Page 31 - IFM 1 2013

Inżynier i Fizyk Medyczny 1/2013 vol. 2

artykuł

/

article

standardy

/

standards

title

29

Presampling

MTF zapewnia kompletną ocenę rozdzielczo-

ści detektora w funkcji częstości przestrzennej – opisuje dys-

kretną charakterystykę detektora. Parametr charakteryzuje

odpowiedź częstotliwościową systemu obrazowania z punk-

tu widzenia próbkowania sygnału przez dyskretną matrycę

pikseli. Zawiera informacje o odpowiedzi konwertera pro-

mieniowania X (zazwyczaj stanowi go warstwa fosforu lub

amorficznego selenu) i ograniczeniu funkcji w zależności od

systemu odczytu (tak jak obszar aktywny pikseli w zintegro-

wanym detektorze lub w efektywnym ognisku wiązki lase-

rowej dla systemów CR). Odległość

pitch

między pikselami

Δp dla detektora cyfrowego określa częstotliwość Nyquista:

f

N

= 1 / 2 Δp

Wartość ta określa maksymalną częstotliwość sygnału,

który może być odtwarzany przez system bez zniekształca-

nia sygnału wejściowego.

Presampling

MTF często wykracza

poza częstotliwość Nyquista. To może w pewnym stopniu

wpływać na powstawanie zniekształceń (sygnału i szumu)

oraz zafałszowania w obrazie cyfrowym (artefakty). Mimo

że dokładność pomiaru MTF jest zależna od wielu czynników,

a jego realizacja jest trudna, należy posłużyć się innymi pro-

stymi i powtarzalnymi metodami w realizacji testów QC [1, 4].

Presampling

MTF może być obliczany z transformacji

Fouriera liniowej funkcji odpowiedzi detektora na obiekt

krawędziowy LSF (

Line Spread Function

). Funkcja jest gene-

rowana przez różnicowanie na obrazie krawędziowej funk-

cji odpowiedzi ESF (

Edge Spread Function

). Zobrazowanie

krawędzi zapewnia idealne SNR przy niskiej częstotliwości

przestrzennej, porównywalne z techniką pomiaru z kamerą

szczelinową czy drutem. Wiadomym jest, że w przypadku cy-

frowego systemu obrazowania, generowany sygnał (obraz)

krawędzi, używanej w pomiarach w MTF, będzie różnić się

w zależności od jej pozycji w stosunku do matrycy pikseli.

Przesunięcie pozycji krawędzi w stosunku do piksela może

być kontrolowane przez jej umiejscowienie pod kątem do

matrycy – w metodzie często określanej jako metoda

over-

sampling

. Krawędź jest umieszczana pod małym kątem – do

5 stopni. Profil linii (w poprzek krawędzi) jest uzyskiwany

w różnych punktach matrycy wzdłuż krawędzi, a jej obraz

jest zależny od kąta jej nachylenia do elementów detekcyj-

nych. Te profile liniowe mogą być złożone do stworzenia

gęstszego próbkowania ESF (

oversampling

– proces próbko-

wania sygnału z częstotliwością próbkowania znacząco wyż-

szą niż dwa pasma lub z częstotliwością wyższą niż sygnał

jest próbkowany, pozwala to na uniknięcie zafałszowania

sygnału, poprawę rozdzielczości i redukcję szumu).

Metoda krawędziowa pozwala na określenie tylko

presam-

pling

MTF w dwóch kierunkach w stosunku do matrycy pikseli.

Podczas pomiarów należy wykonać test wzdłuż i w poprzek

detektora, ponieważ

presampling

MTF nie musi być izotropo-

wy. Dla systemów CR, musi być określony w kierunku skano-

wania (gdzie przesuw lasera jest w poprzek płyty obrazowej)

i w kierunku

sub-scanu

. Kierunek odczytu dla zintegrowanych

detektorów jest niekiedy określany do kierunku linii danych

i linii bramek (kierunek horyzontalny i wertykalny).

Z punktu widzenia realizacji testu oceniającego MTF ważne

jest, z jakiego rodzaju materiału (np. wolfram, ołów, miedź

i platyno-irydowe folie aluminiowe) są wykonane płytki (kra-

wędzie) do generowania ESF, ze względu na spełnienie warun-

ku – jak najmniejszej grubości. Folia ołowiana o grubości 0,2

mm gwarantuje właściwe pochłanianie promieniowania joni-

zującego do uzyskania sygnału różnicowego na obrazie i może

być umieszczona między dwoma płytkami PMMA o grubości

1 mm. Do osiągnięcia podobnego oddziaływania użycie Cu

wymaga filtra o grubości około dziesięciokrotnie większej –

około 1-2 mm. Grubość ta jest znacząca i w ocenie MTF nie

zapewnia, że obrazowana boczna powierzchnia krawędzi bę-

dzie równoległa do oddziałującego promieniowania X. Stąd

w standardzie do pomiarów

presampling

MTF stosuje się me-

todę krawędzi, w której wykorzystywana jest ołowiana folia

o grubości ok. 0,2 mm i wymiarach 10 cm x 10 cm. Na rysunku

2 przedstawiono sposób oszacowania

presampling

MTF.

W pomiarze MTF przede wszystkim bardzo istotny jest wy-

bór odpowiedniej jakości promieniowania – wskazane jest, by

posłużyć się wiązką podobną, jak przy pomiarach STP i NPS

(tabela 1). Obraz uzyskany w teście MTF jest linearyzowany

na podstawie zmierzonych wartości STP, zgodnie z zależno-

ścią dla tego parametru. Wykonując pomiar, należy usunąć

lub unieruchomić kratkę przeciwrozproszeniową, a krawędź

umiejscowić tak, aby znajdowała się jak najbliżej brzegu de-

tektora. Jeżeli wykonywane są pomiary dla grupy detektorów,

należy zachować stałą geometrię, unieruchomić kratkę prze-

ciwrozproszeniową, a zastosowana krawędź ma symulować

obiekt nieskończenie długi w stosunku do źródła promienio-

wania (ogniska lampy) – nie mniej niż 10 cm.

Wybór jakości

promieniowania

Wybór rozmiaru ROI (N)

i liczby ROI-ów (M)

Dopasowanie funkcji

wielomianowej

2-gostopniadoROI iodjęcie

normalizacja dla M

i skalowanie przez N∆x∆y

Pętla M ROI-ów

przekrój wzdłuż 45

st

,

u i v osie

MTF

dodanie (ABS(FFT(ROI)))

2

do całości

Wyciągnięcie sub-obrazu,

offset jeżeli jesttokoniczne

Linearyzacja sub-obrazu

z STP

Pomiar STP

Akwizycja DICOM

obrazów „flat field”

Rys. 2.

Kolejne kroki postępowania opisujące podstawową metodę oszacowania

presampling MTF [1]

Do przeprowadzenia analizy MTF obszar zainteresowania

należy wyselekcjonować na obrazie krawędzi, w jej central-

nej części. Orientacja krawędzi podczas pomiarów powinna

być pionowa lub pozioma, z uwzględnieniem niewielkiego

kąta obrotu (ok. 5 stopni) w stosunku do kierunku położe-

Page 31 - IFM 1 2013 - web całe