously and in opposite directions the X-ray tube and the film, which

are connected together by a rod whose pivot point is the focus; the image created by the points

on the focal plane appears sharper, while the images of the other points annihilate as noise. Ide

ini didasarkan pada prinsip-prinsip sederhana geometri proyektif: bergerak serentak dan dalam

arah yang berlawanan X-ray tabung dan film, yang terhubung bersama-sama oleh sebuah batang

yang pivot point adalah fokus; gambar yang dibuat oleh titik-titik pada bidang fokus muncul

lebih tajam, sementara gambar titik-titik lain memusnahkan sebagai kebisingan. This is only

marginally effective, as blurring occurs only in the “x” plane. Ini hanya sedikit efektif, seperti

yang kabur hanya terjadi di “x” pesawat. There are also more complex devices which can move

in more than one plane and perform more effective blurring. Ada juga lebih kompleks perangkat

yang dapat bergerak di lebih dari satu pesawat dan melakukan lebih efektif kabur.

Tomography had been one of the pillars of radiologic diagnostics until the late 1970s, when the

availability of minicomputers and of the transverse axial scanning method, this last due to the

work of Godfrey Hounsfield and South African born Allan McLeod Cormack , gradually

supplanted it as the modality of CT. Tomography telah menjadi salah satu pilar Radiologic

diagnosa hingga akhir 1970-an, ketika ketersediaan minicomputer dan dari metode pemindaian

aksial transversal, terakhir ini karena karya Godfrey Hounsfield dan Afrika Selatan lahir Allan

McLeod Cormack, secara bertahap menggantikan sebagai modalitas CT.

The first commercially viable CT scanner was invented by Sir Godfrey Hounsfield in Hayes ,

United Kingdom at EMI Central Research Laboratories using X-rays. Komersial pertama CT

scanner ditemukan oleh Sir Godfrey Hounsfield di Hayes, Inggris Raya di EMI Laboratorium

Riset Tengah menggunakan sinar-X. Hounsfield conceived his idea in 1967, [ 6 ] and it was

publicly announced in 1972. Allan McLeod Cormack of Tufts University in Massachusetts

independently invented a similar process, and both Hounsfield and Cormack shared the 1979

Nobel Prize in Medicine . [ 7 ] Idenya Hounsfield dikandung pada tahun 1967, [6] dan itu

mengumumkan pada tahun 1972. Allan McLeod Cormack dari Universitas Tufts di

Massachusetts secara mandiri menciptakan proses serupa, dan keduanya Hounsfield dan

Cormack bersama tahun 1979 Nobel Fisiologi atau Kedokteran. [7]

The original 1971 prototype took 160 parallel readings through 180 angles, each 1° apart, with

each scan taking a little over five minutes. 1971 asli paralel 160 prototipe mengambil bacaan

melalui sudut 180, masing-masing 1 ° terpisah, dengan masing-masing memindai mengambil

sedikit lebih dari lima menit. The images from these scans took 2.5 hours to be processed by

algebraic reconstruction techniques on a large computer. Gambar dari scan ini mengambil 2,5

jam untuk diproses oleh teknik rekonstruksi aljabar pada komputer besar. The scanner had a

single photomultiplier detector, and operated on the Translate/Rotate principle. Pemindai

photomultiplier memiliki satu detektor, dan dioperasikan pada Terjemahkan / Putar prinsip.

It has been claimed that thanks to the success of The Beatles , EMI could fund research and build

early models for medical use. [ 8 ] The first production X-ray CT machine (in fact called the

“EMI-Scanner”) was limited to making tomographic sections of the brain, but acquired the

image data in about 4 minutes (scanning two adjacent slices), and the computation time (using a

Data General Nova minicomputer) was about 7 minutes per picture. Telah menyatakan bahwa

berkat keberhasilan The Beatles, EMI dapat mendanai penelitian dan membangun model-model

awal untuk penggunaan medis. [8] produksi pertama X-ray CT mesin (sebenarnya disebut “EMI-

Scanner”) adalah terbatas pada membuat bagian tomografi otak, tapi memperoleh data gambar di

sekitar 4 menit (pemindaian dua irisan yang berdekatan), dan perhitungan waktu (menggunakan

Data General Nova minicomputer) adalah sekitar 7 menit per gambar. This scanner required the

use of a water-filled Perspex tank with a pre-shaped rubber “head-cap” at the front, which

enclosed the patient’s head. Scanner ini diperlukan penggunaan air-penuh Perspex tangki dengan

karet berbentuk pra “kepala-topi” di bagian depan, yang tertutup kepala pasien. The water-tank

was used to reduce the dynamic range of the radiation reaching the detectors (between scanning

outside the head compared with scanning through the bone of the skull). Tangki air ini digunakan

untuk mengurangi jangkauan dinamis mencapai detektor radiasi (antara pemindaian di luar

kepala dibandingkan dengan pemindaian melalui tulang tengkorak). The images were relatively

low resolution, being composed of a matrix of only 80 x 80 pixels. Gambar resolusi relatif

rendah, yang terdiri dari matriks hanya 80 x 80 piksel. The first EMI-Scanner was installed in

Atkinson Morley Hospital in Wimbledon , England, and the first patient brain-scan was made

with it in 1972. EMI pertama-Scanner telah terinstal di Atkinson Morley Hospital di Wimbledon,

Inggris, dan pasien pertama-scan otak dibuat dengan itu pada tahun 1972. In the US, the first

installation was at the Mayo Clinic . Di Amerika Serikat, instalasi pertama adalah di Mayo

Clinic. As a tribute to the impact of this system on medical imaging the Mayo Clinic has an EMI

scanner on display in the Radiology Department. Sebagai penghormatan terhadap dampak sistem

ini pada pencitraan medis Mayo Clinic memiliki scanner EMI dipamerkan di Departemen

Radiologi.

The first CT system that could make images of any part of the body and did not require the

“water tank” was the ACTA (Automatic Computerized Transverse Axial) scanner designed by

Robert S. Ledley, DDS at Georgetown University . CT pertama sistem yang dapat membuat

gambar dari setiap bagian tubuh dan tidak memerlukan “tangki air” adalah ACTA (Automatic

Computerized Transverse Axial) pemindai yang dirancang oleh Robert S. Ledley, DDS di

Georgetown University. This machine had 30 photomultiplier tubes as detectors and completed a

scan in only 9 translate/rotate cycles, much faster than the EMI-scanner. Mesin ini mempunyai

30 photomultiplier tabung sebagai detektor dan menyelesaikan scan hanya 9 menerjemahkan /

memutar siklus, jauh lebih cepat daripada EMI-scanner. It used a DEC PDP11/34 minicomputer

both to operate the servo-mechanisms and to acquire and process the images. Itu menggunakan

Desember PDP11/34 minicomputer baik untuk mengoperasikan servo-mekanisme dan untuk

memperoleh dan memproses gambar. The Pfizer drug company acquired the prototype from the

university, along with rights to manufacture it. Para Pfizer perusahaan obat diperoleh prototipe

dari universitas, bersama dengan hak untuk memproduksi itu. Pfizer then began making copies

of the prototype, calling it the “200FS” (FS meaning Fast Scan), which were selling as fast as

they could make them. Pfizer kemudian mulai membuat salinan prototipe, menyebutnya dengan

“200FS” (artinya FS Fast Scan), yang menjual secepat mereka bisa membuat mereka. This unit

produced images in a 256×256 matrix, with much better definition than the EMI-Scanner’s

80×80. Unit ini menghasilkan gambar dalam matriks 256 × 256, dengan definisi yang jauh lebih

baik daripada EMI-Scanner 80 × 80.

Tomography

A form of tomography can be performed by moving the X-ray source and detector during an

exposure. Suatu bentuk tomografi dapat dilakukan dengan menggerakkan sumber sinar-X dan

detektor selama eksposur. Anatomy at the target level remains sharp, while structures at different

levels are blurred. Anatomi di tingkat target tetap tajam, sementara struktur pada tingkat yang

berbeda kabur. By varying the extent and path of motion, a variety of effects can be obtained,

with variable depth of field and different degrees of blurring of “out of plane” structures. [ 9 ] :25

Dengan memvariasikan luas dan gerak jalan, berbagai efek dapat diperoleh, dengan variabel

kedalaman lapangan dan derajat yang berbeda kabur “keluar dari pesawat” struktur. [9]: 25

Although largely obsolete, conventional tomography is still used in specific situations such as

dental imaging ( orthopantomography ) or in intravenous urography . Meskipun sebagian besar

usang, tomografi konvensional masih digunakan dalam situasi tertentu seperti gigi imaging

(orthopantomography) atau dalam intravenous urography.

Tomosynthesis

Digital tomosynthesis combines digital image capture and processing with simple tube/detector

motion as used in conventional radiographic tomography. Tomosynthesis digital

menggabungkan pengambilan gambar digital dan pengolahan dengan tabung sederhana /

detektor gerakan seperti yang digunakan dalam tomografi radiografi konvensional. Although

there are some similarities to CT, it is a separate technique. Meskipun ada beberapa kesamaan

untuk CT, itu adalah teknik yang terpisah. In CT, the source/detector makes a complete 360-

degree rotation about the subject obtaining a complete set of data from which images may be

reconstructed. Dalam CT, sumber / detektor membuat 360 derajat lengkap rotasi tentang subjek

mendapatkan data lengkap dari yang gambar dapat direkonstruksi. In digital tomosynthesis, only

a small rotation angle (eg, 40 degrees) with a small number of discrete exposures (eg, 10) are

used. Tomosynthesis digital, hanya sebagian kecil sudut rotasi (misalnya, 40 derajat) dengan

sejumlah kecil diskrit eksposur (misalnya, 10) yang digunakan. This incomplete set of data can

be digitally processed to yield images similar to conventional tomography with a limited depth of

field . Ini set data tidak lengkap dapat diproses secara digital untuk menghasilkan gambar yang

mirip dengan konvensional terbatas tomografi dengan kedalaman lapangan. However, because

the image processing is digital, a series of slices at different depths and with different thicknesses

can be reconstructed from the same acquisition, saving both time and radiation exposure.

Namun, karena pengolahan gambar digital, serangkaian irisan pada kedalaman yang berbeda dan

dengan ketebalan yang berbeda-beda dapat direkonstruksi dari akuisisi yang sama, menghemat

waktu dan paparan radiasi.

Because the data acquired is incomplete, tomosynthesis is unable to offer the extremely narrow

slice widths that CT offers. Karena data yang diperoleh tidak lengkap, tomosynthesis tidak

mampu menawarkan potongan yang sangat sempit lebar yang menawarkan CT. However, higher

resolution detectors can be used, allowing very-high in-plane resolution, even if the Z-axis

resolution is poor. Namun, detektor resolusi yang lebih tinggi dapat digunakan, sehingga sangat-

tinggi-resolusi bidang, bahkan jika sumbu Z resolusi miskin. The primary interest in

tomosynthesis is in breast imaging, as an extension to mammography , where it may offer better

detection rates with little extra increase in radiation exposure. Minat utama adalah payudara

tomosynthesis pencitraan, sebagai ekstensi untuk mamografi, di mana ia dapat menawarkan

tingkat deteksi yang lebih baik dengan sedikit tambahan kenaikan pajanan radiasi.

Reconstruction algorithms for tomosynthesis are significantly different from conventional CT,

because the conventional filtered back projection algorithm requires a complete set of data.

Rekonstruksi algoritma untuk tomosynthesis sangat berbeda dari konvensional CT, karena

konvensional proyeksi disaring kembali algoritma memerlukan data lengkap. Iterative algorithms

based upon expectation maximization are most commonly used, but are extremely

computationally intensive. Algoritma iteratif berdasarkan maksimisasi harapan yang paling

sering digunakan, tetapi sangat komputasi secara intensif. Some manufacturers have produced

practical systems using off-the-shelf GPUs to perform the reconstruction. Beberapa pabrik telah

menghasilkan sistem praktis menggunakan off-the-rak GPU untuk melakukan rekonstruksi.