bİlgİsayarli tomografİnİn bÖlÜmlerİ

BİLGİSAYARLI TOMOGRAFİNİN BİLGİSAYARLI TOMOGRAFİNİN BÖLÜMLERİBÖLÜMLERİ

BİLGİSAYAR ÜNİTESİBİLGİSAYAR ÜNİTESİ


CPU >> Central Processing Unit >> Merkezi CPU >> Central Processing Unit >> Merkezi İşlem Ünitesiİşlem Ünitesi

Dedektörlerden elde edilen sinyaller bir çok Dedektörlerden elde edilen sinyaller bir çok matematiksel işlemden sonra sayısal veriye matematiksel işlemden sonra sayısal veriye dönüştürüldükten sonra CPU tarafından dönüştürüldükten sonra CPU tarafından değerlendirilirdeğerlendirilir

CPU içindeki ünitelerCPU içindeki üniteler1.1. KontrolKontrol2.2. Aritmetik işlemAritmetik işlem3.3. HafızaHafıza Kontrol ünitesinde toplanan veriler aritmetik Kontrol ünitesinde toplanan veriler aritmetik

işlemler için aritmetik işlem ünitesine gönderilirişlemler için aritmetik işlem ünitesine gönderilir


Aritmetik işlem ünitesinde verilerin sıralı Aritmetik işlem ünitesinde verilerin sıralı matematiksel hesaplama düzeneği ile matematiksel hesaplama düzeneği ile değerlendirilmesi >> “algoritm”değerlendirilmesi >> “algoritm”

3 tip algoritm kullanılır3 tip algoritm kullanılıra)a) Back Projection (Geri yansıma)Back Projection (Geri yansıma)b)b) Varsayıcı metotlarVarsayıcı metotlarc)c) Analitik metotlarAnalitik metotlar1.1. İki boyutlu Fourier Analiziİki boyutlu Fourier Analizi2.2. Filtered back projection Filtered back projection Çok kısa zamanda bir kesit alanı için Çok kısa zamanda bir kesit alanı için

30000 denklemin çözülmesi gerekir30000 denklemin çözülmesi gerekir


Aritmetik işlemler sonucu elde edilen veriler Aritmetik işlemler sonucu elde edilen veriler tarama alanını temsil eden sayılardan oluşmuş tarama alanını temsil eden sayılardan oluşmuş bir haritaya dönüştürülür >> rekonstrüksiyonbir haritaya dönüştürülür >> rekonstrüksiyon

Rekonstrüksiyon zamanı >> Taramanın bitişi ile Rekonstrüksiyon zamanı >> Taramanın bitişi ile ekranda görüntü oluşana kadar geçen zamanekranda görüntü oluşana kadar geçen zaman

Oluşturulan görüntü haritası cihaza göre Oluşturulan görüntü haritası cihaza göre farklıdır >>Örneğin 256x256farklıdır >>Örneğin 256x256

Bu sayısal değer haritada bu sayı kadar çizgi ve Bu sayısal değer haritada bu sayı kadar çizgi ve her çizgide de bu sayı kadar değer olduğunu her çizgide de bu sayı kadar değer olduğunu gösterirgösterir

Her sayısal değer incelenen kesitteki noktasal Her sayısal değer incelenen kesitteki noktasal bir odağı temsil eder ve o odağın iki boyutlu bir odağı temsil eder ve o odağın iki boyutlu görüntüsünü oluşturur >>pixelgörüntüsünü oluşturur >>pixel

Her bir odağın bir de hacmi vardır>>VoxelHer bir odağın bir de hacmi vardır>>Voxel


Dedektörlerden alınan sinyaller

Kontrol ünitesi

Aritmetik İşlem Ünitesi

Hafıza Ünitesi

CPU

BT Algoritmi

Rekonstrüksiyon

Filtered Back Projection

Filtered back projection is the most commonly used algorithm for straight ray tomography.

(a)The ideal Situation

(b) Fourier Slice Theorem

(c) The filter back projection takes the Fourier Slice and applies a weighting so that it becomes an approximation of that in (a).

The result of back projecting

The Array: Algebraic Reconstruction Technique (ART)

ART is used in indeterminate problems and was first used by Gordon et al in the reconstruction of biological material.

1 3

1 1

2

3

2 1 2 5

5

6

754Σy

Σx

Figure a. Initial 3 by 3 grid with ray sums and coefficients.

? ?

? ?

?

?

? ? ? 5

5

6

754Σy

Σx

Figure b. The indeterminate problem.

6/3 6/3

5/3 5/3

6/3

5/3

5/3 5/3 5/3 5

5

6

754Σy

Σx

Figure c. Step 1: All entries in unity, scaled by ray sum over number of row elements.

6/3 6/3

5/3 5/3

6/3

5/3

5/3 5/3 5/3 5

5

6

5.33

5.33

5.33

Σy

Σx

Figure d. Step 2: Recalculated column sums.

1.5 1.88

1.25

1.57

2.63

2.19

1.25

1.57

2.19

5.01

5.01

6.01

7.01

5.02

4Σy

Σx

Figure e. Step 3. Recalculated row and column sums and elements.

X

Basic principle of CTBasic principle of CT-Reconstruction of 2 dimensional image--Reconstruction of 2 dimensional image-

Simple Backprojection

Projection Data

Blur

x

y

x

y

curvilinear integral of absorption coefficient regarding Y

object

X-raytube

X-ray detector array

Data Acquisition field Reconstruction field

X

X

Y

Basic principle of CT Basic principle of CT -Reconstruction of 2 dimensional image--Reconstruction of 2 dimensional image-

Filtered Backprojection

Projection Data

x

y

＊x

Multidirectional Backprojection

Reconstruction Filter

ω

or

x

Filtered Projection data

x

X

GÖRÜNTÜLEME ÜNİTESİGÖRÜNTÜLEME ÜNİTESİ

Görüntülerin film üzerine geçirildiği bölümdürGörüntülerin film üzerine geçirildiği bölümdür Multiformat ve ya laser kamerayı da içerirMultiformat ve ya laser kamerayı da içerir Bilgisayar ünitesindeki sayısal harita Bilgisayar ünitesindeki sayısal harita

görüntüye dönüştürülürgörüntüye dönüştürülür Bilgisayar ünitesinde işlene ve sonra Bilgisayar ünitesinde işlene ve sonra

rekonstrüksiyonla sayısal verilere rekonstrüksiyonla sayısal verilere dönüştürülen sinyallerin “gri skalası” içinde dönüştürülen sinyallerin “gri skalası” içinde tonlanmasını yapartonlanmasını yapar

Siyahtan beyaza kadar değişen gri tonlamalı Siyahtan beyaza kadar değişen gri tonlamalı noktaların birleşimi ile görüntü oluşurnoktaların birleşimi ile görüntü oluşur


Nokta olarak adlandırılsa da aslında Nokta olarak adlandırılsa da aslında bunlar bir alanı tanımlar (2 boyutlu)bunlar bir alanı tanımlar (2 boyutlu)

Bu alanlara “piksel” denirBu alanlara “piksel” denir Piksel sayısını belirten ve piksel Piksel sayısını belirten ve piksel

birleşimini tanımlayan örgüye “matriks” birleşimini tanımlayan örgüye “matriks” (ağ) denir.(ağ) denir.

İlk BT’lerde 80x80 değerli matrikslerİlk BT’lerde 80x80 değerli matriksler Günümüzde 256x256,320x320,512x512 Günümüzde 256x256,320x320,512x512

ve 1024x1024 matriksli cihazlarve 1024x1024 matriksli cihazlar Matriks değeri arttıkça görüntü kalite ve Matriks değeri arttıkça görüntü kalite ve

detayı artardetayı artar


Pikselin kesit kalınlığına bağlı hacmi de Pikselin kesit kalınlığına bağlı hacmi de vardır >>üç boyutlu görüntü >>vokselvardır >>üç boyutlu görüntü >>voksel

Voksel= Piksel X Kesit kalınlığıVoksel= Piksel X Kesit kalınlığı Vokselin içini dolduran objeler ayrı bir Vokselin içini dolduran objeler ayrı bir

obje olarak seçilemez >> “Parsiyel obje olarak seçilemez >> “Parsiyel Volüm Etkisi”Volüm Etkisi”

Parsiyel volüm etkisi kesit kalınlığı ile ters Parsiyel volüm etkisi kesit kalınlığı ile ters orantılıorantılı

Görüntüleme kesitleri inceldikçe esas Görüntüleme kesitleri inceldikçe esas görüntü kalitesi piksel ile ifade edilebilirgörüntü kalitesi piksel ile ifade edilebilir


Piksel değeri suyun attenuasyon Piksel değeri suyun attenuasyon değeri “sıfır” olarak kabul edilerek bir değeri “sıfır” olarak kabul edilerek bir skalaya dönüştürülmüştürskalaya dönüştürülmüştür

Her doku için elde edilen piksel değeri Her doku için elde edilen piksel değeri suyun attenuasyon değeri ile suyun attenuasyon değeri ile kıyaslanarak yeni bir sayı elde edilir kıyaslanarak yeni bir sayı elde edilir ve buna “BT numarası” denirve buna “BT numarası” denir

Attenuasyon arttıkça piksel parlaklaşırAttenuasyon arttıkça piksel parlaklaşır Attenuasyon azaldıkça piksel Attenuasyon azaldıkça piksel

koyulaşırkoyulaşır


BT numaraları -1000 ile +1000 BT numaraları -1000 ile +1000 arasında hesaplanır ve Hounsfield arasında hesaplanır ve Hounsfield Ünitesi olarak birimlendirilirÜnitesi olarak birimlendirilir

Hounsfield Skalasına göre Hounsfield Skalasına göre attenuasyon arttıkça piksel daha attenuasyon arttıkça piksel daha beyaz olurbeyaz olur

Kemik,kalsifikasyon,hematom,yumuKemik,kalsifikasyon,hematom,yumuşak doku >> skalada +şak doku >> skalada +

Yağ ve hava >> skalada -Yağ ve hava >> skalada -

GÖRÜNTÜLEME ÜNİTESİGÖRÜNTÜLEME ÜNİTESİPENCERELEME (WINDOWING)PENCERELEME (WINDOWING)

İnsan gözünün algılayamayacağı,pek çok oluşumun İnsan gözünün algılayamayacağı,pek çok oluşumun seçimini engelleyen durumu ortadan kaldırmak için seçimini engelleyen durumu ortadan kaldırmak için görünmesi istenen bölgelerin gri tonlarında,istenmeyen görünmesi istenen bölgelerin gri tonlarında,istenmeyen yerlerin ise siyah beyaz tonlarında boyanmasıdıryerlerin ise siyah beyaz tonlarında boyanmasıdır

Wimdow widthWimdow width >>seçilen aralığın alt ve üst sınırları >>seçilen aralığın alt ve üst sınırları arasındaki bölümarasındaki bölüm

1.1. İmajda görünecek BT numarası aralığını belirlerİmajda görünecek BT numarası aralığını belirler2.2. Bu seviyenin üstündeki değerler >>beyazBu seviyenin üstündeki değerler >>beyaz3.3. Bu seviyenin altındaki değerler >>siyahBu seviyenin altındaki değerler >>siyah Window level >> seçilen pencere genişliğinin ortasıWindow level >> seçilen pencere genişliğinin ortası1.1. Monitörde izlenen merkezin BT numarasını belirlerMonitörde izlenen merkezin BT numarasını belirler2.2. Hounsfield skalası üzerinde window genişliği merkezinde Hounsfield skalası üzerinde window genişliği merkezinde

yer alacak alanı gösteriryer alacak alanı gösterir

GÖRÜNTÜLEME ÜNİTESİGÖRÜNTÜLEME ÜNİTESİ HÜ >> -100 ile +150 arasındaki oluşumları daha HÜ >> -100 ile +150 arasındaki oluşumları daha

iyi görmek için WW:250 ve WL:125 olmalıiyi görmek için WW:250 ve WL:125 olmalı HÜ değerine göre gerekirse incelenecek dokuya HÜ değerine göre gerekirse incelenecek dokuya

göre daha hassas ayar yapılmalı >> Örn: Toraks göre daha hassas ayar yapılmalı >> Örn: Toraks kesitinde akciğer incelemesi için pencere kesitinde akciğer incelemesi için pencere içerisinde mediasten ve toraks duvarı gri ölçeğin içerisinde mediasten ve toraks duvarı gri ölçeğin beyaz tonları içerisinde kaybolur. WL arttıkça beyaz tonları içerisinde kaybolur. WL arttıkça mediasten ve toraks duvarı görülür hale gelirmediasten ve toraks duvarı görülür hale gelir

Pencereleme seviyesinin artması HÜ daha Pencereleme seviyesinin artması HÜ daha yüksek oluşumların (kemik gibi)görüntülenmesini yüksek oluşumların (kemik gibi)görüntülenmesini sağlarken,yumuşak doku farklılıklarını azaltırsağlarken,yumuşak doku farklılıklarını azaltır

Dar pencere >>küçük kontrast farklılıklarını Dar pencere >>küçük kontrast farklılıklarını açığa çıkarıraçığa çıkarır

Kontrst farkı az olan dokularda >> dar pencereKontrst farkı az olan dokularda >> dar pencere

GÖRÜNTÜLEME ÜNİTESİGÖRÜNTÜLEME ÜNİTESİ Multiformat kamera >> Multiformat kamera >> Görüntüleri filme Görüntüleri filme

aktaran sistemaktaran sistem Bilgisayar ekranı benzeri bir katot tüpü ve tüpün Bilgisayar ekranı benzeri bir katot tüpü ve tüpün

üç düzlemde hareketini sağlayan mekanik bir üç düzlemde hareketini sağlayan mekanik bir sistemden oluşursistemden oluşur

Lazer KameraLazer Kamera >> Katot ışın tüpü yerine lazer >> Katot ışın tüpü yerine lazer ışınları kullanılırışınları kullanılır

Multiformata göre daha iyi ve detaylı görüntüMultiformata göre daha iyi ve detaylı görüntü


GÖRÜNTÜLEME ALANI (FOV)GÖRÜNTÜLEME ALANI (FOV) İncelenen kesitteki görüntü alanıİncelenen kesitteki görüntü alanı İncelenen objenin boyutuna göre belirlenirİncelenen objenin boyutuna göre belirlenir FOV değeri piksel sayısını değiştirmez, vokseli FOV değeri piksel sayısını değiştirmez, vokseli

etkileretkiler FOV küçülürse >>voksel boyutu daha küçük >> FOV küçülürse >>voksel boyutu daha küçük >>

rezolüsyon artarrezolüsyon artar FOV’un küçültülmesi >>görüntü alanında FOV’un küçültülmesi >>görüntü alanında

izlenen dokunun daha küçük olması izlenen dokunun daha küçük olması >>görüntünün büyümesi >> odaklama (zoom)>>görüntünün büyümesi >> odaklama (zoom)

GÖRÜNTÜLEME ÜNİTESİGÖRÜNTÜLEME ÜNİTESİ Rekonstrüktif Zoomlama >>Rekonstrüktif Zoomlama >>1.1. Büyük FOV değeri seçilen görüntü ve bilgisayar Büyük FOV değeri seçilen görüntü ve bilgisayar

hafızasında dedektörden gelen bilgilerin geldiği hafızasında dedektörden gelen bilgilerin geldiği biçimde durması gerekirbiçimde durması gerekir

2.2. Görüntü üzerinde işaretlenerek belirlenen alanın Görüntü üzerinde işaretlenerek belirlenen alanın yeniden değerlendirilmesi ile yeni görüntü yeniden değerlendirilmesi ile yeni görüntü oluşturulur. Kalite arttırılabiliroluşturulur. Kalite arttırılabilir

İnterpolatif Zoomlama >>İnterpolatif Zoomlama >>1.1. Hafızada görüntünün sayısal değerleri Hafızada görüntünün sayısal değerleri

bulunduğunda yapılabilirbulunduğunda yapılabilir2.2. Görüntü alanındaki işaretlenin bölgedeki tüm Görüntü alanındaki işaretlenin bölgedeki tüm

pikseller genişletilir ve komşu aralıklar, komşu pikseller genişletilir ve komşu aralıklar, komşu piksellerin aritmetik ortalamasına eşit yeni piksellerin aritmetik ortalamasına eşit yeni piksellerle doldurulurpiksellerle doldurulur

3.3. Görüntü büyütülebilir ama detay kalitesi değişmez Görüntü büyütülebilir ama detay kalitesi değişmez

bİlgİsayarli tomografİnİn bÖlÜmlerİ

Documents