Skip to main page content
U.S. flag

An official website of the United States government

Dot gov

The .gov means it’s official.
Federal government websites often end in .gov or .mil. Before sharing sensitive information, make sure you’re on a federal government site.

Https

The site is secure.
The https:// ensures that you are connecting to the official website and that any information you provide is encrypted and transmitted securely.

Access keys NCBI Homepage MyNCBI Homepage Main Content Main Navigation
. 2010 Aug;42(2):53-6.
doi: 10.5152/eajm.2010.17.

Determination of linear x-ray attenuation coefficients of pathological brain tissues and use of filters in tissue contrast enhancement in computed tomography

M Erdem Sagsoz  1 , Fazlı Erdogan  2 , Salih Z Erzeneoglu  3 , İhsan Yuce  1
Affiliations

Determination of linear x-ray attenuation coefficients of pathological brain tissues and use of filters in tissue contrast enhancement in computed tomography

M Erdem Sagsoz et al. Eurasian J Med. 2010 Aug.

Abstract
in English, Turkish

Objective: X-ray attenuation coefficients are used in common radiological, pathological and spectroscopic examinations and in the determination of the radiation dose distribution in biological tissues. In radiology, these coefficients enable diagnosis by differentiating the abnormal tissues from the normal ones using their morphological structure and contrast differences. In this study, our aim is to precisely determine the linear x-ray attenuation coefficients of pathological brain tissues and to use x-ray beam filters to enhance the tissue contrast in computed tomography.

Materials and methods: To directly measure the relative linear attenuation coefficients, an energy dispersive x-ray spectroscopy system (EDXRS-Canberra, Si(Li) with DSA-1000 spectrum analyzer 1998; CT, USA) was used with collimators and a medical-purpose x-ray tube (Siemens, Siremobil, 1985; Erlangen, Germany) in a linear geometry.

Results: Using a Mo filter with Computed Tomography CT and photon energies from 15 to 25 keV, EDXRS acquisitions were found to significantly distinguish grades of brain tumors (p<0.05). For the data acquired from CT systems with the decreasing filtered photon mean energy, the x-ray attenuation coefficients (i.e., the Hounsfield units) show that the ratio of EDXRS to CT for water's attenuation coefficient are increased. With our suggested x-ray filters, the tissue contrast has been found to be increased in ex vivo brain tumor slices compared with slices scanned in conventional CT scanners.

Conclusion: X-ray attenuations measured with the EDXRS are found to be statistically more reliable because of the length of acquisition times in this study.

Amaç: Temel değişkenler olarak x-ışını azaltma katsayıları radyolojik, patolojik ve spektroskopik incelemelerde ve biyolojik dokularda radyasyon doz dağılımının belirlenmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle radyolojide anormal dokuların normal olanlarından biçimsel yapı ve kontrast artışından faydalanarak tanılanmasını sağlar. Bu çalışmada patolojik beyin tümörlerinin lineer x-ışını azaltma katsayılarını hassas bir şekilde tespit etmeye ve bilgisayarlı tomografide (BT) doku kontrastını x-ışını demet filtreleriyle artırmaya çalıştık.

Gereç ve yöntem: Bu çalışmada numunelerin bağıl lineer x-ışını azaltma katsayısının doğrudan ölçümünde enerji ayrımlı bir x-ışını spektroskopi sistemi (EDXRS-Canberra, Si(Li) dedektörü DSA-1000 spektrum analizörüyle, 1998, CT, USA) ile lineer geometride kolimatörler ve bir tıbbi x-ışını tüpü (Siemens, Siremobil, 1985, Erlangen, Almanya) kullanılmıştır. Ayrıca bilgisayarlı tomografi sistemi (Toshiba, XVision/GX, 1994, Nasu, Japonya) Hounsfield birimi (HU) ölçümleri için kullanılmıştır. Önerilen x-ışını demet filtreleri için yapılan ölçümler patolojik olarak tanılanmış çeşitli numunelerde tekrarlanmış ve istatistiki metotlarla değerlendirilmiştir.

Bulgular: BT ölçümlerinde Mo filtre kullanılarak, EDXRS ölçümlerinde 15–25 keV aralığındaki enerjiye sahip fotonlarla beyin tümörlerinin greydleri arasındaki farklılığın daha iyi ayırt edildiği tespit edilmiştir. BT sistemlerinden alınan verilerde filtrelemeyle ortalama foton enerjisinin azaltılması sonucunda x-ışını azaltma katsayıları ya da bu katsayıların suyun azaltma katsayısına oranını gösteren HU artmıştır. Önerdiğimiz x-ışını demet filtreleriyle elde edilen çıkarılmış beyin tümörü kesitlerindeki doku kontrastının konvansiyonel BT tarayıcılarından alınan kesitlere nispeten artmış olduğu bulunmuştur.

Sonuç: EDXRS ile elde edilen lineer x-ışını azaltma katsayıları veri alma sürelerinin uzun olması sebebiyle istatistiki olarak daha güvenilir bulunmuştur.

Keywords: Computed tomography; X-ray attenuation coefficient; X-ray spectral filters; X-ray tube.

PubMed Disclaimer

Figures

Figure 1.
Figure 1.
Energy distribution of photons obtained with different filters.
Figure 2.
Figure 2.
Calculation of linear attenuation coefficients (HU) using the CT scanner’s software (Toshiba, XVision/GX, 1994; Nasu, Japan).
Figure 3.
Figure 3.
Source-sample-detector linear geometry.
See this image and copyright information in PMC

Similar articles

See all similar articles

Cited by

References

    1. Hendee W R. Physics and applications of medical imaging. Rev Mod Phys. 1999;71:444–50.
    1. Baldelli P, Taibi A, Tuffanelli A, Gambaccini Quasi-monochromatic x-rays for diagnostic radiology. M. Phys Med Biol. 2003;48:3653–65. - PubMed
    1. Gingold EL, Wu X, Barnes GT. Contrast and dose with Mo-Mo, Mo-Rh, and Rh-Rh target-filter combinations in mammography. Radiology. 1995;195:639–44. - PubMed
    1. Verhaegen F, Castellano IA. Microdosimetric characterisation of 28 kVp Mo/Mo, Rh/Rh, Rh/Al, W/Rh and Mo/Rh mammography X ray spectra. Radiat Prot Dosimetry. 2002;99:393–6. - PubMed
    1. Blake GM, McKeeney DB, Chhaya SC, et al. Dual energy x-ray absorptiometry: the effects of beam hardening on bone density measurements. Med Phys. 1992;19:459–65. - PubMed

LinkOut - more resources