Αρκετές έρευνες, παλαιές και πιο πρόσφατες, έχουν ασχοληθεί με την αξιολόγηση της ποιότητας της εικόνας των απεικονιστικών συστημάτων πυλαίας απεικόνισης (EPID). Έχουν επίσης, δημοσιεύσει αποτελέσματα ποιοτικών μετρήσεων όπως MTF, DQE, CNR και SNR. Ωστόσο, σε αυτές τις μελέτες η επίδραση των διαφόρων ενεργειών δεν αξιολογήθηκε συστηματικά[G.Jarry and F.Verhaegen, 2005]. Επιπλέον, ελάχιστες εργασίες έχουν χρησιμοποιήσει το ομοίωμα QC-3 για τις αντίστοιχες μελέτες ποιοτικής αξιολόγησης[Filipe Martins Garcia de Moura, 2008, Poonam Yadav et al, 2010]. Το προαναφερθέν ομοίωμα χρησιμοποιείται επί το πλείστον, κλινικά, για τον προσδιορισμό θέσης του ασθενούς[U. Ramm et al, 2013].
Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά την πειραματική αξιολόγηση της ποιότητας της εικόνας των συστημάτων πυλαίας απεικόνισης (Portal Imaging). Η αξιολόγηση πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ποιοτικών δεικτών όπως είναι, η Συνάρτηση μεταφοράς διαμόρφωσης (MTF), Φάσμα ισχύος θορύβου (NPS), Κανονικοποιημένο φάσμα ισχύος του θορύβου (NNPS), Σχετική Ανιχνευτική κβαντική αποδοτικότητα (R-DQE), Λόγος αντίθεσης προς θόρυβο (CNR), Λόγος σήματος προς θόρυβο (SNR), Δείκτης Ποιότητας Εικόνας (FIQ). To MTF υπολογίστηκε με χρήση του Συνάρτηση τετραγωνικής απόκρισης (SWRF), το NPS υπολογίστηκε μέσω του μετασχηματισμού Fourrier στην περιοχή ενδιαφέροντος της ακτινοβολούμενης εικόνας, το R-DQE υπολογίστηκε χρησιμοποιώντας το MTF και το κανονικοποιημένο NPS, το SNR υπολογίστηκε από το κλάσμα, με αριθμητή τη τιμή του κάθε εικονοστοιχείου του σημείου ενδιαφέροντος της εικόνας και παρανομαστή την τυπική απόκλιση της αντίστοιχης περιοχής ενδιαφέροντος, το CNR υπολογίστηκε από την διαίρεση της αντίθεσης της περιοχής ενδιαφέροντος με τον στατιστικό θόρυβο, το FIQ υπολογίστηκε από το MTF της κάθε χωρικής συχνότητας διαιρούμενη με τον συντελεστή μεταβλητότητας (Coefficient of Variation (CV)). Οι προαναφερθέντες ποιοτικοί δείκτες χρησιμοποιήθηκαν σε ψηφιακές εικόνες DICOM χρησιμοποιώντας το εξειδικευμένο QC-3 test phantom. Πραγματοποιήθηκαν 48 απεικονίσεις, σε συνθήκες Ακτινοθεραπείας (20x20cm2, SSD=100cm), του εν λόγω φάντομ για έναν αριθμό από Monitor Units (MUs), για διάφορους Ρυθμούς δόσης (DR) και χρησιμοποιώντας 4 διαφορετικές ενέργειες. Συμπερασματικά διαπιστώθηκε ότι η ποιότητα της εικόνας βελτιώνεται όσο αυξάνουν τα MUs και τα DR, αλλά παρατηρήθηκε μία μικρή υποβάθμιση της εικόνας στις χαμηλές χωρικές συχνότητες. Για το ίδιο απεικονιστικό σύστημα, στα 6MV, με χαμηλές τιμές DR το CNR και το SNR είναι αυξημένο. Ενώ, συγκρίνοντας την ενέργεια δέσμης 6MV με 18MV, παρατηρήθηκε ότι το SNR και το CNR είναι υψηλότερα στα 6MV. Για τέσσερις διαφορετικές ενέργειες δέσμης φωτονίων παρατηρήθηκε παρόμοια συμπεριφορά του R-DQE στις τρεις ενέργειες(10MV, 15MV, 18MV), στα 6MV το R-DQE είχε φθίνουσα πορεία. Στα γραφήματα R-DQE για ίδιο DR υπήρξε μία μικρή διαφοροποίηση, αυξήθηκαν σε μικρό ποσοστό οι τιμές του R-DQE για τα 6MV και 18MV. / Several studies, older and more recent, have dealt with the evaluation of image quality of portal imaging systems (EPID). They also publish qualitative measurements such as MTF, DQE, CNR and SNR. However, in these studies the effect of different actions was not evaluated systematically [G.Jarry and F.Verhaegen, 2005]. Moreover, few works have used the QC-3 phantom for the respective quality evaluation studies [Filipe Martins Garcia de Moura, 2008, Poonam Yadav et al, 2010]. The phantom is used mostly clinically, for positioning the patient [U. Ramm et al, 2013].
This thesis concerns the experimental evaluation of the image quality of portal imaging systems (Portal Imaging). The evaluation was conducted using qualitative indicators such as the modulation transfer function (MTF), noise power spectrum (NPS), Normalized power spectrum of noise (NNPS), Relative detective quantum efficiency (R-DQE), contrast to noise ratio (CNR), Signal to Noise Ratio (SNR), Image Quality Index (FIQ). The MTF was calculated using the square wave response function (SWRF), the NPS was calculated via Fourrier transform the region of interest of the image radiated, the R-DQE was calculated using the MTF and the normalized NPS, the SNR calculated from the fraction with the numerator value of each pixel point of interest of the image and the denominator as the standard deviation of the corresponding region of interest, the CNR was calculated by dividing the contrast of the region of interest with the statistical noise, FIQ was calculated from the MTF of each spatial frequency divided by the coefficient of variation (Coefficient of Variation (CV)). The quality indicators were used in digital DICOM images using the specialized QC-3 test phantom. There were 48 displays, under Radiotherapy conditions (20x20cm2, SSD = 100cm), of that phantom for a variety of Monitor Units (MUs), for various dose rate (DR) and using 4 different energies. In conclusion, it was found that the image quality is improved by increasing the MUs and DR, but a small deterioration in the image was observed in low spatial frequencies. At the same imaging system at 6MV, low DR values the CNR and SNR were increased. While comparing the energy beam 6MV to 18MV, it was observed that the SNR and CNR were higher at 6MV. For four different photon energy beams were observed a similar behavior of R-DQE at three energy beams (10MV, 15MV, 18MV), at 6MV the R-DQE was declining. In the R-DQE graphs at the same DR there was a slight differentiation. The R-DQE was increased at small percentage rates for 6MV and 18MV.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/8832 |
| Date | 12 June 2015 |
| Creators | Τζομάκας, Μάριος |
| Contributors | Κανδαράκης, Ιωάννης, Tzomakas, Marios, Καλύβας, Νεκτάριος, Φούντος, Γεώργιος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
Page generated in 0.0024 seconds