Föreläsning 1 Flashcards
Uppbyggnad av röntgenkamera:
- Röntgengenerator
- Röntgenrör
- Detektor
Röntgengeneratorn
Har till uppgift att omvandla lågspänd växelström till högspänd likström som kan accellerera elektroner för produktion av röntgenstrålning.
Röntgenröret
Själva strålkällan. Röret är ett lufttomt glas- eller metallrör som innehåller två metallelektroder - KATODEN och ANODEN.
KATODEN är en glödtråd där elektroner frigörs. Dessa accelereras sedan m.h.a. Högspänningen mot anoden.
Katoden består av en wolframtråd som värms till ca 2500 grader.
I ANODEN omvandlas elektronernas rörelseenergi till fotonstrålning - bromsstrålning. Endast ca 1 % av rörelseenergin omvandlas till röntgenstrålning, resten blir värmestrålning.
Anoden består av ett material med hög omvandlingsfaktor (högt Z-tal) och som måste tåla hög värme samt kunna leda iväg värmen fort. Ofta Wolfram.
Anoden ser ut som en liten tallrik som roterar, den gör detta så att träffytan sprids ut över anoden så att värmen sprids över en större yta.
Generatorparametrar
- Rörspänning (kV)
- Rörström (mA)
- Exponeringstid (s)
- Rörladdning (mAs)
Rörspänning
- kV
- Den spänning röntgengeneratorn avger i röntgenröret - spänning mellan katod och anod.
- Strålningens maximala energi beror på hur hög rörelseenergi elektronerna har när de träffar anoden - kan varieras av den elektriska spänningen som finns mellan katod och anod.
- Låg rörspänning ger högre attenuering.
- Hög rörspänning medför högre kontrast i bilden.
- Hög rörspänning tränger lättare igenom täta/tjocka material.
- Vanligen mellan 40 till 150 kV
Rörström
- mA
- Den ström röntgengeneratorn avger till röntgenröret.
- Ett mått på hur många elektroner som färdas mot anoden.
- Max rörström ca 1000 mA
Rörladdning
- mAs
- Rörström x exponeringstid.
- Anger mängden fotoner.
- Proportionell mot stråldosen - ökar man rörladdning ökar man även stråldosen till patienten.
- Vanligen 5 - 399 mAs
Röntgenspektrats 2 komponenter:
- Bromsstrålning
- Karakteristisk röntgenstrålning.
Bromsstrålning
Bildas på 3 olika vis:
- Infallande elektron kolliderar med kärnan, den foton som sänds ut erhåller maximal energi.
- Elektronen växelverkar nära kärnan, vilket medför att elektronen kommer att ändra sin riktning och samtidigt sänds en foton ut.
- Växelverkan sker längre ifrån kärnan, vilket medför att elektronen ändrar sin riktning och det sänds ut en foton. Ju längre ifrån kärnan växelverkan sker desto lägre energi på fotonerna som erhålls.
Karakteristisk röntgenstrålning
- Den infallande elektronen kolliderar med en atomärt bunden elektron.
- Det uppstår en vakans i detta skalet av atomen
- Vakansen fylls på med en elektron från ett yttre skal
- När denna elektron är på plats sänds en foton ut. Denna foton har en specifik energi karakteristisk för atomen.
Vad filtreras bort?
Den del av röntgenstrålningen som har så låg energi att den helt absorberas i patienten bidrar inte till uppbyggnaden av den önskade bilden - ger bara patienten icke-önskad dosbelastning. Därför filtreras detta bort.
Fotoners växelverkan
- Fotoelektrisk effekt
- Comptonspridning
Fotoelektrisk effekt
- Hela fotonens energi överförs till en bunden elektron som slits loss från atomen.
- Orsakar hög patientdos.
- Dominerande vid låg rörspänning och täta vävnader t.ex. ben.
Comptonspridning
- Fotonen kolliderar med en bunden elektron och lämnar platsen i ny riktning med förminskad energi.
- Denna spridda strålning ger upphov till brus i bilden.
- Dominerande vid hög rörspänning och ej täta vävnader t.ex. fett.
Attenuering - vad påverkar attenueringen?
- Typ av material (Z-nummer)
- Fotonernas energi
- Tjockleken på materialet.
Faktorer som påverkar bilden
- Skillnad i absorption i objektet jämfört med omgivningen.
- Objektets tjocklek.
- Kan i vissa fall minskas med kompression. - Förhållandet mellan mängden spridd strålning och mängden primärstrålning.
- Mängden spridd strålning kan minskas med raster, inbländning och kompression.
- Spridd strålning ökar bruset och ger stråldos till personalen.
- Inbländning: Mindre bestrålad volym vilket medför mindre mängd spridd strålning.
- Raster: Blylameller (som en persienn) ofta fokuserad mot röntgenfokus. Attenuerar effektivt den spridda strålningen. Nackdel: mAs-talet måste ökas och därmed även patientdosen. - Detektorernas egenskaper.
- Bildbehandling
Faktorer som påverkar patientstråldosen
- Strålkvalitet (rörspänning, filtrering, anodmaterial, anodvinkel)
- Exponeringstid
- Dosrat: rörström (mA)
- Fältstorlek
- Operatör
- Krav på bildkvalitet
Uppbyggnad av en CT
- Röntgenrör
- Filter
- Formande filter (bow-tie)
- Kollimator
- Gantryöppning
- FOV
- Kollimator / antiscatter grid
- Detektor
Exponeringsparametrar
Lägga till…
Axial vs Spiral-CT
Axial:
- Rotation - britsrörelse - rotation …
- Långsam metod för stor volym.
Spiral:
- Kontinuerlig gantryrotation
- Kontinuerlig britsförflyttning
- Pitch: Ett mått på hur tätt i Z-led man scannar.
- bordsförflyttning/kollimering x rotationstid
- Pitch = 1= kant i kant
- Pitch < 1 = överlappande. Ger mindre artefakter och bättre bildkvalitet
- Pitch > 1 = glesare. Ger snabbare scan.
Multislicedetektor
- Detektorbredd i Z-riktning.
- Detektorelementens storlek valigen 0,6 eller 0,625 mm
- Vanliga detektorbredder: 4 cm (64 x 0,625) eller 3,8 cm
Kollimering
- Definierar bredden på strålfältet i isocenter, i Z-led (hur många detektorrader som används)
- Smalare kollimering ger mindre bestrålad volym vilket leder till mindre spridd strålning till detektorn - mindre brus.
Snittjocklek
- Definieras som Full Width at Half Maximum (FWHM) av känslighetsprofilen i rotationscentrum.
- Ofta mellan 0,6 - 10 mm
- Tunna snitt -> liten mängd strålning till detektorerna = brusigare bilder
- För axiella scan är snittjocklek och inkrement samma.
- För single slice detektor bestäms snittjockleken av detektorbredden.
- För multislice CT kan snitt utgöras av samma bredd som detektorelementen, eller läggas samman till tjockare snitt.
Cone beam artefakter
Lägger till senare.
Scan FOV
- Vanligtvis 50 cm
- Maximal SFOV beror på storleken på detektorn.
Display FOV (DFOV)
- Maximal diameter i den rekonstruerade bilden.
- Vanligtvis 12 - 50 cm
- Litet DFOV ger hög spatiell upplösning men mera brus.
- Stort FOV gör att fler områden ryms i bilden men ger sämre upplösning.
- Om rådatan sparats kan man i efterhand omrekonstruera med olika FOV.
- Extended FOV - data utanför det egentliga strålfältet beräknas.
Filter
- Flata filter
- Används för att ta bort låg-energifotoner, vilket ger mindre huddos/bättre genomträngning och bättre bildinformation. - Bowtie-filter
- Används för att kompensera för att patientanatomin ger signalvariationer till detektorn. Jämnar ut dosen över detektorn och i patienten.
Patientpositionering…
Lägger till sen
Inkrement
Överlapp eller mellanrum mellan de rekonstruerade bilderna.
Rekonstruktionsfilter
- Mjuka filter ger mindre brus och framhäver lågkontrasten.
- Skarpa filter ger mer brus men framhäver den spatiella upplösningen.
