Medicinska bilder/Laborationsförberedelse bildrekonstruktion

Dessa uppgifter skall göras innan laborationen utförs och visas upp för undervisande lärare. Använd kurslitteraturen, länkarna eller sök egna länkar. Hittar ni användbara länkar kan ni lägga dem i diskussionssidan för att se om fler tycker de bör ligga i listan.

Uppgift 1

Figuren till höger visar tvärsnittet av ett antal gråa objekt av samma material. Din uppgift är att estimera tre projektioner (P1, P2, P3) i de riktningar som visas i figuren om vi tar röntgenbilder i de riktningarna.

Vi antar att röntgenstrålningskällans intensitet vid start är Io=70 enheter, och att objektens material påverkar strålningen som försöker passera igenom med 1 enhet per millimeter. Det betyder att intensiteten Io minskar med 1 enhet/mm som den går genom det gråa materialet.

Presentera estimeringsresultaten som w:vektorer med ett antal numeriska värden som börjar vid ”start” och slutar vid ”slut”, enligt figuren. Det betyder att. röntgenröret och sensorn flyttas från ”start” till ”slut” och tar ett antal mätningar som registreras som en projektion, en vektor. Använd linjalerna i figuren för att estimera tjocklekarna hos de gråa objekten, skriv till exempel P1=[19 21 23 24 25 30 27 24 18 12 10] om du väljer 11 mätningar. Vid mätning av P1 flyttas röntgenröret vertikalt nedåt från A mot B och mäter horisontellt, så vektorn anger vilken intensitet man ser uppifrån och ner.

Tänk på att Io är 70 enheter från början och sedan minskas med det antal millimeter som är gråmarkerat, även om det är vita sektioner mellan så läggs de gråa ihop till en siffra.

Svaret ställs upp enligt följande, där 14 mätningar per projektion kan vara lagom:

P1=[....]

P2=[....]

P3=[....]

Uppgift 2

Överensstämmer det teoretiska antagandet som gjordes i uppgift 1 ovanför, om att Io förändras linjärt med 1 enhet/mm, med verkligheten? Varför, eller varför inte?

Uppgift 3

Gör en tabell, eller kopiera tabellen till höger, som föreställer ett sinogram som består av dessa tre projektioner. Fyll i en del av tabellen med P1, P2 och P3 och lämna resten av tabellen tom eller ta bort överflödiga tabellceller. För ett exempel på hur man kan fylla i kan man titta på exempel 2 på sidan 33 i denna interaktiva folder.

Vad ska man sätta för axelbeteckningar i x- och y-led för denna tabell?

Uppgift 4

Förklara så detaljerat som möjligt, utan bilder, hur man rekonstruerar bilden med hjälp av detta sinogram om man använder:

(Enkel) återprojektion
Filtrerad återprojektion
Iterativ rekonstruktion

Uppgift 5

Det är även viktigt att kunna jämföra de olika stora (Röntgen, CT, Gammakamera, SPECT, PET, MRI, Ultraljud) och små (Termografi, Diafanografi, Laserdoppler, Impedanstomografi, Magnetencefalografi) bildåtergivarna med avseende på vissa aspekter. Skriv därför kortfattat ner för var och en av dem de följande aspekterna. Skriv gärna in fakta med källor i respektive Wikipediaartikeln med:

fördelar
nackdelar
risker
mobilitet (är den bärbar)
vad föreställer/speglar bilden
bildens diagnostiska information
klinisk användning
tillförd energi
upplösning
- detaljupplösning
- tidsupplösning
- djupupplösning
Mellan vilka typer av detaljer får man bra kontrast i bilden? Exempelvis mellan skelett och muskler, cancer och fett.

Fullständigt svar på denna fråga krävs ej inför laborationen, bara en sammanfattning på de viktigaste bildåtergivarna, men krävs vid kursens e-tentamen.