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Lernmaterialien für 3D-Bildgebung an der TU München

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TESTE DEIN WISSEN

Bremsstrahlung

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TESTE DEIN WISSEN

-  zunehmender Geschwindikeit -> Bewegungsenergie des Elektrons steigt

- Auftreffen auf Target (ebenfalls negativ geladene Elektronenhüllen der Targetatome) -> Elektronen werden stark abgestoßen / abrupt abgebremst

-> Überschüssige Bewegungsenergie wird als Wärme und Bremsstahlung (Röntgenstrahlung) abgegeben


Abhängig von Geschwindigkeit der Elektronen

Breites Spektrum (Elektronen unterschiedlich stark abgebremst)

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TESTE DEIN WISSEN

Charakteristische Röntgenstrahlung

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TESTE DEIN WISSEN

- Manche Elektronen dringen in den Bereich der inneren Bahnen von Atomen vor

- Schlagen dort Elektronen aus dem Atom heraus

-> Lücke entsteht

-> Lücke wird von Elektron auf äußerer Bahn gefüllt

-> Zusätzliche Energie wird als Röntgen-Photon abgestrahlt


- Target Material Atome haben bestimmte Anzahl an Bahnen mit bestimmten Energieniveaus

-> Abhängig von Target Material (Anode)

-> Scharfe Banden (= Peaks im Spektrum)

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TESTE DEIN WISSEN

X-Ray Wechselwirkungen + Abhängigkeiten

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TESTE DEIN WISSEN

1. Photoabsorption

2. Compton-Streuung

3. Paarbildung (bei hohen Photonenergien)


Abhängig von (Material)

- Dichte

- Ordnungszahl

- Röntgenkanten

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TESTE DEIN WISSEN

Monochromatischer Strahl (ugs)

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TESTE DEIN WISSEN

Genau eine Frequenz

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TESTE DEIN WISSEN

Tomogrpahie 

(Definition)

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TESTE DEIN WISSEN

3D bilgebende Verfahren zu nicht-invasiven Ermittlung der inneren räumlichen (micro-)Struktur eines Objekts

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TESTE DEIN WISSEN

Voxel

(Def. + Formel)

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TESTE DEIN WISSEN

- Gitterpunkt in einem 3D Gitter

- im Grauwertbild ist einem Voxel ein diskreter Wert zugeordnet


V = D / M


D = Detector Pixel Größe

M = Magnification (Vergrößerung)

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TESTE DEIN WISSEN

Grauwert

Definition

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TESTE DEIN WISSEN

- gibt gemessene Intensität eines einzelnen Voxels wieder

- direkt proportional zum linearen Abschwäcungskoeffizienten (mü)


Oft Informationsverlust, weil Orginaldaten höhere Auflösung als 8-/16-bit

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TESTE DEIN WISSEN

Spot Size

Definition

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TESTE DEIN WISSEN

Bereich in dem die Elektronen auf das Target treffen


Bei starker Vergrößerung entspricht die bestmöglich Auflösung der Größe des Brennflecks

( Auflösung = s * (M-1)/M )


- Fläche des einfallenden Elektronenstrahls

- entspricht der Größe des Brennflecks

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TESTE DEIN WISSEN

Belichtungszeit

Definition

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TESTE DEIN WISSEN

Zeitspanne in dem der Detektor zur Aufzeichnung eines Bildes dem Photonenstrahl ausgesetzt ist


Abhängig von:

- Dichte des Materials

- Dicke des Materials

- Leistung der Quelle

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TESTE DEIN WISSEN

Röntgenstrahlung

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TESTE DEIN WISSEN

Elektromagnetische Strahlung


1. Elektronen an Glühkathode emittiert

2. Beschleunigung der Elektronen unter Vakuum (mit Hilfe angelegter Spannung)

3. Treffen auf Target auf

-> Röntgenstrahlen entstehen (kleiner Wirkungsgrad ~1% der Energie der Elektronen)


Jede Röntgenröhre hat ein Röntgenspektrum, das aus Bremsspektrum und dem charakteristischem Spektrum des Target Materials besteht

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TESTE DEIN WISSEN

E-Gun

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TESTE DEIN WISSEN

Elektronen mittels Emission erzeugt


zB mittels Laser, Elektronen aus Target schießen

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TESTE DEIN WISSEN

Radiographie vs Tomographie

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TESTE DEIN WISSEN

Radiographie:

- Projectionsaufname


Tomographie

- 3D-Volumen

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Beispielhafte Karteikarten für deinen 3D-Bildgebung Kurs an der TU München - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Bremsstrahlung

A:

-  zunehmender Geschwindikeit -> Bewegungsenergie des Elektrons steigt

- Auftreffen auf Target (ebenfalls negativ geladene Elektronenhüllen der Targetatome) -> Elektronen werden stark abgestoßen / abrupt abgebremst

-> Überschüssige Bewegungsenergie wird als Wärme und Bremsstahlung (Röntgenstrahlung) abgegeben


Abhängig von Geschwindigkeit der Elektronen

Breites Spektrum (Elektronen unterschiedlich stark abgebremst)

Q:

Charakteristische Röntgenstrahlung

A:

- Manche Elektronen dringen in den Bereich der inneren Bahnen von Atomen vor

- Schlagen dort Elektronen aus dem Atom heraus

-> Lücke entsteht

-> Lücke wird von Elektron auf äußerer Bahn gefüllt

-> Zusätzliche Energie wird als Röntgen-Photon abgestrahlt


- Target Material Atome haben bestimmte Anzahl an Bahnen mit bestimmten Energieniveaus

-> Abhängig von Target Material (Anode)

-> Scharfe Banden (= Peaks im Spektrum)

Q:

X-Ray Wechselwirkungen + Abhängigkeiten

A:

1. Photoabsorption

2. Compton-Streuung

3. Paarbildung (bei hohen Photonenergien)


Abhängig von (Material)

- Dichte

- Ordnungszahl

- Röntgenkanten

Q:

Monochromatischer Strahl (ugs)

A:

Genau eine Frequenz

Q:

Tomogrpahie 

(Definition)

A:

3D bilgebende Verfahren zu nicht-invasiven Ermittlung der inneren räumlichen (micro-)Struktur eines Objekts

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Q:

Voxel

(Def. + Formel)

A:

- Gitterpunkt in einem 3D Gitter

- im Grauwertbild ist einem Voxel ein diskreter Wert zugeordnet


V = D / M


D = Detector Pixel Größe

M = Magnification (Vergrößerung)

Q:

Grauwert

Definition

A:

- gibt gemessene Intensität eines einzelnen Voxels wieder

- direkt proportional zum linearen Abschwäcungskoeffizienten (mü)


Oft Informationsverlust, weil Orginaldaten höhere Auflösung als 8-/16-bit

Q:

Spot Size

Definition

A:

Bereich in dem die Elektronen auf das Target treffen


Bei starker Vergrößerung entspricht die bestmöglich Auflösung der Größe des Brennflecks

( Auflösung = s * (M-1)/M )


- Fläche des einfallenden Elektronenstrahls

- entspricht der Größe des Brennflecks

Q:

Belichtungszeit

Definition

A:

Zeitspanne in dem der Detektor zur Aufzeichnung eines Bildes dem Photonenstrahl ausgesetzt ist


Abhängig von:

- Dichte des Materials

- Dicke des Materials

- Leistung der Quelle

Q:

Röntgenstrahlung

A:

Elektromagnetische Strahlung


1. Elektronen an Glühkathode emittiert

2. Beschleunigung der Elektronen unter Vakuum (mit Hilfe angelegter Spannung)

3. Treffen auf Target auf

-> Röntgenstrahlen entstehen (kleiner Wirkungsgrad ~1% der Energie der Elektronen)


Jede Röntgenröhre hat ein Röntgenspektrum, das aus Bremsspektrum und dem charakteristischem Spektrum des Target Materials besteht

Q:

E-Gun

A:

Elektronen mittels Emission erzeugt


zB mittels Laser, Elektronen aus Target schießen

Q:

Radiographie vs Tomographie

A:

Radiographie:

- Projectionsaufname


Tomographie

- 3D-Volumen

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