Hounsfield ölçeği

Bir kafanın BT görüntüsü . Gri seviyesi HU -5 ve 75 BT sayıları temsil etmektedir. Daha küçük CT numaraları siyah, daha büyük olanlar beyaz olarak gösterilir.

Hounsfield ölçeği kullanılır bilgisayarlı tomografi zayıflatılmasını tanımlamak için (BT) X-ışınları olarak doku ve gri-ölçekli görüntüler içinde temsil eder. Değerler doku tiplerine atanabilir ve patolojik sapmalar tanınabilir. Altta yatan doku özelliği genellikle fiziksel olarak kesin olmayan bir şekilde (X-ışını) yoğunluğu olarak adlandırılır.

arka fon

CT numarası veya CT değeri, İngiliz elektrik mühendisi Godfrey Hounsfield (1919-2004) tarafından önerilen Hounsfield ölçeğinde Hounsfield birimleri (HE) veya Hounsfield birimleri (HU) olarak verilir . CT numarası, monokromatik X-ışını radyasyonunun ışınlanan yol boyunca maddeye nüfuz ettiğinde nasıl zayıflatıldığını açıklayan , ancak onunla aynı olmayan lineer zayıflama katsayısına dayanmaktadır . ${\ görüntü stili \ mu}$

Hızlandırılmış elektronlar, X-ışını tüpünün anot plakasına çarptığında , bremsstrahlung üretilir. Elektronlar, plaka yüzeyinde farklı derinliklerde yavaşlatılır, böylece monokromatik X-ışını radyasyonu olmaz, ancak bir elektromanyetik spektrum oluşturulur. Ölçülen zayıflama değerleri bu nedenle bu spektrumla ilgilidir. Spektrumda meydana gelen maksimum foton enerjisi, tüpün ivme voltajına, yani katot ile anot arasına uygulanan voltaja eşittir. X-ışını tüpleri de tasarımları gereği farklı radyasyon özelliklerine sahiptir. Bunlar, cihaza özel ve üreticiye özel, farklı ön filtreleme ile değiştirilir, çünkü ön filtreleme, spektrumun düşük enerjili bileşenlerini kaldırır, çünkü bunlar öncelikle hastanın radyasyona maruz kalmasını artırır, ancak görüntülemeye çok az katkıda bulunur veya hiç katkıda bulunmaz.

Bilgisayarlı tomografinin medikal uygulamasında 70 ile 150 kV arasındaki tüp  voltajları kullanılmaktadır . Su ve havanın zayıflama katsayılarını normalleştirerek, CT numarası kullanılan X-ışını radyasyonunun spektrumundan yaklaşık olarak bağımsızdır. Bu şekilde, değişen ışın kalitelerine rağmen görüntü sonuçları karşılaştırılabilir kalır. Ancak, Hounsfield ölçeği yalnızca iki noktalı bir kalibrasyonla tanımlandığından, değişen radyasyon niteliklerinin etkisinden tamamen bağımsız değildir. Düşük tüp voltajlarıyla çalışırken, kemikler ve kontrast maddeler için daha yüksek tüp voltajlarına göre daha yüksek CT sayıları belirlenir.

tanım

İncelenen dokunun ve suyun zayıflama katsayısı ile CT numarası şu şekilde tanımlanır: ${\ displaystyle \ mu _ {\ metin {kumaş}}}$${\ displaystyle \ mu _ {\ metin {su}}}$

${\ displaystyle {[{\ metin {CT numarası}}] \ sol (\ mu _ {\ metin {kumaş}} \ sağ)}: = {\ frac {\ mu _ {\ metin {kumaş}} - \ mu _ {\ metin {su}}} {\ mu _ {\ metin {su}}}} \ cdot 1000 \, \ matematik {HU}}$

Teorik olarak, ölçek üstte açıktır. Uygulamada, −1024 HU ile 3071 HU aralığı geçerli olmuştur; bu 4096 gri seviye, on iki basamaklı bir ikili sayı (2 ¹² = 4096) ile temsil edilebilir . Bununla birlikte, metaller, toplam absorpsiyona kadar (bu durumda temsil edilemez) daha da güçlü absorpsiyona neden olabilir. Ölçekte insan gözünün gri bir skalada ayırt edebileceğinden çok daha fazla zayıflama değeri açıkça ayrıldığından, pencereleme ile görüntüde yalnızca Hounsfield ölçeğinin incelenecek görüntü içeriğini temsil eden kısmı gösterilir .

Örnekler

Tanım, farklı maddeler ve dokular için CT sayısıyla sonuçlanır:

• Hava, X-ışınlarını neredeyse hiç emmez ve tanım gereği CT numarası -1000 HU'dur. Bir CT'yi kalibre ederken, havanın zayıflaması basitçe ayarlanır. Bu doğru değildir, ancak pratikte dedektör kalibrasyonu için bir vakum oluşturmak ancak büyük bir çaba ile mümkün olacaktır. İle çalışmaktan kaynaklanan hata her zaman mevcuttur, ancak çok küçük ve görüntü kalitesi için tamamen alakasız.${\ görüntü stili \ mu = 0}$${\ displaystyle \ mu _ {\ metin {Hava}} = 0}$
• Tanıma göre suyun 0 HU değeri vardır.
• Yağ dokusu X-ışınlarını sudan biraz daha az emer ve yaklaşık −100 HU değerine sahiptir.
• Kemikler , yoğunluklarına göre 500 ile 1500 HU arasında değerlere sahiptir.
• Kontrast ortamı , türüne ve konsantrasyonuna bağlı olarak 100 ile 300 arasında değerlere sahiptir.

İki Spektrumlu BT (= Çift Enerjili BT)

"Çift-Enerji CT" (kısaca DECT) olarak da adlandırılan "iki spektrumlu CT" olarak adlandırılan iki farklı X-ışını spektrumlu bir katmanı ölçerek, Hounsfield ölçeğindeki CT numaraları dönüştürülebilir. monokromatik X-ışınları kullanılarak elde edilecek değerler. Görüntülerde , hastadan geçerken ışın sertleşmesinin neden olduğu görüntü artefaktları yoktur . İki spektrumlu CT yardımı ile materyal yoğunluğu, klinik kullanımda özellikle kalsiyum ve yumuşak doku yoğunluğu ile dokunun etkin atom numarası belirlenebilir.

Özellikle, iki spektrumlu BT yardımıyla eski kalsiyum birikintilerinden taze kanamayı ayırt etme olasılığı, kullanılan kontrast maddenin görüntüden hesaplanması veya ayrı olarak gösterilmesinin yanı sıra klinik olarak önemlidir. Bir kemik yoğunluğu ölçümü de gerçekleştirilebilir.

Edebiyat

• Thorsten M. Buzug: Bilgisayarlı Tomografiye Giriş: Görüntü rekonstrüksiyonunun matematiksel-fiziksel temelleri. Springer, Berlin / Heidelberg / New York 2002; ISBN 3-540-20808-9 , s. 404 ( Google kitap aramasında sınırlı önizleme ).
• Willi A. Takvim: Bilgisayarlı Tomografi. Temel bilgiler, cihaz teknolojisi, görüntü kalitesi, uygulamalar. 2., revize edildi. ve exp. Baskı. Publicis Kurumsal Yayıncılık, Erlangen 2006; ISBN 3-89578-215-7 .
• Rodney A. Brooks: Hounsfield biriminin nicel bir teorisi ve ikili enerji taramasına uygulanması. İçinde: J. Comput. Yrd. 1, No. 4, 1977, sayfa 487-493 ( PMID 615229 ).

Bireysel kanıt

1. ↑ Lell MM, Wildberger JE, Alkadhi H, Damilakis J, Kachelriess M: Bilgisayarlı Tomografide Evrim: Hız ve Doz Savaşı. . İçinde: Invest Radiol . 50, No. 9, 2015, s. 629-44. doi : 10.1097 / RLI.0000000000000172 . PMID 26135019 .
2. ↑ P. Apfaltrer: Çift Enerjili CT . In: RöFo: X-ışınları ve görüntüleme süreçleri alanındaki gelişmeler . kaset 187 , 2015, ISSN  1438-9029 , doi : 10.1055/s-0035-1551390 ( thieme-connect.com [22 Aralık 2019'da erişildi]).