"Görüntüleme" tek bir şey değildir. Her modalite farklı bir fiziksel dile dayanır: kimi X-ışınının zayıflamasını, kimi sesin yankısını, kimi çekirdeklerin manyetik davranışını okur. Aşağıda yedi modaliteyi tek tek, her birinin çalışma prensibini bir animasyonla ele alıyoruz.
Röntgen — tek bir gölge
En temel yöntem: tüpten çıkan X-ışını hastayı tek seferde geçer ve düz dedektörde tek bir 2B projeksiyon (gölge) oluşturur. Hızlı ve ucuzdur; kemik ve akciğer için idealdir ama derinlik bilgisi sınırlıdır — tüm yapılar üst üste biner.
BT — yüzlerce açıdan kesit
BT, röntgenin sınırını aşar: tüp ve dedektör hasta etrafında döner (rotate–rotate geometri) ve yüzlerce açıdan projeksiyon toplar; bilgisayar bu verilerden bir kesit görüntüsünü yeniden oluşturur (rekonstrüksiyon).1 Modern sistemlerde gantry saniyede birkaç tur döner.1
Floroskopi — gerçek zamanlı film
Röntgen tek bir kare çekerken, floroskopi sürekli ya da pulslu X-ışınıyla hareketli görüntü üretir — kateter ilerletmek, yutma izlemek gibi dinamik işlemler için.5 Bedeli, uzun ışınlama süresi ve buna bağlı doz birikimidir.
Mamografi — düşük enerji, en ince ayrıntı
Mamografi, memenin düşük kontrastlı ve çok küçük yapılarını (mikrokalsifikasyonlar) yakalamak için düşük enerjili X-ışını ve kompresyon kullanır; radyolojide en yüksek uzaysal çözünürlüğe sahip yöntemdir.5 Kompresyon hem ayrıntıyı artırır hem dozu düşürür.
Ultrason — sesin yankısı
Ultrason iyonlaştırıcı radyasyon kullanmaz. Prob, dokuya kısa bir ses darbesi gönderir; darbe yumuşak dokuda ~1540 m/s hızla ilerler ve akustik empedansın değiştiği her arayüzden bir kısmı yankı olarak geri döner.2 Yankının gidiş-dönüş süresi derinliği, genliği ise parlaklığı verir (pulse–echo).2
MR — manyetik alanda dönen çekirdekler
MR de iyonlaştırıcı radyasyon kullanmaz. Güçlü bir manyetik alanda vücuttaki hidrojen çekirdekleri (protonlar) bir topaç gibi preseser; presesyon frekansı alan gücüyle orantılıdır (Larmor bağıntısı) — 1,5 T'de yaklaşık 64 MHz.3 Bir radyo-frekans (RF) darbesi bu protonları "devirir"; geri gevşerken yaydıkları sinyal görüntüyü oluşturur. MR'ın yumuşak doku kontrastı bu yüzden üstündür.
Nükleer tıp / PET — içeriden yayılan ışın
Diğerlerinde kaynak dışarıdayken, nükleer tıpta kaynak hastanın içindedir: verilen radyofarmasötik anatomiyi değil işlevi/metabolizmayı gösterir. PET'te radyofarmasötik bir pozitron yayar; bu pozitron bir elektronla birleşip yok olunca yaklaşık 180° zıt yönde iki 511 keV foton doğar.4 Halka biçimli dedektör bu iki fotonu eş zamanlı (koinsidans) yakalayarak kaynağın yerini belirler.4
Kaynaklar
- Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt EM, Boone JM. The Essential Physics of Medical Imaging, 3rd ed. Lippincott Williams & Wilkins, 2011. Bölüm 10 (Computed Tomography) — tüp ve dedektörün hasta etrafında dönmesi (rotate–rotate geometri), gantry rotasyonu.
- Bushberg JT, et al., a.g.e., Bölüm 14 (Ultrasound) — pulse–echo görüntüleme, yumuşak dokuda ses hızı 1540 m/s, akustik empedans farkları.
- Bushberg JT, et al., a.g.e., Bölüm 12 (Magnetic Resonance Basics) — protonun manyetik alanda presesyonu, Larmor bağıntısı; 1,5 T'de proton rezonans frekansı ~64 MHz.
- Bushberg JT, et al., a.g.e., Bölüm 15 ve 19 (Radyoaktivite ve PET) — pozitron–elektron anihilasyonu sonucu yaklaşık 180° zıt yönde yayılan iki 511 keV foton; koinsidans algılama.
- Bushberg JT, et al., a.g.e., Bölüm 8 (Mammography) ve Bölüm 9 (Fluoroscopy) — düşük enerjili X-ışını ve kompresyon; gerçek zamanlı/pulslu floroskopi.