1
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
PET/CT preiskava je sestavljena iz dveh delov: pozitronske emisijske tomografije (PET) in računalniške tomografije (CT). PET je funkcionalna slikovna preiskava, pri kateri s pomočjo vbrizganih radiofarmakov – biološko aktivnih substanc (sladkorji, amino kisline, nukleozidni analogi, hormoni, …) označenih s pozitronskimi sevalci zaznavamo razne biološke procese v telesu.
Po razpadu + pozitron potuje po telesu nekaj milimetrov. Pri tem se upočasni in trči s svojim antidelcem elektronom. Pri tem trku se delec in antidelec anihilirata pri čemer se sprosti energija delcev v obliki svetlobe oz. elektromagnetnega valovanja (gama žarki).
PET s pomočjo v obroč razporejenih detektorjev okrog preiskovančevega telesa zaznava in beleži čas in položaj izsevanja svetlobe.
Sočasno izvedena računalniška tomografija (CT) omogoča natančno lokalizacijo PET vidnih procesov v telesu.
Kratka razlaga tehnike za pridobitev naslovne slike
2
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Sestava aparature za slikanje
Interakcija med snovjo in valovanjem (delci)
OPAZOVANA SNOV / PRIPRAVA VZORCA
IZVORvalovanja (delcev)
„OPTIKA“
„OPTIKA“
DETEKTOR
VALOVANJE
• radiografija (X-ray)
• računalniška tomografija (CT)
• slikanje z magnetno resonanco (MRI)
• optična (fluoresc.) mikroskopija
• infrardeča/ramanskamikroskopija
• enofotonska emisijska računalniška tomografija (SPECT)
• fotoakustično slikanje
• slikanje z ultrazvokom
DELCI
• elektronska mikroskopija
• pozitronska emisijska tomografija (PET)
• nevtronsko slikanje
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Nabor slikovnih tehnik
3
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Spekter svetlobe (EM valovanja)
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Sklopitev svetlobe in zvoka – fotoakustično slikanje
To create a photoacoustic (PA) image, pulses of laser light areshone onto the tissue being scanned. This heats the tissue bya tiny amount—just a few thousandths of a degree—that isperfectly safe, but is enough to cause the cells to expand andcontract in response. As they do so, they emit sound waves inthe ultrasonic range. An array of sensors placed on the skinpicks up these waves. The degree to which a particularwavelength of light is absorbed depends on the type of tissue,which in turn provides the contrast.
A poorly differentiated infiltrating carcinoma can hardly be localized in the mammography image, but it can be easily visualized in the PAT image, with well‐defined boundaries.
4
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Primerjaj med metodami!!
• občutljivost
• razmerje signal/šum
• dinamični razpon
• prostorska ločljivost
• časovna ločljivost
• osnovni princip nastanka slike
• pogoji priprave opazovanega sistema
• komponente aparatur oz. opreme
dinamičnirazpon
občutljivost(razmerje signal/šum)
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
5
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
prostorskaločljivost
časovnaločljivost
spektralnaločljivost
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Kontrast –zaznavanje robov/mej
Pridobljene slike na koncu vednoPOGLEDAMO Z OČMI!!
6
Kako je oko zgrajeno ?
Senzorski sistem
Filtrirni sistem
(mrežnica)
(roženica)
(Beločnica)
(optični živec)(šarenica)
(zrklo)
(zenica)
(leča)
Optični sistem
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
svetloba
Intricately wired neurons in the retina allow a good deal of image assembly to take place in the eye itself. It is estimated that scientists understand about half of the interactions among the cells in this delicate piece of tissue. Signals pass from the photoreceptors through a series of neural connections toward the surface of the retina, where the ganglion-cell nerve-fiber layer relays the processed information to the optic nerve and into the brain.
7
Primerjava z umetnim optičnim senzorjem
Očutljivost ločljivost elementi
(receptorji / zivčna vlakna)
Pretok informacij
Oko 10-9 - 102 W/m2
(110+20 dB)
0.5 ‘, 1 nm
25 ms
130 M / 1 M 109 bit/s
(filtrirano)
Dig.Fotoap.
10-13 – 10-5 (-3) W/m2
(70 dB)
0.1’
100 ms
6 M / 2 M 108 bit/s
(grobo)
• Zaradi katerih lastnosti je torej človeško oko tako izjemen senzorski sistem?
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
• ob optični osi (fovea in do 15°) vidimo – ostro in barvno sliko
– le v pogojih dovolj močno osvetlitve
• izven optične osi (nekaj mm stran oz. več kot 20°) vidimo– manj ostro in črnobelo sliko
– z veliko občutljivostjo torej tudi v pogojih izredno šibke osvetlitve
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
8
POLJE ZAJEMA SIGNALA
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
9
Od optične slike do informacije v optičnem živcu
Senzorski sistem
Optični sistem
Filtrirni sistem
slika
fokusiranaslika
gruča živčnih signalov
Kontrastirani živčni signali in signali kompleksnejših
geometrij
Lom svetlobe, uklon na reži, odvisnost loma od valovne dolžine
Absorbcija fotona, nastanek membranskega potenciala, ionski tokovi
Interakcije protein-ligand, zlivanje membran, difuzija
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
10
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Efekt filtrirnega sistema
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
11
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Različni tipi iluzij
Prikazane slike so iz članka, ki je dostopen na naslovuhttp://physiology.elte.hu/gyakorlat/cikkek/Visual%20illusions%20and%20neurobiology.pdf
Še več iluzij na naslovuhttp://www.optillusions.com/
12
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
13
Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
• Program: Laboratorijska biomedicina
• Predavanja (Šolski center Ljubljana, Uč. 309):doc. dr. Zoran Arsov (uvod; mikroskopije)IJS - Odsek za fiziko trdne snovi, Laboratorij za biofiziko
izr. prof. dr. Igor Serša (MRI, UZ)IJS - Odsek za fiziko trdne snovi, Laboratorij za slikanje z magnetno resonanco
doc. dr. Damijan Škrk (CT)Uprava RS za varstvo pred sevanji
doc. dr. Ivana Žagar (PET)Onkološki institut
• Seminarske vaje bodo izvedene v laboratorijih kot prikaz tehnik
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
PREDAVANJA• Uvod• Mikroskopije• Slikanje z magnetno resonanco• Računalniška tomografija • Slikanje z ultrazvokom• Pozitronska emisijska tomografija
SEMINARSKE VAJE (v 2 skupinah, udeležba obvezna)• mikroskopije• MRI• PET/CT
Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
14
Preverjanje znanja
• Pisni izpit: preverjanje razumevanja snovi predavanj in seminarskih vaj
Zoran Arsov Laboratorijska biomedicina, Osnove slikovnih tehnik v biomedicini
Top Related