Bilgisayarlı Radyografi Sistemleri Yazımız Hakkında

Yıllar önce paylaştığımız ders notları türünden bir yazının aylık yayınlanan bir dergide yazılan yazıda kaynak olarak gösterilmesi bizi sevindirdi. Kullanıp kaynak gösterenlere teşekkür ediyoruz.

Bilgisayarlı Radyografi ve daha fazla biyomedikal ile alakalı yazıyı bu sitede bulabilirsiniz. Bilgi paylaştıkça çoğalıyor, kaynak gösterenler sevindiriyor.

Röntgen Cihazı : Siemens Axiom Aristos

Dedektörlü alıcı standı
3 boyut destekli kontrol paneli, tüp koruması, kolimatör
Dedektörlü hasta yatağı
Bilgisayar, klavye, fare ve elle şutlama butonu

Ray sistemi
Kaldırma kolonu
X-Işını Tüp Ünitesi
Hasta Ekranı
Kontrol paneli
Tutma kolları
Çok yapraklı kolimatör

Solid State Detector Nedir?

Solid Stade Dedektör(flat dedektör), Gelen x-ışınları sintilatör katmanı denilen bölgede absorbe edilir.Burada x-ışını enerjisi görünür ışığa dönüştürülür.Bu ışık da yüksek şeffaflığa sahip sintilatörden dışarı çıkar ve fotosensörler vasıtasıyla elektrik sinyallerine dönüştürülür.

Radyasyon Saçılması

Radyografik görüntüler radyasyon soğurma haritalarıdır; kemikler en yüksek, akciğerdeki hava da en düşük soğurmayı sağlar.Radyoloji uzmanı, farklı doku türleri arasındaki kontrastı en yüksek düzeye getirmelidir.
Hastadan dolayı saçılan radyasyon, kontrastın artmasını karışık hale getirir, sonuç olarak görüntü kalitesini bozar.

İstenmeyen saçılmayı ortadan kaldırmak için, grid kullanılır.Bu dar ve birbirine yakın yerleştirilmiş ve aralarında düşük soğurma malzemesi olan bir dizi kurşun şeritten oluşur.Yalnızca X-ışını tüpünden görüntü alıcısına (film ya da bir görüntü şiddetlendirici) düz bir hat üzerinde ulaşan radyasyon bu ızgaradan (grid) geçebilir.Grid içinde kurşun olduğundan, üzerine gelen radyasyonu grid oranında zayıflatacaktır.

Tanısal Radyoloji

Wilhelm Konrad Roentgen, 1895 yılında X-ışınını keşfettiğinde, buluşunun tıp ve sanayide bu denli geniş kapsamlı kullanılacağını düşünmemiştir.

Günümüzde, X-ışını donanımı olmayan hemen hemen hiçbir hastane bulunmamaktadır.
Tanısal radyoloji, insan bedeninin yapısını ve işlevlerini incelemek üzere X-ışınının kullanılmasıdır.
Tanısal radyolojide kullanılan yöntemler çok ve çeşitli olup buna basit olarak röntgen (radyografi), mamografi, floroskopi ve bilgisayarlı tomografi örnek olarak verilebilir.

SAYISAL RADYOGRAFİNİN EKRAN-FİLM SİSTEMİYLE KARŞILAŞTIRILMASI

Sayısal radyografinin ekran-film sistemlerine göre en büyük üstünlüğü görüntüleri sayısal ortama taşımasıdır. Bunun sonucunda görüntüler çoğaltılabilir. Hızlı bir şekilde iletilebilir ve güvenli bir şekilde depolanabilir. Görüntünün sayısal bilgiye çevrilmesinin en büyük avantajlarından bir tanesi de görüntü işleme olanağının sağlanmasıdır. Böylece tekrar hasta çekimine gerek kalmadan görüntüler üzerinde düzeltme yapılabilir. Ayrıca banyo işleminin ortadan kalkması iş akışını artırır.

SAYISAL DEDEKTÖRLERDE GÖRÜNTÜ KALİTESİNİ BELİRLEYEN FAKTÖRLER

Sayısal Dedektörlerde Görüntü oluşumunda kaliteyi etkileyen faktörler:


Uzaysal Çözünürlük: Uzaysal çözünürlük yüksek kontrastlı cisimlerde belli bir aralıkta ayırt edilebilen noktaların sayısı olarak tanımlanabilir. Uzaysal çözünürlük matris genişliği ve piksel boyutuyla belirlenir ayrıca piksel boyutu uzaysal çözünürlük için sınırlayıcı parametredir. Küçük piksel boyutu ve geniş dedektör alanı uzaysal çözünürlüğü artırır. Dedektöre uygulanan radyasyon dozunun artırılması çözünürlüğü artırmaz çünkü artan radyasyonla saçılma miktarı da artar ve bu uzaysal çözünürlüğü olumsuz etkiler.

SAYISAL RADYOGRAFİDE GÖRÜNTÜNÜN OLUŞUMU

Sayısal radyografide dedektör çıkışı analog elektronik sinyaldir. Çünkü dedektörlerdeki tüm etkileşimler analog sinyal üretimini sağlarlar. Sayısal görüntü oluşumu için bu sinyaller analog-sayısal çeviricide sayısal sinyale çevrilir. Çevrim işleminde analog sinyaller parçalara bölünerek sayısal büyüklükler olarak ifade edilirler. Sonrasında bu büyüklükler. Sayısal ortama uygun binary(ikili) sayılara çevrilir ve kaydedilirler.
 
Eğer bu bilgiler film üzerine kaydedilecekse (Hard Copy) veya sürekli görüntüye çevrilecekse (soft copy) tekrar analog büyüklüklere çevrilirler.

Düzlem-panel Dedektörlerde Piksel Boyutu Azalımı

CR sistemlerin aksine direkt radyografi dedektörleri okuma düzeneği tarafından belirlenen sabit piksel boyutlarına sahiptir. Son teknoloji aktif matris düzeneklerinde tipik piksel boyutları 100-200µm boyutlarındadır. Bu bize Nyquist teoremine göre uzaysal ayırma gücünün 2,5-5 lpmm-1ile sınrlı olduğunu söyler. Bu çözünürlük her ne kadar genel radyografi için yeterli olsa da özel mamografi uygulamaları için daha küçük piksellere ihtiyaç vardır.

DİREKT RADYOGRAFİ(DR) SİSTEMLERİ

Direkt radyografide x-ışınları fotoiletken maddelerle (genellikle amorf selenyum) elektronlara çevrilip radyografik görüntü oluşmasını sağlarlar. Bu yöntemde okuma işleminin ayrı olarak gerçekleştirilmemesi bu ismi almalarını sağlamıştır. Direkt radyografi sistemleri temel olarak direkt ve indirekt çevrim yapan sistemler olarak iki kısımda incelenebilir. İndirekt çevrim yapan dedektörlerde x-ışınlarını görünür bölge ışınlarına çeviren sintilatörler kullanılırken direkt çevrim yapan dedektörlerde buna ihtiyaç duyulmaz. Bunun yanında direkt radyografi sistemleri görüntü okuma tekniklerine göre düzlem-panel dedektörler ve CCD dedektörler olarak iki temel kısımda incelenir. Bu dedektörler hem direkt hem de indirekt çevrim yapan tasarımlara sahip olabilirler. Direkt radyografi sistemlerini genelde bu iki başlık altında incelemeye çalışacağız.

BİLGİSAYARLI RADYOGRAFİ(CR) SİSTEMLERİ

Bilgisayarlı radyografi sistemleri konvansiyonel ekran-film radyografi sistemlerine benzerdir. Temel farklılık kasetlerin yerine görüntü kaydedici fosfor plakaların kullanılmasıdır. CR sistemlerin temel fiziksel ilkeleri 1980 yılında Rowlands tarafından geliştirilmiştir.

Bilgisayarlı radyografi sistemleri Bromid(Br),Klorin(Cl) ve iyodin(I) gibi farklı halojenleri içeren foton uyarmalı kristaller tabakasına sahiptir. Foton uyarmalı kristaller özel kristaller içerisine (Genelde üreticiler BaFX:Eu+2 (Baryum Florohalid)kristalini kullanırlar. X burada klorin(Cl),Bromid(Br),İyodin(I) veya bunların karışımları olabilir.)fosfor kristallerinin tanecikler şeklinde rastgele katkılanmasıyla elde edilirler. CR sistemlerde sırasıyla x-ışını jeneratörü ve hastadan gelen x-ışınları görüntü kaydedici fosfor plakaya yönlendirilirler. X-ışınları plakadaki kristallerin elektronlarının bir üst seviyeye uyarılmalarını sağlar. Kristale gelen x-ışınları Eu+2 iyotlarıyla etkileşerek Eu+3 iyonları oluşumunu sağlar. Bu olay sonucu meydana gelen hareketli serbest elektronlar F merkezlerinde tuzaklanır ve yarı kararlı tabakada tutulmuş olur. Böylece x-ışını enerjileri plakada kaydedilmiş olur. Bu depolanan enerji kristallerin özelliğine göre 4-5 saat kayıtlı tutulabilir. Ama farklı soğrulma bölgelerindeki enerji farklılıklarının kaybolmaması için okuma işlemi hemen yapılmalı ve kristal fazla bekletilmemelidir.

SAYISAL RADYOLOJİ DEDEKTÖRLERİ

                 Günümüzde sayısal görüntüleme teknikleri ekran-film sistemlerinin yerini almaya başlamıştır. Diğer görüntüleme teknikleri CT ve MRI temelinde sayısaldır. Ultrason uygulamaları da 1970’lerde sayısal hale getirilmiştir. Bu yüzden sayısal radyografi dijital görüntülemelerin son aşamasıdır. Radyografide sayısal yönteme erken geçilememesinin en önemli sebebi erken-film sisteminin güzel çalışması ve bir çok uygulamada güzel görüntü kalitesi vermesidir.

RADYOLOJİ NEDİR? SİSTEMLERİNİN GENEL YAPISI

RADYOLOJİ SİSTEMLERİNİN GENEL YAPISI

X-Işınları: 1895 yılında Wilhem Conrad Rontgen tarafından bulunan X-ışınları yüksek enerjili elektromanyetik dalgalardır. X-ışınları siklotronlarda ve x-ışını tüplerinde üretilirler. Radyolojik uygulamalarda x-ışını tüplerinde üretilen ışınlar kullanılır.  

                               

            X-Işını Tüplerinin Genel Yapısı: X- ışını tüpleri genel olarak (-) yüklü katot, (+) yüklü anot ve katot tarafında termoiyonik elektronların  üretildiği tungsten flamandan oluşurlar. Tungsten flamanda üretilen termoiyonik elektronlar anot-katot arası yüksek gerilim sayesinde hızlandırılıp döner anot hedef maddesine çarptırılırlar. Döner anot olarak seçilen hedef maddesinin yüksek elektron üretim verimine, (yoğunluk ve yüksek atom numarası olarak da ifade edilebilir.) yüksek ısı kapasitesine ve dayanıklılığa sahip olması gerekir. Anot maddesi olarak genelde  %90 tungsten %10 Renyumdan oluşan alaşımlar tercih edilir. Anot maddesinde elektrolar iki şekilde oluşur:

Sayısal Radyografi

Radyografi yöntemlerinin kökeni Wilhem Conrad Rontgen’ in 1895 yılında x-ışınlarını bulmasına kadar dayanır. X-ışınlarını ilk kez görüntülemede kullanan da Rontgen’dir. 1912 den sonra tıp ve endüstride görüntüleme için kullanılmaya başlayan x-ışınları radyografi sistemleri bugün aynı alanlarda çok yaygın bir şekilde  kullanılmaktadır.

Radyografi sistemleri başlangıçtan günümüze çok büyük gelişme göstermiştir. Özellikle bilgisayar ve elektronik teknolojisinin gelişmesi ve de farklı görüntüleme tekniklerinin (CT, BT vb.) geliştirilmesiyle x-ışını radyografisi özellikle tıbbi görüntülemenin vazgeçilmezi olmuştur.