Исследование и разработка методов и аппаратно-программных средств контроля квантовой эффективности регистрации цифровых приемников рентгеновского изображения

• Автор: Кабанов, Сергей Павлович
• Шифр специальности: 05.11.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Преимущества цифровых систем

1.2. Классификация цифровых приемников рентгеновского изображения.

1.3. Особенности контроля характеристик цифровых приемников

1.4. Основные задачи исследования

Глава 2. Разработка программного обеспечения и средств контроля для оценки 0()Е как функции пространственных частот и дозы в плоскости приемника

2.1. Разработка алгоритма оценки ООЕ(и,у)

2.1.1. Определение функции передачи модуляции

2.1.2. Методы аппроксимации функции передачи модуляции

2.2. Разработка конструкции тес -объекта для оценки А/
2.3. Анализ факторов влияющих на оценку 0<2Е
2.3.1. Рассеяние сигналов в каналах приемника
2.3.2. Неравномерность рентгеновского потока во входной плоскости приемника
2.3.3. Внутренние шумы системы
2.4. Разработка пакета программ для оценки DQE(u,v)
Выводы к главе
Глава 3. Методы и средства оценки 0<2Е в области нулевых пространственных частот
3.1. Влияние корреляции сигналов соседних каналов приемника и
неравномерности потока в раскрыве приемника на оценку ООЕ(0,())
3.1.1. Влияние корреляции сигналов в каналах приемника

3.1.2. Влияние неравномерности рентгеновского потока в раскрыве приемника
3.2. Метод оценки дисперсии шума, учитывающий одновременное влияние корреляции сигналов в каналах приемника и неравномерности входного рентгеновского потока
3.3. Разработка алгоритма оценки DQE в области нулевых пространственных частот
3.4. Требования к изображениям при реализации предложенных алгоритмов
3.5. Разработка программного обеспечения для оценки DQE(0,0)
Выводы к главе
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований квантовой эффективности регистрации с использованием разработанных аппаратно-программных средств
4.1. Результаты оценки DQE(u,v) приемников рентгеновского изображения различных конструкций
4.2. Результаты апробации разработанных метода и программных средств оценки DQE(0,0) на различных цифровых приемниках рентгеновского изображения
4.3. Сравнительный анализ эффективности программного обеспечения «DQE(u,v)» и «DQE(u,v)_Mammo» с зарубежными аналогами
Выводы к главе
Выводы
Список литературы
Приложение

Введение.
В настоящее время среди различных методов медицинской интроскопии рентгеновские методы по-прежнему занимают доминирующие позиции — с их помощью получают более 50% всех визуализируемых диагностических изображений. Методы получения рентгеновского изображения можно разделить на две большие группы:
• аналоговые методы,
• цифровые методы.
Еще совсем недавно основная часть рентгеновских изображений при исследованиях получалась с использованием аналоговых методов (рентгеновская пленка в рентгенографии и УРИ с аналоговым трактом формирования изображения в рентгеноскопии), но наука не стоит на месте и повсеместно развивающиеся цифровые технологии пришли и в медицинскую технику, в том числе и в рентгенодиагностику. К цифровой рентгенологии относятся все методы, при которых рентгеновское изображение преобразуется в цифровой сигнал с последующей обработкой данных с помощью вычислительной техники. В настоящее время цифровые методы формирования рентгенографических изображений получили широкое признание и интенсивно внедряются в медицинскую практику. Этому способствуют: снижение цены на рентгеновское цифровое оборудование; приближение пространственной разрешающей способности и качества цифрового рентгеновского изображения к аналоговому; а также многочисленные разработки программного обеспечения, позволяющего облегчить труд врача-рентгенолога.
Повсеместное применение цифровых технологий не только улучшило диагностику, но и оказало огромное влияние на развитие современных методов лечения, позволило пересмотреть многие устоявшиеся подходы, как к диагностике, так и к лечению.
Парк цифрового оборудования в медицинских учреждениях России постоянно увеличивается и для обеспечения надежной, безопасной и

четкого перехода от черного к белому как в идеализированном случае, представленном на Рис. 2.1, что приводит к дополнительным трудностям при нахождении границы пластины численными методами. Определение пикселей, соответствующих краю тест-объекта проводилось численным дифференцированием функции распределения яркостей вдоль соответствующих строк (столбцов) области интереса по двухточечной, трехточечной и пятиточечной схемам. Причем, при использовании двухточечной схемы дифференцирования в одном случае применялось сглаживание функции распределения яркостей с шириной окна сглаживающего фильтра 4 пикселя (использование ширины окна в 2 пикселя приводит к результату, полностью соответствующему трехточечной схеме без сглаживания). Дифференцирование по трехточечной схеме осуществлялось без сглаживания с использованием набора коэффициентов [-1, 0, 1], а по пятиточечной схеме - с использованием набора коэффициентов [-2, -1, 0, 1,2]. Результаты оценок для двух предложенных методов определения угла наклона при различных способах определения границы края тест-объекта представлены в таблицах 2.1 и 2.2. Положение тест-объекта во входной плоскости приемника ПроСкан-7000 контролировалось транспортиром (в соответствии с номером положения тест-объекта, угол составлял примерно: 1,5°, 2° , 3° , 4° , 5° и 5° в шестом положении, когда экспозиция проводилась без использования дополнительного фильтра). В процессе экспериментов с приемником СХ01-400 угол наклона тест-объекта не измерялся с помощью транспортира. Таблица
2.1 содержит данные, полученные при использовании приемника СХ01-4(Ю, а .Таблица 2.2 - системы ПроСкан-7000.
Данные в Таблице 2.1 представлены для одного положения тест-объекта при двух значениях дозы в плоскости детектора - близкой к средней при исследовании (6,15 мкГр) и заметно заниженной (2,4 мкГр). Первая из приведенных цифр для каждого значения дозы и каждого способа дифференцирования соответствует методу определения угла наклона при аппроксимации линейной функцией найденных на зарегистрированном