전자 빔 컴퓨터 단층 촬영

Electron beam computed tomography
전자 단층 촬영과 혼동하지 마십시오.
전자 빔 컴퓨터 단층 촬영
US patent 4672649 Fig 2.png
전자 빔 컴퓨터 단층 촬영 시스템의 컷어웨이 뷰를 보여주는 특허 그림. 성분은 22. 전자건, 23. 전자빔, 24. 포커스 코일, 27. 빔 벤딩 코일, 28-31. 표적 고리, 14. 검출기 배열, 11. 스캔 튜브. 전자 빔은 대상 링에 X선을 생성하며, 이 링은 환자를 통해 스캔 튜브의 반대쪽 끝에 있는 검출기로 방사된다.
메슈D014057
OPS-301 코드3-26

전자빔 컴퓨터단층촬영(EBCT)은 X선 광자의 선원을 회전시키기 위해 X선 튜브가 기계적으로 회전하지 않는 컴퓨터단층촬영(CT)의 특정한 형태다. 이 다른 디자인은 각 심장 박동과 함께 완전한 움직임의 사이클을 수행하면서 멈추지 않는 더 나은 영상 심장 구조를 위해 분명히 개발되었다.

기존의 CT 기술에서와 같이 X선 소스 지점은 이미징될 물체 주위의 공간에서 원을 따라 이동한다. 그러나 EBT에서는 X선 튜브 자체가 크고 정지되어 있으며 부분적으로 영상 원을 둘러싸고 있다. 튜브 자체를 이동하기보다는 전자빔 초점(따라서 X선원점)이 튜브의 텅스텐 양극을 따라 전자적으로 쓸려 내부 표면에 큰 원형 호를 추적한다. 이 동작은 매우 빠를 수 있다.

장단점

EBT 기계의 주된 응용 장점, 그리고 발명의 이유는 X선 소스 포인트가 기계적인 것이 아니라 전자적으로 스윕되기 때문에 훨씬 더 빠른 속도로 스윕할 수 있기 때문이다.

1980년대에 이 디자인 기술이 발명된 주요 의료 애플리케이션은 특히 관상동맥 칼슘을 감지하기 위해 인간의 심장을 영상화하는 것이었다.[1] 심장은 움직임을 멈추지 않고, 동맥과 같은 몇몇 중요한 구조물은 심장 박동 때마다 직경의 몇 배씩 움직인다. 따라서 신속한 영상촬영은 스캔 중 움직이는 구조물의 흐림을 방지하는 데 중요하다. 칼슘 퇴적물의 EBT 검출은 정확하고 빠르며, 기존 CT보다 이온화 방사선에 더 적게 노출된다.[2][3] 심장의 여러 이미지를 만드는 속도가 빠르기 때문에 환자들은 짧은 기간 동안 방사선에 노출된다. 가장 진보된 현재의 상업 디자인은 0.025초 만에 이미지 스위프를 수행할 수 있다. 그에 비해 기계적으로 가장 빠르게 스윕된 X선 튜브 설계는 영상 스윕을 수행하는 데 약 0.25초가 소요된다.[4] 참고로 현재의 관상동맥 혈관 조영 영상은 보통 30프레임/초 또는 0.033초/프레임에서 수행된다. EBT는 기계적으로 쓸려온 CT 기계보다 이에 훨씬 가깝다.

EBT 설계의 큰 크기와 낮은 생산량을 감안할 때, 2004년 현재 세계에는 약 120대만이 존재하며,[citation needed] 이에 비해 수천대의 기존 설계 CT 기계는 더 많다. 신호 대 잡음 비와 공간 분해능도 기존 CT에 비해 좋지 않다.[3]

설계 세부사항

표준 X선 튜브에서와 같이 텅스텐 목표를 타격할 때 전자 전류 에너지의 일부를 광자로 변환한다. 그러나 폐열을 소멸시키기 위해 작은 표적 양극을 돌리지 않고, 전자 전류 초점점은 큰 정지 표적 양극을 따라 쓸려 간다.[5]

전자 전류 스위프는 음극선관(CRT)에서처럼 감긴 구리 코일 자기 편향 요크를 사용하여 조준된다. 그러나 음극, 편향 요크, 양극 및 전체 진공관 크기는 훨씬 더 크기 때문에 진공관의 주 중앙 개방 중간 부분을 텅 비운 상태에서 유리가 아닌 강철로 만들어 스캔 테이블과 물체 또는 사람이 누울 수 있는 공간을 남겨둔다.

미래

고유 스위프 속도 이점이 EBT 설계의 상업적 실행 가능성을 유지할 것인지 여부는 현재로서는 불확실하다. 2002년 현재, 한 대기업은 제품 설계 팀 간의 기술 교차 폴링과 함께 두 경쟁 설계 모두에서 모델을 소유하고 제공한다. 2005년 현재, 특히 64개의 검출기 행, 3×360°/초 회전 속도 및 심장 영상 촬영을 위해 설계된 나선형 CT 설계가 상업적 및 의료적 관점에서 EBT 설계를 대체하고 있는 것으로 점차 나타나고 있다. 그러나 EBT는 여전히 효과적으로 50×360°/초의 회전 속도와 낮은 방사선 피폭의 스위프 속도를 제공한다. 최신 버전의 EBT eSpeed는 33ms의 스위프 시간을 제공한다.

이 기술은 계속해서 가장 빠른 상용 CT 시간 분해능을 나타낸다.

2008년 이후, 단일 개발 회사가 EBT 영상 제품의 지속적인 개발, 지원, 판매에 앞장서고 있다. EBT 스캐너는 고선량 기계식 스캐너에 비해 높은 정확도와 우수한 반복성, 초저선량 능력으로 인해 전 세계적으로 계속 사용되고 있다.

참조

  1. ^ Mittal, Tarun K.; Rubens, Michael B. (2006). "Computed Tomography Techniques and Principles. Part a. Electron Beam Computed Tomography". In Anagnostopoulos, Constantinos D.; Bax, Jeroen J.; Nihoyannopoulos, Petros; van der Wall, Ernst (eds.). Noninvasive Imaging of Myocardial Ischemia. New York: Springer-Verlag. p. 93. doi:10.1007/1-84628-156-3_6. ISBN 978-1-84628-027-6.
  2. ^ Raggi, Paolo (January 2001). "Imaging of cardiovascular calcifications with electron beam tomography in hemodialysis patients". American Journal of Kidney Diseases. 37 (1): S62–S65. doi:10.1053/ajkd.2001.20745.
  3. ^ a b Peebles, C R (1 June 2003). "Non-invasive coronary imaging: computed tomography or magnetic resonance imaging?". Heart. 89 (6): 591–594. doi:10.1136/heart.89.6.591. PMC 1767702. PMID 12748207.
  4. ^ "SOMATOM Force". Siemens. Retrieved 29 June 2017.
  5. ^ Hill, David G. (2005). "Electron Beam CT of the Heart". In Schoepf, U. Joseph (ed.). CT of the Heart. Totowa, N.J.: Humana Press. pp. 15–21. doi:10.1385/1-59259-818-8:015. ISBN 978-1-58829-303-9.