Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás1 Röntgen cső Anód feszültség katód anód fűtő feszültség elektrosztatikus „lencse” elektron sugárzás röntgen sugárzás.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás1 Röntgen cső Anód feszültség katód anód fűtő feszültség elektrosztatikus „lencse” elektron sugárzás röntgen sugárzás."— Előadás másolata:

1 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás1 Röntgen cső Anód feszültség katód anód fűtő feszültség elektrosztatikus „lencse” elektron sugárzás röntgen sugárzás – +

2 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás2 Az izzítás hatására elszabaduló elektronok a katód negatív töltése miatt gyorsulva mozognak az anód felé, és nagy energiával csapódnak az anódba. Az anód atomjait ionizálják (gerjesztés). A (belső) elektronhéjról kilökött elektron egy külső pályáról pótlódik, miközben a pályák közötti energia különbségnek megfelelő, nagy energiájú foton keletkezik (röntgen sugár, X-ray).

3 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás3 Linear Attenuation Coeffitient (lineáris gyengítési együttható, LAC) Definíció: Haladjon egy e energiájú foton merőlegesen egy az útjába helyezett egységnyi vastagságú homogén t szövet felé. Ha p annak a valószínűsége, hogy a foton elnyelődés nélkül halad át a szöveten, akkor LAC:  t e =  ln(p) 1/cm e energiájú foton p valószínűséggel 1 cm t szövet

4 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás4 Ha I i az input és I o az output foton sűrűség, akkor  t e =  ln(p) =  ln( I o / I i ) = ln( I i / I o ), pl.  viz 73KeV = 0.19 / cm Relative Linear Attenuation:  t e   a e, ahol a a kalibráló szövet (általában víz vagy levegő).

5 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás5 Könnyű látni, hogy LAC valóban lineáris. e energiájú foton p 2 valószínűséggel 2 cm t szövet Általában a lineáris gyengülés (homogén közeg esetén) egyenlő a közeg vastagsága szorozva a lineáris gyengülési együtthatóval.

6 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás6  i =  (x i ) ln(I i,in / I i,out ) = ln(I i,in )  ln(I i,out ) =  (x i )  x i  x 0  x i  x n-1 I 0,in I i,in I i,out =I i+1,in I n-1,out ISIS IDID... n-1 n-1 ln I S  ln I D = ln I 0,in  ln I n,in =  (ln I i,in  ln I i+1,in ) =   i  x i. i=0 i=0 Ha  x i  0, akkor a jobb oldal integrálba megy át: D ln I S  ln I D =   (x)dx S

7 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás7 A kép gyengülés (attenuation) útján keletkezik: Sugár forrás tárgy kép Az első röntgen kép A kép filmen keletkezik. A leletezés a film alapján történik. Az előhívás pénz és idő igényes. Ősi elrendezés

8 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás8 Később Sugár forrás tárgy szcintillációs ernyő (*10 3 ) Sötétben kell dolgozni, nagy a sugárterhelés. A szem az ernyőből kilépő fotonoknak csak töredékét érzékeli. r

9 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás9 Az érzékelés hatásfoka:  e A  e = T e = T e, 4  4r 2  r ahol T e  0.1, a retina hatásfoka,  e a pupilla térszöge, A a pupilla területe, r  20 cm, az éles látás távolsága. Ezek alapján  e  10 -5, de – a tipikus. Egy tipikus ernyő kb –szeresen erősít, tehát N röntgen fotonból kb. N.10 3 látható fény foton keletkezik, de ebből csak N észlelhető.

10 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás10 Modern elrendezés Sugár forrás tárgy képerősítő TV kamera TV

11 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás11 kimenő szcintillációs ernyő Képerősítő elektrosztatikus lencse rendszer bemenő szcintillációs ernyő foto katód anód

12 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás12 látható fény foton az output ernyőn a megfigyelt fotonok száma elnyelt röntgen foton az ernyőn elektron kibocsátás a foto katódból látható fény foton kibocsátás az input ernyőn

13 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás13 Szóródás Koherens: a foton egy atommal történő ütközés után változatlan energiával, de más irányban halad tovább. Fotoelektromos: a foton egy erősen kötött elektront kilök a pályájáról. Az elektron kinetikus energiája eltűnik az anyagban. Az elektron hiány egy nagyobb energiájú pályáról pótlódik, miközben az energia többlet foton formájában kisugárzódik. Compton: a foton kevéssé kötött vagy szabad elektronnal ütközve energiájának és impulzusának egy részét átadja az elektronnak, kisebb energiával és a korábbi irányától eltérő irányban halad tovább.

14 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás KeV koherens fotoelektromos compton eredő    (cm2 / g) ólom K L Az L illetve K él annak az energiának felel meg, amely az L illetve K elektron héjon lévő elektron kilökéséhez szükséges.

15 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás KeV koherens fotoelektromos compton eredő    (cm2 / g) viz Az emberi szövet „víz szerű”

16 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás16 foton elektron E E’  v Compton szóródás

17 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás17 A Compton szórt fotonok energiája a szóródás szögétől függően: KeV

18 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás18 kicsi A Compton szóródás káros hatásai Determinisztikus Statisztikus Determinisztikus: Csökken a kontraszt. Kontraszt: C Áthaladt (transmited) intenzitás a háttéren: I t A vizsgált területen: C*I t Szórt sugárzás intenzitása (additív zaj,  mindenütt): I s A kontraszt csökkenése: (C*I t +I s )/(I t + I s ) = C*I t /(I t + I s ) + I s /(I t +I s )  C* (1 + I s / I t ) -1 Kontraszt redukciós faktor

19 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás19 A Compton szóródás káros hatásai Determinisztikus Statisztikus Statisztikus : Csökken a jel – zaj viszony. Signal to Noice Ratio (SNR) Kontraszt: C A detektálás hatásfoka:  A nem szórt fotonok száma/pixel a háttéren: N A szórt fotonok száma/pixel: N s jel C  N   N SNR = = = C zaj   N +  N s  1 + N s /N

20 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás20 A szóródás hatásának kiküszöbölése Energia diszkriminációval: Csak akkor lehetséges, ha a sugárzás mono energiás és a szórt sugárzás energiája lényegesen kisebb, mint a nem szórt sugárzásé.

21 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás21 A tárgy és a detektor közötti távolság növelésével: tárgy ernyő S S/R Csak párhuzamos sugárzás esetén használható.

22 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás22 A tárgy és a detektor közötti távolság növelésével: Pontforrás esetén a detektor felszínét növelni kellene (drága).

23 Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás23 Kollimátor alkalmazásával: detektor detektor vonal detektor


Letölteni ppt "Máté: Orvosi képfeldolgozás2. előadás1 Röntgen cső Anód feszültség katód anód fűtő feszültség elektrosztatikus „lencse” elektron sugárzás röntgen sugárzás."

Hasonló előadás


Google Hirdetések