Unit Hounsfield dan Atenuasi CT

Unit Hounsfield (HU) adalah skala terstandardisasi yang digunakan tomografi terkomputasi untuk menyatakan seberapa kuat suatu jaringan melemahkan sinar-X. Skala ini ditetapkan sedemikian rupa sehingga air memiliki nilai 0 HU dan udara sekitar -1000 HU, memberikan setiap voksel angka terkalibrasi yang menghubungkan citra skala abu-abu dengan sifat fisik jaringan.

Definition

Unit Hounsfield adalah transformasi linear dari koefisien atenuasi linear sinar-X terukur suatu voksel, dinormalisasi sehingga air didefinisikan sebagai 0 HU dan udara sebagai -1000 HU, digunakan untuk mengukur radiodensitas jaringan dalam tomografi terkomputasi.

Scope

Topik ini menjelaskan dasar fisik kontras citra CT: bagaimana atenuasi sinar-X diukur, bagaimana dinormalisasi ke skala Hounsfield, dan bagaimana angka CT yang dihasilkan dipetakan ke anatomi. Ini juga menyentuh bagaimana media kontras beriodin meningkatkan atenuasi terukur. Ini adalah penjelasan referensi mengapa struktur tampak cerah atau gelap pada CT, bukan panduan tentang pemilihan pemindaian atau pemberian kontras.

Core questions

• Kuantitas fisik apa yang direpresentasikan oleh angka CT?
• Mengapa air dan udara menjadi titik referensi skala Hounsfield?
• Bagaimana lemak, jaringan lunak, darah, dan tulang berada pada skala tersebut?
• Bagaimana kontras beriodin mengubah atenuasi terukur?
• Mengapa pengaturan jendela dan tingkat mengubah tampilan citra tanpa mengubah angka yang mendasarinya?

Key concepts

• Koefisien atenuasi sinar-X linear
• Skala Hounsfield (air = 0, udara = -1000)
• Radiodensitas lemak, jaringan lunak, darah, dan tulang
• Lebar jendela dan tingkat jendela
• Peningkatan kontras beriodin
• Rata-rata volume parsial

Mechanisms

Ketika berkas sinar-X melewati jaringan, ia dilemahkan oleh absorpsi dan hamburan, yang diukur dengan koefisien atenuasi linear, yang bergantung pada densitas jaringan dan nomor atom efektif. Rekonstruksi CT memperkirakan koefisien ini untuk setiap voksel dan mengubah skalanya relatif terhadap air untuk menghasilkan nilai Hounsfield: jaringan yang lebih padat atau lebih menyerap sinar-X daripada air memiliki nilai positif, jaringan yang kurang menyerap memiliki nilai negatif. Iodin, dengan nomor atomnya yang tinggi, sangat melemahkan sinar-X, sehingga media kontras beriodin meningkatkan nilai Hounsfield darah dan jaringan yang terperfusi tempat mereka terdistribusi. Karena mata tidak dapat melihat seluruh rentang numerik sekaligus, lebar dan tingkat jendela dipilih untuk memetakan pita nilai HU ke skala abu-abu yang terlihat.

Clinical relevance

Nilai Hounsfield memungkinkan CT membedakan lemak, cairan, jaringan lunak, kalsium, dan struktur yang ditingkatkan kontras, yang mendasari interpretasi anatomi penampang pada CT. Entri ini menjelaskan bagaimana atenuasi menghasilkan kontras citra dan bukan merupakan dasar untuk ambang diagnostik atau keputusan dosis kontras pada pasien individu.

Evidence & guidelines

Skala dan kalibrasinya berasal dari deskripsi asli Hounsfield tahun 1973 tentang tomografi terkomputasi dan dikodifikasi dalam teks fisika pencitraan medis seperti Bushberg dan rekan-rekannya. Tinjauan teknologi CT dan agen kontras sinar-X menjelaskan bagaimana pengukuran atenuasi dan peningkatan beriodin telah berkembang.

History

Deskripsi Hounsfield tahun 1973 tentang pemindaian aksial transversal terkomputerisasi memperkenalkan CT klinis dan skala atenuasi numerik yang sekarang menyandang namanya, dibangun di atas matematika rekonstruksi yang terkait dengan Allan Cormack. Dekade-dekade berikutnya membawa pemindai yang lebih cepat, dosis lebih rendah, dan kimia kontras nomor atom tinggi yang khusus, tetapi skala terkalibrasi yang direferensikan air tetap menjadi dasar kontras CT.

Key figures

• Godfrey Hounsfield
• Allan Cormack

Seminal works

• hounsfield-1973

Frequently asked questions

Mengapa air didefinisikan sebagai 0 unit Hounsfield?

Skala ini dinormalisasi ke air sebagai referensi yang stabil dan dapat direproduksi; jaringan yang melemahkan sinar-X lebih dari air mengambil nilai positif dan yang melemahkan lebih sedikit mengambil nilai negatif, dengan udara mendekati -1000.

Mengapa kontras beriodin membuat pembuluh darah tampak cerah pada CT?

Iodin memiliki nomor atom yang tinggi dan sangat menyerap sinar-X, sehingga di mana agen tersebut terdistribusi dalam darah dan jaringan yang terperfusi, atenuasi terukur, dan oleh karena itu nilai Hounsfield, meningkat.

Apakah mengubah pengaturan jendela mengubah angka Hounsfield?

Tidak; pembentukan jendela hanya mengubah bagaimana rentang nilai Hounsfield yang tetap dipetakan ke skala abu-abu yang ditampilkan, bukan atenuasi terukur yang mendasarinya.