Başkent Üniversitesi Radyoloji ABD, Öğretim Görevlisi Uzm.Dr.Gürcan Erbay

BİLGİSAYARLI TOMOGRAFİ CİHAZI Başkent Üniversitesi Radyoloji ABD, Öğretim Görevlisi Uzm.Dr.Gürcan Erbay

Öğrenme Hedefleri BT görüntüleme için parametreleri belirleyebilme, BT görüntüsü elde edebilme, BT de görüntü kalitesini değerlendirebilme, BT görüntülerini işlemleri (Post Processing) yapabilme

BT Sistemlerinin Gelişimi *Tomos Yunancada kesit, Graphia ise görüntü demektir,tomografi sözcüğü buradan üretildi *Kolime edilmiş X-ışını kullanılarak incelenen objenin kesitsel görüntüsünü oluşturmaya yönelik görüntüleme yöntemidir. *1963 yılında Cormack tarafından teorize edildi *1967 de Godfrey N.Hounsfield ilk başarılı klinik çekim yapılmış, ülkemizde ise HÜTF de 1976 da kullanılmıştır

BT ne işe yarar? BT kesitsel görüntü almamızı sağlar, Normal röntgenin çözemediği yumuşak doku kontrastını sağlayarak dokular arası farklılığı sağlar

BT hangi tip problemeleri çözmeye yarar? Kanserlerin büyük bir bölümünde teşhis ve evreleme problemini çözer Travmalarda organ ve kemiklerin taraması yapılır Radyoterapinin planlanmasında yol gösterici Vasküler damarların hastalığını göstermede Kemik hastalıkarının teşhisi ve travmasınında(özellikle vertebra cerrahisinde) Osteoporozun teşhisinde ve takibinde Biobsi işlemi sırasında kılavuzluk yaparak örnek alınmasını kolaylaştırır

BT GÖRÜNTÜLEME İÇİN PARAMETRELERİ Bilgisayarlı Tomografi Sistemlerinin Gelişimi BT cihazının bölümleri Hasta masası Gantry X ışını tüpü Dedektörler ve dedektör elektroniği Bilgisayar sistemi --Kumanda konsolu

BT Aygıtı

BT GÖRÜNTÜSÜ ELDE ETMEK BT kesitinin elde edilmesi Piksel ve voksel tanımı BT sayılarının hesaplanması Haunsfield unit skalası ile BT görüntüsünde kontrastı ayırt etme Geriye projeksiyon hesaplama yöntemi ile BT kesitini elde etme BT Teknolojileri ve Özellikleri Birinci jenerasyon BT İkinci Jenerasyon BT Üçüncü Jenerasyon BT Dördüncü Jenerasyon BT Beşinci Jenerasyon BT Spiral (Helikal) BT Çok Kesitli BT Kesit duyarlılık profili İnterpolasyon algoritmaları BT Dozlar

Piksel ve Voksel Piksel; BT görüntüleri piksel adı verilen resim elemanlarının oluşturduğu matriksten ibarettir. Pikseller seçilen kesit kalınlığına bağlı olarak VOKSEL adı verilen hacme sahiptir. Voksel organizmayı geçen X-ışının attaneuasyonunu gösteren sayısal bir değer taşır. Bu değer HU(Hounsfield units) olarak adlandırılır ve +1000 ile -1000 arasındaki değerleri kapsar. 0 sayısı suyu,negatif sayılar hava ve yağı,+ değerler kan ve yumuşak dokuları temsil eder.

Piksel (a x b) ve voksel (a x b x d), D: görüntü alanının çapı(fov)

Matriks Matriks satır ve kolon sıralarından oluşur, 512x512 gibi Teknisyen görüntü alanını seçer(fov), Piksel boyutu: FOV/matrix boyutu Uzaysal çözünürlük daha geniş matriks veya daha küçük FOV ile artar. Matriks sayısı artıkça; *Uzaysal rezolüsyon *Rekonstriksiyon zamanı *Arşivleme zamanı

Hounsfield Ölçeği ATANEUASYON *HİPERDENS *HİPODENS *İZODENS

Pencereleme(Windowing) Bir BT görüntüsünde bulunan 4096 gri tonu gözümüzün algılaması olanaksızdır.radyogramlara baktığımız şartlarda gözümüz ancak 30-90 gri tonu ayırabilir. En iyi şartlarda gözümüzün 90 gri tonu ayırabildiğini varsayalım. Bu durumda bir BT görüntüsünde gözümüzün fark edebileceği iki gri ton arasındaki yoğunluk farkı: 4,096/90 45 HÜ olacaktır. Beyinde gri ve beyaz cevherin gri skala değerleri arasındaki fark 45 HÜ den az olduğu için böyle bir görüntüde gri cevher ve beyaz cevheri ayırmak mümkün olmayacaktır. Bu ayırımı gösterebilmek için gri ölçeğin değerlerini, beyin dokusunun görüntülendiği değerlerin bulunduğu dar bir alanda dağıtmak gerekir. Bu işleme pencereleme ( windowing ) adı verilir. Göğüsün BT kesitinde mediastinal yapılar yumuşak doku penceresinde, akciğerler ise parankim penceresinde görüntülenir. Gri tonların dağıtılmasını istediğimiz aralığa pencere genişliği, bu aralığın ortasına ise pencere seviyesi adı verilir.. Örneğin pencere genişliğini - 100 ile +200 arasında 300 olarak saptadığımız bir incelemede pencere seviyesi +50 olacaktırcere genişliğinin üzerindeki yapılar beyaz, altındaki yapılar ise siyah tonlar içerisinde görülmez hale gelir

AKCİĞERE AİT PENCERE GENİŞLİKLERİ

Pencere Görüntü Ayarları Mediasten penceresi Parankim penceresi Kemik penceresi Yumuşak doku penceresi

BT de görüntüleme yöntemleri **Dijital projeksiyon ile *AP,PA ve Lateral projeksiyon *Surview, Skenogram **Konvansiyonel BT *Aksiyel, kesitsel *Her kesit bağımsız **Hacimsel BT *Helikal tarama *Devamlı(kesintisiz) veri

Digital Projeksiyon Tüp ve dedektör sabit, Işın gelirken masa hareket eder, İncelenecek alan seçilir

DİGİTAL PROJEKSİYON İLE GÖRÜNTÜ OLUŞUMU Masa Haraket ederken,tüp ve dedektör sabit olarak kalır incelenecek alan oluşturulur

1.Jenerasyon BT Cihazlar Pensil-beam x-ışını ve tek bir dedektörün bulunduğu cihazlara translate-rotate prensibi ile çalışır,bir derecelik açılarla tarama yapıldığı için kesit alım süresi çok uzundu.dönüş hareketi 180 dereceye kadardır.

2.Jenerasyon BT Cihazlar Tek dedektör yerine multiple lineer dizilmiş birden fazla dedektörler ve fan-beam yelpaze şeklinde üretilmiş ışın kullanılır,tüp hareketi 10 derecelik hareketler yapar.dönüş açısı maksimum 180 derecedir.

3.Jenerasyon BT Cihazlar Rotate-Rotate prensibi ile çalışır. Fan-beam X- ışını karşısındadki dedektörler konveks yerleştirilmiştir.hasta etrafında 360 derece dönüş yapabilir.

4.Jenerasyon BT Cihazlar Rotate-Stanionary tekniği kullanılmıştır. X-ışını kaynağı 360 derece dönerken, dedektörler sabittir, dedektörler 360 derecelik halkasal bir dizilim gösterir.

5.Jenerasyon(Elektron Beam-EBT) BT Dedektörler ve X-ışını sabittir.yüksek güçlü 4 tungsten anodlu elektron ışınlarını koiller yardımıyla hasta etrafındaki anoda yönlendirir,böylece yelpaze şeklinde 360 derece ışın elde edilir daha çok kalp görüntülemesi için planlanmıştır.

5.Jenerasyon BT

3.Kuşak Bt(Rotasyon-Rotasyon) Tüp ve detektörler hasta çevresinde 360-420 derece döner, Masa sabit kalır, Bir kesit görüntü alınca masa bir sonraki pozisyona hareket eder ve işlem tekrarlanır

Helikal(Spiral) BT Tüp ve dedektörler hasta çevresinde döner, Masa devamlı hareket eder, Hacimsel,kesintisiz bilgi alınır Slip ring teknolojisi kullanılır, Yüksek güçlü tüpe sahip, İnterpolasyon algoritması kullanılır

Spiral BT(Helical BT) 28 Continuous gantry rotation + continuous table feed Scan data traces a helical path - or spiral - around patient data used to form axial images xy plane UKRC 2007 z axis

Çok yüksek kapasiteli x ışını tüpü Kısa sürede uzun mesafe taraması ve incelemeler arasında tüpün hızla soğutulabilmesi için helikal BT tüpünün anot ısı kapasitesi yüksek olmalıdır Güncel BT tüp kapasitesi: 5-8 milyon ısı ünitesi (heat unit) Isı atılımı (soğutma kapasitesi) yüksek Anot çapı arttırılarak (20 cm ve üzeri) Hedef diskin arkasına grafit eklenerek Yüksek ısıya dayanıklı rotor taşıyıcılar Seramik yalıtkanlı metal haube kullanılmıştır

Slip Ring

Gantry eksenine göre konsantrik dizilen paralel iletken halkalar, Dönen yüzeye(tüp, dedektör) elektrik ileten fırçalar mevcut, Sistemin tüm güç ve kontrol iletilerini sağlar SLİP RİNG

Filtreler Görüntülerin optimazsyonuna yönelik noise ı önleyen,görüntü netliği ve keskinliğini düzenleyen mekanizmalardır. SOFT(Smooth) FİLTRE:Kontrast rezolüsyonu artırmak için kullanılır. SHARP(Edge Enhance) FİLTRE;Geometrik rezolüsyonu artırmaya yönelik kullanılır

İnterpolasyon:Spiral görüntü alırken hasta z ekseni yönünde hareket ettiğinden hacimsel olarak elde edilmiş bilgiden aksiyel görüntü elde etmek için interpolasyon algoritmalarına ihtiyaç vardır.

İnterpolasyon algoritmaları Helikal BT de tüp-detektör donanımı ve masa sürekli hareket ettiği için, konvansiyonel BT nin aksine, kesit başlangıcı ile bitişi aynı noktada birleşmez çünkü masa hareketine bağlı fan şeklindeki x-ışını hasta çevresinde spiral çizer. Başlangıç ile bitiş noktaları arasındaki kayma, masa hızı ve ışın genişliğinin bir fonksiyonudur. Helikal veri olarak toplanan bilginin aksiyel düzlemde veri haline getirilmesi gerekir Bu nedenle önce helikal veri, planar veriye döndürülür 180 ve 360 lineer interpolasyon algoritması kullanılır

İnterpolasyon interpolation ara değeri bulma interpolation metne ilave interpolation bilinen verilerden sonuç çıkarma interpolation ara değerini bulma. enterpolation iç değerleme.

İnterpolasyon algoritmaları (İA) 360 lineer İA;her 360 dönüş için spiral veri içindeki, z-ekseninde seçilen noktaya en yakın iki projeksiyonun interpolasyonudur. Gürültü azalır, ancak kesit duyarlılık profili genişler ve z eksenindeki çözünürlük azalır. Sadece düşük pitch değerlerinde kullanılır

impactscan.org Spiral CT Techniques, Volumetric Image Formation, and its Application to Colon Screening Jennifer Dempsey

180 lineer İA 180 lineer İA; daha gelişmiş bir hesaplamadır. X ışını atenüasyonunun yönden bağımsız olması esasına dayanır. Yani, tüp ve detektörler arasında ışın atenüasyonu her iki yöndede eşittir.dolayısı ile, detektör-tüp arasındaki ışın için sanal ikinci bir spiral hesaplanarak gerçek ve sanal spiraller arasındaki açı değerlerindeki projeksiyonlar interpole edilebilir. 180 İA da kesit duyarlılık profili dardır. Z-ekseninde çözünürlük daha iyi Distorsiyon olmaz ancak gürültü artar. Pitch değerinin arttırılmasına izin verdiği için, günümüzde daha yaygın olarak kullanılırlar.

Spiral CT Techniques, Volumetric Image Formation, and its Application to Colon Screening Jennifer Dempsey 180 lineer İA

Single slice spiral scanning: interpolation alg. 180º LI higher noise than axial (x 1.15) 360º LI lower noise than axial (x 0.83) + + + + + + 180 same number of projections as axial, + interpolation 360 uses twice as many projections than 180 ImPACT Course Feb 07 See AAPM 1995 Summer School

Efektif kesit kalınlığı Konvansiyonel BT de kesit duyarlılık profilinin (KDP) genişliği kolimasyona eşittir Helikal (spiral) BT de ise; efektif kesit kalınlığı pitch değerine ve kullanılan interpolasyon algoritmasına bağlıdır.

Kesit Duyarlılık Profili;Masanın hareket ettiği z ekseni yönünde voksellerin boyut özelliklerini belirleyen eğriye kesit duyarlılık profili adı verilir.

İdeal kesit duyarlılık profili (KDP) Masanın hareket ettiği z ekseni yönünde voksellerin boyut özelliklerini belirleyen eğriye kesit duyarlılık profili denir. Dikdörtgen şeklinde olmalı Dikdörtgenin genişliği kesit kalınlığı kadar olmalı 180 lineer İA da pitch;1 ise, efektif kesit kalınlığı, yaklaşık %28 artar. Dolayısı ile helikal BT de inceleme yaparken kolimasyon ve pitch değerleri uygun şekilde seçilmelidir.

KESİT DUYARLILIK PROFİLİ

REKONSTRÜKSİYON İNTERVALİ Ardaşık iki kesit kalınlığı *Kesit kalınlığı aynı *Overlapping RI;azaldıkça *MPR ve 3-D daha iyi *Parsiyel volüm azalır *Görüntü sayısı artar *Rekonstrüksiyon zamanı uzar *Lezyon saptama artar Matematiksel overlapping ile doz artırılmadan z ekseninde ki çözünürlük artar

Rekonstriksüyon Aralığı Helikal BT nin en önemli avantajı veri kaydının devamlı olması nedeniyle z ekseni boyunca her hangi bir noktadan istenen kesit kalınlığında BT görüntüsü oluşturabilmesidir. Rekonstrüksiyon aralığı (Rekonstrüksiyon intervali:ri), Rekonstrükte edilen ardışık 2 kesit arasındaki mesafeyi belirler. İncelemede kesit kalınlığı değişmez ancak üst üste düşen kesitler (overlaping) olabilir. Ancak bu durum z-ekseni boyunca örneklemeyi düzeltir Lezyon saptama oranı artar Multiplanar ve 3 boyutlu rekonstrüksiyon kalitesi artar. Rekonstrüksiyon zamanı uzar Kesit sayısı artar

Overlaping ne kadar olmalı? Küçük yapıların ayırtedilebilmesi için RI en az %30 overlaping olacak şekilde seçilmelidir. Optimum multiplanar ve 3-boyutlu rekonstriksiyon için RI efektif kalınlığın %50 sini geçmeyecek şekilde alınması gerekir Böylece kesitler arasında %50 overlap olacak ve kesit aralarında kalan lezyonlar ortaya çıkacaktır. Üst üste binen kesitler matematiksel yollarla hesaplanır (x-ışını üst üste binmez) görüntü kalitesindeki iyileşme hastaya fazla doz verilmeden sağlanır

Çok kesitli BT(ÇKBT) Helikal BT ve ÇKBT lerde x-ışını üretimi devamlıdır.hastanın longitudinal aksı boyunca iki veya daha çok sayıda dedektör dizileri donatılmış olması, X-ışını kolimasyonun genişletilmesi ve masa hızının artırılması spiral BT den farklarıdır. Dedektör=Z aksındaki aktif dedektör sayısıdır. Kanal=Dedektörden veri aktaran birimdir. Dedektör sayısı Kanal Sayısı Genel olarak dedektör sayısı artıkça efektif x- ışını kullanımı arttığından doz AZALIR.

ÇKBT Detektör sıra sayısının artması x-ışınının etkin kullanımını sağlayarak veri toplama kapasitesini dramatik bir şekilde arttırmıştır. Daha kısa süre görüntüleme süresi Daha uzun görüntüleme mesafesi Daha ince kesit kalınlığı Dedektör sayısı artıkça X-ışını kullanım etkinliği artar ve radyasyon dozu azalır

Rotasyon Zamanı Tüpün bir dönüşü için geçen süre; *3.jenerasyonda 3-4 sn *Spiral BT de 0,375-1 sn Kısa rotasyon zamanı ile hareket artefaktları azaltılır. Uzun rotasyon zamanı ile mas yükseltilebilir.

IŞIN KOLİMASYONU Verilen ve dedektörlerce alınan ışın demetinin kalınlığını tanımlar

İNCE KOLİMASYON AVANTAJLAR DEZAVANTAJLAR Uzaysal rezolusyon, Gürültü, MPR, 3-D görüntü iyi, Kontrast rezol. Parsiyel volüm, İnceleme Süresi, Çizgisel artefakt Kesit Sayısı,

Kolimasyona örnekler 10 mm ve 1 mm kesit kalınlığı

ÇÖZÜNÜRLÜK Uzaysal Çözünürlük(spatial=Rezolüsyon); Birbirine komşu farklı yapıyı farkedebilme *Konrast Çözünürlük Farklı yoğunlukları ayırt edebilme gücü

İmaj Kontrastı Kontrast = Obje dansitesi ile çevresindeki dokuyu dansitesi arasındaki farklılıktır. difference in CT number (HU) between an object and the surrounding tissue CT background CT Number = CT Obj ect Ct background CT object Distance Plot of CT number across object ImPACT Course Feb 07

AAPM Teaching Resource HU HU HU

Phantomlar:Düşük kontrastı çözünürlüğünü elde etme kapasitesi sahiptirler LCD can be assessed using phantoms with known contrast levels at different sizes ATS insert for AAPM RMI ACR accreditation Catphan ImPACT Course Feb 07

Spatial Rezolüsyon The ability to see (resolve) spatial detail (particularly small details) without blurring The ability of a system to transfer spatial information in an object to an image ImPACT Course Feb 07

Expressing Spatial Resolution MTF (modulation transfer function) - contrast in image relative to contrast in object Approx 100% transfer Approx 2% transfer ImPACT Course Feb 07

MTF (%) Modulasyon Transfer Fonksiyonu(MTF) MTF 50, MTF 10, MTF 2, MTF 0 (cut off frequency) often quoted MTF 2 approximates to limiting visual resolution 100 90 80 70 60 ImPACT Course Feb 07 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 Frequency (lp/cm)

ÇÖZÜNÜRLÜK Küçük Objeleri ayırabilmedir; çç/mm Standart Yüksek Çok Yüksek 11çç/mm 14 çç/mm 20 çç/mm Fokal spotlar kullanılır, Sekonder kolimasyonlar yapılır Çözünürlük yükseldikçe uzaysal Rezolüsyon ve gürültü artar

UZAYSAL ÇÖZÜNÜRLÜĞÜ DEĞİŞTİREN FAKTÖRLER Fokal Spot; FS küçüldükçe UÇ ARTAR Dedektör Genişliği DG küçüldükçe UÇ ARTAR Kesit Kalınlığı KK azaldıkça UÇ ARTAR Pitch Pitch azaldıkça UÇ ARTAR RekonstrüksiyonFiltresiKemik filtresi UÇ ARTAR Piksel Boyutu FOV Daha küçük PB UÇ ARTAR Daha az FOV UÇ ARTAR Hasta Hareketi Daha az HH UÇ ARTAR

KONTRAST REZOLÜSYONU ETKİLEYEN mas ve Doz; FAKTÖRLER * mas artarsa foton sayısı ve SNR artar, KÇ artar *mas iki katına çıkması SNR yi %41 artırır, KÇ artar, *mas artarsa dozda artar Piksel Boyutu(FOV); *FOV artarsa piksel boyutlarıda artar ve herbir vokselden geçen X-ışını artar, KÇ artar

Detectability criteria: when is a detail visible? 10 mgy 15 mgy 20 mgy What are the visualisation criteria? 25 mgy 30 mgy 35 mgy ImPACT Course Feb 07 Doses given are CTDI measured at surface of Catphan

İmajda Gürültü ve Tüp Akımı Arasındaki İlişki Lower mas Yüksek Tüp akımı ile görüntü Düşük Tüp Akımı ile Görüntü ImPACT Course Feb 07

İmajda Gürültü ve Kesit Kalınlığı Geniş Kesit Kalınlığı Dar Kesit Kalınlığı ImPACT Course Feb 07

Gürültü ve Rekonstrüksiyon Filtresir higher spatial frequency more noise eg Smooth Standard Sharp noise = ~ 7 HU 17 HU 70 HU ImPACT Course Feb 07

REKONSTRÜKSİYON FİLTRELERİNİN ÇÖZÜNÜRLÜĞE ETKİSİ YUMUŞAK DOKU FİLTRESİ KEMİK FİLTRESİ

Picth Tek ve çok kesitli BT için Masa hareketi(mm)/rotasyon Kolimatör Pitch= ----------------------------------------- Işın demetinin kolimasyon kalınlığı(mm) Masa hareketi(mm) Dedektör Pitch= ------------------------------------- Dedektör genişliği(mm)

Pitch Picth=1 ise 10 mm kesit kalınlığı ve 10 mm masa hareketi ile ardışık kesitler konvansiyonel bir adım bir adım taramaya benzer Picth>1 ise daha düşük aksiyel uzaysal çözünürlüklü azaltılmış hasta dozu,genişletimiş Görüntüyü tanımlar. Picth< 1 ise daha yüksek uzaysal çözünürlüğü, daha yüksek hasta dozu,üst üste gelmeyi (overlaping)tanımlar

Pitch Picth değeri artıkça ; Z eksenindeki uzaysal çözünürlük azalır,efektif kesit kalınlığı artar,mpr ve 3-D kalitesi azalır, gürültü artar Picth sayısı onun genelde 1-2 arasında seçilir

Noise(Gürültü) Bir homojen inceleme alanı ROI da piksel değerlerinin standart deviasyonudur. 360 derece lineer interpolasyon kullanıldığında gürültü konvansiyonel BT ye göre %17-18 azalır.oysa 180 derecelik interpolasyon kullanıldığına gürültü %13-14 artar

CT deki Sayısal Ölçümler In a perfect world all pixel values of water = zero 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Uniform water phantom ImPACT Course Feb 07

Image İmajdaki noise Gürültü In reality the pixel values vary around a mean value The extent of this variation is called image noise Mean CT number = 0 4 0-1 2 0 0 1 0-2 0 4 0 0 2 3-4 Uniform water phantom Min = -4, Max = +4 ImPACT Course Feb 07

Ölçümlerdeki Gürültü No. of Pixels Distribution properties The standard deviation (SD) is used as a measure of the spread of values = noise 95% of pixel values fall within +/- 2 SD 0 3-1 0 3 0 3 CT# = 0.1 4 0-1 2 SD = 2.4 2 3-5 0 0 1 7 2-4 4 0 1 5 mean -1 SD CT# +1 SD 0 0 2 3-1 2 0 1-2 0 SD = 2.4 ImPACT Course Feb 07 2 3-2 SD +2 SD -6-4 -2 0 2 4 6 CT Number - 4.8 +4.8

Can we use a single number? Rodney Brookes and Giovanni di-chiro (1976) Statistical limitations in x-ray reconstructive tomography Medical Physics Vol 3, No 4 July 1976 Riederer S.J., Pelc N.J. and Chesler D.A. (1978) The Noise Power Spectrum in Computed Tomography Physics in Medicine and Biology 1978 23(3), 446-454 2 2 1 z 1 D = noise 2 limiting resolution f 3 z D f 3/ 2 z = slice thickness 81 ImPACT Feb 2007 D = dose

İmaj Kalitesi ve Doz ilişkisi Single numerical quality factor Power factor given here for limiting resolution High Q 2 High image quality high resolution, low noise and thin slice Low dose z f 3 D f Q const. 3/ 2 z D 82 ImPACT Feb 2007

HRCT veya HRBT (Yüksek Çözününürlüklü BT) High Resolution Computed Tomography (HRCT) nin çevirisi olan ve yüksek rezolüsyonlu BT (YRBT) de denilen bu yöntemde, bilgisayar marifetiyle, yapıların kenar keskinliği belirgin hale getirilir ve ince kesitler alınır. Bu BT çekim tekniği en çok akciğer parankim tutulumunu ayrıntılı olarak göstermek için kullanılır

X-Işını Tüpü,X-Işını Yelpazesi ve Dedektörler Helikal BT Tek sıralı 500-900 adet dedektör 4-Kesit BT tüp ve Çok sıralı dedektörler

DEDEKTÖR Hastayı geçen X-Işını intensitesini ölçer Xenon dedektörler:üzerine X-ışını düştüğünde sıkıştırılmış xeneon gazında iyonizasyona neden olur ve elektrik sinyali üretir (3.Jenerasyon BT de kullanılır) Solid dedektörler:üzerine X ışını düştüğünde ışık salınımı olur ve elektrik sinyali üretir.(4.jenerasyon ve ÇKBT de kullanılır)

DEDEKTÖR GEOMETRİSİ Matriks D; Paralel sıralanmış eşit genişlikteki dedektörler Adaptif D; Santralden Perifere doğru genişlemiş sıralanmış dedektörler dizileri Hiprid tip:ikisinin karışımı

Dedektör kalınlıkları Tek kesitli BT lerde dedektör eni 13 mm dir. Kesit kalınlığı ışının kolimasyonu (dedektör kalınlığı ) belirlenir(1-13 mm) Çok sıralı dedektör sisteminde dedektörlerin eni dardır(64 kesitli BT de dedektör kalınlığı 1mm) Genel olarak dedektör sıra Sayısı artıkça X-ışını kullanım Etkinliği arttığında kullanılan Radyasyon dozu azalır

BT de Görüntü Kalitesini Değerlendirme BT de görüntü kalitesini etkileyen faktörler Işınlama parametreleri(kv, mas) Kolimasyon sistemi Matriks FoV (Görüş alanı) Kesitler arası boşluk Masa hareketi İnkrement Pitch Filtreler Sharp filtreler Smooth filtreler Kontrast resolüsyon Boyutsal (uzaysal) resolüsyon Gürültü Doğrusallık Homojenite Sinyal/Gürültü (S/N) Oranı ve Etkileyen Parametreler Kontrast/Gürültü (C/N) Oranı ve Etkileyen Parametreler

mas ve kv Yüksek mas Yüksek kv Gürültü Gürültü Kontrast rez. Penetrasyon Hasta dozu Hasta dozu Tüp ısısı Kontrast rez. Efektif mas=mas/pitch

Uniformite Her hangi bir anda su fantomu BT cihazında incelendiğinde piksel değerleri (HU) her alanda aynı olmalıdır. Bu özellik spasiyel uniformite olarak da bilinir.tüm atenüasyon değerleri +/- 2 SD içindeyse kabul edilebilir.

Lineerite BT cihazlarının kalibrasyonlarını kontrol etmek için kullanılır. Atenüasyon katsayısı bilinen ve American Association of Physicis in Medicine (AAPM) tarafından belirlenmiş 5 maddenin BT numaraları ölçülür BT numarası ve lineer atenüasyon katsayısı lineer bir doğru oluşturur. Bu doğrudan sapma fonksiyon bozukluğunu gösterir. Polietilen,Polisitren,Naylon,Lexan,Plexiglas,Su

BT de artefaktlar Hastadan kaynaklanan artefaktlar Hastanın istemsiz (solunum, kardiyak ve peristaltik) hareketleri Hastanın hareketi Metal artefaktları Bt cihazından kaynaklanan artefaktlar X ışını sertleşmesi Parsiyel volüm artefaktı Dedektörlerden kaynaklanan artefaktlar Hatalı veri işleme ve değerlendirmeden kaynaklanan artefaktlar

ARTEFAKTLAR **Fizik Temelinde Gelişen Artefaktlar -Beam hardening artefaktı -Parsiyel volum artefaktı, -Foton Açlığı artefaktı **Hastadan kaynaklanan artefaktlar -Metalik artefaktlar, -Hareket artefaktı, -İmkomplet projeksiyon

*Bt cihazından kaynaklanan artefaktlar *Ring artefaktı *Helikal ve MDBT artefaktları *Reformat görüntü artefaktları

Beam Hardening artefaktı Farklı enerjide oluşan X-ışını demeti bir objeyi geçerken,düşük enerjili fotonların absorbe oldukları demetin ortalama enerjisi artar,yani sertleşir.bu etki sonucunda yumuşak dokukemik gibi faklı yoğunluktaki oluşumlardan geçen ışın artefakta yol açar. ÇÖZÜM;Işın filtreleme teknikleri,kesit kalınlığı düşürebilir.

Beam Hardening Artefaktı Örneği 10 mm Kesit Kalınlığı 1 mm Kesit Kalınlığı

Parsiye Volum Artefaktı Eğer bir doku voksel volümünü tamamen dolduramıyorsa,aynı voksel içinde diğer dokularla birlikte ortalama dansitesi alınıp piksellere yansıtılır. Bu da atrefakta neden olur ÇÖZÜM;Kesit kalınlığını azaltmaktır

Parsiyel Volüm Artefaktı

Foton Açlığı Artefaktı Yüksek dansiteli alanlarda(omuz gibi) oluşan horizontal çizgilenme artefaktıdır. ÇÖZÜM:*Otomatik tüp modülasyonu ile hastanın geniş olan bölgelerinde doz artırılır,küçük alanlarında ise azaltılır **Yada adaptif filtrasyonlar ile rekonstriksiyon esnasında kalın veya ince bölgelere göre attenüasyon profili yumuşatılır

Foton Açlığı Örnekleri

Ring Artefaktı Tek bir dedektörün bozulması buna yol açar ÇÖZÜM:Dedektör kalibrasyonudur. REFORMAT GÖRÜNTÜDEKİ ARTEFAKTLAR **Zebra artefaktı:yüksek picth gibi z aksının rezolüsyonun bozulduğu durumlarda ortaya çıkar ÇÖZÜM:Picth değerini düşürmektir. **Stair step artefakt:geniş kolimasyon kullanılırsa,overlapping rekonstriksiyon kullanılmazsa oluşur ÇÖZÜM:Kesit kalınlığının azaltılmasıdır.

Ring Artefaktı

Stair Tip artefakt

Zebra artefact Helikal interpolasyon işlemi z aksı boyunca değişik gürültü seviyesi nedeniyle ortaya çıkar Rotasyon aksından uzaklaşıldıkça noise inhomojenitesi artar Buda MIP görüntülerde hafif çizgilenmelere neden olur ki, santralden uzaklaşıldıkça belirginleşir. ImPACT February 2007

Zebra Artefaktı

Topogramda çizgilenmeler Dedektör bozukluğunda oluşur. Çözüm:dedektör yenilenmesi/onarımı

Tüpte Arc oluşumu Tüpte arc oluşumu anod ve katod üzerindeki yoğun tugsten buharı sonucu oluşur,genellikle birlikte tıkırtı Sesleri vardır. Çözüm;Buharın uzaklaştırılması veya tüpün yenilenmesidir.

Hastadan Kaynaklanan Artefaktlar Metalik artefaktlar:çizgilenme şeklinde olur.metal çıkartılabilir, gantry açısı değiştirilebilir,kesit kalınlığı inceltilir,kvolt yükseltilir,özel software ve filtrelemeler yapılabilir. Hasta Hareketlerinden kaynaklanan artefaktlar En kısa çekim süresi kullanılmalı,underscan ve overscan mod ları kullanılmalı,özel software ve kardiyak gating gibi çekim yapmak İnkomplet projeksiyon Hastanın herhangi bir kısmı FOV dışında kalırsa çizgilenmeler,bulanıklaşmalar oluşur

Metalik Artefakt

İnkomplet Projeksiyon

Hareket Artefaktı

Kone Beam Artefakt Çözümleri Yatıklaştırılmış rekonstriksiyondan alınan non-aksiyel imajlara filtre uygulanır Yada Felkamp 3D backprojeksiyonlar filtre edilir ve 2D haline getirilir.

CTDI(CT Doz İndeksi)

CTDI 100 Typical CTDI 100 values (mgy) Body Head 20 40 40 40 40 20 10 20 40 20 Periphheheaery : centre 1:1 Periphery : centre 2:1 ImPACT Course Feb 07

Derivatives of CTDI 100 CTDI W Weighted average CTDI: represents the average dose for contiguous irradiation CTDI w = 1/3 CTDI 100,C + 2/3 CTDI 100,P CTDI C CTDI P ImPACT Course Feb 07

Derivatives of CTDI 100 CTDI vol Volume CTDI: Considers non-contiguous scanning CTDI vol = CTDI w Pitch Pitch = 1 CTDI vol = CTDI w ImPACT Course Feb 07 Pitch = 2 CTDI vol = CTDI w 2 Pitch = 0.5 CTDI vol = 2 x CTDI w

Radyasyon Dozu Hastanın etkin dozu hastaya yüklenen total enerji miktarı ile orantılı Dolayısıyla tüp akımı ve tarama zamanı ile artar Tüp voltajını 80 den 140 a çıkardığımızda hasta dozu 5 kat artar Etkin doz kesit kalınlığının kesit sayısı ile çarpımında bulunur

Radyasyon Dozu Helikal BT de pitch 1.0 olduğunda radyasyon dozu konvansiyonel BT deki aralıksız taramaya eşittir Hasta dozu pitch değeri ile ters orantılıdır 1,5 pitch 1.0 e göre dozu %67 azaltır.2 ise dozyu %50 azaltır ÇKBT de hasta dozu,ekspojur değerleri ve tarama uzunluğu(kesit kalınlığı x kesit sayısı) aynı kalmak koşulu ile helikal BT dekine eşittir.

kvolt ile Doz ilişkisi

Doz ve pitch ilişkisi

CT deki ve Röntgendeki Alınan Dozlar

Doz mas ilişkisi

attenuation high attenuation CT de Otomatik ma Uygulaması Problem: different patient diameters and attenuation From patient to patient Along patient length z-axis In AP and lateral directions rotational low attenuation CT has finally caught up with planar x-ray and has the an AEC In CT, tube current, not exposure time is being controlled ImPACT Course Feb 07

AEC(Otomatik Ekspojur Kontrolü) Avantajları Dedektörlere daha sabit sinyal gider Doz optimize edilir İmaj kalitesi sabit kalır Tüp kapasitesi korunur Artefaktlar azaltılır ImPACT Course Feb 07

BT GÖRÜNTÜLERİNİ İŞLEMEK (POST PROCESSİNG) BT cihazının görüntü elde edildikten sonraki işlem yapabilmesi(post processing işlemler) için yazılım programı

Virtual kolonoskopi ve BT angiografi

MPR ve 3-D Görüntüler

ÇKBT lerin Avantajları Daha geniş bir alan hızlı taranır Daha kısa süreli çekim,daha az artefakt Daha ince kesit,daha yüksek rezolüzyon X-ışının daha etkin kullanımı,daha az radyasyon Değişik kalınlıklarda rekonstriksiyon, İzotropik görüntüleme,daha iyi MPR ve 3D görüntüleme olanakları