Einführung in die medizinische Bildverarbeitung SS 2013

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Grundlagen - Bilderzeugung Computertomographie a solid metal anode, and consists of waves with a range of wavelengths rou between 10 −8 mand10 −13 m. Thus, the radiation energy depends on the elec velocity, ν,whichinturndependsontheaccelerationvoltage,U a ,betweencat and anode so that with the simple conservation of energy 3 eU a = 1 2 m eν 2 ‣ Erzeugung von Röntgenstrahlen the (etwas electron velocity ausführlicher) can be determined. ‣ wie schon erwähnt, es handelt sich um eine Elektromagnetische Strahlung 2.2.1 ‣ Wellenlänge liegt etwa zwischen 10 -8 m und X-ray 10 -13 Cathode m ‣ Die Strahlung entsteht beim Abbremsen der Elektronen, wenn sie auf die Anode treffen ‣ → Strahlungs-Energie hängt von der Elektronengeschwindigkeit v und damit von der Beschleunigungsspannung U a ab In medical diagnostics acceleration voltages are chosen between 25kV and 15 for radiation therapy they lie between 10kV and 300kV, and for material te they can reach up to 500kV. Figure 2.1 shows a schematic drawing of an X eU a = 1 2 m e v2 mit: e = 1,602 ⋅10 −19 C (Ladung eines Elektrons) und m e = 9,109 ⋅10 −31 kg (Masse eines Elektrons) ‣ Aus der Thermodynamik... ‣ durch Beschleunigen und Abbremsen von geladenen Teilchen werden elektromagnetische Wellen erzeugt ‣ Durch ein einzelnes Elektron entstehen gewöhnlich mehrere Photonen die ausgesandt werden Fig. 2.1. Schematic drawing [Quelle: of an X-ray Buzug, T., tube. Computed Thermal Tomography electrons - From escape from a cathod Photon Statistics to Modern Cone-Beam CT] ment that is directly heated to approximately 2,400K. The electronsareacceleratedi electric field between cathode and anode. X-ray radiation emerges from the decelerat the fast electrons following their entry into the anode material 1 Charge of electrons: e = 1.602 ċ 10 −19 C; mass of electrons: m e = 9.109 ċ 10 −31 kg. 2 There is no clear definition of the X-ray wavelength interval. The rangeoverlaps © Stephan Gimbel Einführung in die medizinische Bildverarbeitung h_da
Grundlagen - Bilderzeugung Computertomographie ‣ Projektionen ‣ Für jeden Winkel wird ein Abschwächungsprofil oder auch Projektion erstellt, aus denen sich 2.2 Medizinische Grundlagen 10 das Originalbild rekonstruieren lässt. Je mehr Projektionen (aus unterschiedlichen Winkeln) es gibt, desto genauer die Rekonstruktion konventionellen Radiologie bekannt, denn dadurch würden sich die gleichen Nachteile ergeben. Vielmehr werden mehrere Durchleuchtungen oder Scans pro Schicht unter einem anderen Winkel durchgeführt, wobei jeder dieser einzelnen Scans in einem Intensitätsprofil abgebildet und anschließend als Schwächungsprofil oder auch Projektion ausgewertet wird. [Quelle: Universität Bonn, K. f. E.: Computertomographie (CT)] Abbildung 2.5: Erstellung einer Projektion durch durchleuchten einer zu Untersuchenden Struktur und erfassen der abgeschwächten Röntgenstrahlung durch einen Detektor [17] Die Veränderung des Durchleuchtungswinkels erfolgt durch die Rotation von Strahlenquelle © Stephan Gimbel und Detektor, Einführung welche gegenüberliegend in die medizinische auf einem Bildverarbeitung Ring, genannt Gantry angeordnet sind. h_da
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