CT bilddata, bildbearbetning och bildkvalitet Brus & Upplösning Strålning & Teknik I 2013-09-12 Mikael Gunnarsson Sjukhusfysiker Strålningsfysik, SuS Malmö
Vad är bildkvalitet? Bildkvalitet Högkontrast Upplösning Lågkontrast Upplösning Artefakter
Högkontrast upplösning Förmåga att avbilda objekt med hög kontrast i förhållande till omgivningen Ex. Skelett us. / Lung us.
Vad påverkar den spatiella upplösningen Snittjocklek Rekonstruktionsfilter Pixelstorlek
Pixelstorlek Matris: 80 x 80 1024 x 1024 År: 1974 2005
Pixelstorlek / DFOV DFOV (Display Field of View) och bildmatris DFOV påverkas hur stort område som visas på tillgängliga pixlar (bildmatrisen) d.v.s påverkar pixelstorleken
Förstoring + spatiell upplösning Zoom ändrar ej pixelstorleken och påverkar ej spatiella upplösningen Omrekonstruktion av rådata med mindra FOV minskar pixelstorleken och förbättrar spatiella upplösningen Exempel: 512 x 512 matris Rekonstruktionsdiameter (cm) Pixelstorlek (mm) 10 0,2 25 0,5 50 1,0
Lågkontrast När små konstrastskillnader föreligger Ex. mjukvävnad (HU nära vatten /låg kontrastskillnad, 4-10 HU) Lågkontrastupplösning påverkas primärt av hur högt bruset är i bilden
Brus Brus är överlagrat bildinformationen och ger bilden ett mer eller mindre grynigt utseende liknanden analog TV-bild vid dålig mottagning
Brus
Brus
Brus I en perfekt värld är alla pixelvärden i vatten = 0
Brus I verkligheten varierar pixelvärdena kring ett medelvärde Vidden av denna variation kallas brus
Brus Diagram över antal pixlar som innehar varje CT-tal Fördelas enligt normal- eller poissonfördelning
Mäta brus Standardavvikelsen (SD eller ơ) är ett mått på spridningen av värden = brus 95% av värdena finns inom ± 2 SD.
Brus Om fler fotoner bidrar med uppbyggnad av bild Mer säker detektorsignal Varje pixelvärde närmare det sanna värdet Mindre spridning av pixelvärden
Vad påverkar bruset? Mängden strålning in (mas, kv) Patientattenuering (Mängden strålning ut, dvs. detekterad strålning Snittjocklek Rekonstruktionsalgoritm val av filter Iterativ rekonstruktion
Brus
Brusnivån kan/skall anpassas efter klinisk frågeställning
Brusnivån kan/skall anpassas efter klinisk frågeställning
Good enough! Det gäller att få läkarna att acceptera att inte få bilder av högsta kvalitet, bara tillräckligt bra för ändamålet
Rörspänning
80, 120 eller 140 kv? Dos versus bildkvalitet: kv - avgör energifördelningen för röntgenfotonerna Kontrollerar inte bara dosen utan även kontrast, brus och röntgenstrålningens transmission genom patienten Parameter 80 kv 120 kv 140 kv Kontrast Högre Mellan Lägre Brus Mer Mellan Mindre Transmission Mindre Mellan Mer Patientdos per mas Lägre Mellan Högre
80, 120 eller 140 kv? 80/100 kv kan användas till riskpatienter (risk för kontrastmedelsinducerad njurskada) för att få en bättre attenuering av kontrastmedlet: - Lungemboli av äldre patienter 80/100 kv (kan öka stråldosen och minska kontrastmedelsdosen) 80/100 kv används till barn Låg kv ökar risken för beamhardening artefakter! 140 kv kan behövas vid skall us. Om man ökar från 120 till 140 kv (bibehållen mas) så ökar stråldosen med en faktor 1,4
Ändra mas mas avgör mängden röntgenstrålning Dos ~ mas Kvantbrus ~ Låg mas => hög brusnivå 4 ggr högre mas => halverad brusnivå 25
Rörström /brus
Brus vs. patienttjocklek
Val av Kernel/filter
Rekonstruktionsfilter
Mjukt filter Mjuka filter ger bättre lågkontrastupplösning med lägre brus
Skarpt filter Högupplösande filter ger bättre detaljupplösning, men mer brus
MTF (Modulation Transfer Function) SD= 12 SD= 45 Standard Bone
Iterativa rekonstruktionsalgoritmer
ASIR (GE)