Tanısal radyolojide kullanılan panel dedektörlerde gürültü analizi

Abstract

Dijital radyografik görüntüde kontrast dijital görüntü elde edildikten sonra monitörde görüntüleme aşamasında ayarlanabildiğinden, bir objenin algılanabilirliğine en temel sınırlamayı sinyal gürültü oranı (Signal-to-Noise Ratio, SNR) getirir. Bu nedenle medikal görüntülemede gürültünün karekterizasyonu sistem performansının değerlendirilmesinde önemli bir rol oynar. Bu tez çalışmasında gürültü ölçümleri, hem uzaysal hem de frekans ortamında üç tane dijital radyografi, bir dijital floroskopi ve bir dijital mamografi sistemi için gerçekleştirilmiştir. Uzaysal ortamdaki gürültü değerlendirmesi, hem standart sapma-dedektör girişindeki hava kerma değeri (Detector Air Kerma, DAK) hem de bağıl gürültü-DAK ilişkisi değerlendirme metodu ile yapılmıştır. Uzaysal ortamdaki değerlendirme gürültünün karekteri hakkında bilgi verirken frekansı ile ilgili bir bilgi vermediğinden, gürültünün frekans ortamındaki temsili gürültü güç spektrumu (Noise power spectra, NPS) aracılığıyla yapılmıştır. İncelenen beş sistem, klinikte çalışılan dedektör dozlarında kuantum gürültü sınırlı çıkmıştır. Düşük dedektör dozlarında, dedektörlerdeki baskın gürültünün elektronik karakterli, yüksek dedektör dozlarında ise yapısal karakterli olduğu görülmüştür. Sistemlerde grid kullanımının yapısal gürültü bileşenini arttırdığı, fakat artan grid frekansı ile bu bileşende azalma gözlenmiştir. Ayrıca, karanlık gürültü ve kazanç kalibrasyonları dedektördeki yapısal gürültü bileşenini azaltmıştır.

The signal-to-noise ratio puts the fundamental limitation to object perceptibility in a digital radiograph because image contrast can be manipulated during the display of digitally acquired radiographic images on monitor. Therefore, noise characterization plays an important role in the evaluation of system performance in medical imaging. In this thesis, noise measurement is carried out both in spatial and frequency domain for three digital radiography systems, one digital fluoroscopy system and one digital mammography system. Noise evaluation in spatial domain is done by standard deviation-detector air kerma (DAK) and relative standard deviation-DAK relationship evaluation methods. Because the noise characterization in spatial domain gives information about noise type but it doesn't give information about noise frequency, noise evaluation in frequency domain is carried out by means of Noise Power Spectrum (NPS) measurement. Evaluated five systems behave as a quantum noise limited for clinically used detector doses. The observed dominant noise component at lower detector doses has electronic character whereas structured noise was observed as the dominant component at higher detector doses. Using grid in these systems increased the structured noise component but this component is decreased with increased grid frequency. Furthermore, the structured noise component is decreased with gain and offset corrections.