Den nukleärmedicinska bilden

Digitala bilder
Matris, pixel, pixeldjup, signal, brus,
kontrast
Den nukleärmedicinska bilden
Historik
Analoga bilder.
• Film exponerades för ljusblixtar som
producerades när strålning detekterades.
• ”oändligt” antal svärtningsnivåer och
x-y positioner i bilden
Den nukleärmedicinska bilden
Idag
Digitala bilder.
• Ett ändligt, begränsat antal svärtningsnivåer
och x-y positioner i bilden.
Matris, pixel och voxel
• En digital bild består av ett rutnät, en matris med
rader och kolumner med bildelement, pixlar.
• Varje pixel har adress motsvarande en position i
bilden. Ex adressen x=1, y=1 kan motsvara
bildelementet längst upp i hörnet på bilden.
• En voxel representerar p s s ett bildelement i en
3-D matris (bild).
Matris och pixel
Inlagring av den digitala bilden
Representation av pixelvärden - binära tal
Exempel
16 bitar/pixel,
en används för +/-.
Max pixelvärde:
215-1 = 32767
Pixeldjup
Pixeldjup anger hur stora tal som
kan lagras i varje pixel, dvs antal
färger eller gråskalevärden som
kan representeras .
Ex.
215=32768
Pixelstorlek
Pixelstorleken anger hur stort varje
bildelement, pixel är.
Ex.
540x400 mm synfält, matris 128x128.
Pixelstorlek: 540 mm / 128 = 4,2 mm
Matrisstorlek
Matristorleken anger hur många
bildelement, pixlar bilden består av
är.
Ex. 64x64, 128x128, 256x256, 512x512 och
256x1024
Matrisstorleken påverkar i vilken
utsträckning detaljer kan återges i bilden.
Digitala bilder
• Digitala bilder är en förutsättning
för datoriserad bildbehandling
Geometrisk upplösning
Geometrisk (spatsiell) upplösning
är ett mått på ”skärpa” och
möjlighet att återge detaljer i
bilden. Består av:
• Inre upplösning
• kollimatorupplösning
Geometrisk upplösning
Kan anges som FWHM, ”full width half
maximum” för en aktivitetsprofil lagd tvärs
över en bild av en linjekälla.
Geometrisk upplösning
Geometrisk upplösning
Skelettfantom
samma antal pulser , olika avstånd
0 cm
5 cm
10 cm
Geometrisk upplösning
Litet avstånd – god upplösning
Stort avstånd – dålig upplösning
Kortast möjliga avstånd !
(och minimera patientrörelser)
Geometrisk upplösning och
pixelstorlek
Konsekvens av samplingsteoremet:
FWHM
d
3
där d motsvarar pixelstorleken.
Om detta ej uppfylls förloras upplösning
Systemkänslighet - avstånd
Systemkänsligheten (pulser/s/MBq) är för en
punktkälla i luft oberoende av avståndet
Kontrast
Kontrast anger hur mycket i medel signalen
(pulser/pixel) i området av intresse avviker
från signalen i den omgivande bakgrunden.
Ex. 230 pulser/pixel i ROI, 200 i omgivande
bakgrund. Kontrast (230-200)/200 = 15%
Kontrast
Bakgrunds-signalen innehåller bidrag av
• Spridd strålning
• Septal penetration
Kvantbrus – statistisk variation
av signalen
• Slumpmässig variationer i antal pulser
• Ger kornighet och ojämnheter i bilden
– Upptag kan ”drunkna”
– Falska upptag kan uppstå
– Ger osäkra mätvärden
• Mer aktivitet ger mindre brus
– Förväntat brus: 100/n (SD %)
Skelettfantom, olika pulstal
50 k
250 k
Mer pulser ger mindre brus
1000 k
Attenueringskorrektion
• Baseras på CT om tillgängligt (CTn är ett
direkt mått på attenueringen i objektet för
CT-strålningens energi).
• Attenueringen skalas till rätt energi
• Korrektionen görs under rekonstruktionen
PET – attenueringskorigerad?
Bildvisning: Fönstring
• Med fönstring menar man att man ställer in hur
pixelvärdena i bilden ska presenteras på
skärmen.
• Pixelvärdena brukar idag vara 16-bit och
skärmen 24-bit RGB.
• Det behövs en funktion som översätter
pixelvärden till RGB
• En sådan funktion brukar bestå av en färgskala
och två tröskelvärden som man kan variera
Fönstring
Fönstring
• Inom nuklearmedicin är det vanligt att man
använder en färg-färgskala  där man
varierar övre och nedre gränsen separat.
• Inom CT brukar man använda en gråskala
där man varierar båda gränserna samtidigt
(window/level), där window är maxtröskelmintröskel och level är max-(max-min)/2.
Fusionering
• Vid en PETCT (el SPECT/CT) är patientens position samma under
PET- och CT-delen.
• Man lägger bilderna på varandra och reglerar färgskalorna och fönstren
på de båda bilderna.
• Man kan reglera hur mycket av varje bild som ska synas (pixeln på
skärmen är en viktad summa av CTn och PETen).
• Vill man fusionera två bilder som inte är skapade under samma tillfälle
tex. MR och PET måste bildera registreras mot varandra. Det
vanligaste är då att man registrerar MRbilden mot CTn och fusionerar
den med PETen eftersom CTn innehåller bättre anatomisk information.
• Det finns algoritmer för bildregistrering.
Fusionering