Konventionelles Röntgen. Inhalt

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1 Konventionelles Röntgen Inhalt Aufbau des Röntgenapparates Röntgenfilme, Kassetten, Filmentwicklung Bildqualität, mas- und kv-einstellungen Theorie Einstelltechnik Bildbeurteilung

2 Aufbau des Röntgenapparates Bestandteile Röntgenröhre Röntgengenerator Röhrenschutzgehäuse Kühlung Tiefenblende Filterung Bedienungseinrichtung Röntgentisch mit Streustrahlenraster

3 Aufbau des Röntgenapparates Röhrenschutzgehäuse Strahlenschutz Kühlmechanismus Hochspannungsschutz

4 Aufbau des Röntgenapparates Tiefenblende Bleilamellen Einblendung des Nutzstrahlenfeldes Lichtvisier Röntgendurchlässiger Spiegel

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6 Aufbau des Röntgenapparates Filterung Intensität a b Energie Eigenfilterung + zusätzliche Filter Gesamtfilterung Aufhärtung der Strahlung Strahlenschutz des Patienten mm Al (Äquivalent)

7 Bildqualität Schwärzung Kontrast Auflösung Bildrauschen

8 Bildqualität Schwärzung Kontrast

9 Schwärzung Fotographisch Optische Dichte (D opt ) Digital Graustufen (8bit = 256, 12 bit = 4096 etc.) HU (für CT-Bilder)

10 Schwärzung Optische Dichte (D opt ) D opt = log I ref I

11 Schwärzung D opt = log I ref I

12 Schwärzungskurve D opt = D opt ( D) D opt D opt = D opt (log D) 2.5 Ausnutzbarer Bildbereich 0.5 Ausnutzbarer Dosisbereich log(dose rel.)

13 S = 1000µ Gy ( ) D D opt = 1 Empfindlichkeit opt.0 log(2 µgy) log(5 µgy) log(10 µgy) log(dose rel.)

14 D opt 2.5 Schwärzungskurve 0.5 D opt log(dose rel.) flacher Film steiler Film log(dose rel.)

15 D opt 2.5 Kontrast 0.5 D opt log(dose rel.) C = (1) (2) D D opt opt log(dose rel.)

16 Kontrast C = (1) (2) D D opt opt

17 ???? Guter Kontrast????

18 ???? Guter Kontrast????

19 ???? Guter Kontrast????

20 D opt 2.5 Kontrast & Schwärzung 0.5 D opt log(dose rel.) Kontrast kv Gradationskurve des Detektors log(dose rel.) Schwärzung: mas Empfindlichkeit des Detektors

21 Bildqualität Schwärzung Kontrast Auflösung

22 Auflösung Schärfe Bildfrequenz: lp / mm

23 a) 73kV 32mAs b) 90kV 8mAs

24 FT

25 Modulations-Transfer- Funktion πix ν MTF( ν ) L( x) e dx = MTF Bildfrequenz ν / (lp/mm) MTF / lp/mm MTF50 MTF Dose / mgy

26 Auflösung Geometrische Unschärfe Fokusgrösse Bewegungsunschärfe Film-Folien-Unschärfe Detektor-Auflösung Rekonstruktionsverfahren

27 Auflösung

28 Rauschen / SNR Woher kommt das Rauschen?

29 Bildrauschen elektronisches Rauschen Quantenrauschen Teilchen: Photonen Wellenmodel: Verteilung der Photonen

30 Bild-Rauschen bei CR-Systemen N M 1 R = I ( x, y ) N M n m s N M n= 1 m= R(101x101) (125 kv) 73 kv 90 / 125 kv Dose / mgy

31 Signal Bildrauschen x Bildfilterung Signal x Unterdrückung des Rauschens Kantenschärfung etc. Signal x

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34 Detektortypen Röntgenbild- Detektoren fotographische Filme (analoge) Bildverstärker digitale Detektoren Fluoreszenz- Schirme Imaging Plates CR - Systeme DR - Systeme CCD CMOS

35 Strahlung zu Signal - Konversion F = qe e - e - e - e - E Anregung Licht e - e - E γ1 E kin e - e - e - e - e - e - E γ2 Photoeffekt Comptoneffekt e - e - elektrisches Signal

36 Szintillation 1.2 rel. Ansprechvermögen m Tc 131 I Kristalldicke [mm]

37 Röntgenfilme, Kassetten, Filmentwicklung Aufbau des Röntgenfilms Schichtträger: Polyesterträger Haftschicht Emulsionsschicht Silberbromid Schutzschicht Lichtempfindlich! Wenig empfindlich für Röntgenstrahlung

38 Röntgenfilme, Kassetten, Filmentwicklung Aufbau der Röntgenkasette Schutzhülle Schlagfest, lichtdicht Vorne: röntgendurchlässig Hinten: Kunststoff Verstärkerfolie Schaumstoff Kontakt Film-Folie Bleirückwand Vorderseite/Hinterseite

39 Röntgenfilme, Kassetten, Filmentwicklung Filmentwicklung: Umwandlung des latenten Bildes Filme sind lichtempfindlich Dunkelkammer Safe light (Arbeitslicht: rot) Packungsangaben beachten

40 Röntgenfilme, Kassetten, Filmentwicklung Filmentwicklung: Silberbromid Elektronenübertragung Reduktion zu metallischem Silber Auswaschen von nicht entwickeltem Silberbromid (Fixierung)

41 Röntgenfilme, Kassetten, Filmentwicklung Filmentwicklung Handentwicklung / Automat Entwicklung Fixierung Wässerung Trocknung

42 Detektortypen Röntgenbild- Detektoren fotographische Filme (analoge) Bildverstärker digitale Detektoren Fluoreszenz- Schirme Imaging Plates CR - Systeme DR - Systeme CCD CMOS

43 Funktion von CR-Systemen Belichtung: Eγ > 6 ev Farbzentren BaFBr:Eu

44 Funktion von CR-Systemen Belichtung: Eγ > 6 ev Farbzentren Auslesen: Eγ = 2 ev induzierter Zerfall (Eγ ca. 4 ev )

45 Funktion von CR-Systemen Belichtung: Eγ > 6 ev Farbzentren Auslesen: Eγ = 2 ev induzierter Zerfall (Eγ ca. 4 ev ) Löschen: Eγ im Maximum ca. 2 ev induzierter Zerfall (Eγ ca. 4 ev )

46 Bild - Konversion DR Systeme: Konversion von Röntgenstrahlung in Licht CCD detektiert Licht Flatpanel-Detektoren Konversion in in Licht und / oder direkt in elektr. Ladungen (CCD- oder CMOS- basiert)

47 Elektronisches Bild ohne Scannen? Halbleiterbasierte Detektoren CCD (charge coupled devices): Schieberegister CMOS: Hochintegrierte Schaltung zur Signalverarbeitung pro Pixel U 1 U 2 SiO 2 p-si U 3

48 Elektronisches Bild ohne Scannen? CCD Strahlung: photoelektrischer Effekt freie Elektronen Anliegen eines Potentials: Elektronen gespeichert (wie in Kondensator)

49 Elektronisches Bild ohne Scannen? CCD Änderung des Potentials (periodisch): Ladungstransport von Elektrode zu Elektrode

50 Elektronisches Bild ohne Scannen? CCD Information steckt in Ladung Q = Q(t), welche proportional zur Menge des eingefangenen Lichts ist.

51 CdTe-Detektor

52 D opt ``Fenster`` 2.5 Darstellbarer Bildbereich 0.5 log(dose rel.)

53 Kontrast und Auflösung bei CR-Systemen

54 Kontrast und Auflösung bei CR-Systemen a) 73kV 32mAs b) 73kV 2mAs c) 90kV 8mAs d) 125kV 4mAs

55 Bildqualität, mas- und kv-einstellung Streustrahlenraster Parallelraster Bewegte Raster: Bucky Fokussierte Raster Elimination des Effektes von Streustrahlung auf den Film Erhöhung der Patientendosis

56 Bildqualität, mas- und kv-einstellung Streustrahlenraster Bleilamellen Zwischenmedium Karton Kunststoff Papier Schutzhülle Schachtverhältnis Anzahl Lamellen pro cm

57 Bildqualität, mas- und kv-einstellung Streustrahlenraster Parallelraster Fokussierte Raster

58 Konventionelles Röntgen Inhalt Aufbau des Röntgenapparates Röntgenfilme, Kassetten, Filmentwicklung Bildqualität, mas- und kv-einstellungen Theorie Einstelltechnik Bildbeurteilung

59 Theorie Einstelltechnik Röntgengeometrie Fokus Zentralprojektion Zentralstrahl Senkrechtstrahl Film

60 Theorie Einstelltechnik Grundregeln der Zentralprojektion H. Büchner Abstandsgesetz Isometriegesetz Parallaxengesetz Abbildung von Objekten die nicht parallel zur Bildebene liegen

61 Theorie Einstelltechnik Abstandsgesetz Vergrösserung durch Divergenz der Strahlen Wahre Grösse Bildgrösse Vergrösserungsfaktor M Auch Unschärfe wird vergrössert M = FFD FOD

62 Theorie Einstelltechnik Strahlengang, Richtungsbezeichnung, Zentrierung Dorsal - ventral Kranial kaudal Lateral Rostral Palmar Plantar Proximal - distal

63 Konventionelles Röntgen Inhalt Aufbau des Röntgenapparates Röntgenfilme, Kassetten, Filmentwicklung Bildqualität, mas- und kv-einstellungen Theorie Einstelltechnik Bildbeurteilung

64 Bildbeurteilung Bildbetrachtung Geeigneter Ort Geeignetes Instrumentarium (standardisierte Bedingungen Befundungsmonitore!) Kenntnisse der Anatomie, Pathologie, Pathophysiologie, Röntgentechnik Ruhe

65 Bildbeurteilung Bildauswertung Röntgendichten: Gasdichte Fettdichte Weichteildichte Knochendichte Metalldichte

66 Teil 2 Röntgenverfahren The END