चिकित्सा प्रतिबिंबन तंत्र: एक्स-किरण, CT, SPECT, PET, MRI व पराध्वनि
2. संगणित टोमोग्राफ़ी
CT रोगी से होकर प्रत्येक किरण के अनुदिश μ का रेखा-समाकल मापता है: ln(I₀/I) = ∫μ dl। एक कोण पर ऐसे समाकलों का समुच्चय प्रक्षेप है, और 180° या 360° पर प्रक्षेप साइनोग्राम बनाते हैं — स्लाइस का रेडॉन रूपांतर। सरल पश्च-प्रक्षेपण प्रत्येक प्रक्षेप को प्रतिबिंब पर वापस फैलाता है और धुँधला परिणाम देता है (1/r धुँधलापन); निस्यंदित पश्च-प्रक्षेपण पहले प्रत्येक प्रक्षेप को रैम्प फ़िल्टर (आवृत्ति में |ω|, शोर सीमित करने हेतु प्रायः मृदुकृत) से संवलित करता है और आदर्श आँकड़ों हेतु यथार्थ है। फुरिये (केंद्रीय) स्लाइस प्रमेय इसका आधार है: किसी प्रक्षेप का 1-D फुरिये रूपांतर स्लाइस के 2-D फुरिये रूपांतर से होकर एक रेखा है। पुनरावर्ती पुनर्निर्माण भौतिकी व शोर का प्रतिरूपण करता है और कम मात्रा की अनुमति देता है।
| पीढ़ी | ज्यामिति | टिप्पणी |
|---|---|---|
| प्रथम | पेंसिल किरणपुंज, एक संसूचक; स्थानांतरण फिर घूर्णन | प्रति स्लाइस मिनट |
| द्वितीय | संकीर्ण पंखा, अनेक संसूचक; स्थानांतरण–घूर्णन | कम, बड़े घूर्णन चरण |
| तृतीय | रोगी को ढकने वाला चौड़ा पंखा; नली व संसूचक चाप साथ घूमते हैं | आधुनिक बहु-स्लाइस स्कैनरों का आधार; संसूचक विफल हो तो वलय विरूपण |
| चतुर्थ | संसूचकों का स्थिर वलय; केवल नली घूमती है | अनेक संसूचक आवश्यक |
| पंचम (इलेक्ट्रॉन-किरणपुंज) | कोई चल भाग नहीं; संचालित इलेक्ट्रॉन किरणपुंज स्थिर लक्ष्य वलयों पर घूमता है | अति तीव्र, हृद् प्रतिबिंबन हेतु |
कुंडलित (सर्पिल) CT में तालिका निरंतर चलती है जबकि गैन्ट्री घूमती है; पिच = प्रति घूर्णन तालिका अग्रसरण ÷ कुल किरणपुंज समांतरण, अतः 1 से अधिक पिच z-विभेदन की कुछ कीमत पर मात्रा व स्कैन-काल घटाता है। प्रत्येक पुनर्निर्मित वॉक्सेल को हाउंसफ़ील्ड इकाइयों में CT संख्या के रूप में व्यक्त किया जाता है, HU = 1000(μ − μ_water)/μ_water, जो जल को 0 व वायु को −1000 पर नियत करती है; वसा लगभग −100, मृदु ऊतक कुछ दहाई, और अस्थि कई सौ से हज़ार से अधिक। प्रदर्शन चुनी गई विंडो को धूसर-पैमाने पर मानचित्रित करता है: विंडो स्तर L व चौड़ाई W के साथ L − W/2 से L + W/2 तक के मान काले से सफ़ेद तक फैलते हैं। सामान्य विरूपण हैं किरणपुंज दृढ़ीकरण (रोगी से होकर किरणपुंज की माध्य ऊर्जा बढ़ती है, जिससे प्याला-रूपता व सघन वस्तुओं के बीच काली धारियाँ), आंशिक आयतन, गति व धातु धारियाँ।
3. नाभिकीय प्रतिबिंबन: गामा कैमरा, SPECT व PET
नाभिकीय प्रतिबिंबन शरीर-रचना के स्थान पर कार्य का मानचित्रण करता है: रेडियो-अनुरेखक किसी शारीरिक पथ का अनुसरण करता है और उसके उत्सर्जन शरीर के बाहर संसूचित होते हैं। सक्रियता A = A₀e−λt के अनुसार क्षयित होती है, λ = ln 2/T½, और अनुरेखक जैविक रूप से भी शरीर छोड़ता है, अतः प्रभावी अर्धायु 1/T_eff = 1/T_phys + 1/T_bio का पालन करती है। एकल-फ़ोटॉन प्रतिबिंबन का मुख्य आधार टेक्नीशियम-99m है, जो लगभग 6 घंटे की भौतिक अर्धायु के साथ 140 keV गामा किरणें उत्सर्जित करता है।
- ऐंगर गामा कैमरा: सीसे का समांतरित्र (प्रायः समांतर-छिद्र) केवल लगभग लंबवत चलते फ़ोटॉनों को प्रवेश देता है, जिससे तय होता है कि प्रत्येक कहाँ से आया; बड़ा NaI(Tl) प्रस्फुरण क्रिस्टल प्रत्येक फ़ोटॉन को प्रकाश की झलक में बदलता है; प्रकाश-गुणक नलियों की सरणी झलक संसूचित करती है, और स्थिति तर्क उसका केंद्रक परिकलित करता है; स्पंद-ऊँचाई विश्लेषक केवल प्रकाश-शिखर ऊर्जा के निकट के फ़ोटॉन स्वीकारता है, अधिकांश प्रकीर्णन अस्वीकार करता है। समांतरित्र लगभग सारे फ़ोटॉन फेंक देता है, इसीलिए कैमरे की संवेदनशीलता कम है।
- SPECT एक या अधिक गामा-कैमरा शीर्षों को रोगी के चारों ओर घुमाता है, अनेक कोणों पर प्रक्षेप प्राप्त करता है और CT की भाँति टोमोग्राफ़ी से स्लाइस पुनर्निर्मित करता है, क्षीणन व प्रकीर्णन संशोधनों सहित।
- PET फ़्लुओरोडीऑक्सीग्लूकोज़ (FDG) में फ़्लुओरीन-18 (अर्धायु लगभग 110 मिनट) जैसे पॉज़िट्रॉन उत्सर्जक प्रयोग करता है। पॉज़िट्रॉन छोटी दूरी चलकर इलेक्ट्रॉन के साथ विलोपित होता है, और लगभग 180° के अंतर पर उत्सर्जित दो 511 keV फ़ोटॉन उत्पन्न करता है। संसूचकों का वलय (BGO या LSO क्रिस्टल) नैनोसेकंड-कोटि की खिड़की में संपातों को अभिलेखित करता है, और प्रत्येक संपात एक अनुक्रिया रेखा परिभाषित करता है — इलेक्ट्रॉनिक समांतरण, अतः सीसे का समांतरित्र आवश्यक नहीं और संवेदनशीलता SPECT से कहीं अधिक है। उड़ान-काल PET आगमन-कालों के अंतर से भी घटना को रेखा पर स्थित करता है। विभेदन पॉज़िट्रॉन परास व फ़ोटॉन युग्म की हल्की असंरेखता से सीमित है; यादृच्छिक व प्रकीर्णित संपात तथा क्षीणन संशोधित करने होते हैं।
4. चुंबकीय अनुनाद प्रतिबिंबन
हाइड्रोजन नाभिकों (प्रोटॉनों) में प्रचक्रण व चुंबकीय आघूर्ण होता है। स्थैतिक क्षेत्र B₀ में वे लार्मर आवृत्ति f = γ̄B₀ पर पुरस्सरण करते हैं, ¹H हेतु γ̄ = 42.58 MHz/T — 1.5 T पर 63.87 MHz और 3 T पर 127.74 MHz — और थोड़ा आधिक्य B₀ के साथ संरेखित होकर शुद्ध चुंबकन M₀ बनाता है। कुंडली द्वारा क्षेत्र B₁ के रूप में लगाया गया लार्मर आवृत्ति का RF स्पंद चुंबकन को फ़्लिप कोण θ = γB₁τ से झुकाता है (γ = 2πγ̄, rad s⁻¹ T⁻¹ में, τ स्पंद अवधि)। घूमता अनुप्रस्थ चुंबकन ग्राही कुंडली में संकेत प्रेरित करता है।
दो शिथिलन होते हैं। T1 (प्रचक्रण–जालक) पुनर्प्राप्ति अनुदैर्ध्य चुंबकन पुनर्स्थापित करती है, 90° स्पंद के बाद M_z = M₀(1 − e−t/T1)। T2 (प्रचक्रण–प्रचक्रण) क्षय अनुप्रस्थ चुंबकन को विकलित करता है, M_xy = M₀e−t/T2; क्षेत्र असमांगता अतिरिक्त विकलन जोड़ती है, अतः प्रेक्षित मुक्त-प्रेरण क्षय T2* ≤ T2 का पालन करता है। प्रचक्रण प्रतिध्वनि (90° फिर TE/2 पर 180°) स्थैतिक असमांगता को पुनःफ़ोकस करती है और T2 क्षय पुनः प्राप्त करती है। ऊतक विपर्यास समय-निर्धारण से चुना जाता है: T1-भारण लघु TR व लघु TE, T2-भारण दीर्घ TR व दीर्घ TE, और प्रोटॉन-घनत्व भारण दीर्घ TR व लघु TE प्रयोग करता है। T1-भारित प्रतिबिंबों पर वसा उजली व जल गहरा; T2-भारित प्रतिबिंबों पर द्रव उजला होता है।
स्थानिक कूटन तीन प्रवणता कुंडलियाँ प्रयोग करता है जो क्षेत्र को, अतः लार्मर आवृत्ति को, स्थिति के साथ रैखिकतः बदलती हैं। बैंड-सीमित RF स्पंद के दौरान स्लाइस-चयन प्रवणता G केवल उस पट्टिका को उत्तेजित करती है जिसकी आवृत्तियाँ स्पंद बैंड-विस्तार में आती हैं, अतः स्लाइस मोटाई Δz = BW/(γ̄G)। उत्तेजन व पठन के बीच संक्षेप में लगी, एक पुनरावृत्ति से अगली तक चरणबद्ध कला-कूटन प्रवणता, और अधिग्रहण के दौरान आवृत्ति-कूटन (पठन) प्रवणता अन्य दो दिशाओं को चिह्नित करती हैं। आँकड़े k-स्पेस भरते हैं, और 2-D प्रतिलोम फुरिये रूपांतर प्रतिबिंब देता है। हार्डवेयर है अतिचालक चुंबक (द्रव हीलियम में नायोबियम–टाइटेनियम कुंडलन), शिम कुंडलियाँ, प्रवणता कुंडलियाँ व RF कुंडलियाँ। MRI आयनकारी विकिरण प्रयोग नहीं करता; इसके संकट हैं लौहचुंबकीय प्रक्षेप्य, प्रत्यारोपण, RF तापन (विशिष्ट अवशोषण दर से सीमित) व ध्वनिक शोर।
5. पराध्वनि प्रतिबिंबन व डॉप्लर
दाबविद्युत ट्रांसड्यूसर (प्रायः PZT) वोल्टता स्पंद को कुछ मेगाहर्ट्ज़ के दाब स्पंद में बदलता है और लौटती प्रतिध्वनियों को वापस वोल्टता में। मृदु ऊतक में ध्वनि लगभग c = 1540 m/s से चलती है, अतः 5 MHz पर तरंगदैर्ध्य λ = c/f 0.308 mm है। t समय बाद लौटी प्रतिध्वनि गहराई d = ct/2 से आती है — 2 का गुणक इसलिए कि स्पंद वहाँ जाकर लौटता है। प्रत्येक सीमा ध्वनिक प्रतिबाधा Z = ρc की असमानता के अनुसार परावर्तन करती है: तीव्रता परावर्तन गुणांक R = [(Z₂ − Z₁)/(Z₂ + Z₁)]² है। मृदु-ऊतक सीमाएँ लगभग एक प्रतिशत परावर्तित करती हैं, अतः अधिकांश ऊर्जा आगे जाती है; ऊतक–वायु व ऊतक–अस्थि सीमाएँ लगभग सब परावर्तित करती हैं, इसीलिए जेल आवश्यक है और इसीलिए अस्थि व गैस आगे की वस्तुओं पर छाया डालते हैं। √(Z_ट्रांसड्यूसर Z_ऊतक) प्रतिबाधा की चतुर्थांश-तरंग मिलान परत युग्मन सुधारती है।
- मृदु ऊतक में क्षीणन लगभग आवृत्ति के अनुपात में बढ़ता है (लगभग 0.5 dB प्रति cm प्रति MHz की कोटि), अतः उच्च आवृत्तियाँ सूक्ष्मतर विभेदन पर उथला भेदन देती हैं — ट्रांसड्यूसर चयन का केंद्रीय समझौता। काल-लब्धि क्षतिपूर्ति इसे संतुलित करने हेतु बाद की प्रतिध्वनियों को अधिक प्रवर्धित करती है।
- अक्षीय विभेदन स्थानिक स्पंद लंबाई का आधा है, अतः छोटे, अच्छी तरह अवमंदित स्पंद बेहतर विभेदन देते हैं; पार्श्व विभेदन किरणपुंज चौड़ाई है, फ़ोकस पर सर्वोत्तम। a त्रिज्या की अफ़ोकसित चकती की निकट-क्षेत्र (फ़्रेनेल) लंबाई लगभग a²/λ है।
- प्रदर्शन विधाएँ: A-विधा (आयाम बनाम गहराई), B-विधा (प्रसर्पित या इलेक्ट्रॉनिक रूप से संचालित सरणी से द्युति-कूटित 2-D प्रतिबिंब), M-विधा (एक रेखा बनाम समय, चलते कपाटों व भित्तियों हेतु), तथा डॉप्लर।
- अगला स्पंद भेजने से पहले पिछला लौटना चाहिए, अतः अधिकतम प्रतिबिंबन गहराई c/(2·PRF) है।
किरणपुंज से θ कोण पर v वेग से चलता रक्त प्रतिध्वनि आवृत्ति को f_D = 2f₀v cos θ/c से विस्थापित करता है, दो-तरफ़ा पथ हेतु फिर 2 का गुणक। संतत-तरंग डॉप्लर पृथक प्रेषक व ग्राही क्रिस्टल प्रयोग करता है और परास सूचना के बिना उच्च वेग मापता है; स्पंदित-तरंग डॉप्लर चुनी गहराई का प्रतिचयन करता है पर PRF पर प्रतिचयित होने से f_D के PRF/2 से अधिक होने पर उपनामित होता है (नाइक्विस्ट सीमा); रंग डॉप्लर किसी क्षेत्र पर माध्य वेग मानचित्रित करता है। θ = 90° पर विस्थापन लुप्त होता है, अतः कोण 90° से काफ़ी नीचे रखकर संशोधित करना चाहिए।
मुख्य बिंदु
- I = I₀e−μx, HVL = 0.693/μ; प्रकाश-विद्युत ∝ Z³/E³ अस्थि विपर्यास देता है, कॉम्पटन मृदु-ऊतक विपर्यास घटाता है; kVp ऊर्जा, mAs फ़ोटॉन संख्या तय करता है।
- HU = 1000(μ − μ_water)/μ_water; विंडो L, W, L ± W/2 दिखाती है; निस्यंदित पश्च-प्रक्षेपण रैम्प फ़िल्टर प्रयोग करता है; पिच = अग्रसरण/समांतरण।
- SPECT: समांतरित्र से एकल फ़ोटॉन (Tc-99m, 140 keV); PET: संपात में दो 511 keV फ़ोटॉन, कोई समांतरित्र नहीं, उच्च संवेदनशीलता।
- f = 42.58 MHz/T × B₀; T1: लघु TR व TE, T2: दीर्घ TR व TE; स्लाइस मोटाई = BW/(γ̄G)।
- पराध्वनि: λ = c/f, d = ct/2, R = [(Z₂ − Z₁)/(Z₂ + Z₁)]², f_D = 2f₀v cos θ/c, गहराई सीमा c/(2·PRF), PRF/2 से ऊपर उपनामन।
अभ्यास प्रश्न (18)
उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।
एक पदार्थ का एकऊर्जी एक्स-किरण किरणपुंज हेतु रैखिक क्षीणन गुणांक 0.2 cm⁻¹ है। उसकी अर्ध-मान परत (cm में), दो दशमलव स्थानों तक, ____ है।
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उत्तर: 3.47
HVL = ln 2/μ = 0.693/0.2 = 3.47 cm। 1/μ = 5 cm लेना माध्य मुक्त पथ देता है, वह मोटाई जो तीव्रता को 1/e (37%) तक घटाती है, आधी तक नहीं।एक एकऊर्जी किरणपुंज 2 cm अस्थि (μ = 0.5 cm⁻¹) और फिर 4 cm मृदु ऊतक (μ = 0.2 cm⁻¹) से गुज़रता है। पारगमित अंश (% में), एक दशमलव स्थान तक, ____ है।
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उत्तर: 16.5
पथ के अनुदिश घातांक जुड़ते हैं: μ₁x₁ + μ₂x₂ = 1.0 + 0.8 = 1.8, अतः I/I₀ = e−1.8 = 0.165 = 16.5%। प्रत्येक परत के पारगमित अंश जोड़ना (36.8% + 44.9%) या मोटाई से भारित किए बिना दोनों परतों पर μ का औसत लेना गलत उत्तर देता है।एक ऊतक का μ = 0.21 cm⁻¹ है जहाँ जल का μ = 0.20 cm⁻¹ है। उसकी CT संख्या (HU में) ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 50
HU = 1000(μ − μ_w)/μ_w = 1000 × 0.01/0.20 = 50 HU, सामान्य मृदु-ऊतक मान। ऊतक के μ से भाग देने पर 47.6, और 1000 छोड़ने पर 0.05 आता है।एक CT प्रतिबिंब 40 HU विंडो स्तर व 400 HU विंडो चौड़ाई से प्रदर्शित है। वह CT संख्या (HU में) जिस पर व जिससे ऊपर पिक्सेल सफ़ेद दिखते हैं ____ है।
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उत्तर: 240
विंडो L ± W/2 = 40 ± 200, अर्थात −160 से +240 HU तक फैली है, अतः +240 HU व ऊपर सब सफ़ेद और −160 HU व नीचे सब काला है। पूरी चौड़ाई जोड़ना, 40 + 400 = 440, सामान्य भूल है।¹H हेतु γ̄ = 42.58 MHz/T प्रयोग करते हुए 1.5 T स्कैनर में लार्मर आवृत्ति (MHz में), दो दशमलव स्थानों तक, ____ है।
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उत्तर: 63.87
f = γ̄B₀ = 42.58 × 1.5 = 63.87 MHz। γ = 2π × 42.58 = 267.5 × 10⁶ rad s⁻¹ T⁻¹ लेकर परिणाम को हर्ट्ज़ बताना 401 MHz देता है, जो कोणीय आवृत्ति है, f नहीं।10 mT/m की स्लाइस-चयन प्रवणता 1 kHz बैंड-विस्तार वाले RF स्पंद के साथ लगाई जाती है। γ̄ = 42.58 MHz/T प्रयोग करते हुए स्लाइस मोटाई (mm में), दो दशमलव स्थानों तक, ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 2.35
आवृत्ति प्रति मीटर γ̄G = 42.58 × 10⁶ × 0.01 = 425 800 Hz बदलती है, अतः 1000 Hz बैंड Δz = 1000/425 800 m = 2.35 mm ढकता है। प्रबल प्रवणता या संकीर्ण बैंड-विस्तार पतला स्लाइस देता है; γ = 2πγ̄ लेने पर 0.37 mm आता है।मृदु ऊतक (c = 1540 m/s) में 5 MHz पराध्वनि की तरंगदैर्ध्य (mm में), तीन दशमलव स्थानों तक, ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 0.308
λ = c/f = 1540/(5 × 10⁶) = 3.08 × 10⁻⁴ m = 0.308 mm, जो प्राप्य विभेदन का पैमाना तय करती है। वायु में ध्वनि वेग (लगभग 343 m/s) लेने पर 0.069 mm आता है, जो ऊतक में लागू नहीं।स्पंद प्रेषित होने के 100 µs बाद प्रतिध्वनि लौटती है। c = 1540 m/s लेकर परावर्तक की गहराई (cm में) ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 7.7
d = ct/2 = 1540 × 100 × 10⁻⁶/2 = 0.077 m = 7.7 cm। यह भूलना कि स्पंद जाकर लौटता है, 15.4 cm देता है।एक 5 MHz डॉप्लर किरणपुंज किरणपुंज से 60° पर 0.5 m/s से बहते रक्त पर पड़ता है (c = 1540 m/s)। डॉप्लर विस्थापन (Hz में), निकटतम पूर्णांक तक, ____ है।
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उत्तर: 1623
f_D = 2f₀v cos θ/c = 2 × 5 × 10⁶ × 0.5 × 0.5/1540 = 2.5 × 10⁶/1540 = 1623 Hz, सुविधाजनक रूप से श्रव्य परास में। 2 छोड़ने पर 812 Hz; cos 60° के स्थान पर sin 60° लेने पर 2812 Hz आता है।एक पराध्वनि स्कैनर 5 kHz पुनरावृत्ति आवृत्ति पर स्पंद भेजता है। c = 1540 m/s लेकर अधिकतम असंदिग्ध प्रतिबिंबन गहराई (cm में) ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 15.4
प्रत्येक प्रतिध्वनि स्पंद अंतराल 1/PRF = 200 µs के भीतर लौटनी चाहिए, अतः d_max = c/(2·PRF) = 1540/10 000 = 0.154 m = 15.4 cm। 2 छोड़ने पर 30.8 cm आता है, जिससे गहरी प्रतिध्वनियाँ अगले स्पंद के बाद पहुँचकर मिथ्या रूप से उथली दिखेंगी।वसा (Z = 1.38 MRayl) व पेशी (Z = 1.70 MRayl) की सीमा पर आपतित पराध्वनि तीव्रता का परावर्तित अंश (% में), दो दशमलव स्थानों तक, ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 1.08
R = [(Z₂ − Z₁)/(Z₂ + Z₁)]² = (0.32/3.08)² = (0.1039)² = 0.0108 = 1.08%, अतः लगभग 99% ऊर्जा आगे गहराई में जाती है। वर्ग छोड़ने पर 10.4% आता है, जो आयाम परावर्तन गुणांक है, तीव्रता का नहीं।पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन टोमोग्राफ़ी में क्या संसूचित होता है?
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उत्तर: A — लगभग विपरीत दिशाओं में चलते दो 511 keV फ़ोटॉन, संपात में संसूचित
पॉज़िट्रॉन इलेक्ट्रॉन से विलोपित होने से पहले केवल लगभग एक मिलीमीटर चलता है; 511 keV फ़ोटॉनों का युग्म लगभग 180° के अंतर पर उड़ता है और संपात अनुक्रिया रेखा परिभाषित करता है। समांतरित्र से एकल 140 keV फ़ोटॉन टेक्नीशियम-99m वाला SPECT है, और पारगमित एक्स-किरणें CT हैं।T2-भारित प्रचक्रण-प्रतिध्वनि प्रतिबिंब किससे प्राप्त होता है?
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उत्तर: A — दीर्घ TR व दीर्घ TE
दीर्घ TR हर ऊतक को अपना अनुदैर्ध्य चुंबकन पुनः प्राप्त करने देता है, T1 अंतर हटाता है, और दीर्घ TE भिन्न T2 वाले ऊतकों को भिन्न मात्रा में विकलित होने देता है, अतः विपर्यास T2 दर्शाता है। लघु TR व लघु TE, T1-भारण है, दीर्घ TR व लघु TE प्रोटॉन-घनत्व भारण है, और लघु TR व दीर्घ TE किसी भी प्रकार का बहुत कम संकेत देता है।नैदानिक एक्स-किरण प्रतिबिंबन के विषय में कौन-से कथन सही हैं?
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उत्तर: A — नली kVp बढ़ाने से अधिकतम फ़ोटॉन ऊर्जा बढ़ती है; B — mAs फ़ोटॉनों की संख्या और अतः प्रतिबिंब शोर तय करता है; C — नैदानिक परास के अधिकांश भाग में मृदु ऊतक में कॉम्पटन प्रकीर्णन प्रमुख है और विपर्यास घटाता है
ब्रेम्सश्ट्रालुंग अंत्य-बिंदु keV में kVp के बराबर है; नली धारा-काल गुणनफल तय करता है कि कितने फ़ोटॉन संसूचक तक पहुँचें, और शोर उनके वर्गमूल के अनुसार घटता है; कॉम्पटन प्रकीर्णन मृदु ऊतक में प्रमुख है और प्रतिबिंब धुँधला करता है। प्रकाश-विद्युत अवशोषण ऊर्जा के साथ तीव्रता से, लगभग 1/E³ के अनुसार, गिरता है, इसीलिए निम्न kVp अधिक विपर्यास देता है।PET व SPECT की तुलना करने वाले कौन-से कथन सही हैं?
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उत्तर: A — PET संपात संसूचन से घटनाएँ स्थित करता है और उसे सीसे का समांतरित्र नहीं चाहिए; B — SPECT टेक्नीशियम-99m जैसे एकल-फ़ोटॉन उत्सर्जकों का समांतरित्र से प्रतिबिंबन करता है; C — PET विभेदन आंशिक रूप से पॉज़िट्रॉन परास व फ़ोटॉन असंरेखता से सीमित है
दो विलोपन फ़ोटॉनों का संपात PET का इलेक्ट्रॉनिक समांतरण है, जबकि SPECT एकल फ़ोटॉनों हेतु भौतिक समांतरित्र पर निर्भर है। विलोपन से पहले पॉज़िट्रॉन की यात्रा व 180° से छोटा विचलन PET प्रतिबिंबों को धुँधला करते हैं। समांतरित्र कुछ फ़ोकस नहीं करता — वह अपने छिद्रों के अनुदिश न चलने वाले लगभग हर फ़ोटॉन को अवशोषित करता है, इसीलिए SPECT संवेदनशीलता कम है।¹⁸F अनुरेखक (भौतिक अर्धायु 110 मिनट) की 400 MBq मात्रा तैयार की गई है। जैविक निकासी की उपेक्षा करते हुए 220 मिनट बाद उसकी सक्रियता (MBq में) ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 100
220 मिनट दो अर्धायु है, अतः A = 400 × (½)² = 100 MBq। मूल सक्रियता का आधा दो बार रैखिक रूप से घटाने पर शून्य आता; क्षय चरघातांकी है, प्रत्येक अर्धायु में वर्तमान मात्रा आधी होती है।कुंडलित CT में तालिका प्रति गैन्ट्री घूर्णन 15 mm आगे बढ़ती है, कुल किरणपुंज समांतरण 10 mm है। पिच है
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उत्तर: A — 1.5
पिच = प्रति घूर्णन तालिका अग्रसरण/किरणपुंज समांतरण = 15/10 = 1.5, अर्थात कुंडली के क्रमिक फेरों के बीच अंतराल जिन्हें अंतर्वेशन भरता है, कम मात्रा सहित। अनुपात उलटने पर 0.67 आता है, जो अतिव्याप्त कुंडली होती।एक एक्स-किरण नली 100 kVp पर चलती है। उसके वर्णक्रम में न्यूनतम तरंगदैर्ध्य (pm में), एक दशमलव स्थान तक, ____ है।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 12.4
सर्वाधिक ऊर्जावान फ़ोटॉन पूरी 100 keV लेता है, और λ_min = hc/E = 1.24 nm·keV/100 keV = 0.0124 nm = 12.4 pm (ड्युएन–हंट सीमा)। माध्य वर्णक्रमीय ऊर्जा, लगभग शिखर का एक-तिहाई से आधा, लेने पर लंबी तरंगदैर्ध्य आएगी जो न्यूनतम नहीं है।