بررسی تغییرهای کیفیت تصاویر اسپکت قلب با افزایش مجازی تعداد نماها، مطالعه ای با استفاده از شبیه سازی مونت‌کارلو

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

3 دانشجوی دکتری، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

     در این مطالعه که با استفاده از شبیه سازی مونت کارلوانجام شده، با فرض ثابت بودن شمارش کل تأثیر افزایش تعداد نماها از 32 به 64 بر پارامترهای کیفیت تصویر مورد بررسی قرار گرفته است. برای انجام شبیه­سازی از فانتوم دیجیتال انسان نمای NCAT و کد (SimSET) استفاده گردید. سه دسته تصویر از هر یک از فانتوم­ها تهیه شد. در تصویربرداری اول 32 نما با شمارش متوسط صد هزار به عنوان تصاویر شاهد، در تصویر برداری دوم 64 نما با شمارش پنجاه هزار به عنوان تصاویر آزمون تهیه شد. جهت تولید تصاویر مرجع با نویز کم، در تصویر برداری سوم 64 نما با شمارش متوسط ششصد هزار تهیه شد. در پایان همه تصاویر به روشFBP  بازسازی شدند و پارامترهای رزولوشن، کنتراست و نسبت سیگنال به نویز در هر تصویر، جهت مقایسه محاسبه گردید. با افزایش تعداد نماها با ثابت نگه داشتن زمان تصویربرداری، در تصاویر بازسازی شده بهبود محسوس در کنتراست دیواره به حفره و دیواره به زمینه مشاهده شد. نسبت سیگنال به نویز اما کاهش داشت. نتایج مقایسه رزولوشن با استفاده از FWHM‌ نیز بهبود محسوسی در رزولوشن نشان داد. با توجه به تئوری بازسازی FBP‌ و تأثیر تعداد نما در تصویر باز سازی شده، بهبود کنتراست تصویر با افزایش تعداد نماها قابل انتظار بود. با توجه به اینکه ثبت تصاویر در پزشکی هسته‌ای از آمار پواسون پیروی می‌کند لذا کاهش سیگنال به نویز با کاهش تعداد فوتونها اتفاق می‌افتد. کاهش تعداد فوتونها باعث ایجاد محوشدگی در تصویر بازسازی شده می‌شود که این محوشدگی با افزایش تعداد نماها جبران می‌گردد لذا بهبود محسوسی در FWHM‌ مشاهده شد. بدین صورت می‌توان با ثابت نگه داشتن شمارش کل فوتونها و افزایش نماها، بدون افزایش زمان تصویربرداری، بهبود کنتراست را در اسپکت قلب ایجاد کرد در حالی که در رزولوشن نیز بهبود ایجاد می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of image quality in myocardial SPECT with increased number of projections: A Monte Carlo simulation study

نویسندگان [English]

  • Maryam Rezaei 1
  • Hosein Rajabi 2
  • Mohammad ali Asgari 3
1 M.Sc. Student, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 Associated Professor, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 Ph.D. Student, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this paper, we studied the effect of increasing number of projections in Myocardial SPECT from 32 to 64 while maintaining imaging time, on the final parameters of image quality using MonteCarlo simulation. Simulations performed by SimSET Monte Calro code on NCAT humanoid digital torso phantom. Three groups of images were simulated. First group with 32 projections and average 100k counts per view. The second group was simulated with 64 projections and average 50k counts per view for maintaining simulation time constant, and third group simulated with 64 projections but average 600k counts per view as reference. FBP method was use for reconstruction. Resolution, contrast and SNR parameters were calculated in each group and compared to each other. Increasing number of projections while reducing average counts per view, resulted to improvement of wall to cavity and wall to background contrasts. Reducing average counts per view caused a reduction in SNR value. In resolution comparison using FWHM, improvement was observed. According to FBP mathematical theory and effect of number of projections in reconstructed image, contrast enhancement was expectable. In nuclear medicine imaging, SNR would decrease by reducing the number of photons due to the statistical nature of radioactive decay. This reduction can cause some blurring in the reconstructed images that would be suppressed by increased number of projections. These phenomena leaded to resolution enhancement. It can be concluded that increasing in number of projection while decreasing number of photons could results enhancement in contrast and resolution.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Myocardial SPECT
  • Resolution
  • Contrast
  • SNR
  • NCAT