بهینه سازی هندسه و روش بازسازی تصویر جهت بهبود کیفیت تصویر در روش تصویربرداری اولتراسوند سی تی (USCT) با استفاده از شبیه سازی
[پایان نامه]
راضیه سلگی
دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده پزشکی
۱۳۹۷
۱۵۶ص.
جدول نمودار
سی دی
کارشناسی ارشد
فیزیک پزشکی
توموگرافی صوتی یا سونوگرافی در زمینه تصویربرداری پزشکی توجه زیادی را به خود جلب کردهاند. زمانی که یک موج سونوگرافی از طریق بافت منتشر میشود، میتواند پراکند، جذب و منکسر شود و در سرعت آن تغییر ایجاد شود. سه واکنش اصلی پیشنهادی برای ارزیابی شامل سرعت صوت، تضعیف و پراکندگی است. در این کار، ما سرعت صوت را در بافت اندازهگیری میکنیم.توزیع سرعت صوت در بافت ممکن است بهخوبی مهمترین ویژگی صوتی آن باشد. مطالعات قبل نشان دادند که بافت سرطانی درزمانی که با بافت نرمال یا تودههای خوشخیم مقایسه شود، دارای سرعت صوتی باال و همچنین تضعیف است. بنابراین، سرعت صوت مؤلفه خوبی است که برای تشخیص توده خوشخیم از سرطان بکار میرود. تفاوت سرعت صوت در چربی حتی بیشتر است و منجر به شناسایی بالقوه تودهها حتی در پستانهای دارای تراکم ناهمگن میشود.با توجه به اهمیت این سیستم تصویربرداری و دقت باالی آن در تشخیص زودهنگام سرطان پستان، ارائه راهکارهایی جهت بهبود پارامترهای کیفیت تصاویر این سیستم تصویربرداری توجه محققان زیادی را به این حوزه منعطف کرده که ما نیز در این کار به آن پرداختهایم.در بخش اول به مطالعه سیستم جهت شبیهسازی و روشهای بازسازی تصویر پرداختیم که با توجه به اطالعات کاملی که از سیستم CURE در دسترس بود، این سیستم جهت شبیهسازی انتخاب شد که شبیهسازی سیستم با استفاده از دو نرمافزار COMSOL Multiphysics و تولباکس k-Wave انجامشده است. برای بررسی رزولوشن سیستم از فانتومی با دو شیء با ابعاد کوچکتر از پیکسل تصویر و با فاصله 4 میلیمتر استفاده شد و پارامتر رزولوشن برای تصویر حاصل محاسبه شد. عدد بهدستآمده برای این پارامتر مقدار 1.63 بود که در مقایسه با مقدار بهینه )1.51( از نظر عددی قابل قبول میباشد. جهت بررسی رزولوشن و کنتراست فانتوم رزولوشن و کنتراست را مورد استفاده قرار دادیم و پارامترهای کیفیت تصویر را محاسبه کردیم، در عین حال از تکنیکهای شکلدهی به پرتو استفاده کرده و اثر آن را بر رزولوشن و کنتراست بررسی کردیم که نتایج نشان میدهد که در حالت 3 فرستنده همزمان به دلیل اینکه انتشار پرتو از حالت کروی به خطی تبدیل میشود رزولوشن تصویر بهبودیافته و میلههای 3 میلیمتری دیده میشوند و با افزایش تعداد فرستندهها تغییر محسوسی در رزولوشن بوجود نیامد هر دو روش بازسازی تصویر تکراری رزولوشن بهتری نسبت به روش FBP ارائه میکنند که در این میان روش ART در مقایسه با روش MLEM تصاویر با رزولوشن باالتری را به نمایش میگذارد.در فانتوم کنتراست با 8 شیء با ابعاد 4mm تا 11mm پارامتر CNR برای هر شیء محاسبه شد و همچنین بهمنظور بررسی اثر روشهای بازسازی تصویر بر پارامترهای کیفیت تصویر، روش تحلیلیFBP و روشهای تکراری ART و MLEM برای تعداد 20 تکرار، مورد بررسی قرار گرفتند. طبق نتایج بهدستآمده پارامترهایCNR و SNR برای روش ART در 13 امین تکرار و برای روش MLEM در 7 امین تکرار به بیشینه مقدار خود میرسند و با افزایش سایز شیء CNR بیشتر میشود و SNR کاهش مییابد.جهت بررسی عملکرد سیستم تصویربرداری عالوه بر بکارگیری فانتوم های مرسوم در بررسی کیفیت تصویر، از تصاویر MRI بیمار استفاده شد. بدینصورت که ابتدا تصاویر موردنظر بخشبندی شده سپس در سیستم شبیهسازیشده بهعنوان فانتوم مورد استفاده قرار گرفت.همچنین با توجه به تأثیر مستقیم فیلترها بر پارامترهای کیفیت تصویر، بهمنظور بازیابی رزولوشن ازدسترفته، فیلترهای مناسب بکار گرفته شد که منجر به بهبود FWHM تصویر تا حدود شد.با توجه به تأثیر مستقیم فیلتر بر کیفیت تصویر، تعداد پیزوالکتریک های بهکاربرده شده در سیستم را تا عدد 192 کاهش داده و تصویر فانتوم رزولوشن با بکارگیری فیلتر بهینه بازسازی شد که پارامتر رزولوشن 1.32 محاسبه شد.