MODALIDADES IMAGENOLOGÍA MÉDICArepositorio.educacionsuperior.gob.ec/bitstream/28000/4975/4/ANEXO...

MODALIDADES IMAGENOLOGÍAMODALIDADES IMAGENOLOGÍAMÉDICA

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Imágenes Medicas - Tipos de radiación

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Rayos X

Roentgen (1895):

Descubrimiento RX

Tubo de Crookes

• Un haz de rayos X incide en una película luego de atravezar al paciente.

• La imagen de la sombra del paciente es una representacióndirecta del pasaje de los rayos X (atenuación).

Rayos X

Edwin Frost- 1896

Primera radiografía con fines médicos

Rayos X

• Diferentes tipos de radiación

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Rayos X

• Poder de penetración

25/05/2015

抠Ӿ

Rayos X

릐Ӿ

Modalidades de Imágenes Médicas

릐Ӿ

Rayos X

• Radiación electromagnética

• Se originan en las capas externas de los

átomos

• Se producen cuando los electrones

25/05/2015


interactúan con un elemento con elevado

numero atómico.

儀;

Rayos X

• Se asume que:

1) La materia esta compuesta de partículas discretas ( electrones, núcleos)

2) Distancia entre partículas >> tamaño de partículas

3) Los fotones de los rayos X son pequeñas 3) Los fotones de los rayos X son pequeñas partículas

4) Interactúan con el cuerpo de acuerdo a un proceso binomial

Pasan por el cuerpo con probabilidad p

Interactúan con el cuerpo con probabilidad 1-p (Absorción o dispersión)25/05/2015

Rayos X- Que son?

• Son una radiación electromagnética

• Se originan en las capas externas de los

átomos


interactúan con un elemento con elevado

numero atómico.

릐Ӿ

Rayos X

Rayos X

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Rayos X

• Dispersion de Compton

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릐Ӿ

Rayos X

• Generacion de rayos X

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릐Ӿ

Rayos X

Fuente- Disco rotatorio (Anodo)- Área de incidenciapequeña ( 0.6 mm )

- Haz policromático

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Detectores- Películas- Intensificadores deimagen

-Detectores CCD

릐Ӿ

Rayos X

Tubo de rayos X

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Rayos X

25/05/2015

Ꮰꩀ

Rayos X

Atenuación

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Rayos X

Densidad del material y nivel de gris

25/05/2015

우Ӿ

Rayos X

25/05/2015

Rayos X

Rayos x y nivel de gris

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우Ӿ

Rayos X

Enfoque del haz de rayos X

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Rayos X

Anodo

Rejilla

Paciente

Radiación Primaria

Radiación dispersa

Receptor

우Ӿ

Rayos X

Rayos X

25/05/2015 Alexandra La Cruz

Rayos X

Sistemas de Digitalización de Imágenes de Rayos X

•Digitalización de radiografías•Radiografía Digital :

•CCD


•CCD•CMOS•Arreglos tipo Flat Panel (TFT)

뼀Ӿ

Rayos X


Cine-Angiografía

Rayos X

Torax

AngiografíaMamografía

Ꮰꩀ

Angiografía

감ӹ

Rayos X-Imágenes de Angiografía

Sustracción de imagenes

Rayos X: Substracción

OriginalSustraída

Rayos X: Mamografía

Ꮰꩀ



• Ventajas de la Mamografía usando Películas

– Buena resolución espacial

– Fácil de mostrarlas

– Permite almacenaje por periodos grandes

– Relativo bajo costo– Relativo bajo costo

• Desventajas

– Rango dinámico limitado

– Ruido

– Costos de procesamiento

– Imposibilidad de realizar post-procesamiento25/05/2015

였Ӿ

Rayos X: MamografíaPelícula Mamografía digital

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뼰Ӿ

Rayos X : Medición de la radiación

Exposición

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AbsorciónEquivalencia

Eficacia Biológica Relativa (Q)

Rayos X efectos de la radiación

25/05/2015

Rayos X: Detector de Radiación

• Medición de la radiación

뼰Ӿ

Rayos X: Detector de Radiación

• Detectores

䭰ԁ

Tomografía Computarizada

• Gustave Grossmann– Tomografía: un tubo de rayos X y un cartucho se fijan a un péndulo rígido.

El detector permanece paralelo al plano tomográfico. 1934

䭰ԁ

Tomografía computarizada

• Sir Godfrey Hounsfield y Allan Cormack

Premio Nobel de Medicina, 1979Fuente de rayos Gamma: 28,000 medidas, el tiempo de

recolección fue de 9 días, El tiempo de reconstrucción era de 2.5

horas, El tiempo de despliegue era de 2 horas.La fuente de rayos X redujo el tiempo de

adquisición a 9 horas. El primer modelo

tardaba 18 segtardaba 18 seg

劀ԁ

Tomografía ComputarizadaTomografía Computarizada�� Hounsfield & Cormack (Hounsfield & Cormack (1971): 1971): TomografíaTomografía

ComputarizadaComputarizada

Voxel

Pixel

Slice/Section

Volume

Tomografia

Un conjunto de capas consecutivas

forman una imagen 3-D

From “The Basics of MRI” by JP Hornak http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri/

�Ը

Tomografia

Scaneo:rotación del

arreglo fuente-detector alrededor

del paciente

sinogram: a line for every angle

Proyecciones

Sección transversal reconstruidaslice

Datos: sinograma

Tomografía

Transformada de Radon

sinogram: a line for every angle

朐A

Tomografía

x

io

k

k

eNN

∆−∑=

µ∆∆∆∆x

No

Atenuación de rayos X a lo largo de una trayectoria

µµµµκκκκ

Suma-Rayo Integral de Linea

Ni N0

o

i

kk

N

Nx ln=∆∑µ

o

i

N

Ndxx ln)( =∫

∞

∞−

µ

ioSuma-Rayo Integral de Linea

Tomografía

ProyecciónProyección & & SinogramaSinograma

θθθθ

Sinograma:Todas las proyecciones

P(θ,θ,θ,θ,t)t

y

Projección:Suma de atenuación en unadirección dada

ππππ

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Sinogramat

P(θ,θ,θ,θ,t)

f(x,y)

θθθθ x

Rayos X

ππππ

쒀ԃ


P(θ,θ,θ,θ,t) f(x,y)P(θ,θ,θ,θ,t)

t

θθθθ

y

x

Tomografía Computarizada (CT):Reconstrucción de Imágen a partirde proyeciones

f(x,y)

θθθθ x

Rayos X

Sinograma Capa

reconstruida

쒀ԃ

Tomografía Reconstrucción de imágenes

• Es el proceso de estimacion de una imagen

a partir de un conjunto de proyecciones.

• Existen varios algoritmos de

reconstruccion:reconstruccion:

– Fuerza bruta

– Técnicas iterativas

– Retro-proyeccion

– Retro-proyeccion filtrada

– Reconstruccion en el dominio de Fourier

풀ԃ

Tomografía Reconstrucción Iterativa

µµµµ1111=4=4=4=4 µµµµ2222=3=3=3=3

=+

=+

3

7

43

21

µµ

µµ6 4

7

µµµµ3333=2=2=2=2 µµµµ4444=1=1=1=1

=+

=+

4

6

42

31

µµ

µµ3

Tomografía: Reconstrucción Iterativa (ART)

3333 22224444 33330000 0000

6666 4444

Adivina 1

Error

3333 22222222 11110000 0000

4444 3333

2222 1111−−−−2222

2222 Actualiza valoresbasado en

diferencias de datos

Adivina 0

Adivina 2

Error

풀ԃ

Tomografía: Retro-proyección filtrada

P(θ,θ,θ,θ,t) P’(θ,θ,θ,θ,t)P(θ,θ,θ,θ,t) P’(θ,θ,θ,θ,t)

f(x,y) f(x,y)f(x,y) f(x,y)

1) Convolucionar proyecciones con un filtro

2) Re-proyectar las proyecciones filtradas

풀ԃ

Ejemplo: Retro-proyección

Proyección

Retro- Proyección

Ejemplo: retroEjemplo: retro--proyección filtradaproyección filtrada

Sinograma FiltradoSinogramaImagen

Reconstruida

Է

Tomografía: Unidades Hounsfield

• Originalmente al reconstruir se obtiene el coeficiente de absorción µ• Los valores µ se escalan con respecto al coeficiente de absorción del agua para obtener el numero CT o Unidades de Hounsfield (HU)

Tomografía computarizada

Է

Tomografía Multicorte

Tomografia: Sistema de adquisición

Pre -Collimator Post -Collimator

Filtro

FuenteDetector

Patiente

Scattering

ᒀԄ

Tomografía: Adquisición

Scanner CTScanner CT

GantryFuente

Red


Adquisición de Datos

Detectores

Unidades almacenamiento:Cintas, discos

Display

Consolacontrol

Computa-dora

Procesadorparalelo

Mesa Registropapel

Tomografía: Enfermedad Coronaria


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