MedRadioPhysics L02 13...МР_13_02 25 Рентгенографія. λ K Abs D 1Α D 100 Α1µm 100...

spr © МР_13_02 1

Медична радіофізика

Лекція 2.Радіофізичні методи в медицині(РФМ).

МР_13_02 2

РФМ.

РФМЛікування

(РФМЛ)

Діагностування

(РФМД)

Структурноїдіагностики

Функціональноїдіагностики

МР_13_02 3

8Рівні.1. Хімічні елементи2. Молекули3. Клітини4. Клітинні утворення5. Тканини6. Органи7. Системи органів8. Організм

76

5

4

4

4

3 3

2 21

1

5

5

МР_13_02 4

Рівні та методи.

Організм

Системи органів

Органи

Тканини

ІнтроскопіяКлітинні утворення

Оптична мікроскопіяКлітини

ІЧ, ЯМР, ЕПР-спектрометріяМолекули

Мас-спектрометріяХім. елементи

ПриміткаМетодиРівень

МР_13_02 5

Ієрархічна будова.

Ієрархічна неоднорідність – на будь-якому рівнісистема є просторовонеоднорідним об’єктом

Пряма задача – визначення параметрів сигналу завідомими характеристиками неоднорідностей

Зворотна задача – визначення характеристикинеоднорідностей за допомогою аналізу вимірянихпараметрів сигналу

МР_13_02 6

Загальний принцип.

ЗбудженняФормування відгукуПрийняття та обробка

Зондуючевипромінювання

N1 N2

N1≠ N2

Вторинневипромінювання

Відгук

МР_13_02 7

Зондуюче випромінювання.

ПроникатиЗафіксувати зміниМінімальний шкідливий вплив


N1 N2

N1≠ N2


Відгук

МР_13_02 8


N1 N2

N1≠ N2


Відгук

Інтроскопія (від латинського intro – всередині тагрецького σκοπεω – спостерігаю) – візуальнеспостереження внутрішньої макроструктури непрозорихречовин і матеріалів, галузь науки і техніки, що розглядаєпроблеми такого спостереження.

Інтроскопія. Реконструкція зображень.

МР_13_02 9



Відгук

Інтроскопія. Реконструкція зображень.( )rs

( )rg ′

( ) ( )( )∫ ′′′=V

rdrgrrhrs ,,

виміряний сигнал (експериментально встановлений розподіл)

розподіл фізичної величини в об'єкті

( )rs

( )rg ′

( )xh

V

( ) ( )0rrrg ′−′=′ δ( ) ( )0rhrs ′=

МР_13_02 10



Відгук

Інтроскопія. Реконструкція зображень.3D задача ⇒ набір 2D задач

МР_13_02 11


Відгук



МР_13_02 12


Відгук



МР_13_02 13


Відгук



МР_13_02 14



Відгук


x ′

y′

МР_13_02 15

( ) ( ) ( )∫ ′′′′′−′−=V

ydxdyxgyyxxhyxs ,,,



Відгук

Інтроскопія. Реконструкція зображень.( )yxs ,

( )yxg ′′,виміряний сигнал (експериментально встановленийрозподіл)розподіл фізичної величини в об'єкті

( )rs( ) ( ) ( )yxgyxhyxs ′′⊗= ,,,

МР_13_02 16

( ) ( ) ( )yxyxyx wwGwwHwwS ,,, ⋅=

Інтроскопія. Реконструкція зображень.( ) ( )[ ]yxsFwwS yx ,, =( ) ( )[ ]yxgFwwG yx ′′= ,,

В просторі Фур’є

( ) ( )[ ]yxhFwwH yx ,, =

( ) ( ) ( )yxyxyx wwHwwSwwJ ,,, =

( ) [ ]1,g x y F J−′ ′ ′ = – реконструйоване зображення

МР_13_02 17


( ) ( )

( ) ( )

( ) ( )

( ) ( )

1

, ,

1 , e2

, ,

1 , e2

x y

x y

x y

i xw yw

x y

i xw ywx y x y

A w w F a x y

a x y dx dy

a x y F A w w

A w w dw dw

π

π

∞ ∞− +

−∞ −∞

−

∞ ∞+

−∞ −∞

= =

=

= =

=

∫ ∫

∫ ∫

МР_13_02 18


[ ]gAs = 1−= AB

g sA

[ ] OgosB +=+

so

gO

>>

1. B може не існувати;

2. B існує, але він не один;

3. B існує один, але погано визначений.

[ ] [ ] ggEgAA === −1[ ]gBABs =

МР_13_02 19


nAgnss +=+=′( ) ( ) =+=+=′ nAgBnsBsB

NgBnBAg +=+=

істинне зображення

перетворений шум

артефакти, спотворення зображення

МР_13_02 20


МР_13_02 21


nAgnss +=+=′( ) ( ) =+=+=′ nAgBnsBsB

ng

SNRO =Ng

SNR =3

Bnn

gNng

ng

Ng

SNRSNR

O

=⋅⋅

==3

NgBnBAg +=+=артефакти, спотворення зображення

МР_13_02 22

gBs =


gsB ′=′ min=′− gg

nBn

gnNg

Ng

ng

SNRSNRO ===

3

Ngg +=′

МР_13_02 23

Інтроскопія. Вікна прозорості.

λ

AbsK

Α1 Α100mµ1

mµ100cm1

m1m100

Вікнапрозорості

РЧНВЧІЧУФ

Рентген Світло

МР_13_02 24

Рентгенографія.

λ

AbsK

Α1 Α100 mµ1mµ100cm1 m1

m100

Вікна прозорості

РЧНВЧІЧУФ


МР_13_02 25

Рентгенографія.

λ

AbsK

Α1 Α100 mµ1mµ100cm1 m1

m100

РЧНВЧІЧУФ


Α<<Α− 10010 4 λ

<Α< 2жорстке м’яке

1895 р.

МР_13_02 26

Рентгенографія.Рентгенографія – метод дослідження внутрішньої будовиоб’єктів шляхом аналізу рентгенограм.

Рентгенограма – зареєстроване зображення об’єкта, якевиникає внаслідок взаємодії р. в. із речовиною цього об’єкта.

Взаємодія

поглинання розсіяння дифракція

Абсорбційна рентгенограма – зареєстроване зображенняоб’єкта, яке виникає внаслідок різного поглинання р. в. ділянками цього об’єкта (дефектоскопія, мінералогія, медицина).

МР_13_02 27

Рентгенографія.Рентгенографія – метод дослідження внутрішньої будовиоб’єктів шляхом аналізу рентгенограм.

Рентгенограма – зареєстроване зображення об’єкта, якевиникає внаслідок взаємодії р. в. із речовиною цього об’єкта.

Взаємодія

поглинання розсіяння дифракція

Дифракційна рентгенограма – зареєстроване зображенняоб’єкта, яке виникає внаслідок розсіяння і дифракції р. в. внутрішніми елементами цього об’єкта (наукові дослідження, матеріалознавство, кристалографія).

МР_13_02 28

Абсорбційна рентгенограма.

МР_13_02 29


МР_13_02 30


МР_13_02 31

Дифракційна рентгенограма.

МР_13_02 32


МР_13_02 33


MedRadioPhysics L02 13...МР_13_02 25 Рентгенографія. λ K Abs D 1Α D 100 Α1µm 100...

Documents

Transcript of MedRadioPhysics L02 13...МР_13_02 25 Рентгенографія. λ K Abs D 1Α D 100 Α1µm 100...