Page 28 - IFM 1 2013 - web całe

vol. 2 1/2013 Inżynier i Fizyk Medyczny
artykuł \ article
title
title
title standardy \ standards
26
Ocena ilościowa parametrów
cyfrowego detektora obrazu
Aby wyniki uzyskiwane w pomiarach ilościowych mogły być
porównywane z wartościami referencyjnymi (tabela 1) lub
bazowymi, w pierwszym rzędzie należy zwrócić szczególną
uwagę na zakres stosowanej energii promieniowania, daw-
kę, wyjściowe wartości badanych parametrów (acceptance
test – baseline values) oraz sposób obliczania danych. Należy
również dokładnie oszacować wartości STP (Signal Transfer
Properties) oraz dobrać dla nich właściwą kermę w powietrzu
– DAK (Detector Air Kerma). Obrazy stosowane w pomiarach
ilościowych muszą być prezentowane w formacie pre-proces-
sing (np. flat-field, raw data, pre-process image).
Wymagania sprzętowe:
––wykalibrowany dozymetr,
––taśma miernicza,
––materiał słabo przepuszczający promieniowanie X,
do przykrycia detektora obrazu (np. guma ołowiana),
––odpowiedni miedziany lub aluminiowy filtr, adekwatny
do zakresu RQA (Reference Radiation Quality)(tabela 2),
––krawędź MTF (kwadrat o wymiarach 10 cm x 10 cm z gład-
kimi brzegami, wykonany z materiału nieprzepuszczają-
cego promieniowanie X),
––czysta płyta CD, dostęp do systemu PACS (Picture Archiving
and Communication System) lub wejście USB,
––aparat matematyczny do analizy MTF i NPS.
Tabela 2. Porównanie widma dla standardowej wiązki promieniowania – testy kon-
troli jakości [1]
Widmo Filtr kVp Warstwa półchłonna
(mm Al)
IPEM 91 1 mm Cu 70 ~ 7,7
AAPM 0,5 mm Cu/l mm Al 75 ~ 7,1
RQA5 21 mm Al Nominalnie 70 7,1
Testy specjalistyczne – metody pomiarowe
i analiza ilościowa parametrów
Testy kontroli jakości
– pomiary analizy ilościowej
Testy kontroli jakości powinny być wykonywane raz w roku.
Sugerowane wartości tolerancji dla trzech podstawowych
parametrów zawarto w tabeli 3.
Tabela 3. Sugerowane poziomy tolerancji dla NPS i MTF w podstawowych testach
kontroli jakości [1]
Parametr testowy Poziom naprawczy Poziom wstrzymania
Częstotliwość dla
MTF 50%
Wartość odniesienia
±0,2 mm -1
Poziomwstrzymania
±0,4 mm-1
Niejednorodność obrazu Zmianywramachidetektora Nie dotyczy
NPS dla 0,5 mm -1
and 2 mm-1
Wartość odniesienia
±15%
Wartość odniesienia
±30%
Linia bazowa jest wartością parametru określo-
ną przez producenta, zmierzoną podczas testów
akceptacyjnych lub zmierzoną podczas pierw-
szych testów specjalistycznych, do której należy
się odnosić podczas orzekania o wyniku przy na-
stępnych pomiarach wykonywanych dla systemu.
Każdy detektor cyfrowy ma własną charaktery-
stykę o szerokimzakresie uzyskiwanychwartości parametrów
obrazowania (np. pojemność informacyjna, SNR [Signal to
Noise Ratio]), dlatego tak trudne jest ustalenie minimalnego
akceptowanego poziomu standardu dla tych wartości.
STP (Signal Transfer Properties)
Cel testu:
Ustalenie zależności funkcyjnej pomiędzy
wartością piksela (PV) a DAK
Charakterystyka transferu sygnału STP określa relacje pomię-
dzy parametrami wyjściowymi detektora (zwykle wartość pik-
sela – parametr bezmianowy) a kermą powietrzną, zmierzoną
na wejściu tego detektora. System obrazowania powinien za-
chowywać odpowiedź liniową lub bardzo zbliżoną do liniowej.
Jeżeli system nie jest liniowy (np. logarytmiczny, kwadratowy),
w procesie analizy należy zastosować odpowiednią funkcję
odwrotną do funkcji STP (właściwą dla rodzaju zależności jego
odpowiedzi od otrzymanej dawki promieniowania), w celu ma-
tematycznego zlinearyzowania charakterystyki odpowiedzi
detektora obrazu. Zależność wartości piksela od DAK musi być
doprowadzona do zależności liniowej. Ocena STP odbywa się
na podstawie odczytu wartości piksela PV (Pixel Value) dla ob-
razu po wstępnym procesie przetwarzania (pre-processing).
Pierwszym krokiem obiektywnej oceny analizy jakości ob-
razu jest pomiar STP, który wiąże ze sobą wyjściowe parame-
try detektora (zwykle wartość piksela, która jest wielkością
bezmianową) do kermy powietrznej na powierzchni detekto-
ra. Podstawą ilościowej analizy jest zlinearyzowana lub linio-
wa odpowiedź detektora na dawkę. Obraz Input (xi, yi) może
być zlinearyzowany (Ilin(Xi, Yi)) przez zastosowanie inwersji
funkcji STP. Dla systemów z liniową, logarytmiczną, potęgo-
wą (power law – zwykle kwadratowa) odpowiedzią linearyzo-
wanie można uzyskać zgodnie z poniższymi zależnościami:
––Ilin (xi, yi) = (Iinput (xi, yi) – a)/b
––Ilin (xi, yi) = exp ((Iinput (xi, yi) – a)/b)
––Ilin (xi, yi) = ((Iinput (xi, yi) – a)/b)exp(1/c).
Tabela 1. Testy zalecane w analizie jakościowej [1]
Parametr testowany Poziom akceptowany
Częstotliwość dla MTF 50% Porównywalny z wartościami z innych systemów
lub z wartościami publikowanymi
Niejednorodność obrazu
/Zróżnicowanie obrazu Brak istotnie różnych obszarów
NPS dla 0,5 mm-1 and 2 mm-1 Porównywalny z wartościami z innych systemów
lub z wartościami publikowanymi