Page 30 - IFM 1 2013

vol. 2 1/2013 Inżynier i Fizyk Medyczny

artykuł

\

article

title

standardy

\

standards

28

0,98 powiększa niepewność wynikającą z linearyzowania

danych obrazowych). Jeżeli testy byłyby wykonane w gęstej

siatce pomiarowej, współczynnik korelacji dla STP (R

2

) powi-

nien być większy niż 0,99.

Uwagi

Zmiany wartości STP, pojawiające się w trakcie pomia-

rów (zwłaszcza duże), nie zawsze wskazują na problemy

z systemem. Mogą być na przykład związane z inną wartością

wzmocnienia (programowany system), co nie determinuje

żadnych innych zmian w procesie przetwarzania (np. nie po-

winny wpływać na MTF i NPS).

Detektory w radiografii cyfrowej DR (

Digital Radiography

)

mogą wykazać się stratami w jakości rejestrowanego obrazu,

związanymi z nadmiarem zebranego ładunku i/lub zmianami

czułości dla wysokich wartości ekspozycji (

ghosting

– efekt

nakładania się sygnału z poprzedniej ekspozycji, w przypadku,

gdy ekspozycja następująca pojawiła się w czasie rekalibracji

lub czyszczenia detektora przed nową ekspozycją). W celu

ograniczenia efektu

ghosting

, kerma powietrzna podczas po-

miarów STP powinna być zmieniana zgodnie z regułą przecho-

dzenia od niskich do wysokich wartości DAK, a przerwa mię-

dzy kolejnymi ekspozycjami powinna wynosić około 1 minuty.

Zmienność obrazu (

Variance Image

)

Szum w obrazie można zdefiniować jako fluktuacje sygnału

nieodpowiadające różnicom w pochłanianiu promieniowania

X przez obrazowane obiekty. Jego miara może być określona

przez szacowanie spektrum mocy szumu NPS (

Noise Power

Spectrum

), który charakteryzuje zależność częstości prze-

strzennej i szumu. Jest on zdominowany przez szum kwan-

towy, powstały w wyniku fluktuacji promieniowania X oraz

digitalizacji informacji w przypadku systemów cyfrowych.

Wszystkie receptory obrazu zawierają wewnętrzne źródła

szumu, np. szum elektroniczny. Wewnętrzny szum detekto-

ra, który ma określoną korelację w zależności od miejsca na

receptorze, jest spowodowany wydajnością detekcji światła

zależną od pozycji w czytnikach płyt CR (

Computed Radiogra-

phy

) i różnicą we wzmocnieniach przedwzmacniacza w syste-

mach DR. Obraz w radiografii cyfrowej pogarsza się poprzez

rozpraszanie promieniowania, które stanowi jeszcze jedno

źródło szumu i wpływa na redukcję kontrastu obrazu.

Podstawą oceny zmienności obrazu jest pomiar szumów

w stosunku do dawki. W procesie analizy należy użyć obra-

zów uzyskanych w testach STP i zmierzyć wariancję w ob-

szarach zainteresowania ROI (

Regions of Interest

) umieszczo-

nych w centrum tych obrazów (ROI to kwadrat o boku 2 cm).

Na wykreślonej zależności wariancji w stosunku do DAK

należy dopasować krzywą funkcji kwadratowej, aby uzyskać

z wykresu składową sygnału odpowiedzialną za obecność

szumu w tym sygnale. Podstawą „poszukiwania” tego dopa-

sowania jest fakt, iż większość detektorów obrazowych ma

taki zakres DAK, w którym szum obrazu jest zgodny z roz-

kładem Poissona (dla szumu o rozkładzie Poissona w obrazie

współczynnik b powinien wynosić 1.0):

ν

=

α

* K

b

gdzie: K = DAK;

ν

– wariancja,

α

i

b

– stałe.

Wielkość szumu można wyrazić również poprzez stosunek

szumu do sygnału użytecznego SNR (

Signal to Noise Ratio

).

SNR jest definiowane jako stosunek STP skorygowanego sy-

gnału (wartość piksela) do STP skorygowanego szumu (od-

chylenie standardowe wartości piksela). Do przeprowadze-

nia oceny tego parametru należy użyć jednorodnego obrazu

i zmierzyć odchylenie standardowe SD (

Standard Deviation

)

w ROI – w jego centrum i środkach czterech kwadrantów

obrazu. W ocenie SNR należy zwrócić uwagę na silny wpływ

procesu przetwarzania obrazu na jego wartość, stąd waż-

ne jest, aby parametry tego przetwarzania były dobrane

adekwatnie do systemu i przeprowadzanego testu. Dobór

właściwych parametrów odbywa się w oparciu o ocenę za-

stosowanych algorytmów przetwarzania obrazu. Podstawą

tej oceny jest analiza stałości widoczności elementów nisko-

kontrastowych przy znaczących zmianach wartości SNR.

Cel: Określenie charakterystyki

szumu dla całego detektora

Metoda pomiaru i oceny:

––

Do oceny charakterystyki szumu detektora użyć obrazu

pochodzącego z pomiarów STP dla warunków standar-

dowej dawki.

––

Obliczyć zmienność sygnału w obrazie (wyznaczyć odchy-

lenie standardowe).

Komentarz

Należy sprawdzić obraz pod kątem braku jednorodno-

ści – czy są widoczne obszary o różnym poziomie szumu lub

uszkodzone linie detektora. Nawet w przypadku prawidłowo

działających detektorów jednorodność obrazu nigdy nie jest

całkowicie homogenna ze względu na efekt

heel

, czyli niejed-

norodną odpowiedź detektora wynikającą z niehomogenne-

go natężenia promieniowania docierającego do niego [1, 4].

Presampling MTF

Funkcja MTF (

Modulation Transfer Function

) jest odpowiedzią

systemu obrazowania, wyrażoną w zależności od częstości prze-

strzennej. Jest to zależność kontrastu od częstości przestrzen-

nej w stosunku do kontrastu dla niskich częstości, dla których

sygnał jest „wyraźny”. Wysokie częstości przestrzenne decydują

o rozpoznawalności dużej ilości szczegółówwobrazie [2].

Page 30 - IFM 1 2013 - web całe