Chương 1. THU NHẬN ẢNH: X-QUANG, CT VÀ MRI
1.1. ẢNH X-QUANG
Khả năng chân đoán y khoa của tia X được hiện thực hóa sau phát hiện của Roentgen năm 1895. Hình thái đơn giản nhất của ảnh tia X là hình chiểu 2D của cơ thể 3D được tạo ra trên phim chiếu xạ cơ thể với hạt photon X-ray. Chế độ này được gọi là chiếu hình ảnh phẳng. Mỗi tia của các hạt photon X-ray bị suy hao bởi các yếu tố phụ thuộc vào sự suy giảm tuyến tính hệ số dọc theo đường đi của các tỉa và tạo ra mức xám tương ứng tại các điểm trên phim hoặc các thiết bị đo đang được sử dụng.
Xét đường dẫn tia được đánh dấu là AB trong hình 1.1, đặt N, là số lượng photon tia tới X trên phần cơ thể được chụp trong một khoảng thời gian quy định. Giả sử các tia X song song, nguồn tia X và đối tượng được chụp ảnh cách nhau một khoảng lớn. Đặt N, là số tương ứng của các photon thoát khỏi cơ thể, phương trình được miêu tả như sau:
Các phương trình trên được phát triển từ định luật Lambert-Beer trên sự suy giảm của tia X khi đi qua một môi trường. Các tia AB nằm trong mặt cắt PQRS; các tia song song nhau trong mặt phẳng PQRS được biểu diễn bởi tọa độ (1. s) nằm ở góc 6 liên quan đến tọa độ (x, y) được chỉ ra trong hình 1.1, với trục s song song với các tia. Vì thế, s=-xsin + y cos 8. Biến tích phân ds đại diện cho khoảng cách cơ bản dọc theo tỉa và tích phân được tính dọc theo tia đường AB từ nguồn tia X đến máy dò. Số lượng N, và N là các biển Poisson; giả sử giá trị của chúng đủ lớn để các phương trình trên được áp dụng. Hàm u(x, y) là hệ số suy giảm tuyển tính tại (x, y) trong mật cắt PQRS. Giá trị của u(x, y) phụ thuộc vào mật độ của đối tượng hoặc các thành phần của nó dọc theo đường đi của tỉa, cũng như tần số (hoặc bước sóng hoặc năng lượng) của bức xạ được sử dụng. Biêu thức (1.2) giá sử việc sử dụng các tia X có năng lượng đơn hoặc đơn sắc.
