Röntgenfysik/Bildkvalitet

Bildkvalitet Tillräcklig bildkvalitet: Med bilden ska den kliniska frågeställningen kunna besvaras Man behöver inte högsta möjliga bildkvalitet för t.ex. mätning av vinklar

Kontrast Kontrast = skillnad, motsättning, motsats Inom röntgendiagnostik: skillnad i intensitet hos ett objekt jämfört med bakgrunden Kontrasten uppkommer av olika transmission av röntgenstrålningen genom kroppen: olika sorters vävnad absorberar olika mycket av strålningen

Kontrast Röntgenstrålning Mjukvävnad – låg absorption Ben – hög absorption

Faktorer som påverkar kontrast Skillnad i absorption i objektet jmf med omgivningen Objektets tjocklek Förhållandet mellan mängden spridd strålning och mängden primär strålning Detektorns egenskaper Bildbehandling

Vad kan man göra för att förbättra kontrasten? Reducera mängden spridd strålning Blända in Komprimera Använda raster Använda kontrastmedel Sänka kV

Brus Brus = slumpmässiga variationer Inom röntgendiagnostik: slumpmässiga intensitetsvariationer Bruset i en bild uppkommer av flera olika anledningar: Spridd strålning Kvantbrus: Olika mängd strålning behövs för att skapa en punkt i bilden Elektroniskt brus

Faktorer som påverkar brusnivån Mängden spridd strålning i bilden Stråldosen Detektorns egenskaper Bildbehandling

Faktorer som påverkar Spridd strålning Fältstorleken skall täcka RODI Region Of Diagnostic Interest Minskat fält  Mindre spridd strålning Raster Spridd strålning (snett infallande), absorberas i blyraster

Faktorer som påverkar Spridd strålning.. Patient-film avstånd Ökat avstånd mellan detektor och patient ger mindre spridd strålning * Men vad sker med Dos till pat? Inversa kvadratlagen! Kompression -Ger mindre spridd strålning -Reducerad patientdos -Ökad kontrast

Inbländning

Innehåll Ett enkelt sätt att minska stråldosen till patienten Ett enkelt sätt att minska stråldosen till personalen Ett enkelt sätt att förbättra bildkvalitetén Ett enkelt sätt att förbättra bildbehandlingen

Innehåll Ett enkelt sätt att minska stråldosen till patienten Ett enkelt sätt att minska stråldosen till personalen Ett enkelt sätt att förbättra bildkvalitetén Ett enkelt sätt att förbättra bildbehandlingen

Dosbesparande för patienten Att blända in 2 cm på varje sida hade minskat fältet med ca 21% 39x28cm 1092 cm2 43x32 cm 1376cm2

Elektronisk inbländning Att blända in elektroniskt (beskära bilden) tar enbart bort information Stråldosen är redan given till patienten

Exempel - på vad som röntgats - vad som skickats till PACS Alla dosberäkningar har gjorts med programmet PCXMC 2.0 från STUK

Bild i PACS

Bild på modaliteten Originalbild ca 41x42 cm2 Bild i PACS ca 36x27 cm2

I PACSet visas 56% av originalbilden JÄMFÖRELSE Fältstorlek 1722 cm2 972 cm2 Effektiv dos 0,10 mSv 0,05 mSv I PACSet visas 56% av originalbilden En verklig inbländning hade inneburit 44% lägre effektiv dos* * Förutsatt att samma undersökningsparametrar i övrigt använts

Bild i PACS Dx

Bild i modaliteten Originalbild ca 30x39 cm2 Bild i PACS ca 20x28 cm2 Dx

Fältstorlek 1170 cm2 560 cm2 Effektiv dos 0,18 mSv 0,10 mSv JÄMFÖRELSE I PACSet visas 48% av originalbilden En verklig inbländning hade inneburit 43% lägre effektiv dos* * Förutsatt att samma undersökningsparametrar i övrigt använts

Bild i PACS

Bild i modaliteten Originalbild ca 28x42 cm2 Bild i PACS ca 17x42 cm2

JÄMFÖRELSE Fältstorlek 1176/1176 cm2 714/702 cm2 Effektiv dos 0,05/0,03 mSv 0,11/0,08 mSv I PACSet visas 61% resp. 60% av originalbilden En verklig inbländning hade inneburit 48% resp. 34% lägre effektiv dos* * Förutsatt att samma undersökningsparametrar i övrigt använts

Innehåll Ett enkelt sätt att minska stråldosen till patienten Ett enkelt sätt att minska stråldosen till personalen Ett enkelt sätt att förbättra bildkvalitetén Ett enkelt sätt att förbättra bildbehandlingen

Dosbesparande för personalen Strålkälla för patienten är röntgenröret Strålkällan för personal är patienten

Patienten=strålkällan för personalen

Inbländning från cirkulärt till kvadratiskt röntgenfält vid genomlysning minskar strålfältet med ca 40%

Innehåll Ett enkelt sätt att minska stråldosen till patienten Ett enkelt sätt att minska stråldosen till personalen Ett enkelt sätt att förbättra bildkvalitetén Ett enkelt sätt att förbättra bildbehandlingen

Bättre bildkvalitet Mindre mängd spridd strålning Bättre kontrast= Bättre bildkvalitet Små förändringar, inte alltid lätta att se

Lite siffror 267 mGycm2 1365 cm2 12,35 153 mGycm2 793 cm2 18,48 Förklara SNR 267 mGycm2 1365 cm2 12,35 153 mGycm2 793 cm2 18,48 56 mGycm2 341 cm2 20,31 DAP Fältstorlek ”SNR”

Innehåll Ett enkelt sätt att minska stråldosen till patienten Ett enkelt sätt att minska stråldosen till personalen Ett enkelt sätt att förbättra bildkvalitetén Ett enkelt sätt att förbättra bildbehandlingen

Bättre bildbehandling Pixelhistogrammet annorlunda Översättningen till gråskala bättre

En bild… … består av många pixlar och varje pixel har ett värde 1 2 22 5 4 67 5 3 27 8 99 98 97 14 16 34 4 6 92 8 7 72 2 7 32 1 89 90 88 82 10 49 0 32 9 15 38 26 26 14 9 16 28 3 8 19 21 2 12 96 83 65 67 73 78 79 93 98 94 85 34 74 72 62 34 48 52 67 51 8 14 79 3 49 18 67 90 73 28 52

Pixelhistogram Foto digitalkamera Pixelsignal

Anpassa gråskalan Ex: 1 = 2 = 3 = 4 = 5 = 10 = 100 = 1000 = 1 2 22 5 4 67 5 3 27 8 99 98 97 14 16 34 4 6 92 8 7 72 2 7 32 1 89 90 88 82 10 49 0 32 9 15 38 26 26 14 9 16 28 3 8 19 21 2 12 96 83 65 67 73 78 79 93 98 94 85 34 74 72 62 34 48 52 67 51 8 14 79 3 49 18 67 90 73 28 52

Ett modernt röntgenlab kan registrera 4096 olika pixelvärden OBS! Ögat har en begränsad förmåga att uppfatta gråskalor och klarar enbart ca 30-40 gråskalenivåer!! Ett modernt röntgenlab kan registrera 4096 olika pixelvärden Flera pixelvärden måste alltså representera samma gråskalenivå.

Bättre bildbehandling Gråskalan och bildbehandlingen anpassas till den struktur som röntgas Genom att skärma av onödig yta tar man bort onödiga pixelsignaler Bilden optimeras till det man faktiskt avser att undersöka!

Gör reklam för fantom hjälpmedel vid optimering

Sammanfattning Många vinner på att det bländas in rätt Lägre dos till patient Lägre dos till personal Bättre bildkvalitet

Vad kan man göra för att sänka bruset? Reducera mängden spridd strålning! Blända in Komprimera Använd raster Bildbehandling (kan dock sudda ut anatomiska strukturer) Kom ihåg! Ju mindre brus i bilden desto lättare att upptäcka det man är intresserad av!

Detaljupplösning Detaljupplösning = förmågan att kunna avbilda små objekt eller att kunna skilja på två närliggande objekt från varandra Kallas även geometrisk upplösning, spatiell upplösning eller oskärpa Ju bättre detaljupplösning desto mindre objekt kan avbildas

Detaljupplösning Uppkommer bl.a. av att detektorn har begränsad förmåga att avbilda små objekt Inom digital radiologi har varje detektorelement en viss storlek Detektorelementets storlek kallas ofta pixelstorlek Pixelstorleken anger det minsta objektet som kan avbildas

Faktorer som påverkar detaljupplösningen Patientrörelse Röntgenfokus storlek Detektorns egenskaper (bl.a. pixelstorlek) Bildbehandling

ALLA dessa faktorer samverkar! Hög brusnivå kan motverka en hög kontrast En hög brusnivå kan motverka god detaljupplösning

Bildkvalitet kontra stråldos Tyvärr så är det ofta så att högre bildkvalitet medför högre stråldos till patienten, t.ex. kan man sänka bruset genom att öka strålningens intensitet (öka mA) eller öka strålmängden vid exponering (öka mAs) Vissa faktorer saknar dock nackdelar Inbländning, komprimering → mindre spridd strålning, mindre brus, bättre kontrast, lägre stråldos