Μελέτη και σχεδιασμός ομοιώματος ποιότητας εικόνας απεικόνισης άκρων ιπποειδούς με ακτίνες-Χ

Μελέτη και σχεδιασμός ομοιώματος ποιότητας εικόνας απεικόνισης άκρων ιπποειδούς με ακτίνες-Χ

Κουβεδάκη, Σπυριδούλα

Σχολή Μηχανικών

Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής

Kalyvas, Nektarios

Σκουρολιάκου, Αικατερίνη

Λιαπαρίνος, Παναγιώτης

Διπλωματική εργασία

2021-07-13

2021-07-16T05:34:02Z

Στην διαγνωστική απεικόνιση, η χρήση ομοιωμάτων παίζει καθοριστικό ρόλο για την αξιολόγηση των διάφορων συστημάτων με σκοπό την εύρυθμη λειτουργία τους. Στα ακτινογραφικά συστήματα, η συμβολή των ομοιωμάτων είναι υψίστης σημασίας καθώς έτσι αποφεύγεται ο κίνδυνος έκθεσης του οργανισμού σε περιττή ακτινοβολία. Πλέον, η ψηφιακή ακτινογραφική απεικόνιση απαντάται όλο και πιο συχνά στον τομέα της κτηνιατρικής. Κατά την ακτινογραφική απεικόνιση δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στην συγκράτηση και τη σωστή τοποθέτηση των ζώων. Αυτό είναι αναγκαίο ώστε να ληφθούν ποιοτικές ακτινογραφίες χωρίς να γίνουν περιττές ακτινοβολήσεις. Στις περιπτώσεις μεγάλων ζώων, για την ασφάλεια των συνοδών που τα συγκρατούν, ο εξοπλισμός ακτινοπροστασίας είναι απαραίτητος. Στόχος της παρούσας μελέτης είναι ο σχεδιασμός ενός ομοιώματος ποιότητας εικόνας για απεικόνιση των άκρων των ιπποειδών με ακτίνες-Χ. Καθώς οι περισσότεροι τραυματισμοί των ιπποειδών βρίσκονται στα άκρα τους ,η ακριβής ακτινογράφηση τους είναι απαραίτητη. Ο σχεδιασμός του ομοιώματος έγινε με χρήση του προγράμματος τρισδιάστατης (3D) μοντελοποίησης Autodesk Tinkercad. Το αρχικό ομοίωμα που σχεδιάστηκε έχει την μορφή του κάτω μέρους του ποδιού του ιπποειδούς με τις εσωτερικές δομές να είναι τα οστά, οι τένοντες και οι σύνδεσμοι. Λόγω της πολυπλοκότητας, του μεγέθους και της πολύ ακριβής τεχνικής που θα χρειαζόταν να γίνει η εκτύπωση του, σχεδιάστηκαν άλλα δυο ομοιώματα πιο απλοποιημένα. Οι διαστάσεις και η δομή του τελικού ομοιώματος, διαμορφώθηκαν ανάλογα, ούτως ώστε να μπορούμε να εξετάσουμε την ποιότητα της εικόνας και να είναι οικονομικά δυνατή η τρισδιάστατη (3D) εκτύπωση του. Πιο συγκεκριμένα, σχεδιάστηκαν εσωτερικά τρεις σφαίρες αέρα διαφορετικών διαστάσεων για την μέτρηση της διακριτικής ικανότητας χαμηλής αντίθεσης και μια εσοχή όπου θα υποδέχεται ένα resolution bar pattern για την μέτρηση της διακριτικής ικανότητας υψηλής αντίθεσης. Το τελικό ομοίωμα που εκτυπώσαμε είναι από PLA και έχει πλάτος 11cm, ύψος 13cm και πάχος 10cm, συμπεριλαμβανομένης μιας εσοχής πλάτους 5cm και πάχους 1cm. Επίσης, έγινε η κατάλληλη θεωρητική μελέτη αντίθεσης εικόνας ώστε να δούμε πως αναμένεται να είναι η απεικόνιση, κατά την αλληλεπίδραση των ακτίνων- Χ , σε διάφορες μετατοπίσεις από το κέντρο των σφαιρών αέρα δηλαδή στα διαφορετικά πάχη του ομοιώματος. Οι συντελεστές εξασθένησης του PLA και του αέρα υπολογίστηκαν με χρήση του προγράμματος XMUDAT. Τα αποτελέσματα της θεωρητικής μελέτης δείχνουν ότι υπάρχει διαβάθμιση της αντίθεσης εσωτερικά των σφαιρών αέρα του ομοιώματος, με την αντίθεση να βρίσκεται σε μεγαλύτερες τιμές στο κέντρο τους και σταδιακά να μειώνεται, μέχρι να μηδενιστεί, προς στα τοιχώματα τους. Λόγω αδυναμίας εκτύπωσης μίας συμπαγούς κατασκευής, το ομοίωμα έχει εσωτερικά πλέγμα, που περιλαμβάνει αέρα. Το ομοίωμα αυτό ακτινοβολήθηκε σε ψηφιακό ακτινογραφικό σύστημα όμως οι πειραματικές τιμές διαφέρουν καθώς το ομοίωμα έχι εσωτερικά πλέγμα, πράγμα που καθιστά τα αποτελέσματα μας διαφορετικά από την θεωρητική μελέτη όπου είχε γίνει για συμπαγές υλικό. Επιπλέον η εργασία συνοδεύεται από εγχειρίδιο χρήσης του ομοιώματος για τον έλεγχο ποιότητας της εικόνας και πειραματικές μετρήσεις από την ακτινοβόληση του ομοιώματος.

Ποιότητα εικόνας

Άκρα ιπποειδών

Κτηνιατρική

Ακτινογραφική απεικόνιση

Ομοίωμα

Tinkercad

3D εκτύπωση

Ελληνική γλώσσα

Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής

ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ - Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής - Διπλωματικές εργασίες

Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές

https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.el

Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής (ΠΑ.Δ.Α.)

Πολυνόη - Ιδρυματικό Αποθετήριο Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής

ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

Διπλωματικές εργασίες

Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής