Farklı dijital radyografi sistemlerinin kontrast-ayrıntı dedeksiyonu ve dedeksiyon kuantum etkinliği (DQE) açısından karşılaştırılması

Abstract

Bu tez çalışmasında, farklı dijital radyografi sistemlerinin görüntü kalitesi performansları kontrast-ayrıntı analizi ve dedeksiyon kuantum etkinliği açısından incelenmiştir. Kontrast-ayrıntı analizi ölçümleri, her bir klinikte kurulu dijital radyografi sistemlerinde en çok gerçekleştirilen radyografik incelemeleri simüle eden PMMA kalınlıklarında Kontrast-ayrıntı fantomu (CDRAD) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kontrast-ayrıntı fantomu, her bir incelemeyi simüle eden PMMA kalınlıklarının arasına fantomun her iki tarafında eşit kalınlık olacak şekilde yerleştirilerek ışınlanmıştır. Kontrast-ayrıntı ölçümleri, Avrupa Birliği Komisyonu EUR 16260 kılavuzunda radyoloji kliniklerinde gerçekleştirilen radyografik incelemeler için önerilen ışınlama şartlarında ve halihazırda kliniklerde görüntüleme teknikerleri tarafından uygulanan ışınlama şartlarında gerçekleştirilmiştir. Her iki protokol ile kliniklerde en çok gerçekleştirilen göğüs, karın, pelvis ve lomber vertebra radyografi incelemeleri için elde edilen kontrast ayrıntı analizi test sonuçları karşılaştırılmıştır. Dijital radyografi görüntüleme dedektörlerinin kendilerine has görüntü kalitesi performansları, dedeksiyon kuantum etkinliğinin ölçülmesi ile saptanmıştır. Dedektörlerin kantitatif görüntü kalitesi ölçümleri ile kontrast-ayrıntı analizi testi sonuçları karşılaştırılarak aralarında bir ilişki olup olmadığına bakılmıştır. Radyografik incelemeler için etkin dozlar, PCXMC 2.0 Monte Carlo tabanlı etkin doz hesaplama programı ile bulunmuştur. Dört farklı dijital radyografi görüntüleme sistemi arasında en iyi kontrast-ayrıntı dedeksiyonu, küçük piksel boyutuna ve yüksek grid oranına sahip Toshiba düz panel görüntüleme sisteminde elde edilirken, en düşük kontrast ayrıntı dedeksiyonu ise büyük piksel boyutuna sahip ve dedektör yapısı gereği düz panel dedektörlere göre daha düşük kalitede radyografik görüntüleme sağlayan Fuji bilgisayarlı radyografi sistemi için elde edilmiştir. Aynı görüntüleme sistemleri için gerçekleştirilen fiziksel görüntü kalitesi ölçümleri (Modülasyon Transfer Fonksiyonu, Normalize Gürültü Güç Spektrumu ve Dedeksiyon Kuantum Etkinliği) de benzer sonuçlar vermiştir. Tüm kliniklerde yaygın bir şekilde gerçekleştirilen radyografi incelemeleri için seçilen ışınlama protokollerinin, EUR 16260 kılavuzunda önerilen ışınlama parametreleri ile büyük ölçüde uygunluk gösterdiği görülmüştür. Bilgisayarlı radyografi sisteminde simüle edilen radyografik incelemeler için hesaplanan etkin dozlar, bu tip dedektörün düz panel detektörlere göre daha düşük dedeksiyon kuantum etkinliğine sahip olmasından ve dolayısıyla daha yüksek dedektör giriş dozu değeri gerektirmesinden dolayı diğer detektörlere nazaran daha yüksek bulunmuştur.

In this thesis, image quality performances of different digital radiography systems are examined in terms of contrast-detail analysis and detective quantum efficiency. Contrast-detail analysis measurements were performed using the contrast-detail phantom (CDRAD) at PMMA thicknesses simulating the most common radiographic examinations performed on digital radiography systems installed in each clinic. The contrast-detail phantom was irradiated between the PMMA thicknesses simulating each examination, with equal thickness on both sides of the phantom. Contrast-detail measurements were performed under the irradiation conditions recommended by Commission of the European Communities EUR 16260 guidelines for radiographic examinations performed in radiology clinics and under the irradiation conditions currently applied by imaging technicians in clinics. According to both protocols, contrast-detail analysis test results were obtained for the most commonly performed chest, abdominal, pelvic and lumbar spine radiographic examinations in the clinics and they were compared. The inherent image quality performances of digital radiography imaging detectors were determined by measuring the detective quantum efficiency. Quantitative image quality measurements of the detectors and contrast-detail analysis test results were compared to see if there is a relationship between them. Effective doses for radiographic examinations were determined by using PCXMC 2.0 Monte Carlo based effective dose calculation program. Among the four different digital radiography imaging systems, the best contrast-detail detection is achieved in the Toshiba flat panel imaging system with small pixel size and high grid ratio, while the lowest contrast detail detection was obtained for the Fuji computerized radiography system, which has a large pixel size and provides lower quality radiographic imaging than the flat panel detectors due to its detector structure. Physical image quality measurements (Modulation Transfer Function, Normalized Noise Power Spectrum and Detective Quantum Efficiency) were performed for the same imaging systems gave similar results. The irradiation protocols chosen for radiography examinations commonly performed in all clinics have been found to be highly compatible with the irradiation parameters recommended in the EUR 16260 guidelines. The effective doses calculated for the simulated radiographic examinations in the computed radiography system were found to be higher than other detectors because this type of detector had lower detective quantum efficiency than flat panel detectors and therefore required higher incident detector air kerma value.