Αρχική Σελίδα Sitemap

 
Παρουσίαση
Εκπαιδευτικό και Ερευνητικό Προσωπικό
Ερευνητικές Δραστηριότητες
Επιστ. Δημοσιεύσεις
Συνεργασίες
Ασκήσεις Εργαστηρίου
Downloads
Σύνδεσμοι
Επικοινωνία



Ασκήσεις Εργαστηρίου >Άσκηση 2η


Επίδραση της μεταβολής της υψηλής τάσης ( kVp ) και του φορτίου ( mAs ), ενός απλού συστήματος ακτινογράφησης, στην αντίθεση και τον θόρυβο της ακτινογραφικής εικόνας.

 

Αντίθεση Ακτινογραφικής Εικόνας

Η αντίθεση εκφράζει τις διαφορές στην ένταση της ακτινοβολίας που αντιστοιχούν σε διάφορες περιοχές της εικόνας. Η ένταση ακτινοβολίας που διέρχεται από ένα υλικό εξαρτάται από το πάχος του υλικού Δx και την ακτινοδιαπερατότητά του που χαρακτηρίζεται από τον συντελεστή εξασθένησης του υλικού μ. Η αντίθεση Cs ενός υλικού από το υπόστρωμα δίνεται από τη σχέση Cs=1-e-μΔx , η αντίθεση δύο υλικών ίδιου πάχους και διαφορετικής ακτινοδιαπερατότητας δίνεται από τη σχέση Cs =(μ12)Δx , ενώ στη γενικότερη περίπτωση δύο διαφορετικών υλικών με διαφορετικά πάχη η αντίθεση δίνεται από τη σχέση: Cs=μ1Δx12Δx2 . Η αντίθεση αυτή ονομάζεται και αντίθεση αντικειμένου. Η αντίθεση της εικόνας, Ci , είναι μέγεθος που εκφράζει την διαφορά οπτικής πυκνότητας μεταξύ δύο περιοχών της εικόνας. Πρόκειται δηλαδή για την αντίθεση που διαμορφώνεται τελικά πάνω στην εικόνα. Μπορεί να ορισθεί από τη σχέση Ci =(d1-d0)/d0 όπου d , d0 είναι οι οπτικές πυκνότητες που αντιστοιχούν σε δύο συνορεύουσες περιοχές. Αποδεικνύεται επίσης ότι ισχύει: Ci=γCs όπου γ είναι η αντίθεση του ακτινογραφικού φιλμ για συγκεκριμένη οπτική πυκνότητα. Προκύπτει λοιπόν ότι η συνολική αντίθεση επηρεάζεται τόσο από την επιλογή της υψηλής τάσης, που επηρεάζει το Cs , όσο και από το φορτίο (που εκφράζεται σε mAs ), που επηρεάζουν την οπτική πυκνότητα και άρα το γ του φιλμ.

 

Θόρυβος Ακτινογραφικής Εικόνας

Ας θεωρήσουμε ένα οπτικό ανιχνευτή, έστω ακτινογραφικό φιλμ, σε συνδυασμό με μια ενισχυτική πινακίδα. Έστω ότι το σύστημα ακτινοβολείται με μια ομογενή δέσμη ακτινοβολίας Χ. Το ακτινογραφικό φιλμ δεν θα παρουσιάσει την ίδια αμαύρωση σε όλη την επιφάνειά του Χ. Η αμαύρωσή του θα παρουσιάζει μια τυχαία " στιγμώδη " ( mottle ), μορφή. Αυτή η μορφή ονομάζεται ακτινογραφικός θόρυβος O ακτινογραφικός θόρυβος δημιουργείται κυρίως λόγω τυχαίων χωρικών διακυμάνσεων στον αριθμό των φωτονίων Χ που απορροφώνται στο ανιχνευτικό σύστημα Γενικότερα ο ακτινογραφικός θόρυβος εξαρτάται από το φάσμα της προσπίπτουσας ακτινοβολίας και την ευαισθησία της ανιχνευτικής διάταξης. Το σύστημα ανίχνευσης στην κλασική ακτινογραφία έχει δύο συνιστώσες θορύβου. Το θόρυβο λόγω των κόκκων του αλογονούχου αργύρου του φιλμ, και το θόρυβο της ενισχυτικής πινακίδας. Ο πρώτος στις ακτινολογικές πράξεις δεν έχει ιδιαίτερη βαρύτητα. Εξαίρεση παρουσιάζουν οι περιπτώσεις όπου χρησιμοποιείται τεχνική μεγέθυνσης ή η έκθεση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας Χ είναι ιδιαίτερα μεγάλη. Ο θόρυβος της ενισχυτικής πινακίδας έχει δύο συνιστώσες. Η πρώτη είναι ο θόρυβος δομής που δημιουργείται από ανομοιόμορφη κατανομή του πάχος του φθορίζοντος υλικού ή φυσικές-κατασκευαστικές ατέλειες στη φθορίζουσα επίστρωση. Με τις σύγχρονες κατασκευαστικές μεθόδους όμως που χρησιμοποιούνται ο θόρυβος αυτός είναι μικρής σημασίας. Αποκτά μεγαλύτερη σημασία σε συνθήκες μεγάλης έκθεσης. Η δεύτερη συνιστώσα του θορύβου των φθοριζόντων υλικών είναι ο κβαντικός θόρυβος. Δημιουργείται λόγω του τυχαίου τρόπου με τον οποίο τα φωτόνια Χ απορροφώνται στην ενισχυτική πινακίδα ανά μονάδα εμβαδού. Το φαινόμενο αυτό μπορεί να περιγραφεί με έννοιες απλής στατιστικής. Αν < ΑQ> είναι ο μέσος αριθμός φωτονίων Χ που έχουν απορροφηθεί ανά μονάδα εμβαδού, τότε η διακύμανση του αριθμού των φωτονίων που απορροφώνται (υποθέτοντας κατανομή Poisson ) ισούται με: σ 2 = < ΑQ>, όπου σ είναι η τυπική απόκλιση της κατανομής Poisson . Επομένως και η σχετική διακύμανση ισούται με 1/(< ΑQ>)1/2. Αν ο μέσος αριθμός των φωτονίων Χ που απορροφώνται είναι 10.000 ανά μονάδα εμβαδού, οι σχετικές διακυμάνσεις είναι 0.01, αλλά αν μόνο 100 απορροφηθούν τότε οι σχετικές διακυμάνσεις είναι 0.1. Η ποσότητα λοιπόν 1/(< Α Q>)1/2 είναι μια παράμετρος που χρησιμοποιείται, για να χαρακτηρίσει την διακύμανση των φωτονίων Χ που απορροφώνται ανά μονάδα εμβαδού. Αναφορικά με τον ακτινογραφικό θόρυβο οι σχετική διακύμανση στην οπτική πυκνότητα θα είναι μικρότερη για μεγάλο αριθμό απορροφώμενων φωτονίων Χ και μεγαλύτερη για μικρό αριθμό απορροφώμενων φωτονίων Χ.

 

Μεθοδολογία της άσκησης
Προεργασία

Κατάλληλο ομοίωμα που περιέχει περιοχές υλικών με διαφορετική ακτινοδιαπερατότητα για υπολογισμό της αντίθεσης θα ακτινοβοληθεί για διαφορετικές τιμές υψηλής τάσης ( kVp ) και φορτίου ( mAs ). Σε κάθε περίπτωση το ομοίωμα θα απεικονιστεί σε ακτινογραφικό φιλμ.

Οι ανωτέρω ακτινοβολήσεις θα έχουν πραγματοποιηθεί και βιντεοσκοπηθεί σε χώρο όπου λειτουργεί ακτινογραφικό μηχάνημα (ακτινολογικό εργαστήριο) όπου θα τηρούνται και όλες οι συνθήκες ακτινοπροστασίας (θωρακισμένοι τοίχοι, μολύβδινες ποδιές κλπ). Η άσκηση είναι δομημένη σε δύο βασικά τμήματα:

Α. Θα πραγματοποιηθεί η προβολή του πειράματος και οι φοιτητές θα καταγράψουν τον τύπο του μηχανήματος, τον τύπο των ακτινολογικών φιλμ που χρησιμοποιήθηκαν και τον τύπο του εμφανιστηρίου. Κατόπιν για κάθε μέτρηση θα καταγράψουν τις παραμέτρους ( kVp , mAs ) που χρησιμοποιήθηκαν.

Β. Στους φοιτητές θα δοθούν τα ακτινογραφικά φιλμ και για κάθε περίπτωση πρέπει να υπολογιστεί και να σχολιασθεί η μεταβολή της αντίθεσης και του θορύβου της ακτινογραφικής εικόνας.

 

Επιστημονική ωφέλεια της άσκησης

Μετά το πέρας της ασκήσεως οι φοιτητές θα έχουν κατανοήσει την μεταβολή της αντίθεσης και του θορύβου συναρτήσει της μεταβολής των στοιχείων του ακτινογραφικού συστήματος και θα έχουν αποκτήσει την ικανότητα να εξηγήσουν την μεταβολή αυτή σε σχέση με την αλληλεπίδραση της ακτινοβολίας Χ με τις περιοχές διαφορετικής ακτινοδιαπερατότητας του ομοιώματος και με την απόκριση του συστήματος στην έκθεση ακτινοβολίας Χ.


ΕΠΙΣΤΡΟΦΗ

ΜΕΤΑΦΟΡΤΩΣΗ
Λεπτομέρειες: Το συμπιεσμένο αρχείο περιέχει την άσκηση σε μορφή doc (Word). Το αρχείο έχει ελεχθεί για ιούς και δεν φέρουμε καμία ευθύνη αν από την χρήση του προκύψει πρόβλημα στον υπολογιστή σας.

 



© ΤΕΙ ΑΘΗΝΑΣ - ΤΙΟ
Stratos Charokopos
Lampis Kyriazopoulos
Κostas Papagiannopoulos


   
Zum Seitenanfang