TEMEL ULTRASONOGRAFİ FİZİĞİ - Tıbbi Görüntüleme Teknikleri

DERS: RADYASYON FİZİĞİ
BÖLÜM-5
TEMEL ULTRASONOGRAFİ FİZİĞİ
US görüntüleri kesitsel ve gerçek zamanlı olarak elde edilmektedir. özellikle
BT ve MRG ile karşılaştırıldığında göreceli olarak daha ucuz ve kolaylıkla
taşınabilir özelliktedir. Ayrıca hastaya bilinen bir risk oluşturmamaktadır.
Saniyedeki titreşim sayısına frekans denir. Sesin frekans ölçüsü Hertz’dir ve 1
Hertz saniyedeki titreşim sayısını gösterir. Normal insan kulağı tarafından
işitilebilen ses frekansı 20-20 bin Hertz (Hz) arasındadır (1000Hz=1kHz, 1000
kHz=1MHz). Bu sınırların üst ve altındaki değerlere infra- veya ultrasonik sesler
denir. Tıpta tanısal alanda kullanılan ultrasonografik sesin frekansı 2-15 MHz
arasındadır.
Ses dalgasının oluşumu
Görüntülemeyi sağlayan ultrason ses dalgaları pulslar (vurular) halinde
transdüser denen aletlerde üretilir. Genel olarak transdüser enerjinin bir formunu
başka bir forma çeviren alet olarak tanımlanır. Ultrason transdüseri ise elektrik
enerjisi ve ultrason dalgaları (mekanik enerji) arasındaki çevrimi sağlar. US
transdüserlerinin en önemli komponenti piezoelektrik maddelerdir. Bunlar elektrik
enerjisi ile mekanik titreşim ve mekanik titreşim ile de elektrik sinyali oluştururlar.
Buna piezo- elektrik olay denir. (Piezo=basınç). Piezoelektrik elemana elektrik
uygulandığında titreştirir ve ultrasonik ses dalgası oluşumunu sağlar. Gönderilen
eko yansıyıp tekrar piezoelektrik elemana döndüğünde onu titreştirir ve elektrik
sinyallerine dönüştürülür.
Ses dalgasının doku ile etkileşimi
Ses dalgası akustik empedansı değişmeyen bir doku içerisinde ilerlerken
yönünde durmaksızın devam edecektir. Eğer yayıldığı ortamın akustik
empedansından farklı bir ortamla karşılaşırsa, bu iki ortamın arayüzeyinde 3
farklı durum ortaya çıkabilir:
• Yansıma (reflection)
• Geçiş ve kırılma (transmission/ refraction)
• Saçılma (scattering)
Transdüserler
• Çevirici olarak Türkçeleştirilebilir. Ancak pratikte genel olarak ‘prob’
şeklinde tanımlanırlar. Ultrasonografik teknolojide elektrik enerjisinin ses
enerjisine ve tersine ses enerjisinin de elektrik enerjisine dönüşümünü sağlar.
1

Transdüser tipleri
Temelde iki tip ultrason tarama metodu vardır . Lineer ve sektör.
• Lineer formatta dikdörtgen şeklinde FOV meydana gelir.
• Sektör formatta dilimlenmiş pasta şeklinde bir görüntü oluşturulur. Genelde
sektör probların şekli vücut yüzey düzensizliklerine uygunlukla yerleştiğinden
daha iyi görüntü oluşturur.
BİLGİSAYARLI TOMOGRAFİ, TERMİNOLOJİ, TARİHÇE,
GÖRÜNTÜ OLUŞUM SÜRECİ
Tomografi; Yunanca tomos (kesit) ve graphia (görüntü) kelimelerinden
oluşmakta ve kesitsel görüntü anlamına gelmektedir.
İlk klinik prototip BT cihazı Londra’da kullanılmıştır. Bu BT’de beyin
görüntüleri elde olunmuş olup, bir kesit için tarama süresi 4.5 dakika ve bu kesit
için görüntü oluşum süresi 20 dakika idi. Hounsfield 1979 yılında bu büyük
başarıları nedeniyle Nobel Tıp ödülünü kazanmıştır.
Türkiyede ilk BT Hacettepe Üniversitesinde 1976 yılında kurulmuş ve
sadece beyin tetkiki için kullanılmıştır. 1970’li yılların başında sadece beyin BT
şeklinde kullanıma giren BT günümüzde 64 dedektörlü tomografiler şeklinde
baştan ayağa kadar çok hızlı iki ve üç boyutlu görüntüleme haline gelmiştir. Yine
başlangıçta bir kesitin çekim ve oluşumu için 20-25 dakika gerekli iken
günümüzde tüm vücut, saniyeler içinde görüntülenebilmekte ve bir kesitin
görüntülenmesi real time’a yakın şekilde elde edilebilmektedir.
BT çalışma prensibi olarak 4 üniteden oluşur:
1- Kaynak: X- ışın tüpü
2- Dedektör: Hastadan geçen ışınları toplar.
3- Bilgisayar: Dedektörden gelen bilgileri alır, depolar ve görünür hale
dönüştürür.
4- Monitör: Bilgisayarda oluşan dijital görüntüleri gösterir.
BT’de görüntü oluşumu üç aşamada gerçekleşir:
1. Tarama fazı- data: Yelpaze şeklinde X- ışınları vücudu delerek
dedektörler tarafından absorbsiyon miktarı ölçülür. Dedektörler filmin yerine
geçmiştir
2. Rekonstrüksiyon fazı dijital görüntüye dönüştürülür.
Dedektörlerden elde edilen elektrik sinyallerinin tarama alanını temsil
edecek sayılardan oluşmuş haritaya dönüştürme işlemine rekonstrüksiyon denir.
Bu işlemin yapılması için algoritmler kullanılır.
2

Görüntü birçok sayısal verilerden meydana gelmektedir. Bu sayısal
noktacık şeklindeki verilerin en küçüğüne PİKSEL denir.
Pi (Picture) x el (element)
Bu verilen derinliği düşünüldüğünde hacim söz konusu olup, en küçük hacim
elemanına VOKSEL
Vo (Volume) x el (element) denir.
3. Dijital- analog dönüşüm fazı- grinin tonları şeklinde görülebilir hale
getirilir.
HELİKAL BT, ÇOKKESİTLİ BT VE ELEKTRON DEMETİ BT
A. HELİKAL BT
1988 yılında geliştirilen helikal veya spiral bilgisayarlı tomografi (BT), tek bir
nefes tutma süresinde gerçek 3 boyutlu görüntüleme imkanı sunması ile kesitsel
3

görüntülemede önemli bir çığır açmıştır. Helikal BT görüntülemedeki temel ilke,
tüp ve dedektörler hasta çevresinde sürekli dönerken hasta masasının eş
zamanlı olarak hareket etmesi ve bu esnada dokudan 3 boyutlu projeksiyon
verilerinin alınmasıdır. Yani, konvansiyonel cihazların aksine hasta kesit kesit
görüntülenmez, hasta masası belli bir hızla sürekli hareket eder ve hasta
hacimsel olarak görüntülenir. Tüp- dedektör donanımı 3. kuşak BT’lerdeki gibidir;
fan şeklinde ışın demeti üreten X- ışın tüpü ve 500-900 dedektör elemanından
oluşan tek sıralı körvilineer dedektör dizisi karşılıklı olarak dönerler, ancak bu
dönüş 3. kuşak BT’lerde her kesit için bağımsız olurken, Helikal BT’de dönüş
süreklidir. Helikal BT’de, 3. jenerasyon BT’lerden farklı olarak 3 teknolojik yenilik
vardır.
Yüksek kapasiteli X- ışın tüpleri
Kısa sürede uzun mesafelerin incelenebilmesi ve incelemeler arasında
tüpün soğuması için zaman kaybedilmemesi için helikal BT tüpünün anot ısı
kapasitesi yüksek olmalıdır. Bugün kullanılan helikal BT cihazlarının ısı
kapasitesi 5-8 milyon ısı ünitesi (heat unit) dolayında olup, ısı atılımı da (soğuma)
yüksektir.
Helikal BT ile birlikte BT inceleme parametrelerine yenileri girmiştir;
a-Pitch,
b-Efektif kesit kalınlığı ve
c- Rekonstrüksiyon aralığı
Pitch: Tüpün 360° dönüşü esnasındaki masa hareketinin ışın
kolimasyonuna oranı olup, görüntü kalitesi ve hasta dozu açısından çok önemli
bir ölçüttür. Pitch değerinin 1’den düşük olması anatominin üst üste binmesini ve
dolayısıyla hasta dozunun arttığını gösterirken, 1’den büyük değerler spiralin
açıldığını, dolayısıyla daha uzun mesafelerin daha düşük radyasyonla
incelendiğini gösterir. Ancak yüksek pitch değerlerinde z- eksenindeki çözünürlük
4

azalır, efektif kesit kalınlığı artar, multiplanar ve 3- boyutlu rekonstrüksiyonların
kalitesi düşer ve gürültü artar. Klinik kullanımda pitch değeri 1-2 arasında seçilir.
Efektif kesit kalınlığı: Pratikte 180 ° lineer interpolasyonda pitch değeri 1
ise efektif kesit kalınlığı ışın kolimasyonuna eşittir. Helikal BT’de inceleme
yaparken kolimasyon ve pitch değeri uygun şekilde seçilmelidir. z- ekseninde 20
cm mesafe incelenecek olsun. Rotasyon zamanını 1 s olarak cihazla bu mesafeyi
5-mm kolimasyon ve pitch=1 seçerek taranırsa, inceleme 40 sn sürer ve efektif
kesit kalınlığı=5 mm olur. Oysa aynı mesafeyi 3-mm kolimasyon ve pitch=2
seçerek tararsa, inceleme 34 sn sürer ve efektif kesit kalınlığı=3.9 mm olur. Yani
pitch 2 kat artarsa radyasyon dozu 2 kat azalır, inceleme mesafesi 2 kat artar,
ancak efektif kesit kalınlığı yaklaşık %28 artar. Dolayısıyla, uygun seçimle işlem
daha ince kesit kalınlığı kullanarak daha kısa sürede tamamlanabilir.
Rekonstrüksiyon aralığı: Helikal BT’nin önemli avantajlarından biri veri
kaydının devamlı olması nedeniyle, z- ekseni boyunca herhangi bir noktadan BT
görüntüsü oluşturulabilmesidir. Rekonstrüksiyon aralığı (rekonstrüksiyon
intervali=RI), rekonstrükte edilen ardışık 2 kesit arasındaki mesafeyi belirtir.
İncelemedeki kesit kalınlığı değişmez, ancak üst üste binen kesitler (overlapping)
alınabilir. Böylece z- ekseni boyunca örnekleme iyileşir, parsiyel hacim etkisi
azalacağından lezyon saptama oranı, multiplanar ve 3- boyutlu
rekonstrüksiyonların kalitesi artar. Ancak buna bağlı rekonstrüksiyon zamanı uzar
ve kesit sayısı artar. Özellikle küçük yapıların ayırt edilebilmesi için, RI en az
%30 overlap olacak şekilde seçilmelidir. Optimum multiplanar ve 3- boyutlu
rekonstrüksiyon için RI efektif kesit kalınlığının %50’sini geçmeyecek şekilde
seçilmelidir. Böylece kesitler arasında %50 overlap olacak ve özellikle kesit
aralarında kalan lezyonlar ortaya çıkacaktır. Üst üste binen kesitler matematiksel
yolla elde edildiğinde (x- ışını üst üste binmez) görüntü kalitesindeki iyileşme
hastaya fazla doz vermeden sağlanır.
Helikal BT’nin avantajları
Tetkik süresinin kısalması ve hacimsel veri toplanmasına bağlı olarak
helikal BT incelemelerinde hasta ve solunum hareketlerine bağlı artefaktlar veya
5

yanlış veri kaydı önlenir, dinamik ve fazik incelemeler ve BT anjiografi
incelemeleri yapılabilir. Veri hacimsel olduğundan taranan hacmin herhangi bir
yerinden görüntü rekonstrüksiyonu yapılabilir. Paranazal sinüs ve intervertebral
disklere yönelik incelemelerde hastaya veya gantriye açı vermeden tarama
yapılıp, daha sonra istenilen açıda ve olanda görüntü oluşturulabilir. Sanal
kolonoskopi veya bronkoskopi yapılabilir. Z- eksenindeki çözümlemenin
iyileşmesi ile yüksek kalitede 3- boyutlu rekonstrüksiyonlar yapılabilir. İnce kesit
(1 mm) ve pitch değeri 1 seçilerek izotropik rekonstrüksiyonlara yakın görüntüler
elde edilebilir. Ancak bu şekilde görüntüleme kısa mesafeler için ve hasta
nefesini tutabildiği sürece mümkündür. Uzun mesafe taramalarında ise pitch ve/
veya, kolimasyon artırılmalıdır, bu da z- eksenindeki çözünürlüğü azaltır. Yüksek
z- ekseni çözünürlüğünü koruyarak uzun mesafe taramaları için 1998’de Çok
kesitli BT geliştirilmiştir.
B. ÇOK KESİTLİ BT
X- ışınlarının daha etkin kullanılmasıyla daha uzun mesafeler z- ekseni
çözünürlüğünü koruyarak taranabilir. Bu amaçla çoğul sıralı dedektör dizaynı
geliştirilmiştir. Bu sistemde helikal BT’den farklı olarak dedektörler tek sıra değil,
2 veya daha fazla (4, 16, 32, 40, 64 vb) sıra halinde dizilmiş,. Gantri rotasyon
zamanlarının da düşük olması nedeniyle bu cihazların performansı artırılmıştır.
Bu gelişme daha kısa görüntüleme süresi, daha uzun görüntüleme mesafesi ve
daha ince kesit kalınlığı amacıyla kullanılabilir. Örneğin, 0.5 s rotasyon zamanlı
ve 4-dedektör sıralı bir cihazın performansı 1 s rotasyon zamanlı tek sıra
dedektörlü helikal BT’ye göre 8 kat daha iyidir. Bu aynı kesit kalınlığı için 8 kat
daha hız, aynı mesafe için 8 kat daha ince kesit veya aynı sürede 8 kat daha
uzun mesafe taraması şeklinde kullanılabilir. Çokkesitli BT’de dedektör sıra
sayısı kesit sayısından daha fazla olduğundan çok dedektörlü BT yerine
çokkesitli BT terimini kullanmak daha uygundur (4 kesit BT için, General
6

Electrics’te 16 sıra, Philips ve Siemens’te 8 sıra, Toshiba’da ise 34 sıra dedektör
bulunur).
Kesit kalınlığı seçimi
Çok kesitli BT’de kesit kalınlığı hasta öncesi ve sonrası kolimasyon ve veri
alma sistemi ile kombine edilecek dedektör sıra sayısınca belirlenir. Dolayısıyla 4
kesitli BT’de 4x5 mm, 4x2,5 mm, 4x1 mm ve 2x0.5 mm kalınlıkta kesitler almak
mümkündür.
Çok kesitli BT’de pitch ve Görüntü rekonstrüksiyonu
Farklı çok kesitli BT üreticilerinin pitch için farklı tanımlamalar yapması kafa
karışıklığına yol açmaktadır. Doğru olan evrensel pitch tarifine uyarak pitch’in bir
rotasyondaki masa hareketinin total kolimasyona (ışın demetinin toplam kalınlığı)
oranı şeklindeki tarifidir. Bazı üreticilerin önceleri dedektör pitch’i (masa
hareketinin dedektör kolimasyonuna oranı) kullanması yüksek pitch değerlerine
yol açtığından radyasyon dozu arasındaki ilişkiyi korumak amacıyla artık bu tarif
terk edilmiştir.
Çok kesitli BT’nin avantajları
Helikal BT’nin avantajlarının tümü çok kesitli BT’de mevcuttur, ayrıca
performansı helikal BT’ye göre daha yüksek olduğundan daha uzun mesafeler,
daha ince kesitlerle daha kısa sürelerde taranabilir. Çok fazlı (multifazik) ve
dinamik çalışmalar ve fonksiyonel BT daha etkin yapılabilir. Multiplanar
rekonstrüksiyon, MİP (maksimum intensite projeksiyonu), 3 boyutlu
rekonstrüksiyon, hacimsel gösterim (volume rendering), BT anjiografi, BT
endoskopi v BT floroskopi kalitesi helikal BT’ye göre daha yüksektir. Ayrıca
özellikle 16- ve daha çok sayıda kesit alabilen BT’lerde kardiyak incelemeler ve
koroner anjiografi yapılabilir. İnce kesit (≤ 1mm) alındığında gerçek izotropik
görüntüler (kübik voksel) elde edilir ki, bu da görüntü hacminden geçen her
düzlemin eşit derecede keskin olması demektir.
MDBT de Terminoloji ve Kavramlar
3D uygulamalarda Multiplanar reformasyon ile axial rekonstruxiyon verileri
kullanılarak sagittal ve koronal iki boyutlu imajlar elde edilebilir.
KOLİMASYON
Tek dedektorlu CT ile kolimasyon kolay anlaşılır idi. ,Tek dedöktörlü CT de tüp
yakınındaki metalik bir aparat ile ışın demetini kontrolu sağlanarak kolimasyon
oluşturulur. böylece hasta çevresinde dönen tüp dokunun maruz kaldığı x ışını
miktarını belirler. Bu suretle tek dedektor CT de kolimasyon ve kesit kalınlığı
arasında direkt bir ilişki söz konusudur. Çünkü MDCT de kolimasyon birkaç farklı
yol ile kullanılabilir.Işın kolimasyonunu ve kesit kolimasyonunu birbirinden
ayırmak önemlidir.
7

1-Işın kolimasyonu
Işın kolimasyonu tek dedektorlu CT den MDCT e kadar aynı uygulamayı
içermektedir. X ışını yakınına yerleştirilen kolimatör ile hasta verilen ışın
demetinin kalınlığı belirlenir. Çok kanal kullanıldığından Işın kolimasyonu
rekonstrukte kesit kalınlığından daha geniştir.
Örneğin 16 kanallı tarayıcıda; Dar kolimasyon kullanıldığında sadece santral
küçük dedektör elementlerine ışın gelir (Fig ). Geniş kolimasyon kullanıldığında
ışın tüm detektore yansır. Bir çok uygulamada iki ayardan biri seçilir. Farklı olarak
dar kolimasyonda santral elementler ayrı ayrı yerleştirilmiştir.,geniş kolimasyon
ile 16 santral element eşleşmiş yada üst üste ikişerli dizilerek sekiz geniş
element gibi veri sağlanmıştır Dedektör sırasının her bir sonundaki dört ek geniş
element verilerin 16 kanalının hepsini tamamlar.Bu örnekte ışın kolimasyonu ,
dar ayarda 10 mm geniş ayarda ise 20 mm’dir.
Masa hareketi ile kombine edilen ışın kolimasyonu bir tüp dönüşündeki z aksında
taranan toplam alanı belirler. Aynı zamada verilen periodda taranan alanda
katkısı vardır. Geniş ışın kolimasyonu nefes verme yada kontrast uygulaması gibi
kısıtlı sürelerde bile geniş hacim kapsamasına imkan sağlar. Yani kolimasyon
arttıkça taranan alan armaktadır. Diğer bir önemli nokta tek dedöktörlu CT de
yada 4 ve 16 kanallı MDCT dar kolimasyon kullanıldığıda alınan doz geniş
kolimasyon kullanıldığında alınan radyasyon dozundan daha fazladır. Bundan
dolayı 3D gerekmeyen durumlarda geniş kolimasyon kullanılarak hasta dozu
azaltılmalıdır.
2-Kesit kolimasyonu (Section Collimation)
Kesit kolimasyonu komplex olmakla birlikte MDCT nin potansiyelini anlamada
önemlidir. MDCT de detektör dizisi multipl bölünmüş veri kanalları içindeki x ışını
demetlerinden oluşması anahtar komponenttir. veri kanalları ile her bir dedekter
elementinden gelen küçük axial kesitler rekonstrüksiyonu ile kesit kolimasyonu
elde edilir. Taranacak alanı belirleyen ışın kolimasyonunun aksine Kesit
8

kolimasyonu ise elde dilen data dan oluşturulacak minimal kesit kalınlığını
belirler.
16 kanallı tarayıcı MDBT de küçük santral detektörleri (0,625 mm) ve geniş
periferik elementler (1,25 mm) dir. Dar kolimasyon kullanıldığı zaman ( bu
örnekte ışın demet kalınlığı yaklaşık 10 mm ) santral küçük dedektor elementleri
verileri toplar. Bu durumda aksiyal olarak oluşturulacak olan görüntüler 0,625 mm
ye kadar oluşturulabilir.
Geniş kolimasyon ( 20 mm)kullanıldığında santral elementler eşleşir böylece
1,25 mm kalınlığındaki element örneklenir ve kesit kolimasyonu 1,25 mm olarak
elde edilir. Böylece axiel kesitler 1,25 mm den daha kucuk rekonstrukte
edilemez. Bu nedenle kesit kolimasyonu mevcut verilerle minimum kesit
kalınlığını belirler.
Rutin 5 mm kalınlığında abdominal inceleme kilinisyene ve radyoloğa detaylı
coronal imajlar sağlar. kesit kolimasyonu ile 0,625 mm yada 1,25 mm kesit
kalınlığında rekonstriksiyonlar ile reformat imajlarda yeni veriler elde edilir. her
ne kadar rutinde en küçük kesit kolimasyonu kullanılabilir olsada hastanın
alacağı radyasyon dozu artar. Sonuçta MDCT de kesit kolimasyonu protokollerde
önemli bir yeri vardır. 3D çalışma yapılıp yapılmayacağı önceden belirlenerek
radyasyon dozu dengelenmelir.
Kesit kolimasyonu ve işlem sırasında kullanılan data kanalların sayısı dedektor
konfıgurasyonu olarak adlandırılır. örrneğin 16 kanallı BT de 16 kanaldan data
alınır. Her bir kanal genişliği 0,625 mm ise dedektor konfıgurasyonu 16x 0,625
dir. Aynı alet farklı dedektör konfigurasyonu kullanarak farklı datalar alabilir. bu
değer 16 x 1,25 veya 8 x 2,5 olabilir.
İnce ve kalın kolimasyondaki kesit profilleri farklı satıcılardan değişmekle birlikte
genel prensipler aynıdır. Tabloda kesit ve ışın kolimasyonu arasındaki
korelasyon gösterilmiştir.
Projection Data
9

Projection data, CT de ilk elde edilen veri (data) lerdir. Sadece veri olup
görülebilmeleri için axial imajlara çevrilmesi gerekir.
Projeksiyon Data nın bilinmesinin klinik pratikte 4 sebebi vardır:
(a) projeksiyon data nın uzaysal özellikleri çekim sırasında tanımlamıştır ve
akabinde değiştirilemez.
(b)sadece projeksıyon data axiyel imajları rekonstrükte etmede kullanılır.
boylece sonradan yapılacak yeni görüntüler için projeksıyon data ya ihtiyaç
vardır.
(c) Projection data 3D için direkt kullanılmaz .
(d) genellikle bu geniş dataları saklamak pratik olmaz .
3D imajlar faydalı olacağı düşünüldüğünde yada anjiografilerde rutin olarak
uygun ince kesit rekonstruksiyonlar, projeksiyon datalar silinmeden yapılmalıdır.
Data Reconstruction
Data yada görüntü rekonstruksiyonu, projeksıyon data dan axial görüntülerin elde
edilmesi işlemidir.(Fig ). Aksiyal görüntülerden de 3D imajlar yapılır. Ancak
aksiyal imajlar oluşturulurken de, kesit kalınlığı, kesit ler arası mesafe
(reconstrüksiyon interval, increament), FOV, Kernel (reconstruksiyon algoritması)
iyi belirlenmelidir.
Kesit kalınlığı ve Aralığı (Section Thickness and Interval ):
Data rekonstriksiyonu sırasındaki her bir görüntünün z aksındaki boyutunu verir.
Rekonstruksiyon intervali (Aralığı) yada inkreament iki ardışık kesitin
merkezlerinin uzaklığını verir. İnkreament kesit kalınlığından bağımsız olup
istenilen bir değer seçilebilir. Kesit kalınlığı ve intervali aynı ise görüntülerin
ardışık, inkreament fazla ise arada boşluktan bahsedilir. Eğer kesit kalınlığı
increament tan fazla ise görüntülrin üst üste bindiğinden bahsedilir.
10

Örneğin yüksek rezolüsyonlu akciğer CT de 1 mm kesit kalınlığına karşılık 10
mm increament seçilir. Bu durumda ARADA BOŞLULAR OLUR. Ancak sadece
akciğer yapısı değerlendirilir. Her zaman kullanılmaz çünkü lezyonlar atlanabilir.
3D çalışılacaksa görüntüler üst üste bindirilir (overlap yapılır). Yani increament
kesit kalınlığından az seçilir.
İzotropic ve anizotropik data:
3D inceleme yapılırken dataların her üç düzlemdeki voksel boyutları birbirine
yakın yada eşitse izotropik datadan bahsedilir. Belirgin fark varsa anizotropi den
bahsedilir. 3D inceleme yapılacaksa görüntülerin izotropik olmasına çalışılır.
anizotropik anizotropik
izotropik
Kernel (Rekonstriksiyon Filtresi):
Bir tür görüntü oluşturma algoritmasıdır. 10-90 arasında değişir. 10- 50 gibi
düşük değerler yumuşak olarak adlandırılırken yumuşak dokular için kullanılır.
Bunlarda gürültü daha az görüntü daha düzgündür. 50-90 arası sert (sharp-
11

keskin) olarak adlandırılır. Kemik ve akciger incelemelerinde kullanılır. Daha
gürültülüdür ve ve görüntü granüllüdür.
MDCT optimizasyonu
Kranial CT çekimleri geniş kolimasyon kullanılarak sekansiyal (ardışık spiral
olmayan) modda yapılmalıdır. Gantriye açı verilerek gözler radyasyondan
korunmalıdır.
Ancak:
1- 3D çalışılacaksa
2- MPR gerekliyse spiral tarama yapılmalıdır.
Kv ve mAS arttıkça dozda artar.
Taranan alan arttıkça doz artar. Mümkün olan ve gerekli olan alan taranmalıdır.
Doz pich arttıkça azalır:
Doz: mAS/ Pitch (Effective mAS)
C. ELEKTRON DEMETİ BT (EBT)
EBT tasarımında mekanik hareket gerektiren parça bulundurmayan ve bu
nedenle 50-100 msn/kesit gibi çok hızlı görüntüleme yapabilen, yüksek temporal
rezolüsyonu olan bir BT çeşididir. 1979’da özellikle kalp gibi hareketli organların
değerlendirilmesi amacıyla geliştirilmiştir. “Ultrafast” Bt, “Cine” BT veya 5.
jeneratör BT olarak da adlandırılmaktadır. EBT’nin diğer BT cihazlarından en
önemli farklılığı, tasarımında mekanik olarak hareket eden hiçbir parçanın
bulunmayışıdır. EBT’de, sabit x- ışını kaynağı ve dedektör kombinasyonu
kullanılmakta ve x- ışını oluşturulmasında kullanılan elektron demetinin dönmesi
sağlanarak, ardışık ince aksiyal kesitler elde edilmektedir.
Daha çok koroner kalsiyum skorlaması, koroner anjiografi ve pulmoner
emboli taramalarında kullanılmaktadır. Kardiyak amaçlı yapılan EBT’de diyastol
12

sonu EKG tetiklemesinin kullanılması ile görüntülerde kalp hareketlerine bağlı
artefaktlar önlenmektedir. Ancak kesit alma süresinin kısa olması nedeniyle
gürültü fazladır.
BT’DE GÖRÜNTÜ KALİTESİNİ BELİRLEYEN ÖZELLİKLER
BT’de görüntü kalitesini belirleyen beş temel özellik, geometrik rezolüsyon,
kontrast rezolüsyonu, gürültü, linearite ve uniformitedir.
Geometrik rezolüsyon: Kenar bulanıklığı veya iki nokta ayrım gücü olarak
tanımlanabilir. Piksel boyutunun artması, incelenen objenin kontrastının azalması
geometrik rezolüsyonu azaltır. Dedektör boyutu ve konsantrasyonu, hasta öncesi
ve sonrası kolimasyon, fokal spot boyutu BT’de geometrik rezolüsyonu
etkilemektedir.
Kontrast rezolüsyonu: Boyutu ve şeklinden bağımsız olarak, iki farklı
dokunun birbirinden ayrılabilmesidir. Kullanılan x- ışınının enerjisi, dokunun
dansitesi ve atom numarası kontrast rezolüsyonu etkileyen faktörlerdir. BT’de
kontrast rezolüsyonunun konvansiyonel radyografiye göre yüksek olmasının en
önemli nedeni kolimasyonla saçılan ışının belirgin olarak azaltılmasıdır.
Gürültü: Bir dokunun BT numarasının, ortalama bir değerin üstünde ve
altında olan değişimidir. İstatistikte gürültü standart sapmaya eşdeğerdir. Gürültü
oranı yüksek sistemlerde görüntü granülerdir. Piksel boyutu ve kesit kalınlığı
gürültüyle ters orantılıdır. Hasta dozu arttıkça gürültü azalır. Sistemin gürültü
oranları 20 cm çapındaki su fantonunda günlük olarak ölçülmelidir. Fantomun biri
santralinde, dördü periferinde olmak üzere, en az 100 piksel içeren ROI ile beş
ölçüm yapılmalıdır.
13

Linearite: BT cihazının kalibrasyonunu kontrol etmek için kullanılır.
Atenüasyon katsayısı bilinen beş maddenin (polietilen, polisitren, naylon, lexan,
pleksiglas ve su) BT numaraları ölçülür.
Uniformite: Herhangi bir anda su fantomu BT cihazında incelendiğinde
piksel değerleri (HU) her alanda aynı olmalıdır. Bu özellik spasiyal uniformite
olarak bilinir. Tüm atenüasyon değerleri +/-2 SD içindeyse bu, kabul edilebilir
spasiyal uniformitedir.
Pencere: Monitorde incelenecek yapının diğer yapılardan ayrımı için ri ton
başına düşen doku yoğunluğu sayısının değiştirilmesine yönelik bir ayardır. Bu
değer +1000 ile -1000 arasında değişir. Pencere genişliği daraldıkça doku sayısı
azalmakta ve dokuda yüksek kontrast sağlanmaktadır. Bununla beraber dar
pencerede pencere alanı dışında kalan oluşumların gözden kaçması
sözkonusudur.pencere geniş seçilirse küçük dansite değişiklerinin saptanması
zorlaşacak ve kontrast rezolusyonu azalacaktır.
14

Helikal ve MDBT’de görüntü kalitesi
BT’de Postprocessing
1. İki boyutlu ve üç boyutlu reformatlar (sagittal, koronal, oblik, eğimli
reformatlar, MIP)
2. Hacimsel gösterim (volum rendering display)(VRT)
3. Yüzey gösterimi (surface rendering display)(SSD)
4. Fizyolojik görüntüleme (BT perfüzyon)
Reformatlar:
Kesit kalınlığı piksel boyutundan büyükse (izotropik olmayan voksel)
reformat görüntülerde distorsiyon oluşur.Aksiyel görüntüde x yönlü hastanın sağ-
sol aksını, y yönü ön- arka aksını, z yönü ise süperior- inferior aksını gösterir.
Koronal reformat yapılacaksa hastanın x-z planı, sagittal reformat yapılacaksa yz
planı kullanılır. Oblik reformatlar bunlardan farklı olarak x veya y planına açı
verilerek yapılır.
1- Maksimum ve minimum intensite projeksiyonlar: Üç boyutlu
reformatlardan olan maksimum intensite projeksiyon yönteminde kemik, kontrast
madde içeren vasküler yapılar gibi yüksek dansiteli oluşumlar ön plana çıkarılır.
Düşük dansiteli diğer oluşumlar net görülmez. Minimum intensite projeksiyon
yönteminde ise tersine düşük dansiteli yapılar güçlendirilir. Bu yöntem diğeri
kadar yaygın kullanılmamaktadır.
2- Eğimli reformatlar: Aksiyal görüntüler eğimli bir planda birleştirilerek üç
boyutlu reformatlar yapılabilmektedir. Bu teknik tortiyöz tübüler oluşumlara veya
mandibula gibi eğimli anatomik yapılara uygulanabilmektedir.
Değişik kalınlıklarda görüntüleme: Özellikle MDBT ile çok ince kesitler
alınabilmektedir. İnce kesitlerde gürültüyü azaltmak için genellikle mAs yüksek
tutulmaktadır. Hasta dozunu ve gürültüyü azaltmak amacıyla bu ince kesitler,
bilgisayar tarafından ikisi veya üçü bir araya getirilerek değerlendirilebilmektedir.
Bu yöntemle elde edilen görüntüler, aynı kalınlıktaki görüntülere göre daha
kaliteli olmaktadır.
1. Hacimsel gösterim (volum rendering display)(VRT)
Hacimsel gösterimde, görüntüyü oluşturan tüm voksellerden yararlanılır.
Gösterimde değişik renk ve opasite seçenekleri bulunmaktadır. Bir grup voksel
öne çıkarılırken, diğer vokseller gözlenebilir. Vasküler yapıların üç boyutlu
görüntüsü, derinlik bilgisinin de bulunması nedeniyle gerçek anatomiye çok
yakındır. Bu yöntem sanal endoskobik çalışmalarda da sıklıkla kullanılmaktadır.
16

2. Yüzey gösterimi (surface rendering display)(SSD)
Anatomik yapıların yüzeyine yakın voksellerin seçilen eşik değerleri
yardımıyla görüntülendiği bir yöntemdir.
3. Fizyolojik görüntüleme (BT perfüzyon)
Dokunun zaman içindeki kontrastlanması, kontrast maddenin vasküler,
ekstravasküler veekstrasellüler boşluklardaki dağılım oranı ve miktarına bağlıdır.
BT perfüzyon ile kan volümü, kan akım hızı, doku permeabilitesi ve mean transit
time gibi fizyolojik fonksiyonlar ölçülebilir. İncelenecek bölge sabittir (masa
hareketi yok). MDBT’nin izin verdiği sayıda kesit alınır. Kontrast enjeksiyonu
boyunca saniyede bir kesit alınarak, aynı bölge 30-60 sn boyunca taranır.
normalde kullanılandan daha düşük mAs (örneğin 90 mAs) değerleri seçilir.
BT artefaktları
ST’de artefakt, incelenen objenin gerçek atenüasyon katsayısı ile,
rekonstrükte edilen görüntünün BT numarası arasında oluşan herhangi bir
farklılık olarak tanımlanmaktadır. Artefaktlar kaynaklarına göre dört grubta
toplanabilir:
1. Fizik temelinde gelişen artefaktlar
• Beam hardening
• Parsiyel volüm
• Foton açlığı
• Aliasing (undersampling)
2. Hastadan kaynaklanan artefaktlar
• Metalik artefaktlar
• Hareket artefaktları
• İnkomplet projeksiyon
3. BT cihazından kaynaklanan artefaktlar
• Ring
4. Helikal ve multidedektör BT artefaktları
1- Fizik temelinde gelişen artefaktlar
Beam hardening artefaktı: Farklı enerjide fotonlardan oluşan x ışını demeti
bir objeyi geçerken, düşük enerjili fotonlar hızla absorbe olduklarından demetin
ortalama enerjisi artar yani “sertleşir”. Fantomun merkezinde daha fazla
materyalden geçen x- ışını sertleşir ve atenüasyonu beklenene göre azalır. Bu
kısım BT görüntüsüne daha düşük dansiteli olarak yansır. Farklı dansitelerden
oluşan heterojen objelerde bu artefakt siyah bandlar ve çizgiler şeklinde görülür.
17

Temporal kemiklerin arasında posterior fossada, yüksek yoğunlukta kontrast
maddenin bulunduğu kesitlerde izlenebilmektedir.
Artefaktı azaltmak için filtrasyon, kalibrasyon düzeltme veya özel beam
hardening düzeltme programları kullanılmaktadır. Filtrasyonda amaç x ışını
demetini hastaya ulaşmadan önce sertleştirmektir. Bakır, alüminyum gibi metal
filtreler veya papyon şeklinde filtreler kullanılmaktadır. BT çekimlerinde bu
artefakttan kaçınmak için hasta pozisyonu veya gantri açısı değiştirilebilir.
Parsiyel volüm artefaktı: Parsiyel volüm artefaktından kaçınmanın en iyi yolu
kesit kalınlığını azaltmaktır.
18

Foton açlığı artefaktı: Yüksek dansiteli alanlarda (ör. omuzlar) oluşan
çizgilenme artefaktlarından sorumludur. X- ışını yüksek dansiteli ve kalın
bölgelerden geçerken atenüasyon fazla olduğundan dedektörlere ulaşan x- ışını
yetersiz kalır. Bu artefaktı azaltmak için tüp akımı artırılabilir.
• Otomatik tüp akımı modülasyonu: Bu yöntemde hastanın geniş olan
bölümlerinde doz otomatik olarak artırılırken, ince kısımların fazla doz alması
önlenmiş olur.
• Adaptif filtrasyon: Rekonstrüksiyon işlemi sırasında yüksek
atenüasyonun olduğu bölgelerde atenüasyon profili yumuşatılır.
2. Hastanan kaynaklanan artefaktlar
2a-Metalik artefaktlar: Metaller şiddetli çizgilenme artefaktına neden
olurlar Hasta metalik materyali çıkaramıyorsa gantri açısı değiştirilebilir. Bu da
mümkün olmazsa kVp artırılıp, kesit kalınlığı azaltılabilir. Günümüzde özel
software programları kullanılmaktadır.
19

2b-Hareket artefaktları: Hareket hatalı yerleşime yol açarak görüntüde
bulanıklık ve çizgilenmeler oluşturur. Artefakttan kaçınmak için mümkün olan en
kısa çekim süresi kullanılmalı, gerekirse hastaya nefes tutturulmalıdır.
3. BT cihazından kaynaklanan artefaktlar
Ring artefaktı: 3. jenerasyon cihazlarda görülür. Her bir dedektör
görüntünün anüler bir parçasını gördüğü için, tek bir dedektörün bozulması bu
artefakta neden olur.
20

BT’de Hasta Dozu ve Azaltma Teknikleri:
Doz ile ilişkili BT parametreleri
Tüp akımındaki %50 azalma radyasyon dozunu yarıya indirir. Tüp akımının
azaltılmasında dikkatli olmak gerekir. Çünkü gürültünün artması tanısal
doğruluğu azaltabilir. Baş- boyun, toraks, abdomen ve pediatrik incelemelerde
görüntü kalitesini fazla etkilemeden tüp akımını azaltmak mümkündür. Tüp voltajı
hem gürültü hem de doku kontrastı üzerinde etkili olduğundan, görüntüdeki etkisi
daha komplekstir. Doz voltajın karesiyle doğru orantılıdır. Abdominal BT 140 kVp
yerine 120 kVp ile çekilecek olursa, hasta dozunda %20-40 azalma olmaktadır.
Pratikte voltajın azaltılması, tüp akımının azaltılması kadar çok
kullanılmamaktadır.
Sadece ilgilenilen bölge incelenmeli, alan gereksiz yere uzatılmamalıdır.
Kesit kalınlığının ince, masa hızının yavaş olması hasta dozunu artırır.
Gonad, meme, lens, tiroid gibi radyosensitif organların korunması özellikle
çocuk ve genç erişkinlerde önerilmektedir. Rutin beyin BT sırasında tiroid ve
memelere uygulanan kurşun korumalar ile radyasyon dozunun sırasıyla %45 ve
%76 oranında azaldığı gösterilmiştir.
Doz azaltmada pratik önlemler
• BT istemleri deneyimli klinisyenler tarafından belli algoritmlere göre
yapılmalı
• İncelemeler gereksizce tekrarlanmamalı
• Gerektiğinde BT istekleri US veya MRG’ye yönlendirilmeli
• Gerekmeyen kontrastsız incelemeler kaldırılmalı
Doz azaltmak için BT parametrelerinde yapılan değişiklikler
Hastanın kilosu ve boyutlarına göre en çok değiştirilebilen parametre tüp
akımıdır.
KAYNAK:
1- Tıbbi Görüntüleme Fiziği (O Oyar, U.K.Gülsoy, İsparta 2003).
2- Temel Radyoloji Fiziği (Türk Radyoloji Derneği İzmir şubesi eğitim sempozyumları, 2004-2005).
3- RadioGraphics 2005; 25:1409–1428 ●
21