Strålehærdning
Strålehærdning er en ændring i røntgenstråler, når de trænger ind i materiale. Med stigende penetrationsdybde stiger den gennemsnitlige energi (“hårdhed”) for røntgenkvanta ( fotoner ), fordi de hårdere fotoner er mindre spredt. Dette er synonymt med et skift i spektrumets fokus mod højere energier. I computertomografi (CT) forekommer hærdningen som en foruroligende virkning, hvilket kan føre til såkaldte hærdningsgenstande. Et forsøg på at korrigere disse artefakter så vidt muligt ved hjælp af matematiske metoder.
Computertomografi
I computertomografi (CT) beregnes et tredimensionelt billede ud fra billedinformationen fra røntgenfluoroskopi. I modsætning til en simpel fluoroskopi indeholder denne dybdeinformation og vises typisk som en sekvens af sektioner. Billeddannelsen er baseret på det faktum, at røntgenfotoner er spredt ( Compton-spredning ) eller absorberet ( fotoeffekt ) af elektronerne . I sager med en højere elektrondensitet spredes flere fotoner væk fra stråleretningen. Knogler med en relativt høj elektrondensitet synes derfor lyse i en røntgeneksponering, fordi røntgenfilmen udsættes for færre fotoner.
De røntgenrør anvendes computertomografi arbejde med typiske accelerator spændinger mellem 80 og 140 kV . Røntgenstrålerne, der udsendes i denne proces, har et bredt energispektrum. Som et resultat af strålehærdningen flyttes dette spektrum nu til højere energier efter at have trængt ind i objektet (patienten). Strålehærdningen er stærkere, jo længere stien gennem objektet eller jo højere er de enkelte lagers elektrontæthed. Detektorerne, der anvendes i CT i dag, er ikke energiløsende; det vil sige, at de ikke skelner mellem fotoner med forskellige energier. I stedet måler de enkelte detektorelementer kun den samlede energi, der er deponeret i dem, hvilket svarer til gennemsnittet over fotonenergierne. Som et resultat af dette gennemsnit går en del af informationen tabt, hvilket i sidste ende er årsagen til de hærdende artefakter. Ikke-korrigerede CT-billeder viser et typisk forløb, hvor de grå værdier bliver mørkere mod midten (CT's rotationsakse).
Når man ser CT-billeder af mennesker, er det svært at afgøre, hvad der er ægte, og hvad der er en artefakt, der er skabt ved strålehærdning. En måde at differentiere på er at bruge et fantom. Disse er menneskelige knogler, men det bløde væv er blevet erstattet med vand. Fantomet gør det muligt at kvantitativt estimere forfalskningerne af CT-værdierne i det tilstødende bløde væv forårsaget af knoglen. Ideelt set skal de være 0 Hounsfield- enheder. På grund af den hærdende effekt skaber vandbadet, der simulerer det bløde væv, dels hypodense og dels hyperdense artefakter.
litteratur
- W. Schlegel, J.Bille (red.): Medical Physics 2 , Berlin Heidelberg New York (Springer) 2002, ISBN 3-540-65254-X
- WGH Schmitt, MO Mahmalat, HK Beyer: Målenøjagtigheden af computertomografisk densitometri i nærheden af bækkenskelettetFortschr Röntgenstr 1987; 147 (1): 34-38 Georg Thieme Verlag Stuttgart New York