Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Orvosi képdiagnosztika előadás X-ray

No description
by

Áron Horváth

on 1 October 2016

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Orvosi képdiagnosztika előadás X-ray

3 mm réz szűrővel
15 - 80 keV
55 - 80 keV
streaks
cupping
0.3mm Cu
3mm Al
Al
Cu
Al
Cu
Log
Lineáris csillapítási együttható változása
3mm Al
2.3mm Al +
7.2mm Al
0.3mm Cu
-Log
Al
Cu
Lineáristól való eltérés a sugárkeményedés
2.3mm Al +
Szóródás
fan-beam
CBCT
scatter corrected FBP
TV-ART
3D Rekonstrukció
Foto-elektromos kölcsönhatás
Compton szóródás
Foton kiüt egy belső elektront
A helyére lépő külsőbb elektron energiát ad le foton formájában
Foton kiüt egy külső elektront
Minél nagyobb a szóródás szöge, annál több energiát veszít a foton
Röntgencső
csapágy
anódtárcsa
üveg burok
katód
izzószál
hermetikusan zárt kamra (alacsony nyomású gáz)
elektronnyaláb
röntgensugár
wolfrám
anód belseje réz
(jó hővezetés)
keringő hűtőfolyadék
ablak
nagy feszültség ~120kV
Elektronok felgyorsulnak a feszültség hatására
Interakcióba lépnek az anód atomjaival
Elektron energia szintek wolfrámban
karakterisztikus spektrum
Bremsstrahlung spektrum
csőfeszültség
Wolfrám által keltett röntgen spektrum
80 kV csőfeszültség esetén
Milyen mélyen keletkeznek a röntgen fotonok?
Ennek a hatása anódsarok effektus
a röntgen sugár csillapodik az anódon belül
irányfüggől sugárintenzitás
energia függő csillapodás
kollimátor
Anyagon áthaladó röntgensugár
Momokróm sugár
Polikróm sugár
újra reakcióba léphet
Kölcsönhatások
Szóródás
Csillapodás
Beer-Lambert törvény
feltételezzük, hogy a spektrum 1 vonalból áll
Half Value Layer
Felező rétegvastagság
a csillapodás exponenciális
kilépő intenzitás
belépő intenzitás
réteg vastagsága
linearási csillapítási együttható
energia
fotonok száma
Ugyanazt a csillapodást milyen energiájú monokróm sugárral érhetjük el.
Különböző vastagságú alumínium hatása a spektrumra
nő az effektív energia
keméynedik a sugár
minél nagyobb a spektrum effektív energiája
annál vastagabb alumínium tudja megfelezni az intenzitását
A csillapítás függ az energiától
Jobban csillapít kis energiákon
x 200
felező rétegvastagság
első
utána már ilyen vastag felezi csak meg az intenzitást
második
a kettő hányadosa
minél nagyobb annál kevésbé lesz sugárkeményedés
kilépő intenzitás
belépő intenzitás
energia függő
energia függő
lineáris csillapítási együttható
vastagság
Módosított Beer-Lambert törvény
Flat panel detector
Backscatter
CsI scintillator
Üveg szubsztrát
Védő ólomréteg
visszaverődik a röntgen foton és rossz helyen detektálódik
CsI kristály
Szcintillátor
röntgensugarat látható fénnyé alakítja
Pixelek
Quantum Detector Efficiency
Mennyire jól hasznosítja a detektor a röntgensugarat
CsI detektor
ideális detektor
Modulation Transfer Function
http://www.shimadzu.com/med/products/tomo/m-k25cur0000003yxw.html
5-20%
minél vastagabb,
annál nagyobb részét elnyeli a sugárnak, annál kevesebb halad át rajta hasznosítatlanul
annál rosszabb a térbeli felbontás
http://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/tab3.html
http://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/tab4.html
Anyagok lineáris csillapítási együtthatói:
Fluoroszkópia
Sötétáram korrekció
Erősítés korrekció
Felvétel sugárzás nélkül
offszet kép
akkor is ereszt a fotodióda, ha nincs fény
felvétel üresen
Feltöltik
fény hatására
átengedi a töltést
Javított kép = (kép-offszet) / gain
Digitális Tomoszintézis
projekció
középső szelet
Mammográfia
Komputertomográfia
Antiscatter grid
Spirál CT
Low-dose CT
Cone beam CT
C-arm CT
flat panel CT
CBCT
Hounsfield egység (HU)
Electron Beam Tomography
fan beam CT
jelentős szórt sugár
Hounsfield egységek nem túl pontatlanok
~200° körbefordulás
20-60 projekció
nincs forgó alkatrész
körkörös anód
elektronnyaláb jár körbe
előnye, hogy gyors, álló szív kép
CT
HRCT
Duál energiás felvétel
Inverz négyzetes törvény
detektor
röntgencső
Pitch
Dual Source
pitch1 < pitch2
pitch ≈ 0.9
helikális CT
low dose
normal dose
alacsonyabb sugár intenzitás
szélesebb sugár + gyorsabb haladás
ennek az ellentéte
μ : lineáris csillapítási együttható
szinogram
szűrt szinogram
tipikus szűrőkarakterisztikák:
visszavetítés
szűrt visszavetítés
rekonstruálandó szelet
Linearizálás
Beer-Lambert törvény:
Így tudjuk linearziálni a jelet:
Intenzitás x vastagság után
bejövő intenzitás
lineáris csillapítási együttható
vastagság / megtett út az anyagban
CT-szám
Ilyen intenzitás tartományra kell leképezni a rekonstruált képet, hogy szabványos legyen
Artifaktok
Sugárkeményedés
Foton éhezés
fém implantátumok szinte teljesen blokkolják a sugarat
Szóródás
Cone beam / flat panel CT-nél
nem lesznek alacsony intenzitások a vetületeken
belsőbb részeken kevésbé csillapodik a sugár, mert már keményebb lett
"röntgen videó"

Irodalom
Van Metter, Handbook of Medical Imaging Physics and Psychophysics.

https://en.wikibooks.org/wiki/Basic_Physics_of_Digital_Radiography
http://www.sprawls.org/ppmi2/XRAYPRO/

DQE, NEQ
http://www.aapm.org/meetings/99AM/pdf/2798-87374.pdf

Backscatter
http://indico.cern.ch/event/418810/session/s6/contribution/s6t4/attachments/869628/1218037/Hoheisel_IWORID2004.pdf

https://www.crcpress.com/Tomosynthesis-Imaging/Reiser-Glick/9781439878705
röntgencső
detektor
folytonos spektrum
Nem lesz igaz az exponenciális összefüggés
minden energiára külön kiszámoljuk
Megadja, hogy egy adott anyag mennyire nehezen áthatolható a röntgensugár számára.
Arányos a sűrűséggel, de az anyag össszetételétől is függ
Minden fotonenergiára / röntgenspektrumra más
μ = (ln 2) / HVL

az alumínium lineáris csillapítási együtthatója foton energia függvényében
itt jobban csillapít
csökkenti a szórt sugárzást
így élesíti a képet,
javítja a kontrasztot
interakció az anyaggal
geometriai hatások
detektor frekvenciabeli jellemzője
két különböző effektív energiájú röntgensugárral készítenek felvételt
Vagy egymás után más csőfeszültséggel, vagy egymás mögött két detektorral

ide csak a nagy energiájú fotonok jutnak át
páciens
asztal
detektor a gyengébb fotonoknak
szűrő: nem engedi át a kis energiájú fotonokat
detektor a nagyobb energiájú fotonoknak
Dupla detektoros megoldás
az eredeti fan beam CT nem spirálisan ment, hanem teljes fordulatok után mindig lépett egyet, de ilyet már nem gyártanak
klasszikus CT
ha azt mondják simán, hogy CT, akkor az ez
az 1D detektorból folytonosan kiolvasott jel
a szinogram értékeit hozzáadjuk azokhoz a voxelekhez, ahonnak azok származnak
a szűrt visszavetítés azt feltételezi, hogy a voxelek additíven vetülnek le
ha csak egyfajta anyagból van a test és rajta keresztül x hosszú utat tesz meg a sugár, akkor a szinogramon az így képződik le
ezt mérjük a detektoron
ezt mérjük ahol nincs semmi
ezt fogjuk visszavetíteni
ha homogén a test és ismerjük a μ-jét, akkor x-et kapjuk, ami megadja, hogy az adott egyenes mentén hány voxel volt kitöltve
szűrő nélkül
keményebb sugárnál nem tud már annyit tovább keményedni
0.3mm Cu
3mm Al
ez nem lineáris összefüggés
különböző szűrők utáni sugár esetén
úgy tűnik, mintha belül kisebb lineáris csillapítási együtthatójú anyag lenne
http://oftankonyv.reak.bme.hu/
haszontalan, rontja a képet
emiatt lesz röntgenképünk
ilyet nagyon nehéz előállítani
ez van a gyakorlatban
Annak a meghatározás, hogy a páciens testét reprezentáló egyes voxelek milyen μ csillapítási együtthatóval rendelkeznek
Multi Slice CT (MSCT)
pitch ≈ 1.8
DEXA
Dual-Energy X-ray Absorptiometry
Fogászati CT
Osteoporosis diagnosztizálása
Elhasználódás
(katód)
hő hatására elektronok
lépnek ki a katódból
Elektron-elektron interakció eredménye
Elektromos kölcsönhatás
eredménye az atommaggal.
A mag lelassítja az elektront,
az így elvesztett energia foton
formájában marad meg.
ezek nyelődnek el leggyorsabban
ennél nagyobb energiájú foton nem keletkezhet mert ennyi a belépő elektronok energiája, maximum ennyi nyelődhet el és sugárzódhat ki foton formájában.
csillapítás
100 keV
kisebb energiájú fotonokat jobban elnyeli
(Wolfrám)
Bal oldalt, több utat tesz meg a foton az anódban, így jobban csillapodik a sugár intzitása az anyagban.
több dolgon is áthalad a sugár
A kollimátor feladata a sugárnyalág szélességének korlátozása
Nem lesz egyenletes a detektorra vetülő sugár intenzitása, középen intenzívebb.
Itt van az ember
elkenődnek az éles kontúrok
Detektor
szabványos
röntgensugarak
0.3mm Cu
3mm Al
Cu
Al
https://web.archive.org/web/20070926231241/http://www.intl.elsevierhealth.com/e-books/pdf/940.pdf
Full transcript