Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Wybrane metody diagnostyki obrazowej Seminarium 4 2014/15 1.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Wybrane metody diagnostyki obrazowej Seminarium 4 2014/15 1."— Zapis prezentacji:

1 Wybrane metody diagnostyki obrazowej Seminarium /15 1

2 1. Histogram obrazu 2

3 Cyfrowa obróbka obrazów Histogram obrazu Histogram obrazu zapisanego w skalach szarości to wykres zależności liczby punktów przyjmujących kolejne stopnie szarości od stopnia szarości. 3

4 4

5 Zmiana kontrastu 5

6 Zmiana jasności 6

7 2. Widmo promieniowania lampy rentgenowskiej 7

8 Lampa rentgenowska 8

9 Wytwarzanie promieniowania X Elektrony docierające do anody oddziałują z atomami anody w dwóch procesach: Wybijanie elektronów z wewnętrznych powłok atomowych (na miejsce wybitych elektronów wskakują elektrony z wyższych powłok oddając energię w formie promieniowania X) Hamowanie w polu elektrycznym jądra (elektrony w polu elektrycznym jądra są odchylane i spowalniane, tracona energia jest emitowana w formie promieniowania X) 9

10 Elektron wysokoenergetyczny Elektron wysokoenergetyczny 10

11 Widmo promieniowania hamowania 11

12 Usunięte przez filtr Energia fotonów [keV] Widmo promieniowania charakterystycznego 12

13 Filtrowanie widma lampy 13

14 3. Dobór parametrów badania rentgenowskiego 14

15 Wydajność detekcji η – wydajność detekcji I 0 – promieniowanie padające na błonę I r – promieniowanie zarejestrowane 15

16 Dobór parametrów pracy lampy RTG kV p (napięcie anodowe – energia wiązki) Filtr (widmo lampy, energia wiązki) Ekspozycja - ładunek (mAs) 16

17 Dobór kV p 17

18 Dobór kV p 18

19 Dobór kV p Z malejącą energią fotonów promieniowania rośnie absorpcja i zwiększa się kontrast pomiędzy tkankami, ale rośnie dawka. 19

20 Dobór kV p 60 keV 150 keV 20

21 Dobór ładunku Badane struktury są umieszczone wewnątrz większego obiektu  krążki Al (Z eff = 13) umieszczone wewnątrz klina z materiału tkanko-podobnego (Z eff = ~7.5) 21

22 4. Krzywa charakterystyczna detektora promieniowania X na przykładzie błony rentgenowskiej i płytki obrazującej 22

23 Krzywa charakterystyczna 23

24 Image plate (płytka obrazująca, płyta pamięciowa) Cyfrowe płyty pamięciowe działają w oparciu o halogenki baru aktywowane europem (np. fluoro bromek baru aktywowany europem BaFBr:Eu). Zastępują w rentgenodiagnostyce układ błona RTG – folia wzmacniająca. Promieniowanie X przechodząc przez płytę pamięciową wybija elektrony z tzw. centrów luminescencji (np. atom Eu). Elektrony te są więzione w zaburzeniach sieci krystalicznej np. w miejscu w którym brakuje atomu bromu, aż do momentu oddziaływania fali elektromagnetycznej o odpowiedniej długości. Powrót elektronów do stanu sprzed naświetlenia płytki pamięciowej promieniowaniem X związany jest emisją światła. Obraz utajony jest odczytywany przy pomocy lasera. Wiązka lasera oświetla płytę punkt po punkcie wymuszając powrót elektronów do centrów luminescencji. Mierzy się intensywność emitowanego światła. Po odczytaniu płyta jest gotowa do ponownego użytku. 24

25 Image plate 25

26 26

27 27

28 28

29 29 Ocena zdolności rozdzielczej w rentgenografii Ocenę zdolności rozdzielczej w rentgenodiagnostyce wykonuje się w oparciu o fantomy. Są to płytki wykonane z tworzywa sztucznego o niskim współczynniki osłabienia promieniowania X z naniesionymi ołowianymi paskami o różnym zagęszczeniu. Określa się maksymalne zagęszczenie, dla którego paski ołowiane na obrazie rentgenowskim są widoczne jako rozróżnialne. Zdolność rozdzielczą określa się jako liczbę linii (albo par linii) fantomu.

30 5. Zasada działania i budowa skanera w spiralnej, wielorzędowej tomografii komputerowej 30

31 Tomografia komputerowa (TK) 31

32 32

33 33

34 Liczba pomiarów: 20 Liczba niewiadomych:

35 35

36 Sekwencyjna / spiralna TK 36

37 Wielorzędowa TK 37

38 Tomografia komputerowa -mierzymy rozkład liniowego współczynnika osłabienia promieniowania X (  -gęstość wyrażana jest w jednostkach względnych (HU - Hounsfield Units) -dawka promieniowania jonizującego równa jest dawce otrzymywanej w kilku(nastu) standardowych badaniach RTG -energie stosowane w TK: keV -czas obrotu lampy wokół pacjenta: ~ 0.5 s -czas skanowania w spiralnej TK: ~ 20 s 38

39 39

40 6. Metody prezentacji obrazu w tomografii komputerowej 40

41 Jednostki Hounsfield’a TkankaHU Kość1000 Wątroba40 ÷ 60 Istota biała46 Istota szara43 Krew40 Mięśnie10 ÷ 40 Nerki30 Płyn mózgowo-rdzeniowy15 Woda0 Tkanka tłuszczowa-100 ÷ -50 Powietrze

42 Okno tomograficzne Szeroki zakres zmienności HU wymaga stosowania co najmniej 11 bitów w opisie obrazu tomograficznego (zwykle 12 bitów możliwych, różnych wartości HU) Ze względu na ograniczenia oka ludzkiego pod względem rozróżniania odcieni szarości monitory komputerowe posługują się skalą 8 bitową (256 stopni) Przeskalowanie liniowe skali Hounsfield’a na skalę szarości powoduje, że subtelne różnice (np. pomiędzy istotą szarą i istotą białą nie mogą być rozróżniane) Z w/w powodów stosuje się tzw. okno tomograficzne 42

43 Okno tomograficzne 43

44 44

45 45

46 46

47 7. Budowa i zasada działania gamma-kamery 47

48 Budowa gamma - kamery 48

49 49

50 Obrazowanie kośćca w scyntygrafii 50

51 8. Tomografia PET, CT/PET i SPECT 51

52 Tomografia SPECT Gamma-kamera obraca się wokół pacjenta 52

53 Zasada SPECT 53

54 Tomografia PET Zjawisko anihilacji par m Anihilacja pary elektron-pozyton 54

55 Tomografia PET - radiofarmaceutyki Znaczniki pozytonowe wbudowane w możliwie proste radiofarmaceutyki np. H 2 15 O, 13 NH 3, 11 CO, 11 CO 2 E max T 1/2 11 C - 1,0 MeV 20,4 min 13 N - 1,2 MeV 9,97 min 15 O - 1,7 MeV 2,1 min 18 F - 0,6 MeV 109,8 min Radiofarmaceutyk FDG zawierający 18 F 55

56 PET/CT 56

57 Obrazowanie mózgu w PET 57

58 Zakład Biofizyki CM UJ Obrazowanie PET Badanie przewodu pokarmowego i układu moczowego 58

59 9. Zasada działania i budowa tomografu rezonansu magnetycznego 59

60 Tomografia RM Tomografia rezonansu magnetycznego = tomografia magnetycznego rezonansu jądrowego Wykorzystuje się fakt posiadania niezerowego momentu magnetycznego przez jądra 1 H 60

61 61

62 62

63 B T 63 Częstotliwość rezonansowa zależy od natężenia pola magnetycznego w którym znajduje się próbka. Jeśli na pole B 0 nałożymy pole magnetyczne, którego natężenie zmienia się liniowo wzdłuż osi Z (pole gradientowe), to tylko dla jednej płaszczyzny spełniony będzie warunek rezonansu. W ten sposób można wybrać płaszczyznę, ktorą chcemy zobrazować.

64 64 Nakładając pola gradientowe w pozostałych kierunkach można wybrać punkt przestrzeni, z którego będzie pochodził sygnał rezonansowy.

65 65

66 10. Metody prezentacji obrazu w tomografii rezonansu magnetycznego 66

67 67

68 11. Kodowanie informacji o przepływach i pomiar prędkości przepływu w ultrasonografii dopplerowskiej 68

69 Ultrasonografia Dopplerowska 69

70 Metody obrazowania w ultrasonografii dopplerowskiej Metoda fali ciągłej (cwD – continious wave Doppler) Metoda fali impulsowej (pwD – pulse wave Doppler) 70

71 Aparat ultrasonograficzny z opcją pomiarów dopplerowskich nakłada na obraz w prezentacji B informację o prędkości przepływu w postaci koloru. Kolor może kodować informację o wartości prędkości i kierunku przepływu (Color Doppler) (czerwony – do sondy, niebieski od sondy), albo jedynie o wartości prędkości (Power Doppler). W trybie pulsed wave Doppler możliwy jest pomiar prędkości dla wybranego miejsca na obrazie. Wymaga to określenia położenia tego miejsca (bramka) i ręcznego określenia kierunku przepływu krwi. 71

72 Color Doppler 72

73 Power Doppler 73

74 12. Zastosowanie środków cieniujących w diagnostyce obrazowej 74

75 Środki kontrastowe Środki kontrastowe (kontrasty, środki cieniujące) stosowane są w rożnych technikach diagnostyki obrazowej. Ich wybór musi uwzględniać fizykę metody diagnostycznej. Zastosowanie kontrastu musi prowadzić do modyfikacji cechy fizycznej tkanki (najczęściej krwi) istotnej z punktu widzenia danej metody. 75

76 Środki kontrastowe - RTG W rentgenografii zastosowanie środków kontrastowych ma najdłuższą tradycję i jest najpowszechniejsze. Środki kontrastujące w rentgenografii mają na celu zwiększenie współczynnika osłabienia promieniowania X badanej tkanki, najczęściej krwi. Z tego powodu powinny zawierać pierwiastki o możliwie największej liczbie atomowej. Stosuje się środki na bazie jodu. Związki jodowe nie są zbyt bezpieczne dla pacjentów i dlatego ostatnio wprowadza się nowe generacje środków kontrastowych tzw. niejonowych. 76

77 Środki kontrastowe - RTG W przypadku badania układu krwionośnego i moczowego środki kontrastowe podaje się dożylnie, niekiedy dotętniczo. Dokładna lokalizacja zależy od rodzaju badania. Przykładowo, znane są techniki w których kontrast podaje się cewnikiem w miejsce badania. Przy pomocy kontrastów można badać również układ pokarmowy. Podaje się je wtedy doustnie (siarczan baru – baryt) W badaniu płuc stosuje się technikę polegającą na poprawie kontrastu tkanki płucnej nie poprzez podanie środka cieniującego, ale poprzez głęboki wdech. Powietrze wypełniające płuca obniża ich średni współczynnik osłabienia przez co łatwiej je różnicować w stosunku do otaczających tkanek. 77

78 Środki kontrastowe - TK W tomografii komputerowej stosowane są podobne środki cieniujące i techniki ich stosowania jak w rentgenografii, ponieważ tomografia komputerowa działa z zastosowaniem promieniowania rentgenowskiego. 78

79 Środki kontrastowe - TRM Środki cieniujące stosowane w tomografii rezonansu magnetycznego muszą wpływać na zachowanie się spinów jądrowych w polu magnetycznym. Jest to możliwe, ponieważ lokalne pole magnetyczne jakie odczuwa jądro atomowe zależy od konfiguracji powłok atomu, a to zależy z kolei od składu chemicznego. W TRM stosuje się podawane dożylnie środki cieniujące na bazie gadolinu, manganu, dysprozjum i żelaza. Powodują one zmianę tzw. czasów relaksacji podłużnej i poprzecznej. Dzięki temu tkanki zawierające kontrast różnią się od tych, które go nie zawierają. 79

80 Środki kontrastowe - USG Kontrasty stosowane w ultrasonografii zmieniają własności tkanek pod względem oddziaływania z wiązką ultradźwiękową. Środki cieniujące w ultrasonografii to mikorpęcherzyki gazu zamknięte w otoczkach albuminowych. Podaje się je dożylnie. W badaniach tego typu stosuje się aparaty USG emitujące wiązkę o większej mocy niż w przypadku normalnych badań. Wiązka wprowadza pęcherzyki gazu w drgania i rozrywa otoczki albuminowe. Poza rozpraszaniem wiązki na pęcherzykach gazu wzmacnia się efekty nieliniowe przez co łatwiejsze jest obrazowanie z zastosowaniem wyższych harmonicznych. 80


Pobierz ppt "Wybrane metody diagnostyki obrazowej Seminarium 4 2014/15 1."

Podobne prezentacje


Reklamy Google