Breast cancer screening and diagnosis in X-ray mammography rely on the detection and visualization of microcalcifications (μCs) and soft tissue masses. The early detection of breast cancer has been shown to decrease breast cancer mortality. The μCs are composed mainly of calcium with attenuation coefficients greater than that of soft tissue. The detection and visualization of μCs are relatively easy over a uniform tissue background, but limited by the ‘‘clutter’’ due to overlapping tissue background present on the mammogram. The clutter in tissue background arises from the structures of glandular tissue, vessels, and soft tissue masses in the breast. However, depending upon their size and location, the visualization of calcifications in mammograms may be limited by the superimposed anatomical structures even when the calcifications have adequate contrast-to-noise ratio (CNR).
Dual-energy subtraction imaging techniques offer an alternative approach to the detection and visualization of μCs. With this technique, high- and low-energy images are separately acquired and ‘‘subtracted’’ from each other in a weighted fashion to cancel out the cluttered tissue structure so as to decrease the obscurity from overlapping tissue structures.
In this study, computer simulations were developed in order to compute SNR as a function of various imaging parameters (X-ray spectra, μC size, breast thickness, and total exposure- 2 different cases) in Dual Energy Calcification images. Emphasis was placed on the monochromatization of the X-ray spectra with the use of K-edge filtering technique. Also, simulations provided values for various quality parameters of the spectra. Optimization was based on maximization of SNRtc while reducing total entrance exposure of the breast or Coefficient of Variation of the incident photons (CVIinc). / Ο καρκίνος του μαστού, ο οποίος είναι μια κοινή αιτία θανάτου μεταξύ των γυναικών
του πληθυσμού, μπορεί να εκδηλωθεί μέσω μικροαποτιτανώσεων. Στη μαστογραφία,
η ιατρική διάγνωση (συμπεριλαμβανομένων των τεχνικών ελέγχου) βασίζεται στην
ανίχνευση και απεικόνιση αυτών των μικροαποτιτανώσεων (μCs) ή/ και της μάζας
των μαλακών ιστών. Η έγκαιρη ανίχνευση του καρκίνου έχει αποδειχθεί ότι μειώνει
τη θνησιμότητα λόγω καρκίνου του μαστού. Οι μCs αποτελούνται κυρίως από
ασβέστιο (Ca), με αποτέλεσμα τη μεγαλύτερη εξασθένηση της ακτινοβολίας σε
σχέση με τον μαλακό ιστό. Η ανίχνευση και η απεικόνιση των μικροαποτιτανώσεων
είναι σχετικά εύκολη για έναν ομοιόμορφο μαστό. Ωστόσο, η απεικόνιση
περιορίζεται από την ανομοιομορφία του υγιούς επικείμενου ιστού, που προκύπτει
από τον αδενώδη ιστό, τις φλέβες και τους μαλακούς ιστούς στο μαστό. Ανάλογα με
το βαθμό της ανομοιομορφίας, την αντίθεση των μCs, και τον τρόπο της επικάλυψης
του ιστού, μπορεί να είναι δύσκολο να εντοπιστεί μια μικροαποτιτάνωση, παρόλο που
ενδέχεται να υπάρχει επαρκής λόγος αντίθεσης προς θόρυβο (CNR).
Η απεικόνιση με αφαιρετική τεχνική διπλής ενέργειας προσφέρει μια
εναλλακτική προσέγγιση για την ανίχνευση και απεικόνιση των μCs. Με την τεχνική
αυτή, αποκτώνται ξεχωριστά εικόνες υψηλής και χαμηλής ενέργειας και στη συνέχεια
αφαιρείται η μια από την άλλη, με σκοπό να μειωθεί η ασάφεια από τις
επικαλυπτόμενες δομές του ιστού.
Στη παρούσα μελέτη, αναπτύχθηκε αλγόριθμος προσομοίωσης για τον υπολογισμό του SNR για διάφορους παράγοντες απεικόνισης (φάσματα ακτίνων-Χ, μέγεθος αποτιτάνωσης, πάχος μαστού και συνθήκες έκθεσης). Έμφαση δόθηκε στη τροποποίηση των φασμάτων ακτίνων-Χ ώστε να αποκτηθούν όσο το δυνατόν πιο «μονοχρωματικά» φάσματα με τη χρήση της τεχνικής K-edge. Η επιλογή των βέλτιστων φασμάτων υψηλής και χαμηλής ενέργειας βασίστηκε στην αύξηση του SNRtc με ταυτόχρονη μείωση της έκθεσης εισόδου στην επιφάνεια του μαστού ή τη μείωση του συντελεστή διακύμανσης των προσπιπτόντων φωτονίων στην είσοδο του μαστού (CVIinc).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/6301 |
| Date | 11 October 2013 |
| Creators | Κούκου, Βάια |
| Contributors | Νικηφορίδης, Γιώργος, Koukou, Vaia, Φούντος, Γιώργος, Καναδαράκης, Ιωάννης, Νικηφορίδης, Γιώργος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | English |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0023 seconds