Transcript 1. dia - Semmelweis University

Computed Tomogram
Fizikai alapok és fejlesztések
Dr. Korom Csaba
CT berendezés
Rtg. Sugárzás hatásfoka:
• P=cU2IZ c~ 10-9
Rtg. Sugárzás abszorpciója
• Egy 2D objektum (függvény) belső szerkezete
meghatározható különböző vetületi képek segítségével
(Radon, 1917)
• Sugárgyengítés eloszlás – Térbeli denzitás eloszlás (kép)
I=I0 e-d
Fotoelektromos
hatás:
A ~ 3Z3D
Compton szóródás:
Elektronsűrűségtől
függ – denzitás
Radon transzformáció (1917)
• 2D alakzat = 2 változós függvény f(x,y)
Abszorpciós profil
Az Y tengelyre vett vetület Fourier transzformáltja
a Fourier térben az wy tengely mentén
helyezkedik el.
F2  x ,  y    f x, y  exp  j 2  x x   y y dxdy
Raw data – image reconstruction
time
(projections)
attenuation profile
(channels)
ART -- Algebrai reconstrukció
oszlopok
sorok
átlók
0
0
5.5
4.5
6.5
5.5
5
7
0
0
5.5
4.5
4.5
3.5
6
2
Lassú eljárás, egyenletrendszerek megoldásán alapul. Viszont pontos.
Az ismeretlenek száma (felbontás) meghatározza a szükséges nézetek számát.
512x512
->
számolási idő?
CT képrekonstrukció
•
Visszavetítéses eljárás (Back Projection)
–
–
•
Az eredeti kétváltozós f(x,y) becslése
Konvolúciós visszavetítés - Gyors, nincs Fourier transzformáció
A vetületi képeket visszavetítjük a képmátrix elemeibe
Torzítás kiküszöbölése
–
Visszavetítés szűréssel (FBP)
Filter: convolution kernels
Spiral CT
A vizsgálat közben az ágy folyamatosan mozog
• A felvételek egy spirál mentén készülnek
• Spirál meredekség – Pitch
- Interpoláció
• MD – több detektorsor
Detektorok
2x0. 5mm
p-pla ne
to FEE
4x1mm
4x2. 5mm
4x5mm
2x10 mm
fuse d
fuse d
Quad Detector Technology
•
•
Asymmetrix™ (variable wide area detector)
Philips patented
Változó szeletvastagság
Detektor szélesség
– 4 x 1mm
Változó
– 4 x 5mm
– 4 x 2.5mm
– 2 x 0.5mm
– 2 x 8mm
– 2 x 10mm
10%-al hatékonyabb,
mint a matrix
detektorok
Állandó
Scan paraméterek
• kV
• mA(s)
sugárkeménység
szöveti elnyelés
sugármennyiség „mass”
dózis
• Időzítés: bólus tracking, timing, gate
• Szeletvastagság, pitch, átfedés
• Reconstruction kernel: HRCT
• Filter: Bone, soft
• FOV
Valódi nagyítás
CTDI
Gy (J/kg) – elnyelt sugárzás mennyisége
Sv (J/kg) – equivalens dózis (rtg, )
• Scan paraméterek
• A beteg súlya
• Lemért sugárzás phantomon:
- adott kV (minden vizsgálatnak megfelelően)
- 100mAs (visszaszámolva)
- víz/plexi fantom
- center, periféria
CTDI – phantom mérés
Effektív dózis
• Teljes test által elszenvedett sugárhatásra utal.
• Függ
•
•
•
•
Absorbeált dózis
Nem
Érintett szervek
A vizsgált terület nagysága
• Egysége: mSv (CT vizsgálat: 0.3 to 80 mSv)
• Természetes háttérsugárzás: 2.5 mSv / év
Dózismegjelölések
•
•
•
•
•
CTDI – ct dose index
Multiple scan average dose
DLP – dose lenght product
Organ dose
Effective dose
Dózis
Fordítottan arányos a pitch-el.
Egyenesen arányos a mAs-al.
IMPACT – 1997
CT Scanner Dose Survey Protocol:
Különböző gyártók gépeit mérték le, nagyjából
egyező eredménnyel 2002-ben publikáltak egy
Dosis-calculátor programot ezek alapján.
CT-vizsgálat dózisának csökkentése
• A röntgencső áramának dinamikus változtatása
• Pitch növelése, kollimáció csökkentése, döntött spirál
• Páciens oldali szűrése a sugárzásnak
(lágy komponenseket eltávolítjuk)
• Low dose protocol
(pediatric 80kV, lowDose 50-100mAs)
• DSCT – dual source
(DECT - két különböző energiájú sugárzással)
• Zajszűrés
• IRIS – iterative reconstruction, kevesebb nézet
Dózismoduláció
• on-line moduláció: 180°-kal előre megmért értékek
segítségével folyamatosan változtatja a csőáramot.
Laterális ↔ AP vetületek
Csőáram moduláció:
Pillanatérték változtatása
Csőáram kontroll:
Átlagérték változtatása
Eredmény:
Állandó zaj, kisebb dózis
Ablakolás
• Szövetek elnyelése
Hounsfield Unit
• -1000 / 3000
• Centrum / szélesség