2009年10月14日 星期三

Projection & Tomographic Imaging

造影技術基本上可分成兩類:一、投影式技術;二、斷層式技術。這兩種技術各有其優缺點。首先,來看投影式造影技術的為何且其優點與缺點。
投影式造影技術(radiography and fluoroscopy): 影像是由x ray束投射經過人體後由接收器所形成的,接收器能將看不見的 x ray影像轉換成可見光影像。以gamma camera為例,其記錄了放射活性物質在人體的分布情形,再以影像的方式呈現出來。
主要的優點: 一張影像就可以看到大量的體內組織。
缺點: 影像中身體結構與物體常是疊加在一起,以致於一個物體會影響到另一個物體在影像上的呈現。而這類的造影技術所產生空間上的失真,在臨床應用上通常不是主要的問題。
斷層式造影技術: 此技術所產生的是一系列的影像,這些影像可以被選擇來看人體的平面或組織的切面。(如conventional tomography, computed tomography (CT), sonography, single photon emission tomography (SPECT), positron emission tomography (PET), and MRI)。
優點: 隨著造影平面的增加而使物體的能見度增加。會有這樣的情形發生是因為造影的平面是一片一片擷取影像,所以由這一片片影像的累加使得物體影像逐漸被建構出來。
缺點: 無法由一張影像而顯示出人體某一軸方向上全部物體的影像。也因如此,斷層造影技術通常需要很多影像去探勘一個完整的器官或人體內空腔

參考來源:

"Imaging methods create images that show the body from one of two perspectives, through either projection or tomographic imaging. There are advantages and disadvantages to each."
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

Tissue characteristic & Image views

如何看出組織特性?
在影像的觀點,要看出組織的特性就是必需要"看得到組織" & "能夠透視組織"。
在不同的造影技術及模組所產生特定組織的影像,在影像上會以不同的灰階深淺和對比來呈現。
對於放射診斷醫師而言,找尋病理狀態或人體的創傷在醫學影像的徵候。這些徵候只有在某種條件下才會產生與組織相關聯的物理變化。很多病理狀態只有在某一種造影方法下,才能夠產生物理特徵的變化而才能被觀察出來。

參考來源:

"These are the tissue characteristics that are visible in the image and the viewing perspective."
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

各造影技術的可視細微程度的範圍

下面圖一精細程度由左至右排列,分別列舉常見的造影技術。可視最精細的造影技術為radography,最不精細的技術為gamma camera。

參考來源:

"The image below compares the approximate blur values for medical imaging methods."
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

2009年10月13日 星期二

為什麼需要 Compromises?

Compromises(折衷方案)
為什麼不調整造影程序來產生最大的能見度。
原因在於有很多例子為了改善影像品質而必須增加病人的暴露劑量與時間。也因如此一般造影程序必須設定合適的影像品質和能見度來避免病患接收過多的放射線及造影時間。
在大部分情況下,如果為了改變一個變數來改善一個影像品質的特性(如雜訊)。這樣子通常會不利於影像的其他特性,如blur和細微部份的能見度等。也因如此造影程序必須根據臨床檢驗的特殊需求來做選擇。

參考來源:

"The reason is that in many cases the variables that affect image quality also affect factors such as radiation exposure to the patient and imaging time."
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

什麼是 Distortion?

醫學影像除了要讓使用者見的到人體內部物體外,也必須提供這些物體正確的尺寸、形狀和相對位置。而distortion(失真)就是可以見到物體,但物體本身正確的尺寸、形狀和相對位置有所不同。而造影的程序會導致尺寸、形狀和相對位置變的不正確。

參考來源:

"A medical image should not only make internal body objects visible, but should give an accurate impression of their size, shape, and relative positions."
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

什麼是Artifacts?

前面作者已經介紹了contrast sensitivity, blur, noise這幾種會導致醫學影像中物體看不見的幾種因素。
在此對於造影技術所產生影像上有非人體或物體本身的影像特徵,對於這類問題稱之為artifact。

參考來源:

"Another problem is that most imaging methods can create image features that do not represent a body structure or object. These are image artifacts."
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

noise的影響

noise會影響的可以影像中可視與不可視物體的邊界。一般常見的影像雜訊增加效應就是會減少物體的可視程度。在大部分醫學造影情況,雜訊效應的影響在較低對比物體的影像上是最顯著的。如下圖increasing noise的箭頭,代表著雜訊越多則影像上可以見到的區域就會減少。

參考來源:

"We now add a third factor, noise, which will affect the boundary between visible and invisible objects."
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

什麼是 noise?

在醫學影像上,noise是醫學影像的特性之ㄧ。不同的造影技術就會有其自身特殊的noise。一般來講,所謂的noise就是影像上有汙點、紋理、粒狀的出現。

參考來源:

"Another characteristic of all medical images is image noise. Image noise, sometimes referred to as image mottle, gives an image a textured or grainy appearance."
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

blur效應對有項品質的影響

blur效應會降低影像的對比度以及無法見較小的物體。

參考來源:

"t has little effect on the visibility of large objects but it reduces the contrast and visibility of small objects."
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

從另一角度來看影像品質

我門由上面contrast的因素來看影像品質。另一項因素也非常重要其主要是在看目標物的尺寸。
可以看到越精細越好,而每一種造影技術都有其極限,當其無法再看到更細微則我們將此情形(極限)稱為blur。

參考來源:

"Structures and objects in the body vary not only in physical contrast but also in size."
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

什麼是image blur 的效應?

此段談及影像模糊的兩個關鍵指標

參考來源:

"The primary effect of image blur is to reduce the contrast and visibility of small objects or detail"
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

什麼是 contrast sensitivity

是在講對同一物體使用不同造影技術,則所得到的影像,所呈現出來的對比會不一樣。
作者以CT和放射造影對於軟組織的影像呈現為例

參考來源:

"The degree of physical object contrast required for an object to be visible in an image depends on the imaging method and the characteristics of the imaging system."
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

什麼是Contrast Sensitivity?

是在講對同一物體使用不同造影技術,則所得到的影像,所呈現出來的對比會不一樣。
作者以CT和放射造影對於軟組織的影像呈現為例

參考來源: Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

contrast 簡單定義

對比是指目標物和鄰近物體間的差異,而這些差異可以是來自於物體本身物理構造不同,在不同造影技巧上所呈現的影像也會有所差異。
對於影像而言,所謂的對比就是一個量化的數值。也就是說目標物的影像灰階值(或強度)與鄰近物體間的灰階值的差異。當然,灰階值差異越大則對比度相對也會越好。
有一些造影技術會因為造影目標的物理特性而呈現較佳的對比度;有些則相反。

參考來源:

"Contrast means difference."
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

2009年10月6日 星期二

影像品質

無論是對於任何造影儀器,其影像品質大約由幾個要素所支配。

參考來源:

"Image quality is not a single factor but is a composite of at least five factors: contrast, blur, noise, artifacts, and distortion"
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

不錯的比喻

這句話將醫學影像的功能比喻真不錯

參考來源:

"The medical image is a window to the body"
- Image Characteristics and Quality (在「Google 網頁註解」中檢視)

x ray基本構造介紹

介紹基本x ray tube組成元件及物理意義,有附圖片。
內容中對某些現象有不錯的說明
高速電子撞及陽極靶時,產生制動輻射為 何會是釋放連續頻譜。
腳根效應的解釋
x ray tube的剖面結構圖
x ray tube熱的計算以及如何正確選擇管電壓及管電流。

參考來源: Chapter 6 Study Guide (在「Google 網頁註解」中檢視)

詳細介紹medical image的網站

介紹x ray歷史、放射師工作範圍
有提供人體多種部位之x ray、CT、MRI影像,病徵的定義、儀器構造、專有名詞、儀器外觀介紹、造影程序及注意事項。另外還有提及PACS, CR, DR, 對比劑。ㄧ個很好的教學網站,適合對各式病症作研究的研究者參考。

參考來源: xray2000 Nicks Website (在「Google 網頁註解」中檢視)