Radiologi - Detektorer

Front 1

Vad gör en röntgendetektor?

Back 1

Registrerar röntgenstrålning som sedan kan användas för att göra en synlig bild då man använder sig av digital röntgenteknik. Digital teknik härmar egentligen bara en analog signal.

Front 2

Vad består konventionell röntgenfilm av?

Back 2

Består av silverbromidkristaller (AgBr). Kräver framkallningsvätskor.

Front 3

Hur blir oexponerad konventionell film en synlig bild?

Back 3

1. Oexponerad film med silverbromidkristaller

2. Exponerad film ger en latent bild. Vissa kristaller får en mörkare färg

3. Vid framkallning börjar silverbromidkristallerna reduceras till silver. Bilden är fortfrande inte riktigt synlig

4. Fixeringen ger en synlig bid och all silverbromid blir till metalliskt silver i fixeringsvätskan. Det härdar emulsionen.

Front 4

Hur går mörkrumsprocessen till lite mer noggrant?

Back 4

Framkallning--> Mellansköljning --> Fixering --> Slutsköljning--> Torkning --> Montering och märkning med patientdata.

Front 5

Vilka är fördelarna med digitala bilder framför konventionella?

Back 5

X Digitala bilder kan exporteras med bibehållen kvalitet

X Digitala kräver överlag mindre röntgenstrålning

X Snabbare och säkrare arbetsgång (inte så mkt delsteg det kan bli fel i) och lättare att hålla reda på patientdatan till bilden

X Digitala går att bildbehandla efter exponering

X Digitala har hög kontrastupplösning och kan ställas in så man även ser mjukvävnad om man vill.

X Digitala detektorer har större/vidare dynamiskt omfång vilket innebär att digitala bilder mer sällan blir överröstade av brus osv.

Front 6

Vad är nackdelen med digitala bilder?

Back 6

Digitala bildsystem är dyra att både installera och reparera.

Front 7

Vad är ett raster?

Back 7

Det är ett rutnät av kolumner och rader där bildinfo i sifferform förvaras

Front 8

Vad är en pixel?

Back 8

Det är en enskild ruta av ett raster, ett picture element. Den minsta delen i en digital bild.

Front 9

Hur registreras röntgenenergin?

Back 9

Måttet på röntgenfotonernas energi registreras i detektorn och översätts sedan till ett siffervärde och pixeln tilldelas då en specifik gråton/pixelvärde

Front 10

Vad är blooming och vad ger det för effekt på den synliga bilden?

Back 10

Blooming uppkommer då det sker en överfyllnad av fotoner på en pixel. Då sävmmar fotonerna över till andra pixlar. Den synliga bilden får då större partier med svarta områden vilket kan resultera i att man missar patologiska processen eller förstorar dess utbredningsområde osv.

Front 11

Hur är processen vid användning av digitala system?

Back 11

1. Registrering
- Absorberad röntgenenergi omvandlas till elektrisk signal

2. Bearbetning
- ADC (analog-to-digital-converter) omvandlar elektrisk signal till ett digitalt värde

3. Bildbehandling/ Arkivering
- Fortsatt bearbetning av den digitala bilden inför presentation

4. Presentation

Front 12

Vilka 2 huvudgrupper finns det för digitala detektorer?

Back 12

X Solid-state technique

X Photostimulable phosphor technique

Front 13

Vilka olika solid-state-detekorer finns det?

Back 13

X CCD
- Charged-Coupled Devide

X CMOS
- Complementary Metal Oxide Semiconductors

X Flat panel detectors

Front 14

Vilka egenskaper har solid-state-detektorer?

Back 14

- De är sensorer som har en kiselplatta

- Ger snabb återgivning efter exponering

- Den aktiva ytan är innesluten i ett skyddande plasthölje så den aktiva ytan är ca 3-5 mm mindre än vad höljet sträcker sig.

- Är ej böjbara och tjockare än konventionell film så kan vara svårare att placera i munnen

- De sladdfria sensorerna kräver fler komponenter vilket gör dem ännu klumpigare

-

Front 15

Vad händer då fotonerna kommer i kontakt med kiselplattan?

Back 15

Då fotonerna når kiselatomerna i plattan sker en joniseringsprocess/växelverkan. Denna process skapar elektriska laddningar i rastret så att det blir en latent bild.

Front 16

Hur läses i bilden av i en CCD-sensor vs en CMOS-sensor?

Back 16

I en CCD läses bilden av rad för rad och pixel för pixel.

Då en laddning når fram till radens slut konverteras den elektriska signalen till ett pixelvärde och får sin speciella gråton.

I en CMOS-sensor är pixlarna isolerade från grannpixlarna. Då fotoner träffar en pixel omvandlas de direkt från elektrisk signal till ett pixelvärde istället för vid radens slut.

Front 17

Vad brukar man använda flat panels till?

Back 17

De är tillverkade som en moderna TV-skärm och har möjlighet att framställa bilder på större ytor än de andra. Är dock extremt dyra.

Front 18

Varför har man ofta en scintillerande material i anslutning till den aktiva ytan på detektorn?

Back 18

De scintillerande materialen avger små blixtrar av synligt ljus då de träffas av fotonera. Detta är bra eftersom kisel är mer känsligt för synligt ljus än för röntgenenergi. Så kombinationen av scintillerande material höjer detektorns verkningsgrad/effektivitet

Mängden synligt ljus som avges är samma mängd som den absorberade röntgenenergin. Detta omvandlas i sensorn till en elektrisk signal.

Front 19

Hur brukar de scintillerande materialen vara utformade?

Back 19

Kristallerna i scintillatorn (cesiumjodid) som används i flat panels-detektorer kan formas till 5-10 nanometer breda stavar som kan placeras vinkelrätt mot detektorytan.

Har man tjockare lager ökar detektorns strålkänslighet. Har man breda stavar av scintillatorkristaller diffunderar inte strålningen iväg vilket ger bättre tillvaratagande av röntgenenergin och därmed ökad effektivitet och skärpa.

Front 20

Sammanfattning i av Solid-state-detektorer:

Back 20

- Direkt bildåtergivning

- CCD och CMOS läses av på olika sätt

- Man använder scintillerande material för att höja detektorns verkningsgrad/effektivitet (ofta i flat panels)



-

Front 21

Vad kännetecknar photostimulable phosphor plates? (PSP)

Back 21

- Bildplattor

- Långsammare än solid state

- Kräver särskild avläsningsapparatur för att få fram röntgenbild

- Kan användas för avbildning av både stora och små områden

Front 22

Hur fungerar PSP?

Back 22

1. Detektorn utsätts för röntgenstrålning --> växelverkan sker. Genom växelverkan exciteras elektroner på detektorytan och ger upphov till en latent bild. Elektronerna befinner sig i ett metastabilt läge (instabilt).

2. Avläsningen sker genom att ljus med specifik våglängd (laser) får elektroner att frisätta överskottsenergin (de exciteras) i form av synligt ljus (fosforescens).

Ljuser fångas upp av fiberoptik och omvandlas till en elektrisk signal som kan digitaliseras.

SÅ: Strålning--> växelverkan --> Elektronexcitation --> Laser--> excitation--> synligt ljus--> Fångas upp av fiberoptik --> Elektrisk signal digitaliseras

(Exciterade elektroner kan frisätta sin energi spontant med tiden men då blir den utspridd över hela bildplattan så har ingen större betydelse i vanliga fall. Endast då bilden är underexponerad kan denna spontanitet vara av betydelse)

Front 23

När bör en exponerad filmplatta avläsas?

Back 23

Bildplattorna kan lagras i 12-24h och ändå bibehålla acceptabel bildkvalitet.

Innan en bildplatta exponeras på nytt måste den utsättas för ett starkt ljus för att "nollställas"

Front 24

PSP - Sammanfattning

Back 24

Från exponerad bildplatta till synlig bild:
1. Oexponerad detektor

2. Exponerad detektor --> Ger en latent bild mha exciterade elektroner

3. Avläsning --> Ger en bildfil, en synligt bild.

4. Radering sker mha belysning --> Klar för ny exponering

Front 25

Vad är DICOM och hur är det ordnat?

Back 25

Digital Imaging and Communication in Medicine.
Ger svar på när, vem och vars bilderna i PACS togs. En slags märkning.

Digitala röntgensystem måste vara kompatibla med varandra så att info och bilder kan utbytas mellan olika system.

De flesta tillverkarna av digitala bildsystem använder sig av DICOM-standarden.

Front 26

Vad är PACS?

Back 26

Picture Archiving and Communication System.
Digitalt arkiv som ersätter filmarkivet.

Front 27

Vilka kriterier är viktiga för att få en god kvalitet på den färdiga digitala bilden?

Back 27

- Detektorns egenskaper

- Bildbehandlingsprogrammets egenskaper

- Monitorns egenskaper

- Granskarens skicklighet och erfarenhet

Front 28

Vad menas med integrerad bildbehandling?

Back 28

Det är den del av bildbehandlingen som görs automatiskt av systemet innan vi får upp bilden på monitorn. Brukar bara tex att reducera brus och tekniska artefakter eller kontrastoptimering.

Detta är ngt man även kan göra själv också samt tex ändra ljus/mörker-förhållanden och göra kantförstärkning mm.

Front 29

Vad menar man med uttrycker 1-bitars-bild?

Back 29

Om man ändrar kontrasterna på bilderna kan man urskilja olika vävnader i röntgenbilden. Kontrastbehandlingen är dock beroende på bit-djupet/pixeldjupet

Har man fler bit kan man använda sig av ett större spektra av gråtoner.

En 1-bitars-bild kan bara anta två värden. 0 eller 1 vilket står för svart eller vitt. (2^1)

En 6-bitars-bild = 2^6 = 64 gråtoner

En 8-bitars-bild = 2^8 = 256 gråtoner

Under ideala förhållanden uppfattar det mänskliga ögat ca 60 gråtoner.

Front 30

Hur uppkommer brus i bilden?

Back 30

Får få fotoner träffar detektorn vilket leder till mer osäker signalinfo --> brusigare bild --> mindre bildinfo

Ibland kan man acceptera en brusig bild för att vinna på en reducerad strålningsdos.

Front 31

Att tänka på:

Back 31

- undvik bilsbehandling. Tar onödigt mkt tid och viktig bildinfo tex patologi kan gå förlorad.

- Exponera istället på rätt sätt och med rätt inställda parametrar på utrustningen

Front 32

Vad kan ha hänt om man vid röntgen får en ljus bild?

Back 32

- Bländarkant

- För långt avstånd mellan sensor och patient

- Tjock patient

- Kraftigt skelett

- Spänning för låg

- Ström för låg

- Exponeringstid för kort

Front 33

Vilka kan faktorerna vara om bilden blir för mörk?

Back 33

- Spänning eller strömmen för hög

- För lång exponeringstid

- Benskörhet

- Barn med lite kalk i sitt skelett

- Tandlöshet

- Dålig kontakt mellan sensor och data