Farklı dijital radyolojik görüntüleme sistemleri için dedeksiyon kuantum etkinliği ve efektif dedeksiyon kuantum etkinliğinin ölçülmesi ve karşılaştırılması

Abstract

Modülasyon transfer fonksiyonu (MTF), gürültü güç spektrumu (NPS) ve dedeksiyon kuantum etkinliği (DQE) dijital radyografik sistemlerin yalın dedektör performans ölçümlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Son yıllarda, sistem performansının belirlenmesinde dedektör yanıtının yanı sıra rutin hasta ışınlamalarına bağlı olarak değişen saçılan radyasyon ve odak noktası etkilerini de dahil eden yeni bir ölçüt olarak efektif dedeksiyon kuantum etkinliği (effective dedective quantum efficieny, eDQE) kullanılmaya başlanmıştır. Bu sayede, sistemin klinik incelemelerdeki performansının farklı ışınlama koşulları (tüp voltajı, mAs) ve saçıcı kalınlıkları kullanılarak belirlenmesi mümkün olmaktadır. eDQE hesaplamasında bir yöntem, belirlenen ölçüm geometrileri için eMTF, eNPS, saçılma faktörü (SF) ve geçirme faktörü (TF) değerlerinin bulunarak ilgili eşitliğe yerleştirilmeleridir. Bu çalışmada, özel fantom ve ölçüm geometrisi gerektiren saçılma etkilerini içeren saçılım faktörü ölçümü yapılması yerine, alternatif olarak MTF hesaplamalarında bu etkileri de içeren bir yöntem kullanılmıştır. eDQE formulasyonunda saçılan foton katkısının, MTF hesaplanmasında çizgisel dağılım fonksiyonunun (LSF) kuyruğunun geniş bir kısmı kullanılarak doğrudan sonuçlara dahil edilmesi sağlanmıştır. Bu sayede pratik uygulamalarda ölçülmesi zor olan saçılan foton etkisinin ayrıca ölçülmesine gerek kalmamıştır. Bu tez kapsamında DQE ve eDQE ölçümleri farklı demet kaliteleri, dedektör dozları ve dijital radyografi sistemleri için gerçekleştirilmiştir. Ölçülen eDQE sonuçları, DQE sonuçlarından ortalama olarak %27 daha düşük bulunmuştur.

The modulation transfer function (MTF), the noise power spectrum (NPS), and the detective quantum efficiency (DQE) are widely used for measurements of pure detector performance of the digital radiographic systems. In recent years, effective detective quantum efficiency (eDQE) parameter (quantity) is proposed as a new metric for system performance evaluation which includes scatter radiation and focal spot effects due to routine patient irradiation as well as detector response. By this way, it is possible to determine system performance for different clinical examinations by using different exposure parameters (kVp, mAs, filtration) and scatter thicknesses. One method of calculating eDQE is to obtain the values of eMTF, eNPS, scatter factor (SF) and transmission factor (TF) from an established measurement geometry and then inserting them into the related equation. In this study, instead of using a seperate measurement geometry and phantoms for the scatter effects, alternatively, a new method has been used in the MTF measurements that including this effect. Long tails of line spread function (LSF) is included in MTF calculations so that the effects of scatter is directly included in eDQE formulation. Hence, the measurement of scatter photon effect independently, which is not a pratical approach, is no longer necessary. In this thesis, DQE and eDQE measurements for different beam qualities, detector doses and digital radiography systems were carried out. Measured eDQE results were approximately 27% lower than those found in the DQE.