DATORTOMOGRAFI
DATORTOMOGRAFI
DATORTOMOGRAFI
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
CAT<br />
CT<br />
DT<br />
<strong>DATORTOMOGRAFI</strong><br />
– Computerized axial tomography<br />
– Computer aided tomography<br />
– Computed (computerized) tomography<br />
– Datortomografi<br />
CTAT<br />
– Computerized transverse axial tomography<br />
CTT<br />
– Computed transmission tomography
Generation 1 Generation 2<br />
Rotation och vridning<br />
(translation) mellan scannen<br />
Generation 3<br />
Endast rotation (rör och<br />
detektor)<br />
Rotation och vridning<br />
Generation 4<br />
Endast rotation av röntgenröret
Scantid, scanlängd, mm<br />
0.5s per varv (0.42s på 16-slice)<br />
max scanlängd 120 cm (en spiral)<br />
max scantid 60 s (en spiral)<br />
rörspänning 80-140 kV<br />
Multislice med 8 snitt/varv täcker<br />
67mm/s<br />
16-slice finns nu
Detektorer<br />
Detektorerna mäter den energi som<br />
deponeras i dem<br />
Detektorerna mäter även spridd<br />
strålning<br />
Antal detektorer varierar: 900-1500 st<br />
Keramer av sällsynta jordartsmetaller,<br />
t.ex. Gd, Y, Er, med fotodioder<br />
– mycket hög effektivitet, 99%
Detektorkonfiguration
Avbildningsgeometri - CT (1)<br />
Avbildat<br />
snitt<br />
Pixel<br />
Snittjocklek<br />
Voxel<br />
Pixelstorleken bestäms av<br />
matrisstorleken och den<br />
rekonstruerade bildens<br />
diameter<br />
Voxelstorleken bestäms av<br />
pixelstorleken och<br />
snittjockleken
Avbildningsgeometri - CT (2)<br />
Avbildat<br />
snitt<br />
Pixel<br />
10 mm snitt<br />
Voxel<br />
3 mm<br />
objekt<br />
Avbildat<br />
snitt<br />
5 mm snitt<br />
Voxel<br />
Pixel 3 mm<br />
objekt<br />
Pixelvärdet är medel-CT-värdet för all vävnad<br />
som finns i voxeln<br />
För att avbilda ett objekt som är litet är det viktigt<br />
att använda ett tunt snitt
Uppmätta projektioner och<br />
återprojektion<br />
Mätning och registrering av bilden<br />
Strålriktning<br />
Strålriktning<br />
Uppmätt signal,<br />
projektion<br />
För varje varv (snitt) mäts attenueringen i ett<br />
stort antal projektioner runt objektet, rådata.<br />
Rekonstruerad bild<br />
Uppmätta projektioner återprojiceras,<br />
s.k. Back projection, vilket ger stråkartefakter.<br />
Därför behövs filtrering av<br />
de enskilda projektionerna innan<br />
återprojektionen.
Uppmätta projektioner och<br />
Filtrering av uppmätt projektion<br />
återprojektion<br />
Varje uppmätt projektion passerar genom ett<br />
matematiskt filter. Olika filter finns för olika<br />
typer av undersökningar och olika krav på<br />
kontrast- och detaljupplösning. Filtret<br />
påverkar bruset i bilden.<br />
Rekonstruerad bild<br />
Filtrerade projektioner<br />
återprojiceras, s.k. Filtered Back<br />
projection, vilket tar bort<br />
stråkartefakter.
Filtrering, rekonstruktion, görs<br />
med ett matematiskt filter, algoritm<br />
Standardfilter<br />
-0.5 -1 -3 10 -3 -1 -0.5<br />
Filterkärna, standard<br />
Mjukt filter, soft<br />
-0.2 -0.5 -1.5 5 -1.5 -0.5 -0.2<br />
Filterkärna, soft<br />
Skarpt filter, edge, detail<br />
-1 -2 -6 20 -6 -2 -1<br />
Filterkärna, edge, detail
0.24<br />
0.30<br />
0.20<br />
CT-nummer, CT-värde<br />
0.22<br />
0.10<br />
Attenueringskoefficient CT-nummer Gråskaleton<br />
CT<br />
−<br />
nummer<br />
=<br />
µ − µ x v<br />
µ<br />
v<br />
× 1000<br />
µ v = attenueringskoefficienten för vatten = 0.20 cm -1<br />
Exempel:<br />
500<br />
200<br />
0<br />
100<br />
-500<br />
0.<br />
24 − 0.<br />
20<br />
× 1000 = 200<br />
0.<br />
20<br />
HU<br />
gråskala<br />
1000<br />
0 CTnummer<br />
-1000
511<br />
0<br />
Fönsterbredd -nivå<br />
80<br />
50<br />
511<br />
0<br />
400 Ett mindre område<br />
av gråskalan kan<br />
kontrastförstärkas,<br />
mellan vissa utvalda<br />
pixelvärden läggs<br />
hela gråskalan ut och<br />
kontrasten i denna del<br />
av bilden ökar. Pixelvärden<br />
över gränsen,<br />
fönstret, blir svarta<br />
pixelvärden under<br />
350 fönstret blir vita.
Datortomografi Lunga<br />
Olika fönsterinställning
Förstoring - detaljupplösning<br />
Zoom<br />
– ändrar ej<br />
pixelstorleken och<br />
påverkar därmed ej<br />
detaljupplösningen<br />
Exempel 512 x 512 matris<br />
Omrekonstruktion av<br />
rådata med mindre<br />
diameter<br />
–minskar<br />
pixelstorleken och<br />
förbättrar<br />
detaljupplösningen<br />
Rekonstruktionsdiameter (cm) Pixelstorlek (mm)<br />
10 0.2<br />
25 0.5<br />
50 1.0
Kontrastupplösning -<br />
För bra kontrastupplösning:<br />
tjockt snitt<br />
mjukt filter<br />
(hög mAs)<br />
dvs minska bruset<br />
Detaljupplösning<br />
För bra detaljupplösning:<br />
tunt snitt<br />
skarpt filter<br />
litet FOV<br />
dvs små pixlar,<br />
tunna voxlar
Artefakter - olika typer<br />
– Ringartefakter (detektorfel generation 3)<br />
– Solfjädersartefakter (detektorfel generation 4)<br />
– patientrörelser =>stråkartefakter<br />
– högattenuerande material =>stråkartefakter<br />
– avsökningsdiametern mindre än objektet =>högre<br />
CT-värden i centrum av bilden<br />
– beam-hardeningartefakter<br />
– kantförstärkande filter =>overshootartefakter<br />
– huvudstödets fästen i bilden<br />
– icke-linjär partiell volymseffekt
Släpringsteknik<br />
Röntgenrör och detektorpaket roterar kontinuerligt<br />
åt ett och samma håll. Högspänning och detektorsignaler<br />
överförs via släpringar i stället för kablar.
Axiell - Spiral<br />
Data från ett snitt i<br />
taget insamlas<br />
Endast detta snitt kan<br />
rekonstrueras<br />
Data från en hel volym<br />
insamlas<br />
Snitt var som helst i den<br />
bestrålade volymen kan<br />
rekonstrueras<br />
Överlappande snitt kan<br />
rekonstrueras
Pitchfaktor<br />
Bordsförflyttning, ∆d, per röntgenrörsrotation, N,<br />
och snittjocklek (kollimering), T<br />
CT<br />
pitchfaktor<br />
=<br />
∆d<br />
N ⋅T<br />
Axiell scanning med Spiralscanning med pitch 1, Spiralscanning med pitch 2,<br />
intilliggande snitt, bordsförflyttning lika med bordsförflyttning dubbelt<br />
bordsförflyttning lika snittjocklek så stor som snittjocklek<br />
med snittjocklek
Bildrekonstruktion för<br />
volymscanning<br />
Axiella snitt måste interpoleras (räknas) fram ur den<br />
insamlade mätdatavolymen<br />
Data från ett helt eller ett halvt varv kan användas<br />
För multi-slice från 16 snitt cone beam<br />
reconstruction
Dosprofil på patienten<br />
Dosprofilen är dosfördelningen i scanriktningen<br />
på ytan av patienten<br />
Ett 10 mm snitt<br />
Fyra intilliggande<br />
10 mm snitt<br />
Resulterande<br />
dosfördelning<br />
MSAD=Multiple Scan Average<br />
Dose
Dosfördelning i patienten<br />
Högst dos på<br />
ingångssidan<br />
4 mGy<br />
8 µGy<br />
Lägst dos på<br />
utgångssidan<br />
Hög dos runt om,<br />
lägst i mitten<br />
4 mGy
Kvantbrus, fotonbrus<br />
Brus i CT-bilden<br />
– mAs (dos) => Brus<br />
– Snittjocklek (voxel) => Brus<br />
Elektroniskt brus<br />
1<br />
mAs<br />
Rekonstruktionsfilter (algoritm) i bildplanet<br />
För spiral-CT, rekonstruktion i patientens<br />
längsriktning, z-led eller scanriktning<br />
∝<br />
∝<br />
1<br />
snittjocklek
Bruset beror också på:<br />
Rekonstruktionsfilter (algoritm) i bildplanet<br />
För spiral-CT, rekonstruktion i patientens<br />
längsriktning, z-led eller scanriktning<br />
Patientens tjocklek och eventuell<br />
anpassning av mAs
Brus - snittjocklek - stråldos<br />
Vid vanlig slätröntgen är bruset oberoende av<br />
strålfältets storlek, beror endast på mAs<br />
Eftersom datortomografen bestrålar ett tunt<br />
tvärsnitt måste man tänka på ett speciellt sätt när<br />
det gäller hur valet av mAs-snittjocklek påverkar<br />
bruset i bilden<br />
tjockt snitt => fler fotoner till detektorn =><br />
minskat brus => mAs kan minskas<br />
tunt snitt => färre fotoner till detektorn => ökat<br />
brus => mAs kan ökas
Stråldos vid datortomografi<br />
CT-undersökningar bidrar med nästan<br />
hälften av den totala stråldosbelastningen<br />
till Sveriges befolkning från alla typer av<br />
röntgenundersökningar<br />
Andelen har ökat i takt med att antalet<br />
datortomografer har ökat<br />
Statens strålskyddsinstituts föreskrifter om<br />
strålskydd för patienter kräver indikering av<br />
stråldosen
Stråldosbegrepp för<br />
datortomografi (1)<br />
DLP = doslängdsprodukt, stråldos x<br />
snittjocklek (i cm), anges i mGycm<br />
DLP mäts med en s.k. pennjonkammare,<br />
som placeras i ett speciellt<br />
P<br />
fantom med hål för jon-<br />
C<br />
kammaren dels i mitten<br />
P<br />
P<br />
och dels i fyra positioner<br />
P<br />
nära ytterkanten
Stråldosbegrepp för<br />
datortomografi (2)<br />
CTDI = Computed Tomography Dose Index,<br />
anges i mGy<br />
CTDI<br />
D(z) = DLP<br />
100<br />
=<br />
+ 50mm<br />
−50<br />
∫<br />
mm<br />
D(<br />
z)<br />
dz<br />
N ⋅T<br />
Anges som absorberad dos i luft, men mäts<br />
praktiskt inuti ett plexiglasfantom
Stråldosbegrepp för<br />
datortomografi (3)<br />
CTDI100 beräknas praktiskt från DLP genom<br />
att dividera med snittjockleken i cm<br />
Olika snittjocklekar skall alltså ge samma<br />
CTDI100 för samma mAs<br />
CTDI100 är högre för skallfantom än för<br />
kroppsfantom (för samma mAs)
Stråldosbegrepp för<br />
datortomografi (4)<br />
CTDIw = viktat CTDI100 , ett medelvärde på<br />
stråldosen i den bestrålade sektionen<br />
= 1/3 x CTDIc + 2/3 x CTDIp Anges ofta i datablad som mGy/100 mAs<br />
Typiska värden:<br />
– Bål 6-10 mGy/100 mAs<br />
– Skalle 12-15 mGy/100 mAs
Stråldosbegrepp för<br />
datortomografi (5)<br />
CTDI vol medelstråldosen i hela den<br />
bestrålade volymen vid spiralscanning<br />
CTDI<br />
vol<br />
=<br />
N ⋅T<br />
∆d<br />
⋅CTDI<br />
Påverkas av pitchfaktorn<br />
w<br />
=<br />
CT<br />
CTDI w<br />
pitchfaktor
Vad bestämmer stråldosen?<br />
Slätröntgen<br />
– Exponeringsvärden<br />
(kV/mAs)<br />
– hur stort område som<br />
bestrålas (fältstorlek)<br />
– de bestrålade organens<br />
strålkänslighet<br />
– antal bilder,<br />
genomlysningstid<br />
Datortomografi<br />
– Exponeringsvärden<br />
(kV/mAs)<br />
– hur stort område som<br />
bestrålas (snittjocklek,<br />
pitchfaktor)<br />
– de bestrålade organens<br />
strålkänslighet<br />
– stråldosen oberoende av<br />
antal rekonstruerade<br />
bilder
Medelstråldos och<br />
effektiv dos för vuxna:<br />
Område kV/mA Snitt Ant. varv/ Medeldos Eff.dos<br />
(mm) pitch (mGy) (mSv)<br />
Skalle 120/275 5 10/1 47 0.6<br />
Skalle 120/300 8 12/1 51 1.2<br />
Halsrygg 130/150 1.5 100/1 16 1.5<br />
Thorax 120/175 10 30/2 5.5 2.0<br />
Buk 120/225 10 35/1.5 9.0 4.1<br />
Jämför Lungröntgen 4 bilder = 0.2 mSv<br />
Ländrygg 4 bilder = 2 mSv<br />
Colon = 5-10 mSv
Multislice-CT<br />
detektorkonfiguration<br />
Varje detektorelement är<br />
1mm brett och 20 mm långt<br />
För ett 5 mm snitt på<br />
patienten får man en<br />
bild som är 5 mm<br />
Snittjocklek<br />
Varje detektorelement är<br />
1 mm brett och t.ex.<br />
1.25 mm långt<br />
För ett 5 mm snitt på patienten<br />
kan man få 1 bild som är 5<br />
mm, 2 bilder som är 2.5 mm<br />
eller 4 bilder som är 1.25 mm
Multislice-teknik<br />
4 snitt insamlas samtidigt<br />
4, 2 eller 1 snitt kan rekonstrueras<br />
16 snitt finns nu<br />
Från GE:s broschyr
Change language