ارائهی پروتکل جدید تصویربرداری جهت بهینهسازی کیفیت تصویر در میکرو سی تی
[پایان نامه]
ندا محمودی
دانشگاه علوم پزشکی تهران، دانشکده پزشکی
۱۳۹۹
۱۳۸ص
کارشناسی ارشد
فیزیک پزشکی
۱۳۹۹/۰۶/۱۴
مقدمه و هدف: امروزه تصویربرداری از نمونههای زیستی کوچک با اهداف مختلفی مثل بررسی یک روش درمانی جدید، یا بررسی تاثیرات یا عوارض یک داروی تازه تولید شده و بسیاری دیگر از کاربردهای پیش بالینی و بیولوژیکی دیگر، به سرعت در حال گسترش است و بالا بودن کیفیت تصویر از اهمیت ویژهای برخوردار است. مدالیتههای تصویربرداری مختلفی بسته به نوع مطالعه به کار میروند، یکی از این مدالیتهها میکرو سیتی پرتوی ایکس است. تصاویر حاصل از این سیستم دارای قدرت تفکیک مکانی در حد چند تا چند ده میکرون میباشند. با توجه به اهمیت اطلاعات استخراج شده از این تصاویر، نیاز است پروتکلهای بهینهی تصویربرداری تعیین شوند. هدف اصلی این پژوهش، ارائهی پروتکل جدید تصویربرداری جهت بهینهسازی کیفیت تصویر در میکروسیتی، به عبارتی تعیین ترکیبی از ولتاژ و جریان تیوب و فیلتر مکانیکی برای بهینهسازی تصویر میباشد. مواد و روش کار: فرآیند شکلگیری تصویر میکرو سیتی به صورت عددی در MATLAB شبیه سازی و با استفاده از اسکنر LOTUS-NDT اعتبارسنجی شد و سپس کیفیت تصاویر حاصل از فانتومهای عددی طراحی شده در شرایط مختلف ولتاژ و فیلتراسیون طیف، بررسی شد. برای بررسی کیفیت تصویر از پارامترهایی مثل نسبت کنتراست به نویز و رزولوشن (MTF) و شاخصی تعریف شده از ترکیب این دو استفاده شد. در شبیهسازی، سینوگرام فانتومها در فضای ضریب تضعیف بدست آمد. برای افزودن نویز با استفاده از رابطهی بیر-لامبر سینوگرام بر حسب شدت به دست آمد و نویز پوآسون همراه با ضرایبی به منظور تطبیق دقیقتر با واقعیت اضافه شد. در نهایت از سینوگرامهای نویزی لگاریتم طبیعی گرفته شد تا دوباره به فضای ضریب تضعیف بازگردد. سپس با بازسازی پروجکشنها، تصویر به دست آمد. در نهایت کیفیت تصاویر با استفاده از تعریف شاخصی جدید متشکل از MTF ،CNR و kVp سنجیده شد. نتایج و بحث: برای بافت چربی-کبد در صورت استفاده از فیلتر آلومینیومی ضخامت ۲ میلیمتر در ولتاژ ۷۰ کیلوولت و در صورت استفاده از فیلتر مس ضخامت ۰۵/۰ و ولتاژ ۶۰ بهترین کیفیت تصویر را ارائه میهند. اگر بار کاری دستگاه و یا میزان دز مهم باشد، ۰۵/۰ میلیمتر مس ترجیح داده میشود. در مورد بافتهای آب-ماهیچه فیلتر ۱ میلیمتری آلومینیوم در ولتاژ ۷۰ بهینه است و اگر فیلتر مس به کار رود فیلتر ۰۵/۰ میلیمتری در کنار ولتاژ ۷۰ مناسبترین است. شاخص برای این دو پروتکل تقریبا یک مقدار است. در مورد بافت ریه-ماهیچه فیلتر ۱ میلیمتری آلومینیوم در ولتاژ ۹۰ بهینه است و اگر فیلتر مس به کار رود فیلتر ۰۵/۰ میلیمتری در کنار ولتاژ ۸۰ مناسبترین است. شاخص برای پروتکل اول ۰۶/۲۴۱ و برای پروتکل دوم ۸۸/۲۴۵ است. مورد دوم در ولتاژ پایینتر با شاخص بالاتر ترجیح داده میشود.در مورد بافت استخوانی کورتیکال و اسفنجی، فیلتر ۴ میلیمتری آلومینیوم و همچنین فیلتر ۲/۰ میلیمتری مس در کنار ولتاژ ۱۰۰ مناسب است. با توجه به اینکه ولتاژ یکسان است ولی شاخص در حضور فیلتر مس بالاتر است فیلتر مسی پیشنهاد میشود. در مورد مینا و عاج دندان بهترین پروتکل در حضور فیلتر ۱ میلیمتری آلومینیوم و ولتاژ ۱۱۰ و همچنین فیلتر ۱/۰ میلیمتری مس با ولتاژ ۱۰۰ است. شاخص در حضور مس پایینتر است اما اگر بار کاری دستگاه مهمتر باشد تا کیفیت تصویر، میتوان فیلتر مسی را انتخاب کرد، اما در کل فیلترهای آلومینیومی کیفیت تصویر بهتری را ارائه میدهند.