Dijital Radyoloji. Prof.Dr.Nail Bulakbaşı Yakın Doğu Üniversitesi Tıp Fakültesi Radyoloji Anabilim Dalı

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Dijital Radyoloji. Prof.Dr.Nail Bulakbaşı Yakın Doğu Üniversitesi Tıp Fakültesi Radyoloji Anabilim Dalı"

Berkant Sancaklı
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Dijital Radyoloji Prof.Dr.Nail Bulakbaşı Yakın Doğu Üniversitesi Tıp Fakültesi Radyoloji Anabilim Dalı

2 Dijital Radyografi DR sistemleri CR sistemleri Dijital floroskopi Bilgisayar destekli tanı DICOM PACS Teleradyoloji Öğrenim hedefleri

3 Amaç

4 Neden Dijital? Radyasyona konvansiyonel filmin yanıtı sigmoidal (KE) iken dijital sistemlerin yanıtı lineerdir. Daha geniş dinamik aralık Tekrar çekim azalma Daha iyi kontrast çözünürlük Daha gelişmiş latitude OD 0,3 0,9 1,5 2,1 2,7 3,3 Log rölatif ekspojur

5 İkilik düzen (Binary=Bit)

6 İkilik düzen (Binary=Bit)

7 Uzaysal (Spatial) dijitalizasyon: Piksellerden bir matriks oluşturulur Pixel = Picture x Element Voxel = Volume x Element Analog dijital çevrim (ADC) Her bir piksel için analog sinyalin dijitalize edilmesi Görüntü dijitalizasyonu

Volume x Element Analog dijital çevrim (ADC) Her bir

8 Uzaysal (Spatial) dijitalizasyon

9 Kaç tane piksel gerekli? Standart TV matriksi 512x512 İyi görüntü için TV deki 512 sıranın her biri için 512 piksel yaratmak gerekir: 512 piksel/sıra Yeni sistemlerde 1024 piksel/sıra (hi-res)

10 Analog dijital çevrim (ADC) Örnekleme oranı (sample/sn) frekans Örnek başına bit sayısı (12 bit/sample gibi) Bit sayısı (n) = 2 n level (12 bit=4096 level)

11 Analog dijital çevrim (ADC)

12 Dijital görüntü oluşumu

13 Analog dijital çevrim (ADC)

14 Dijital radyografi yöntemleri CR Fosfor plakalar DR Doğrudan dönüştürme Dolaylı dönüştürme Amorf selenyum Sintilasyon TFT Sintilasyon CCD/CMOS

15 CR-Bilgisayarlı radyografi İmaj reseptörü: Işınla uyarılabilir fosfor ekran Işın güçlendirici ekran (screen/ranforsatör) ile benzer yapıda Baryum Florohalid (BaFI, BaFBr, BaFCl) Europium Aktivatör (elektron sağlayıcı)

(screen/ranforsatör) ile benzer yapıda Baryum

16 CR akışı Kaset Çekim Okuma Silme

17 Flat Panel CR

19 X-ışını Baryum florohalid: Eu +2 enerji band yapısı Kondüksiyon Bandı F Merkezi (Ara Bant) (Yasak Alan) Valens Bandı Eu +2 e - e - Eu +3

20 CR Okuma Kondüksiyon Bandı Neon- Helyum Laser e - Işınçoğaltıcı tüp (Photomultiplier) Foton Sinyal Valens Bandı Eu +3 Eu +2 ADC

21 CR Bulanıklaşması

22 DR-Dijital radyografi

23 DR-Dijital Radyografi Latent görüntü oluşumu ile okuma ve dijitasyonun bir arada olduğu sistemler

24 Amorf Silikon + TFT

25 Fill Factor = Doluluk Oranı Doluluk oranı

26 Dolaylı / Doğrudan dönüştürme Seibert JA. Applied Radiology 2009 May:21-29

27 Doğrudan dönüştürme (Amorf Selenyum)

28 Amorf Selenium a- Se Doğrudan dönüştürme-dr Görüntü oluşum basamakları Fotoiletken Cam Substrat Elektrod Sinyal Transistor-TFT Fotodiyot ADC

29 Dolaylı dönüştürme Sintilasyon-TFT

30 Dolaylı dönüştürme Sintilasyon-TFT Gd 2 O 2 S:Tb X-Işını CsI:Tl Fosfor Cam Substrat Sinyal ADC Fotodetektör (Fotodiyod) Transistor-TFT

31 CCD (Charged Couple Device) kamera

32 Dolaylı dönüştürme Sintilasyon-TFT X-Işını Sintilatör Görünür Işık Optik odaklama CCD (Charge Coupled Device) Silikon Fotosit

33 Sinyal ADC Silikon Silikon Silikon Fotosit Fotosit Fotosit

34 Dijital floroskopi

36 DSA ve floroskopik çalışmalarda kameraya uygun ışık seviyesinin gitmesini sağlayan elektronik apertur bulunur Dijital işlemci Yüksek kaliteli görüntü ve road mapping Dijital floroskopi

37 Kamera özellikleri: QM eklenmesin diye düşük elektronik noise Genelde yüksek çözünürlüklü ( ) CCD en sık kullanılan yöntem Aktif matriks TFT CMOS Dijital floroskopi

38 DSA: Mask çıkarım modeli

39 DSA: Zaman çıkarım modeli

40 Dual Enerji

41 Dual Enerji

42 Bilgisayar destekli tanı CAD (Computer-Aided Diagnosis) Radyografi, mamografi, BT, MRG ve US görüntülerinin radyologca hızlı ve doğru değerlendirilmesine yardımcı olan programdır. Yapay zeka ve dijital görüntü işleme tekniklerinin birlikte kullanımını gerektirir. Tipik uygulamaları Mamografi ve MRG de meme ca saptanması BT kolonoskopide polip saptanması AC BT de tümör saptanması ve hacim takibi

43 Bilgisayar destekli tanı

44 Bilgisayar destekli tanı İşlem öncesi Artefaktların azaltılması Görüntü noise nun azaltılması Harmonizasyon Segmentasyon Farklı dokuların otomatik ayrımı Anatomik veri tabanı/atlasla eşleme Yapısal analiz Bütünlük,şekil, boyut, hacim, yerleşim Ortalama gri düzeyi analizi ROI içindeki yapıların gri düzey haritalaması Değerlendirme (Olasılık hesabı) En yakın komşu kuralı En yakın mesafe kuralı Cascade sınıflama Bayesian sınıflama Çok katmanlı algı (Multilayer perception) Radyal tabanlı fonksiyon ağı (RBF) SVM

45 Volume: (mm3) Extents (x, y, z): 11, 12, 7 (mm) Length, Width, Height

46 Pulmoner nodül analizi İlk çekim İzlem çekimi; 4 ay sonra Oylum artışı +24% Images 1999, ELCAP Lab, Medical College of Cornell University

47 Gereksinim ve hedef Hız Depo Kalite İletim PACS

48 PACS nedir? Picture Archiving and Communications System PACS aşağıdaki işlemlere elektronik ortam (bilgisayar ve ağ) sağlar: Dijital modalitelerden görüntü alır (DICOM formatı) Görüntüleri PC ve WS dağıtır Ekran üzerinde raporlama Depolama (kısa ve uzun dönem) İletim (diğer PACS dışı alan)

49 Neden PACS? Daha etkin işakışı: Teknisyenler işlerinin %50 ni film toplamakla geçirir ÇKBT gibi binlerce kesitin filmle değerlendirilmesi zordur Daha hızlı tıbbi hizmet: Çekim biter bitmez görüntüler değerlendirme için hazır Uzaktan klinisyenle konsültasyon olası Daha ekonomik: Film kaybı ortadan kalkar Üretkenlik artar Tekrar basımlar azalır Dijital ortamda kayıt ve rapor

50 PACS bileşenleri Ağ Veri toplama / dağıtma / iletim Sunucu Veri tabanının kontrol ve devamlılığını sağlar Arşiv (ikincil depolama) Kısa süresi (günlük görüntüler) Uzun süreli (arşiv) İş istasyonları Okuma ve raporlama

51 PACS için bilinmesi gerekenler 1 K x 1 K = 1 M (örnek, 2K x 1.5 K = 3 M) 1 K x 1 M = 1 G (Gig), Dijital görüntü = piksel lerin matriks i Her piksel grilik düzeyini ifade eden bir ikili (binary) değer içerir 1 veya 2 byte/piksel Bir: (US, NT) İki: (BT, MR, DR)

52 Örnek 4-yönlü DR: 2K x 2.5K matriks: 2K x 2.5K = 5 Mega Piksel (MP) 5 MP x 2 byte/piksel = 10 Megabyte (MB)/Görüntü 4 görüntü x 10 MB/görüntü = 40 MB/Çalışma Ortalama BT (300 imaj): 512 x 512 matriks: 0.5K x 0.5K = 0.25 Mega Piksel 0.25 MP x 2 byte/piksel = 0.5 Megabyte/kesit 300 kesit x 0.5 MB/kesit = 150 MB/çalışma Geniş BT (1200 imaj): 0.5 Megabytes/kesit 1200 kesit x 0.5 MB/kesit = 600 MB/çalışma

53 Ağ İletişim sorumlusu: Görüntülerin toplanması/dağıtımı/iletimi Tamamen yerleşik standartlar ile çalışır Ağ donanımı: Eternet: 10- veya 100-Base T Gigabit (1000Base-T) & Fiber kablolar kan damarları Protokol ve yazılım: Ağ protokolü: TCP/IP (The Internet Standard) Görüntü formatı: DICOM 3.0 (anahtar)

54 Örnek Ortalama BT (150 MB) 100-Base T 100 Base-T: max 100 Mbit/sn (60 ortalama) 150 Mbyte x 8 bit/byte = 1200 Mbit 1200 Mbit / 60 Mbit/sn = 20 seconds Geniş BT (600 MB) 100-Base T 100 Base-T: max 100 Mbit/sn (60 ortalama) 600 Mbyte x 8 bit/byte = 4800 Mbit 4800 Mbit / 60 Mbit/sn = 80 sn (kahrolabilirsiniz )

55 Sunucu 5 yıl veya daha uzun sürelik veri bankasını içermeli Kullanılan birimin ihtiyaçlarına göre gerekli hacim ve hıza sahip olmalı Farklı görevler için farklı sunucular olabilir Aynalı mirrored sunucuların olması veri tabanının güvenliği için önemli

56 Kısa süreli (yakın) arşiv Günlük (ve bağlantılı eski) çalışmalar için Hızlı bilgi akışını gerektirir: bir çalışma seçildiğinde saniyeler içinde görüntülenmelidir En sık kullanılan mimari: RAID 5 (Redundant Array of Independent Disks) Genelde 3-4 haftalık kısa dönem depolama gerektirir ~1 yıllık kapasite tercih edilir (eskilere hızlı erişim) Burada önemli olan eder/performans ilişkisidir

57 Uzun süreli (uzak) arşiv Özellikleri: Hız kritik unsur değil (veriler önceden çekilir = pre-fetched) İki bölgede kopya olmalıdır (JCAHO, HIPAA) En az 5 yıllık kapasite gereklidir Tipi eder/hız ilişkisine bağlıdır Arşiv teknolojileri: Sabit disk tabanlı: En hızlı, en pahalı DVD: Orta hızlı, orta pahalı Teyp (DLT, LTO, etc): Ucuz ama yavaş Off-site arşiv: Servis sağlayıcı

58 Örnek İş hacmi: BT: 40,000 işlem x 150 MB/işlem = 6 Terabyte Radyografi: 75,000 x 40 MB/işlem = 3 Terabyte Diğerleri: 1 Terabyte Toplam: 10 TB/yıl Arşiv gereksinimi: 5 yıl x 10 TB/yıl = 50 Terabyte Not: 50 TB = 51,200 Gigabyte!! 50 TB = 52,428,800 Megabyte!!

59 İş istasyonları Okuma/değerlendirme En son teknoloji PC Tanı: 2-4 monitör renkli monitör Yüksek çözünürlük: Radyografi için 2K x 1.5K Mamografi için 2K x 2.5K Yüksek parlaklık oranı 10 bit/piksel (1024 gri düzey) 700 cd/m2 ( BT mönitöründe)

61 DICOM Digital Imaging and Communications in Medicine DICOM standartları komitesince belirlenir Tıbbi görüntülerin toplanması, arşivlenmesi, basımı ve iletimi için tanımlamış standarttır File format ve iletişim protokollerini de içerir TCP (Transmission Control Protocol) / IP (Internet Protocol) protokolünü destekler Farklı üreticilerin ürettiği tarayıcı, sunucu, iş istasyonu, baskı makinesi, ağ donanımlarının PACS a bağlanmasını ve bir arada uyumlu çalışmasını sağlar

62 Teleradyoloji Eğitim Veri bankası TR Hizmet Araştırma Destek

63 Teleradyoloji

64 Teleradyoloji

65 Tele tıp

66 Tele tıp

67 Tele tıp

68 Tele tıp

69 OP 2000

70 Soru 1 Görüntü derinliğinin 12 bitten 14 bite çıkarılması aşağıdakilerden hangisine neden olur? a)görüntü kalitesi artar b)görüntü kontrastı artar c)uzaysal çözünürlük artar d)snr artar e)gri ton sayısı artar

71 Soru 2 Direk dijital çevrimde aşağıdakilerden hangisi kullanılır? a)amorf silikon b)sezyum iyodür-talyum c)amorf selenyum d)gadolinyum dioksisülfit e)sezyum iyodür-sodyum

72 Soru 3 X ışınını ile etkileşerek görünür ışını çoğaltarak oluşturan yapıya ne denir? a)sintilatör b)fotodiyot c)sensitometre d)tft e)screen

73 Soru 4 Hangisi PCAS ın kazançlarından biri değildir? a)film kaybı ortadan kalkar b)üretkenlik artar c)çekim süresi kısalır d)tekrar basımlar azalır e)dijital ortamda kayıt ve rapor

74 Soru 5 PACS da hızı belirleyen en temel faktör hangisidir? a)ağ yazılımı b)bağlantı sayısı c)bağlantı tipi d)ağ donanımı e)uzak arşiv hızı

Benzer belgeler

Dijital Radyoloji. Öğrenim hedefleri. Amaç. Neden Dijital?

Dijital Radyoloji. Öğrenim hedefleri. Amaç. Neden Dijital? Öğrenim hedefleri Amaç Dijital Radyoloji Prof.Dr.Nail Bulakbaşı Yakın Doğu Üniversitesi Tıp Fakültesi Radyoloji Anabilim Dalı Dijital Radyografi DR sistemleri CR sistemleri Dijital floroskopi Bilgisayar