KLI 2 Medicinska Slika
-
Upload
stefan-avramovski -
Category
Documents
-
view
242 -
download
1
description
Transcript of KLI 2 Medicinska Slika
1
Kliničko inženjerstvo
2013/2014Dejan Popović, [email protected]
Metode medicinskog slikanja
SLIKA DOBIJENA RENTGEN APAPATOM
slika je dobijena na filmu kao rezultat propuštenog X-zračenja
2
SLIKA DOBIJENA KOMPJUTERSKOM TOMOGRAFIJOM (CT SKENER)
slika pokazuje sive tonove (koeficijenti apsorpcije tkiva)
SLIKE DOBIJENE PRIMENOM MAGNETSKE REZONANCIJE
slika pokazuje gustinu vodonikovih atoma u tkivu
3
SLIKA DOBIJENA PRIMENOM GAMA KAMERE
slika pokazuje koncentraciju radiofarmaka u tkivu
SLIKA DOBIJENA PRIMENOM ULTRAZVUKA
slika pokazuje refleksiju ultrazvucnih talasa na mestima promene tkiva
4
Interakcije elektromagnetskog zračenja sa materijalom
X (Rentgensko) zračenje
META
FILM OSETLJIV NA X ZRAKE
∑µ=µ=
=
=
µ−
µ−
n
1iii
L0n
L01
LL,eII
eII 11
SLABLJENJE PRI PROLASKU ZRAČENJA KROZ MATERIJAL
5
Rö cev
KATODA
OBRTNA ANODA
HLAĐENJEGREJANJE KATODE
ANODNI NAPON
ZRAČENJE
Rentgenski snimak fraktureRentgenski snimak pri promeni kontrasta - posmatranje krvnih
sudova (angiografija)
6
SISTEM ZA KOMPJUTERSKU TOMOGRAFIJU:
CT SKENER
KOMPJUTERSKA TOMOGRAFIJA – CT Skener
7
Princip formiranja slike primenom CT skeniranja
H - H
- = K
vodepleks
vodepleks µµ1000 x
- = H
vode
vode
µµµ
Na 66 KeV je µpleks-µvode=0.024 cm-1, a µvode=0.197 cm-1.µ tkiva se dobija množenjem broja K sa merenim H
Tkivo Specifična masa
ρ [g/cm3]
Koeficijent atenuacije
µ [cm-1]
Atenuacija u odnosu na vodu
∆µ/µvode [%]
Voda 1 0.205 0
Krv 1.034 0.214 4.3
Mišič srca 1.04 0.212 3.4
Masno tkivo 0.93 0.190 -7.8
Grudi 0.97 0.189 -8.4
Bela masa mozga
- 0.215 4.8
Siva masa mozga
- 0.213 3.9
Meningiom 1.05 0.214 4.3
8
V
VHµ
µ−µ= )(1000
Kontrast na slici može da se popravi ograničavanjem opsega Haunsfeldovih (H) brojeva koji se posmatraju
V
VHµ
µ−µ= )(1000
Primer:
80 – Bela boja
40 – Crna boja
9
Primena CT tomografije za anatomsko
posmatranje krvnih sudova
Crvene strelice pokazuju veliku aneurizmu na abdominalnoj aorti. Prednji pogled je na levom panelu, a pogled sa strane na desnom panelu.
Primer primene CT skeniranja: posteriorna slika skočnih zglobova sa naznakom slojeva koji su prikazani na desnoj slici (prikazani su samo neki slojevi)
10
GE Imatron C300 EBT
Aneurizma
11
Medicinska slika bazirana na nuklearnojmagnetskoj rezonanci (NMR)
(MRI – Medical Resonance Imaging)
Snimanje primenom magnetske rezonancije
12
INTERAKCIJA MAGNETSKOG POLJA JEZGRA ATOMA
I MAGNETSKOG POLJA
Magnetski momenti slobodnih jezgara koji imaju spin 1/2 (levo), i orijentacija magnetskog momenata elementarnih čestica istog materijala u spoljnom magnetskom polju indukcije B0 (desno).
Eksitacija. Ako je materijal u spoljnom magnetskom polju, to polje ćeizazvati da se elementarni magnetski momenti M orijentišu. Ovamagnetizacija će biti ugaono pomerena od pravca spoljašnjeg polja B(paralelno osi Oz). Obeležimo ovaj ugao sa α. Isti rezultat se dobija ako sena materijal primeni radio frekvencijski (RF) impuls na rezonantnojučestanosti sa širinom impulsa T = α/K, gde je K konstanta.
Vektor M rotira oko ose Oz Larmourovom brzinom. Izbor širine paketa RFtalasa utiče na ugao α, (prikaz uglova α = π/2, i α = π).
13
Emisija. Kada se ukine magnetsko polje magnetizacija počinje da se vraća ka Oz osi. To indukuje MRI signal u prijemnom kalemu koji je postavlja normalno na ravan vektora magnetizacije.
Preciznije, pojedinačni magnetski moment počinje da bude van faze, pa neto efekat u ravni xOz opada. To opadanje je po eksponencijalnom zakonu sa vremenskom konstantom T1. Amplituda takođe opada, ali po eksponencijalnom zakonu sa konstantom T2.
Opadanje po zakonu
ee A= A -t/T-t/T 210
Da bi se formirala slika od značaja jeprecizna lokalizacija mesta.
Određivanje položaja pojedinih tačaka jebazirano na određivanju položajainterakcije centra atoma-nukleusa iprimenjenog magnetskog polja.
Lokalizacija je obezbeđena gradijentnimmagnetskim poljima u ortogonalnimpravcima.
14
Za objašnjenje formiranja MRI slike koristi se koncept voksela i piksela. Uzorak određene zapremine tkiva je poznat kao element zapremine ili voksel. Niz voksela formira sloj slike. Debljina ovog sloja slike je određena debljinom voksela. Površina jedne strane voksela se naziva element slike ili piksel. Voksel određuje MRI signal, a na dvodimenzionalnoj slici predstavlja ga odgovarajući piksel.
Aortna disekcija
15
Funkcionalna magnetska rezonacija (fMRI) : slika pokazuje superpoziciju koncentracije obeleženog kiseonika na sliku dobijenu magnetskom rezonancijom (koncentraicje vodonikovih atoma)
Slika koja potiče od nuklearnog
zračenja (radiofarmak)
Prati se prostorni raspored radiofarmaka (SCINTIGRAM) primenom Angerova (gama) kamere.
Moguće je posmatrati statiku, ali pratiti i dinamiku prostiranja radiofarmaka.
16
• ββββ- raspad: hemijski elementi koji podležu β- raspadu, a pogodni su za korišćenje u medicinske svrhe su: 99Tc –Tehnicijum, 131J i 123J – Jod, 201Tl – Talijum, 133Xe –Ksenon (gas), 81Kr – Kripton (gas)
SPECT sistem
ββββ+ raspad: hemijski elementi koji podležu β+ raspadu su β+
emiteri, a od značaja za nuklearnu medicinu su: 15O –Kiseonik, 13N – Azot, 11C – Ugljenik, 18F – Fluor
Oslobađa se jedan pozitron, koji se sa elektronima iz okolnih atoma anihilira, pri čemu se oslobađa par fotona energije 511 KeV pod uglom od 1800:
PETPET sistem sistem (Positron Emission Tomography)
Slika na osnovu nuklearnog zraćenja
Angerova gama kamera
Energetski opseg 40 – 460 KeV
Brzina odabiranja (max.)
220 kcps
sa gubicima od 20 %
Prečnik kristala 390 mm
debljina kristala9.5mm (3/8 in)
12.5mm (1/2 in)
Broj PMTs 61
raspored heksagonalni
Proizvođač: SMVModel: DS7
17
Angerova gama kamera
Kolimator
Scintilacioni kristal NaI(Tl)
Fotomultiplikatori
Poziciona logika
0 0 0
0 0 0
0 0 0
Algoritam za vizuelizaciju
0 0 0
0 1 0
0 0 0
x
y
18
565 4907 5821 6532 6649 6413
6073 5049 4681 4410 4234 4107
4018 3952 3808 3591 3114 3023
2952 2934 2751 2618 2325 2216
19
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
JETRA
ŽUČ
BUBREG
Slika dobijena merenjem eha ultrazvuka
20
FETUS – 9 NEDELJA
EHO PREGLED
FETALNI KRVOTOK NA KOLOR DOPLERU
3D slike dobijene ultrazvukom
21
Ultrazvučna sonda
Karakteristike prostiranja ultrazvuka u tkivima
c = Sv
F =
v
p = ZC ρ
22
Merenje primenom B moda – dvodimenzionalno merenje
TM (time-motion) mod
23
Merenje brzine protoka krvi primenom Doplerovog efekta (ultrazvuk)
Doplerov efeka t: promena učestanosti talasnog kretanja pri različiim brzinama kretanja izora i detektora
Primena ultrazvuka za praćenje rada krvotoka u srcu i rada srca