En oppsummering med enkelte highlights, men solformørkelse på ...

En oppsummering
med enkelte highlights,
men solformørkelse
på badet.
Jacob Nøtthellen
2010

Presentasjon av
NTH-studenten Jacob
• Hatet ioniserende stråling
• Elsket biokjemi
• Drømte om jobb ved samlebåndet
• Var innom metabolic modelling
• Lagde et plystrende EKG-apparat

En oppsummering av det jeg
har lært og det jeg har gjort
innen faget røntgenfysikk
1988 – 2010.

Gy
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Huddose s.f.a. KAP
514 pasienter på lab 5 gamle RH mars 97 - april 98
y = 1,4E-04x
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
cGycm²

70 %
60 %
50 %
40 %
30 %
20 %
10 %
0 %
Fordeling av maksimal huddose
for 514 pasienter på lab 5
0 - 1 1 - 2 2 - 3 3 - 4
4 - 5
5 - 6
Maksimal huddose / Gy
P(D H/Gy>x) = e -x
6 - 7
7 - 8
8 - 9
9 - 10

Andreas Abildgaard, Jacob Nøtthellen:
Increasing contrast when
viewing radiographic images.
Lyskasse
Røntgenbilde
Radiolog

MODELL

MODELL

MODELL

MODELL

MODELL

MODELL

I
PHYS. MED. BIOL., 1979, Vol. 24, No. 3:
Computation of Bremsstrahlung X-ray Spectra
and Comparison with Spectra Measured with a Ge(Li) Detector
(R. BIRCH and M. MARSHALL).
Spektrene er på formen
N
A
T
T
0
1
m
T
c
Q
dT
dx
og derfor upraktiske i bruk.
0
2
1
exp
C
T
2
0
T
2
cot
dT

I N N D A T A
kV : 80 mAs : 2 Kalibreringsfaktor : 1,000
Anodevinkel er 10° cm : 150
Filtrering : mm Be mm C mm Al mm Cu mm Pb cm PMMA cm vann cm luft cm muskel cm ben
0,0 0,0 3,50 0,10 0,000 0,0 0,0 100 0 0,0
U T D A T A
Luftkerma : 0,021377 mGy ( 2,45 mR )
Fotoner/mm² : 5,172E+05 4,344E-04 mJ/cm²
Fotoner/mm²mGy : 2,420E+07 20,32 mJ/Gycm²
Middelenergi : 49,5 keV
BIRCH & MARSHALL-spektrum
HVL : 4,919 mm Al
HVL : 0,198 mm Cu
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150

Måling handler om å fremskaffe mer
korrekte data enn før måling.
I N N D A T A
kV : 80 mAs : 2 Kalibreringsfaktor : 1,000
Anodevinkel er 10° cm : 150
Filtrering : mm Be mm C mm Al mm Cu mm Pb cm PMMA cm vann cm luft cm muskel cm ben
0,0 0,0 3,50 0,10 0,000 0,0 0,0 100 0 0,0
U T D A T A
Luftkerma : 0,021377 mGy ( 2,45 mR )
Fotoner/mm² : 5,172E+05 4,344E-04 mJ/cm²
Fotoner/mm²mGy : 2,420E+07 20,32 mJ/Gycm²
Middelenergi : 49,5 keV
HVL : 4,919 mm Al
HVL : 0,198 mm Cu
Beregning handler om å fremskaffe mer
korrekte data enn før beregning.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150

Barracuda gir noen ganger mer
korrekte data enn regnearket
SPEKTRUM.
SPEKTRUM gir noen ganger mer
korrekte data enn Barracuda.
Måling + beregning
er alltid best.

Det er nyttig å bruke
matematiske modeller og
beregninger når man skal
gjøre målinger.
På samme måte som det er
nyttig å bruke kart og
kompass når man skal løpe
orientering.
Det er mulig å løpe fortere
uten kart og kompass, men
da vet man ikke alltid hvor
man er og hvor man skal.

Eksempel på måling med Barracuda MPD.
Barracuda-målinger Modell
Barracuda
mm Al mm Cu fokus kV mA ms mAs pps kV ms K A /μGy TF HVL TCu KF μGy (1m) % μGy %kV
0 0 FF 70 10,18 70,265 20,672 343,1 3,38 2,84 1,00 1,02 373 392 5 % 0 %
0 0 GF 70 10,18 70,04 20,675 342,4 3,45 2,87 1,00 1,08 395 391 -1 % 0 %
0 0 GF 70 10,24 70,21 13,086 350,9 3,30 2,80 1,00 1,08 398 401 1 % 0 %
0 0,1 GF 60 20,21 59,911 25,718 221,5 6,97 3,52 0,45 1,08 257 253 -2 % 0 %
0 0,2 FF 90 10,19 89,554 26,727 223,6 10,84 6,36 0,44 1,02 265 256 -4 % 0 %
0 0 FF 66 63 28,18 66,157 65,0235 836,7 3,50 2,73 1,00 1,02 916 956 4 % 0 %
0 0 GF 90 20 9,2 89,425 21,6545 511,0 3,39 3,67 1,00 1,08 581 584 0 % -1 %
0 0 GF 81 20 14,22 80,541 21,181 650,6 3,34 3,25 1,00 1,08 736 744 1 % -1 %
0 0,1 FF 81 20 5,13 79,541 19,664 119,3 7,20 4,76 0,58 1,02 144 136 -6 % -2 %
0 0,1 FF 73 20 3,72 72,469 20,676 65,9 6,89 4,24 0,53 1,02 79 75 -5 % -1 %
0 0,1 FF 73 20 3,72 72,469 20,676 65,9 6,89 4,24 0,53 1,02 79 75 -5 % -1 %
0 0 FF 63 2,97 62,808 6,0605 80,1 3,49 2,60 1,00 1,02 88 92 5 % 0 %
0 0 FF 60 1,94 59,723 4,059 46,3 3,44 2,46 1,00 1,02 51 53 3 % 0 %
0 0 FF 58,5 1,39 57,568 3,03 31,2 3,25 2,30 1,00 1,02 35 36 2 % -2 %

Radiologens dose (DAP)
Fysikerens dose
Serviceingeniørens dose

Monte Carlo, vannfantom, sylindrisk geometri

DI
E
m
All
energi avsatt i
Vekt
av
vannfantomet
vann ( tykkelse felt)
K A = 1 mGy
K W = 0,6 mGy
The dose index, DI, is defined as the energy imparted to the water phantom divided
by the mass of a water cylinder with height equal to the phantom thickness and a
surface area equal to the area of the X-ray beam in the center of the phantom.

90 kV
3,0 mmAl
0,1 mmCu
/ K a
(g/cm²)
40
35
30
25
20
15
10
5
0
100 %
90 %
80 %
70 %
60 %
50 %
40 %
30 %
20 %
10 %
0 %
EI
EI P
EI S
P out
S out
1 10 100
Thickness of water phantom [cm]

60 kV
3,0 mmAl
0,0 mmCu
/ K a
(g/cm²)
40
35
30
25
20
15
10
5
0
100 %
90 %
80 %
70 %
60 %
50 %
40 %
30 %
20 %
10 %
0 %
EI
EI P
EI S
P out
S out
1 10 100
Thickness of water phantom [cm]

Eksempel på måling av dose til fantom.
Lab 6 BORD
Siemens FD 0.00
1.00
Målinger
mmAl 3.465
GF 1.079
FF 1.019
Dato mm Al mm Cu Fokus kV mA ms mAs pps PMMA Dose Felt SPD SID T Cu DF μGy
1.3
Luft
70
ESD
Vann
μ G y
g/cm² mGy cm μGy g/cm² g/cm² P ut Pei Sei 1-P ut E avs P E avs S E avs
16.12.09 0 0 FF 66 58.8 28.88 16.4 400/0 130.4 150 1.00 1.02 552 552 12.3 2.5 16 259 8.7 8.7 0.02 0.26 0.46 0.98 0.26 0.45 0.71
16.12.09 0 0 GF 90 13.1 9.06 20.4 400/0 88.9 115 1.00 1.08 724 724 18.2 1.5 20 335 11.7 11.7 0.01 0.21 0.45 0.99 0.20 0.44 0.64
16.12.09 0 0 GF 81 17.5 13.50 20.4 400/0 88.9 115 1.00 1.08 884 884 16.1 1.9 20 377 10.8 10.8 0.01 0.22 0.46 0.99 0.22 0.45 0.67
16.12.09 0 0 GF 81 7.7 5.94 16.4 400/0 92.9 115 1.00 1.08 356 356 16.1 0.82 16 188 10.2 10.2 0.02 0.22 0.43 0.98 0.21 0.42 0.64
16.12.09 0 0.1 FF 81 12.5 5.35 16.4 560/0 92.9 115 0.58 1.02 175 175 20.1 0.40 16 111 12.3 12.3 0.03 0.20 0.43 0.97 0.19 0.42 0.61
16.12.09 0 0.1 FF 73 7.7 3.62 12.4 560/0 96.9 115 0.53 1.02 82 82 17.9 0.20 12 61.3 10.5 10.5 0.06 0.21 0.41 0.94 0.20 0.39 0.59

Dosemåling på røntgenlab.
Kristin P: mammografi.
Jacob: skjelett, thorax, gjennomlysning, angio/intervensjon.
Kristin P Jacob
Fantom-målinger med
eksponeringsparametre som ved
pasientundersøkelse.
Tykkelse av PMMA-fantom velges
for å gi typiske eksponeringsverdier.
Eksponering med AEC.
Måling av luftkerma og HVL ved de
aktuelle kombinasjoner av kV, mAs
og anode.
Konversjonsfaktorer mellom
luftkerma og organdose finnes fra
tabeller for bryst simulert med
PMMA.
Organdose beregnes ut fra målt
luftkerma og tabulert
konversjonsfaktor.
Måling av luftkerma ved utvalgte
kombinasjoner av kV, mAs og
filtrering.
Beregning av totalfiltrering (TF) og
kalibreringsfaktor (KF) for
luftkerma. Luftkerma kan da
beregnes for alle kombinasjoner av
kV, mAs og filtrering
Fantom-målinger med
eksponeringsparametre som ved
pasientundersøkelse.
Tykkelse av PMMA-fantom velges
for å gi typiske eksponeringsverdier.
Eksponering/gjennomlysning med
AEC.
Beregning av luftkerma ved de
aktuelle kombinasjoner av kV, mAs
og tilleggsfiltrering.
Konversjonsfaktorer mellom KAP og
energy imparted i vann beregnes fra
Monte Carlo-beregninger på
vannfantom.
Doseindeks i vann beregnes ut fra
beregnet luftkerma og beregnet
konversjonsfaktor.

Quality Control in a conventional X-ray laboratory –
routine application of theoretical spectra
Jacob Nötthellen, Ellinor Bilet
Section of diagnostic Physics, Clinic of Oncology and Radiation Therapy, Oslo University Hospital, Norway
I N P U T S
kV : 90 mAs : 12 Calibration factor : 1.050
Anode angel 10° cm : 115
Filtration : mm Be mm C mm Al mm Cu mm Pb cm PMMA cm water cm air cm muscle cm bone mm I
0.0 0.0 3.50 0.10 0.000 0.0 0.0 100 0 0.0 0.0
O U T P U T S
Air kerma : 0.309 mGy ( 35.38 mR )
Photons/m m ² : 7.819E+06 7.106E-03 m J/cm ²
Photons/mm²mGy : 2.531E+07 23.00 mJ/Gycm²
M ean energy : 53.1 keV
HVL : 5.562 mm Al
HVL : 0.239 mm Cu 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
A. The theoretical spectra of Birch and Marshall (1), supplemented with data for characteristic
radiation from the tungsten target, have been implemented in an Excel-worksheet. With the
use of attenuation data for Al, Cu, water and some other materials this worksheet provides
mean energy, air kerma, energy fluency, photon fluency and half value layer.
100 %
INPUTS g/cm²
90 kV
35
90 %
3.50 mmAl
80 %
0.1 mmCu
30
80 cGycm²
70 %
25 cm H2O
25
60 %
OUTPUTS
cm H2O mJ g/cm²
4 4.0 5.0
8 7.3 9.2
12 9.3 11.6
16 10.4 13.0
20 11.1 13.8
24 11.4 14.3
30 11.7 14.7
25 11.5 14.4
20
15
10
5
0
50 %
40 %
30 %
20 %
10 %
0 %
1 10 100
Phantom thickness / cm water
B. A parameterized representation of the air kerma is provided by an Excel-worksheet. An
x-ray multimeter measures the X-ray kilovoltage and the radiation yield. By calibrating
the air kerma measurements against the corresponding calculated values it is possible
to estimate the total filtration and a calibration factor for the radiation yield.
C. The energy imparted to a homogeneous phantom is calculated by combining the nominal kV, mAs and filtration with the theoretical spectra and results of a set of Monte Carlo-simulations.
Selected results
D. As a result the energy imparted can be compared between different laboratories,
procedures and techniques.
P out
S out
Modality Examination
Cu PMMA ESD/s EI/KAP EI/m²s
kV mm cm mGy/s [g/cm²] [mJ/cm²s]
II 1999 Card fluoro 100 0.2 24 0.5 14.7 22
II 1999 Card DCM 78 0 24 7.5 9.8 250
FD 2007 Card fluoro 82 0.2 24 1.1 13.5 48
FD 2007 Card DCM 79 0.1 24 5.5 12.0 225
Modality Examination
Cu PMMA ESD/s EI/KAP EI/m²s
kV mm cm mGy/s [g/cm²] [mJ/cm²s]
II 1993 ERCP fluoro 103 0 24 0.4 13.7 16
FD 2008 ERCP fluoro 87 0.3 24 0.1 14.8 2.7
Modality Examination
CR 1993
CR 1999
FD 2008
Chest front
Chest front
Chest front
Cu PMMA
kV mm cm
125 0 12
125 0 12
140 0.3 12
ESD
mGy
EI P
EI S
EI
EI/KAP EI/m²
[g/cm²] [mJ/cm²]
11.2 30
12.3 10
14.1 7.1
Reference List
(1) R.Birch, M.Marshall. Computation of Bremsstrahlung X-ray Spectra and Comparison with Spectra Measured with a Ge(Li) Detector.
Phys Med Biol 1979;24(3):505-17.
0 4
0.00118 8 7 9 0 3.933 3.917
3.5 % LF SF fl mF 0.921 0.929
6.2 % 0.968 0.957
0
Angio 6 Siemens
0.926 0.925
0 1
0 2006 2008
0
0
0
mmAl 3.933 mmAl 3.933
LF 0.921 LF
SF 0.968
0.921
SF 0.968
fl 0.926 fl 0.926
mF mF
6 % 1 %
-2 % -2 %
Barracuda MPD Model Barracuda
Focal
μGy (1m)
Date SDD /cm mm Al mm Cu spot kV mA ms mAs pps kV ms K A/μGy TF HVL TCu CF % μGy %kV
fl 80 7.1 5.2 12.5 79.149 12451.8 101.1 11.50 5.79 0.40 0.93 6 % -1 %
19.07.06 89.4 0 0.2 76 81
19.07.06 89.4 0 0.2 fl 80 8.2 8 12.5 79.137 7503.87 155.8 11.50 5.79 0.40 0.93 117 125 6 % -1 %
19.07.06 89.4 0 0.2 fl 83.9 8.2 7.5 12.5 82.724 4489.22 163.5 11.50 6.04 0.42 0.93 128 131 2 % -1 %
19.07.06 89.4 0 0.2 fl 100 8.6 5.6 12.5 98.779 6979.58 205.7 11.50 7.06 0.50 0.93 159 164 4 % -1 %
19.07.06 89.4 0 0.2 fl 100 9.7 6.3 12.5 100.86 9404.41 227.1 11.50 7.19 0.50 0.93 178 182 2 % 1 %
19.07.06 89.4 0 0.2 fl 100 11.3 7.4 12.5 100.7 10485.8 272.9 11.50 7.18 0.50 0.93 209 218 4 % 1 %
19.07.06 89.4 0 0.2 fl 125 14.1 6.7 12.5 126.37 6455.29 419.0 11.50 8.55 0.58 0.93 331 335 1 % 1 %
19.07.06 89.4 0 0.2 fl 125 14.1 6.7 12.5 126.48 7569.4 431.0 11.50 8.55 0.58 0.93 331 344 4 % 1 %
19.07.06 89.4 0 0.2 fl 100 10.7 7 12.5 100.77 9207.81 253.6 11.50 7.18 0.50 0.93 198 203 2 % 1 %
19.07.06 89.4 0 0 LF 79.2 6.9 69.173 12.5 77.96 7852.33 3130.3 3.93 3.44 1.00 0.92 2466 2502 1 % -2 %
19.07.06 89.4 0 0 LF
802
79.2 802 6.9 69.173 12.5 77.975 7852.3 3124.7 3.93 3.44 1.00 0.92 2466 2497 1 % -2 %
19.07.06 89.4 0 0 SF 81.2 343 6.5 27.869 12.5 80.169 7852.33 1418.0 3.93 3.54 1.00 0.97 1098 1133 3 % -1 %
19.07.06 89.4 0 0 SF 96 310 6.8 26.35 12.5 94.272 7852.33 1872.8 3.93 4.20 1.00 0.97 1438 1497 4 % -2 %
19.07.06 89.4 0 0 LF 75.9 802 6.9 69.173 12.5 75.032 7852.33 2853.6 3.93 3.30 1.00 0.92 2263 2281 1 % -1 %
19.07.06 89.4 0 0 LF 105 708 9.4 83.19 12.5 103.04 7854.85 6735.0 3.93 4.61 1.00 0.92 5121 5383 5 % -2 %
19.07.06 89.4 0 Measured 0 LF Tube 125 voltage 596 is too 10 high for 74.5 the selected 12.5 range. 7855.86 Click "adjust 7981.5 meter" - and select - another 1.00range. 0.92 6325 6379 1 %
the 7855.86 "Adjust 7983.8 meter" button - change - 1.00 "Tube 0.92 voltage 6325 sensitivity". 6381 1 %
19.07.06 89.4 Tube voltage 0 cannot 0 be LFmeasured, 125 the 596 exposure 10 rate 74.5 is too 12.5 high. Click and
7855.86 8386.2 3.93 5.61 1.00 0.92 6325 6703 6 % 19.07.06 89.4 0 0 LF 125 596 10 74.5 12.5 125.02 0 %
19.07.06 89.4 0 0 SF 87.6 327 6.5 26.569 12.5 86.467 7851.82 1607.8 3.75 3.74 1.00 0.97 1215 1285 6 % -1 %
19.07.06 89.4 0 0.2 SF 70 224 4.1 11.48 12.5 69.51 7849.31 137.6 10.66 4.91 0.34 0.97 113 110 -2 % -1 %
19.07.06 89.4 0 0.2 LF 70 270 3.6 12.15 12.5 69.363 7849.31 138.3 10.66 4.90 0.34 0.92 113 111 -2 % -1 %
19.07.06 89.4 0 0.2 SF 70 249 4.5 14.006 12.5 69.581 7849.81 171.4 10.66 4.92 0.34 0.97 137 137 0 % -1 %
19.07.06 89.4 0 0 SF 70 241 4.4 13.255 12.5 69.391 7850.32 494.0 3.71 2.95 1.00 0.97 386 395 2 % -1 %
19.07.06 89.4 0 0 SF 81.3 342 6.5 27.788 12.5 80.177 7852.33 1429.1 3.85 3.50 1.00 0.97 1097 1142 4 % -1 %
Angio 6 Table
Siemens 0.30
0.93
Set-ups and readings
Measurements with Barracuda MPD
Date 29.12.08 Angio 6
TF: 3.935 Total filtration
LF: 0.922 Calibration factor
SF: 0.969 Calibration factor
fl: 0.926 Calibration factor
SDD 89.4
mmAl 3.917
LF 0.929
SF 0.957
fl 0.925
μGy og m² relate to the exit surface of the phantom.
Barracuda MPD
Model Barracuda
Focal
mm Al mm Cu spot kV pmA ms mA pps kV ms μGy/s TF HVL pps μGy/p TCu CF μGy/mAs (1m) % μGy %kV Comments
GF 81.4 804 6.4 64 12.5 78.8 7852 3064.0 4.37 3.68 12.6 27.73 1.00 0.92 37.7 38.1 1 % -3 %
0 0
0 0 GF 81.4 804 6.35 64 12.5 78.8 7852 3062.5 4.37 3.68 12.6 27.71 1.00 0.92 37.7 38.4 2 % -3 %
0 0 GF 86.3 806 6.4 64 12.5 83.2 7852 3472.0 4.41 3.91 12.6 31.42 1.00 0.92 42.3 43.0 2 % -4 %
0 0 GF 70 684 5.9 50 12.5 68.7 7851 1727.8 4.23 3.14 12.6 15.63 1.00 0.92 27.7 27.4 -1 % -2 %
0 0.2 FF 70 312 5.5 21 12.5 68.9 7851 250.4 11.6 5.04 12.6 2.27 0.34 0.97 9.8 9.3 -5 % -2 %
0 0.2 FF 70 312 5.5 21 12.5 68.9 7851 250.9 11.6 5.04 12.6 2.27 0.34 0.97 9.8 9.3 -5 % -2 %
0 0.2 GF 70 404 4.1 21 12.5 68.8 7849 252.2 11.6 5.04 12.6 2.28 0.34 0.92 9.3 9.7 4 % -2 %
0 0 GF 99 754 8.9 84 12.5 98.0 7854 5965.4 4.0 4.40 12.6 54.00 1.00 0.92 55.1 56.8 3 % -1 %
0 0 GF 113 653 8.7 71 12.5 113.2 7854 6780.0 4.0 5.10 12.6 61.38 1.00 0.92 70.6 76.3 8 % 0 %
0 0.2 fl 125 6.8 12.5 126.1 13624 420.1 11.2 8.36 12.6 3.82 0.58 0.93 49.4 49.4 0 % 1 %
0 0.2 fl 100 6.4 12.5 102.1 11137 226.8 11.2 7.17 12.6 2.06 0.50 0.93 28.3 28.3 0 % 2 %
0 0.2 fl 80 8.8 12.5 78.7 14098 162.1 - - 12.6 1.46 0.40 0.93 14.7 14.8 1 % -2 %
This is a complete set of measurements
E. A spin-off product of this method is an Excel-worksheet where the measured and
calculated air kerma can be compared immediately after the exposure.
1.3
Air
60
ESD
Water
Date mm Al mm Cu Focus kV mA ms mAs pps PMMA Dose FOV SPD SID T Cu CF μGy μGy g/cm² mGy H2O mJ/m² g/cm² g/cm² Pout Pei Sei 1-Pout EIP EIS EI
29.12.08 0 0.2 fl 80 3.8 5.8 3.8 12.5 16 F 17 80.3 100 0.40 0.93 60 52 23.4 0.2 16 7.2 13.7 12.0 0.03 0.19 0.42 0.97 0.18 0.41 0.59
29.12.08 0 0 SF 70 322 5.6 22.5 12.5 16 DCM 8s 17 80.3 100 1.00 0.96 702 605 14.2 2.0 16 57.9 9.6 8.2 0.02 0.24 0.45 0.98 0.23 0.44 0.67
29.12.08 0 0.2 fl 80 7.4 7.5 7.4 12.5 20 F 17 76.3 100 0.40 0.93 117 102 23.4 0.3 20 14.7 14.5 12.6 0.01 0.19 0.44 0.99 0.18 0.43 0.62
29.12.08 0 0 LF 70 752 6.3 59.2 12.5 20 DCM 8s 17 76.3 100 1.00 0.93 1789 1542 14.2 5.2 20 154.7 10.0 8.6 0.01 0.24 0.48 0.99 0.24 0.47 0.71
29.12.08 0 0.2 fl 100 6.5 9.6 6.5 12.5 24 F 17 72.3 100 0.50 0.93 199 175 28.3 0.6 24 29.1 16.6 14.7 0.01 0.17 0.42 0.99 0.17 0.42 0.59
29.12.08 0 0 LF 82.5 804 6.4 64.3 12.5 24 DCM 8s 17 72.3 100 1.00 0.93 2713 2365 17.4 7.9 24 280.2 11.9 10.3 0.01 0.21 0.47 0.99 0.21 0.47 0.68
29.12.08 0 0.2 fl 125 6.3 13.0 6.3 12.5 28 F 17 68.3 100 0.58 0.93 336 299 32.0 1.0 28 54.6 18.2 16.3 0.00 0.16 0.41 1.00 0.16 0.41 0.57
29.12.08 0 0 LF 96 787 7.5 73.8 12.5 28 DCM 8s 17 68.3 100 1.00 0.93 4178 3675 20.6 12.3 28 499.0 13.6 11.9 0.00 0.19 0.47 1.00 0.19 0.47 0.66
29.12.08 0 0.2 fl 125 6.8 14.1 6.8 12.5 32 F 17 64.3 100 0.58 0.93 363 323 32.0 1.1 32 59.8 18.5 16.5 0.00 0.16 0.42 1.00 0.16 0.42 0.58
29.12.08 0 0 LF 103 726 8.9 80.8 12.5 32 DCM 8s 17 64.3 100 1.00 0.93 5226 4615 22.2 15.5 32 668.1 14.5 12.8 0.00 0.19 0.47 1.00 0.19 0.47 0.65
Poster i
Malmö
2009.
Ellinor har langt
på vei utviklet
dette videre til
en artikkel.

Birch & Marshall
SPEKTRUM10
PARAMETRISERING
av primær K A.
EXCEL-ark for Barracuda
Barracuda
PARAMETRISERING
av spektrum.
PARAMETRISERING
av sekundær K A.
EXCEL-ark for tilbakespredt stråling.
Monte Carlo
PARAMETRISERING
av primær og sekundær K W.
EXCEL-ark for avsatt energi i vannfantom.
PMMA-fantom

Monte Carlo, vannfantom, sylindrisk geometri

Beregning av luftkerma for tilbakespredt stråling
110 kV [40 - 150]
3 mm Al totalfiltrering uten Cu [2 - 6]
0.2 mm Cu tilleggsfiltrering [0 - 0,5]
30 cm tykt vannfantom
100 cm avstand fra feltsenter på fantom
30 ° fra rett tilbake [20 - 90]
11.3 m²
280 mGy·cm² (KAP)
2.467 Gy
BLÅ tall er input. RØDE tall er svar.

Beregning av luftkerma for tilbakespredt stråling
70 kV [40 - 150]
3 mm Al totalfiltrering uten Cu [2 - 6]
0 mm Cu tilleggsfiltrering [0 - 0,5]
20 cm tykt vannfantom
100 cm avstand fra feltsenter på fantom
60 ° fra rett tilbake [20 - 90]
25.1 m²
280 mGy·cm² (KAP)
1.115 Gy
BLÅ tall er input. RØDE tall er svar.

100 %
90 %
80 %
70 %
60 %
50 %
40 %
30 %
20 %
10 %
0 %
Optimalisering av thorax-
fotografering av barn.
Optimalisering av barnethorax.
Effektiv dose etter optimalisering.
0 - 2 år 2 - 9 år 9 - 16 år

Output Signal
4,50
4,00
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
4096
3584
3072
2560
2048
1536
1024
512
Optimalisering av thorax-
fotografering av barn.
LUT 2 - 15
0
0 512 1024 1536 2048 2560 3072 3584 40965
Intput Signal (log)
0,00
0,0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0
ST-G
ST-L
ST-G
ST-L
Contrast
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
100 %
90 %
80 %
70 %
60 %
50 %
40 %
30 %
20 %
10 %
0 %
Optimalisering av barnethorax.
Effektiv dose etter optimalisering.
0 - 2 år 2 - 9 år 9 - 16 år
LUT 2 - 15
1024 1536 2048 2560 3072 3584 4096
Input Signal (log)
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

MEDICAL IMAGING—
THE ASSESSMENT OF
IMAGE QUALITY
ICRU REPORT 54
88 sider. Alle som skal måle
bildekvalitet bør lese denne.
Men det er tungt stoff.
Ble forståelig takket være
forelesningene til James T
Dobbins III i Malmö 1999.
Fikk også hjelp av
Andreas Abildgaard og
senere av Bente Konst.

The Ideal Bayesian Observer
observert i høstmørket 1999 av Jacob Nøtthellen.
Et lite regneeksempel i to deler.
20 sider
kommentarer til 2
sider i ICRU 54.
Den store dagen
min var da jeg
skjønte PWMF.

MEDICAL IMAGING—
THE ASSESSMENT OF
IMAGE QUALITY
ICRU REPORT 54
….. the effectiveness with which
the image can be used for its
intended task.
ICRU REPORT 54 p. 1
Definisjon på
bildekvalitet.

Et astronomisk eksempel:
Karlsvogna

Et astronomisk eksempel:
Karlsvogna

Et astronomisk eksempel:
Karlsvogna

RELEVANS/VIKTIGHET
Slik øker vi bildekvaliteten.
SYNBARHET/SYNLIGHET

To typer bildekvalitet
1. Alle interessante strukturer skal være
synlige i bildet samtidig.
2. Man kan godta at visse interessante
strukturer kun blir synlige etter
optimal bruk av windowing og zoom.

Jacob Nøtthellen
DQE
MTF
NEQ
VI
NPS
PSF
ROC
SNR
TELLER
FOTONER
En innføring i måling av bildekvalitet – hvorfor og hvordan røntgenfotoner telles
Versjon 10 – 19.6.2002
15 sider.
Et simulert eksempel som
demonstrerer hvorfor det
er mer effektivt å telle
fotoner (NEQ) i et
homogent bilde enn det er
å telle synlige strukturer i
bilder av et fantom.
Metoden som er beskrevet
her kan brukes i praksis.

Hvordan man teller fotoner ut
fra pixelverdier i røntgenbilder.
Simulert
Ekte
NEQ
2
2

DQE I
( 0)
NEQ(
0)
N N D A T A
kV : 90 mAs : 25 Kalibreringsfaktor : 1.000
Anodevinkel er 10° cm : 100
Filtrering : mm Be mm C mm Al mm Cu mm Pb cm PMMA cm vann cm luft cm muskel cm ben mm I
0.0 0.0 3.00 0.20 0.000 20.0 0.0 100 0 0.0 0.0
U T D A T A
Luftkerma : 0.00477 mGy ( 0.55 mR )
Fotoner/mm² : 1.471E+05 1.502E-04 mJ/cm²
Fotoner/mm²mGy : 3.085E+07 31.49 mJ/Gycm²
Middelenergi : 61.4 keV
Jacob Nøtthellen
DQE
MTF
NEQ
HVL : 8.411 mm Al
NPS
PSF
ROC
SNR
VI
TELLER
FOTONER
En innføring i måling av bildekvalitet – hvorfor og hvordan røntgenfotoner telles
Versjon 10 – 19.6.2002
HVL : 0.451 mm Cu 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150

75 %
74 %
73 %
72 %
71 %
70 %
69 %
68 %
67 %
66 %
65 %
“DQE”(0)
Detektor i bord 16 mAs.
01.07.06 01.07.07 01.07.08 01.07.09 01.07.10 01.07.11

“NEQ”. Fotoner pr. mm²
1.0E+06
1.0E+05
1.0E+04
Dekorrelasjonskurve sammenlignet med Siemens (lab 7 WS).
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Pixelpar pr. mm
GE
Siemens
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
“MTF”
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
lp/mm
" MTF"
( ) (" NEQ"
( 0)
/" NEQ"
(
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
“MTF lab 3”
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Lp/mm
))
( 0,
072
0,
665
25.11.09
25.10.10
GE
Siemens
GE MTF
0,
5
)

Fantom og scatter.
SNR
2
C
P
2
P
2
S
C
2
P
1
I N N D A T A
kV : 90 mAs : 25 Kalibreringsfaktor : 1.000
Anodevinkel er 10° cm : 100
Filtrering : mm Be mm C mm Al mm Cu mm Pb cm PMMA cm vann cm luft cm muskel cm ben mm I
0.0 0.0 3.00 0.20 0.000 20.0 0.0 100 0 0.0 0.0
U T D A T A
Luftkerma : 0.00477 mGy ( 0.55 mR )
Fotoner/mm² : 1.471E+05 1.502E-04 mJ/cm²
Fotoner/mm²mGy : 3.085E+07 31.49 mJ/Gycm²
Middelenergi : 61.4 keV
HVL : 8.411 mm Al
HVL : 0.451 mm Cu 0
1
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
SPR

Bilde uten raster

Bilde uten raster
Beam stops

Bilde uten raster
Beam stops
S

Bilde uten raster
P
Beam stops
S

P
Bilde uten raster
Beam stops
Hull
SNR
2
C
P
2
P
2
S
S
25

P
Bilde uten raster
Beam stops
Hull
S
Hull

How to make a decision on using grid or not?
Jacob Nøtthellen, Bente Konst, Arne Skretting, Andreas Abildgaard
SNRif² can now be expressed by the formula
SNR
2
if
T
P
1
1
SPR
SPR
without grid
Since SNR is not an explicit part of this formula it is not necessary
to know SNRwith grid and SNRwithout grid to calculate SNRif².
Alternatively, SNRif² can be expressed with the equivalent equation
2
SNRif TP
2
B
.
with
grid
.

How to make a decision on using grid or not?
Jacob Nøtthellen, Bente Konst, Arne Skretting, Andreas Abildgaard
In these maps the white areas represent SNRif² ≤ 1. They are regions
where the grid causes a reduction in the SNR. Black areas, if present,
represent SNRif² ≥ 2. SNRif² = 1 corresponds to unchanged SNR. SNRif² =
2 corresponds to the same increase in the SNR as will doubling the dose.
In each SNRif²-map there is a scale for SNRif², 1.00 (white) – 1.25 – 1.50 –
1.75 – 2.00 (black).

Rekursiv filtrering. K-faktor.

Input
Add
Rekursiv filtrering
A /(1+K) Memory Output
M
K

Standardavvik/standardavvik(1s)
2
1.5
1
0.5
0
Bilde av
4 mm Cu
med Xres
Gjennomlysning 2-3 mm Cu
0.1 1 10
Sekunder gjennomlysning
Philips Allura 12 pps
GE Innova 15 pps
Siemens AXIOM Artis 10 pps
K=Auto2

Philips Allura.
Gjennomlysning med og uten Xres.
Tilsvarer ekvivalent dosefaktor ≈ 40.

Jacobs TID-i-meter

Mach-bånd

Mach-bånd

1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
Skarphet og romlig oppløsning
MTF
Gauss
Meksikansk hatt
Gauss
Meksikansk hatt

Skarphet og romlig oppløsning

Skarphet og romlig oppløsning

Skarphet og romlig oppløsning
Objekt
Gauss
Meksikansk hatt

Hva er dette?

To nålehullmatriser
BLY PAPP

Fokusstørrelsen måles
bedre med pin-hole-camera
enn med en konvolusjon.
Men en solformørkelse kan
med fordel oppleves som en
konvolusjon.