Dijital Görüntüleme Sistemlerinde Radyasyon Dozunun Optimizasyonu

Transkript

1 Dijital Görüntüleme Sistemlerinde Radyasyon Dozunun Optimizasyonu Prof. Dr. Doğan Bor Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü 28 ULUSAL RADYOLOJİ KONGRESİ Ekim 2007 Antalya

2 Dijital Görüntülemenin Üstünlükleri -Görüntüler tekrar toplanabilir. -Görüntülerin toplanması ve gösterimi birbirinde ayrılmıştır -Görüntüler rakamsaldır, matematik işlemler yapılabilir. -Görüntüler kolayca depolanır, istenildiği zaman yeni işlemler yapılabilecek şekilde tekrar gösterilebilir -Görüntüler geniş bir gri skalada incelenebilir

3 Konvansiyonel Film/Ekran Sistemleri 1. Görüntülerin Toplanması, İşlenmesi, Gösterimi Hastadan çıkan X-ışınları Işınlanmış film Film processor Developer Fikser Yıkama Kurutma Film Film üzerinde oluşan gri skala

4 1. Görüntülerin Toplanması Dijital Sistemler Görüntü matrisi 2. Gösterim Dijital-Analog Çevirim Hastadan çıkan X-ışınları Analog to Dijital Çevirici Görüntü İşlenmesi Dedektör X-ışınları elektronlar 3. Arşivleme

5 Dijital Görüntünün Oluşumu Detektördeki Etkileşimler Hafızadaki Görüntü Dijital Görüntü

6 FARKLI DEDEKTÖR TEKNOLOJİLERİ

7 CR Sistemlerde Görüntü Oluşumu Lazer PM Tüp Işınlama Gizli Görüntü oluşumu Tarama ADC Silme

8 Indirek Dijital Dedektörler Sintilator CsI (Tl) Piksel boyutunda Fotodedektör (a-si Matris) X-Işınları İnce Film Transistörü (TFT) Işık Fotonları Elektronlar Yük Okuma Bağlantıları Cam Taban

9 Direk Dijital Dedektörler Foto iletken (Amorf Selenyum) Piksel boyutunda Elektrot İnce Film Transistörü (TFT) Yük Kapasitörü X-Işınları Elektronlar Yük Okuma Bağlantıları Cam Taban

10 Dijital Dedektörlerde Radyasyon Dozunun Optimizasyonu Dedektör Tasarımında Işınlama esnasında Görüntünün işlenmesi sırasında

11 Detektör Tasarımında Optimizasyon Hastanın Radyasyon korunumu Görüntünün Optimum Kalitesi Dedektörün mümkün olan en az X-ışın fotonu ile optimum görüntü kalitesini vermesi Optimum DQE ve MTF

12 CR Çizgisel Tarama Şekillendirici Lensler Çizgisel Lazer Kaynağı Lineer CCD Matrisi Tarama Yönü Lens Matrisi Uyarılan çizgi Fosfor Sabit Tabaka 5 Sn tarama Çizgisel Lazer Kaynağı Lineer CCD Matrisi Yandan Görünüş Işık Toplama Lensleri

13 Detektör Tasarımında Optimizasyon CR Sistemlerde çift taraflı fosfor kullanılması Fotodedektör Lazer Demeti Koruyucu Tabaka Lazer Demeti Koruyucu Tabaka Işık Klavuzu Ayna Fosfor Tabakası Ayna Fosfor Tabakası Destek Geçirgen Destek Işık Engelleyici Tabaka Fotodedektör Tek taraflı Işık Toplama İki taraflı Işık Toplama

14 Detektör Tasarımında Optimizasyon Fosfor yapısı, kalınlığı ve şekli Işık Dağılımları

15 DQE( f ) Detektör Tasarımında Optimizasyon Deteksiyon Kuantum Etkinliği 0.8 Indirek Sistem (CsI 143 µm ) Direk Sistem a-se - TFT CR Çift Yüz Film/Ekran Klasik CR Uzaysal Frekans (ÇÇ / mm) İnce detaylar

16 MTF Detektör Tasarımında Optimizasyon Modülasyon Transfer Fonksiyonu Direk Sistem a-selenium: 0.13 mm CsI-TFT: 0.20 mm CR: 0.05 mm Film/Ekran CR: 0.10 mm Frekans (çç/mm)

17 Detektör Tasarımında Optimizasyon Işınlama İndeksleri Fuji, Philips, Konika : S Numarası S = 200 / (ışınlama mr) Kodak : Işınlama İndeksi (Exposure Index EI) EI = 1000 x Log(ışınlama mr) Agfa : lgm Database ( 100 görüntünün ortalamasından) Otomatik Işınlama Kontrolünün kalibrasyonu ( Film/Ekran hızı)

18 Işınlama Esnasında Optimizasyon Doz Azalımında Tüm Parametrelerin Etkisi kvp arttırılması %40 Filtrasyon arttırılması Odak-hasta mesafesinin artması %35 (80 kvp de HVL nin 2.3 mm-al den 3.2 mm çıkarılması %10 (100 cm den 120 cm ye çıkarılması) Karbon Fiber kullanımı %30-%40 (Grid, hasta yatağı, Kaset yapısında)

19 Işınlama Esnasında Optimizasyon Doz Azalımında Tüm Parametrelerin Etkisi -Koruyucu zırhların kullanılması, hareketin engellenmesi -Referans doz seviyelerinin kullanılması Yetişkin ve pediatri için farklı sınırlar -Puls tipi Işınlama kullanılması Doz Puls tipi ışınlama Doz Sürekli ışınlama Zaman Zaman 15 Frame / sn ışınlama hızında doz azalımı %50

20 Işınlama Esnasında Optimizasyon CR ve DR Sistemlerine özgün; -Otomatik Işınlama Kontrolü Pediatrik uygulamalarda dedektör boyutları!! - Işınlanan sahanın Kolimasyonu Çok sıkı kolimasyon Kolimasyon kullanılmaması Az ışınlama Fazla ışınlama Okuyucu Problemi

21 Işınlama Esnasında Optimizasyon Görüntü Kalitesi Radyasyon Dozu 1000 speed equivalent 350 speed equivalent Pediatrik scoliosis

22 Işınlama Esnasında Optimizasyon Işınlama Aralığının Kontrasta Etkisi O.Y Işınlama

23 Işınlama Esnasında Optimizasyon Işınlama Aralığı Film / Ekran Sistemleri Yüksek Uzaysal Ayırma Gücü Düşük kontrast Dijital Sistemler Yüksek Kontrast Uzaysal Ayırma Gücü!!!!

24 Film Optical Density Relatif intensite 5 Işınlama Esnasında Optimizasyon Karakteristik Eğriler - Geniş Işınlama Toleransı Kullanılmayan 4 Film/Ekran (400 Hız) Dijital 10, ,000 2 Kullanılmayan Yüksek Işınlama 100 Uygun Işınlama 1 Düşük Işınlama Işınlama, mr Hassasiyet (S)

25 Işınlama Esnasında Optimizasyon Grid Kullanımı Dijital örnekleme sonucu görüntü satır ve sütunlardan oluşur Düşük frekansta ki gridler görüntü ile girişim yapabilirler bu nedenle bu gridler görüntü matrisine az bir oblik yönde pozisyonlanmalıdır böylece artefaktlar önlenir. Grid Dedektör Tavsiye: Hareketli ya da yüksek frekansta sabit grid kullanılmalıdır. Gridler CR sistemlerde okuma yönüne dik, DR sistemlerde sistemin okuma yönünte (satır) pozisyonlanlmalıdır.

26 Frekans Görüntü İşlenmesinde Optimizasyon Histogram Çıkarılması Kolimasyon sahası Anatomi Direk X- ışın sahası Piksel değerleri Yararlı Sİnyal HİSTOGRAM Hasta Anatomisi Radyografik Teknik Pozisyonlama

27 Görüntü İşlenmesinde Optimizasyon Kolimatör ve X-ışın Demetinin Ayarı Hatalı Histogramlar

28 Görüntü İşlenmesinde Optimizasyon Kolimatör ve X-ışın Demetinin Ayarı

29 Sinyal Görüntü İşlenmesinde Optimizasyon Histogram Modifikasyonu 10 2 Kazanç Azaltılması Işınlama Diijital Çıkış Fazla Işınlama min maks

30 Görüntü İşlenmesinde Optimizasyon Film /Ekran Eşit ışınlama Dijital

31 Görüntü İşlenmesinde Optimizasyon Sinyal İşlenmesi Kontrastın lokal gürültü seviyesine göre arttırılması

32 Görüntü İşlenmesinde Optimizasyon Frekans Bantlarında Görüntü İşlenmesi

33 Görüntü İşlenmesinde Optimizasyon Standard İşleme Frekans Bandında İşleme

34 Görüntü İşlenmesinde Optimizasyon Sadece yumuşak doku Sadece kemik dokusu

35 Dozun Optimizasyonu - Diğer nedenler- DICOM Formatında ışınlama parametrelerinin yazılması Dijital sistemlerde eğitim Kalite Kontrolü ve Kabul testleri

36 Teşekkür ederim