A röntgendiagnosztika alapjai

Átírás

1 A röngtgndiagnosztika alapja: a sugárzás lnylődés A röntgndiagnosztika alapjai A foton kölcsönhatásának lhtőségi: Compton-szórás Comptonszórás lnylődés fotoffktusban fotoffktus nincs kölcsönhatás Áthaladt sugárzás A fotonnrgia növlésévl csökkn az lnylődés. A csökknés markánsabb a fotoffktusra nézv. Kis fotonnrgiáknál τ m dominál. τ m markánsan változik az abszorbns rndszámával. τ m λ 3 Z 3 A sugárzás spktrumának változása drasztikusan módosíthatja az lnylődési folyamatokat.

2 Effktív rndszám A gyngülési állandók ltolódása Z ff = 3 n i= 1 w Z i 3 i τ = Cλ 3 3 m Z ff Valtozása a fotonnrgiával Változása a rndszámmal Enrgiatartománya a szövtkbn anyag Z ff lvgő 7,3 víz 7,7 lágy szövt 7,4 csont 13,8 τ m ~ 1/E 3 ~ Z kv σ m Enyhén csökkn E- vl κ m Függtln a rndszámtól.5 5 MV Enyhén mlkdik E-vl ~ Z 2 5 MV fölött Röntgnkép kltkzés Szummációs kép Az áthatoló intnzitás különbözőségink mgjlnítés Sugárzásérzékny lmzn luminszkáló rnyőn digitalizált képbn koponya flvétl mllkasi flvétl

3 Szummációs kép Δx 1 Δx 2 Δx 3 tst film röntgn forrás Különböző mértékű fktdés μ 1 μ 2 μ 3 = μx = μ1 + μ2 + μ3 ) Δx rről nincs információnk = μx D = = lg i D D i Kontrasztanyagok alkalmazása Ha a trmészts szövtk és környztük τ = Cλ 3 3 m Z ff alapján nm mutatnak különbségt, mgváltoztathatjuk Z ff -t vagy a sűrűségt Z ff ρ (g/cm 3 ) H 2 O Lágy szövtk bons air Pozitív kontraszt környztnél nagyobb lnylés Z ff >Z környzt μ> μ környzt Ngatív kontraszt környztnél kisbb lnylés Z ff <Z környzt μ< μ környzt

4 Kontrasztanyagok alkalmazása Digital Subtraction Angiography (DSA) nagyobb Z ff kisbb Z ff Pl. jód- vagy bariumvgyültk 56 BaSO4, 53 kontrasztanyagos natív kontraszt - natív flvétl lvgő,co 2 Fotonnrgia - képminőség Fotonnrgia - képminőség U 1 < U 2 < U 3 U 1 < U 2 μ 1 μ 2 (3 kv) (2 MV) Fotoffktus* 36% % Compton szórás* 51% 99% Párképződés* % 1% *Átlagértékk

5 Mammográfiában használt sugárzás spktruma Intraorális radiográfia Malignus lváltozás gy mammogramon Extraorális radiográfia Molibdén karaktrisztikus vonalai Fogászati panoráma lrndzés A panorámaflvétl során a film és a forrás lfordul a pacins fj körül, és a különböző poziciókból gydi flvétlk sorozatát készíti. Számítógéps rétgflvétl CT - computd tomography A flvétlk gy fílmr való rögzítés hozza létr a maxilla és mandibula átfogó lképzését. Godfry Hounsfild Allan Cormack 1979 Orvosi Nobl-díj

6 mlékzttőül Matmtikai mgközlítés gy gyszrű példán Δx μ 1 μ 2 μ 3 Δx μ 1 μ 2 μ 3 μ 4 = = μ 1 + μ 2 ) Δx μ 3 + μ 4 ) Δx = μ1 + μ2 + μ3 ) Δx = μ 1 + μ 3 ) Δx = μ 1 + μ 4 ) Δx 4 függtln gynlt 4 ismrtlnnl Ehhz új mérési lrndzés szükségs Első gnrációs CT működés Kétdimnziós mtszt kétdimnziós lképzés k = Σμ ) Δx μ i : az gymás mögötti ik ltapogatott rétg kskny sugárnyaláb térfogatlmk gyngítési állandója ltapogatott rétg vastagsága lg = lg Δx n i= 1 μ ik k-adik pozíció

7 Első gnrációs CT működés objktum digitális kép ltapogatott rétg kskny sugárnyaláb transzláció ltapogatott rétg vastagsága lfordulás kskny sugárnyaláb Egymást kövtő dtktálási pozíciók Voxl : volum lmnt / térfogatlm Pixl : pictur lmnt / képlm A pixl tulajdonságai (pl. szürkség, szín) mgflltthtő a voxl mghatározott fizikai tulajdonságának. CT gnrációinak fjlődés CT gnrációinak fjlődés lső gnráció második gnráció harmadik gnráció ngydik gnráció Egy Haladás és lfordulás Párhuzamos sugarak Több Haladás és lfordulás Enyh lgyzőnyaláb Számos Csak lfordulás Széls lgyzőnyaláb Rögzíttt gyűrű Csak a sugarforrás lfordulása Széls lgyzőnyaláb

8 A kép rkonstrukciója második gnráció ngydik gnráció dnzitásmátrix Hounsfild-gységk alapján H CT μ μ =1 μ viz viz Hounsfild-skála 5 prc 2 másodprc víz máj zsír csont A tárgy 3D rkonstrukciója A és a forrás forgása mlltt a tst is mozog. A mérési adatok gy spirál mntén származnak. Spirál CT sok gy dimnziós adatflvétl síkok dnzitásmátrixa 3D rkonstrukció A számítógép zkből az adatokból rkonstruálja lső lépésbn a szltkt. Pontosabb 3D rkonstrukció

9 Röntgnsugárzás dtktálása 5. gnráció: álló/álló fotófilm szcintillátorok gázionizációs ok félvztő szközök Nincs hagyományos rtg-cső. Forgó W-targt és irányított lktron nyaláb. Elktronikus röntgnkép-rősítő Kapcsolódó fjztk: Damjanovich, Fidy, Szöllősi: Orvosi Biofizika VIII. 3.1 VIII digitalizálható kép kisbb sugártrhlés röntgnkontroll mlltt végztt manipuláció