MTF, NPS, DQE를 통한 관전압과 Cu-filter 두께에 따른 영상 평가 = (The)effect of x-ray kVp and Cu-filter thickness at x-ray examination image using MTF, NPS and DQE measurenments

국문 초록 (Abstract)

의료영상에서 디지털화가 되면서 디지털 방사선 검출기는 여러 의료영상 획득 장치에서 이용되어 왔다. 본 연구는 비정질 평판형 검출기를 이용하여 얻어진 영상의 평가를 통해서 영상평가의 주요인자인 MTF ( Modulation Transfer Function ), NPS ( Noise Power Spectrum ), DQE ( Detective Quantum Efficiency ) 의 값을 도출하여 의료 영상평가에 도움이 되고자 함에 목적이 있다.
비정질 평판형 검출기를 이용하여 얻어진 영상의 평가를 위해서MTF, normalized NPS, photon fluence , DQE 를 얻는다. Image process는 MATLAB를 이용하여 일련의 파라미터 계산 처리를 했다. 본 실험의 평가 파라미터를 통해서 임상에서의 Image quality를 유지하는데 도움이 될 것이라고 생각한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Time passes, medical use field of X-ray became wide and X-ray reflex appliance technology had contributed in human Health and Welfare by Film system image to clinical medicine that diagnoses human body. Digital Radiographic system that film is no necessity augmenting quality of reflex and data's efficiency in existent Film system and transmission system (Picture Archiving and Communication System, PACS) and computer is development in the together hospital of reflex is detected popularized in present presence.
A digital radiography imaging system based on flat-panel detector has some advantages compared with the conventional screen-film system.
In this study, a flat-panel detector based on amorphous silicon was integrated into projection radiography system and algorithms for the corrections were implemented. Basic image quality parameters evaluate Modulation Transfer Function (MTF), Noise Power Spectrum (NPS) and Detective Quantum Efficiency (DQE) as a main factor of image quality evaluation. MTF, NPS and DQE have described useful descriptors of resolution, noise and signal to noise ratio transfer ability.
The obtained results that value of digital radiation detector using the amorphous flat-panel detector, and expected to be accepted in the clinical applications.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• Ⅰ. 서론
• 1. Direct vs Indirect method
• 2. Amorphous Silicon Flat-panel detector 원리
• 3. Computed Radiography vs Digital Radiography
• Ⅱ. 이론적 배경
• 1. DQE 표준안
• 2. Detective Quantum Efficiency
• 3. Siginal to Noise Ratio
• 4. Figure Of Merit
• 5. Modulation Transfer Function
• 5.1 Slit method
• 5.2 Edge method
• 6. Noise Power Spectrum
• 7. Noise Equivalent Quanta
• 8. FILTER
• 8.1 Inherent Filtration
• 8.2 Added Filtration
• 8.3 Filter thicknes
• 8.4 Filter 종류
• 8.4.1 Wedge filter
• 8.4.2 Molybdenium filter
• 8.4.3 Heavy Metal Filters (K-Edge filters)
• Ⅲ. 본론
• 1. 연구 목적
• 2. 연구 재료
• 3. 실험 방법
• Ⅳ. 연구결과
• Ⅴ. 결론
• Ⅵ. Reference
• Ⅶ. Abstract
• 그림 목차
• 그림 1. Indirect conversion of flat-panel X-ray system
• 그림 2. Direct conversion of flat-panel X-ray system
• 그림 3. Digital Radiography Detector
• 그림 4. Amorphous Selenium 방식의 detector
• 그림 5. Amorphous Silicon방식의 detector
• 그림 6. Normalization procedure
• 그림 7. Filter 사용 유무에 따른 에너지 강도 차이
• 그림 8. Wedge filter
• 그림 9. 75kVp 에서 aluminum 과 gadolinium filter에 따른 에너지범위
• 그림10. Flat Panel X-ray system
• 그림 11. 실험 배치도
• 그림 12. Linearity
• 그림 13. LSF
• 그림 14. MTF
• 그림 15. RQA5 조건하의 SNR
• 그림 16. RQA5 조건하의 NPS
• 그림 17. RQA5 조건하의 DQE
• 그림 18. 80kVp에서 Cu-filter thickness에 따른 effective dose와 surface dose
• 그림 19. 100kVp에서 Cu-filter thickness에 따른 effective dose와 surface dose
• 그림 20. 120kVp에서 Cu-filter thickness에 따른 effective dose와 surface dose
• 그림 21. 140kVp에서 Cu-filter thickness에 따른 effective dose와 surface dose
• 그림 22. Cu-filter thickness에 따른 장기들의 effective dose
• 그림 23. ROI
• 그림 24. 관전압과 Cu-filter에 따른 SNR 비교
• 그림 25. Non Cu-filter에서의 장기별 NPS
• 그림 26. 0.1mm Cu-filter에서의 장기별 NPS
• 그림 27. 0.2mm Cu-filter에서의 장기별 NPS
• 그림 28. 0.3mm Cu-filter에서의 장기별 NPS
• 그림 29. Non Cu-filter에서 관전압에 따른 NPS
• 그림 30. 0.1mm Cu-filter에서 관전압에 따른 NPS
• 그림 31. 0.2mm Cu-filter에서 관전압에 따른 NPS
• 그림 32. 0.3mm Cu-filter에서 관전압에 따른 NPS
• 그림 33. 관전압에 따른 NPS
• 그림 34. Non Cu-filter thickness에 따른 FOM
• 그림 35. 0.1mm Cu-filter thickness에 따른 FOM
• 그림 36. 0.2mm Cu-filter thickness에 따른 FOM
• 그림 37. 0.3mm Cu-filter thickness에 따른 FOM
• 그림 38. Non Cu-filter에서 히스토그램
• 그림 39. 0.1mm Cu-filter에서 히스토그램
• 그림 40. 0.2mm Cu-filter에서 히스토그램
• 그림 41. 0.3mm Cu-filter에서 히스토그램
• 그림 42. Cu-filter thickness에 따른 히스토그램 - 표 목차 -
• 표 목차
• 표 1. DQE 측정을 위한 Radiation quality parameter
• 표 2. National Council on Radiation Protection and Measurement
• 표 3. Pixium 4600의 특성
• 표 4. Non Cu-filter 일 때의 표면선량
• 표 5. 0.1mm Cu -filter 일 때의 표면선량
• 표 6. 0.2mm Cu -filter 일 때의 표면선량
• 표 7. 0.3mm Cu -filter 일 때의 표면선량
• 표 8. 80kVp에서 인체 Phantom에서의 조직가중치를 계산한 선량
• 표 9. 100kVp에서 인체 Phantom에서의 조직가중치를 계산한 선량
• 표 10.120kVp에서 인체 Phantom에서의 조직가중치를 계산한 선량