Приложение F (справочное). Альтернативные методы контроля пространственного разрешения

Приложение F
(справочное)

Альтернативные методы контроля пространственного разрешения

F.1 Общие положения

Пространственное разрешение, также называемое высококонтрастным разрешением, лучшим образом описывается кривой функции передачи модуляции, получаемой преобразованием Фурье функции рассеяния точечного источника.

Существуют два других метода измерения пространственного разрешения:

- визуальное определение минимально различаемых элементов (отверстий, полос или линий) образца, которые различаются на изображении соответствующего тест-объекта;

- количественное измерение модуляции периодической структуры.

В таблице F.1 представлены относительные преимущества и недостатки каждого из этих методов испытаний.

Таблица F.1 - Сравнение методов испытания пространственного разрешения

Метод испытания	Преимущества	Недостатки
Визуальное определение	Простота и быстрота Единственное значение разрешения (может истолковываться также как недостаток)	Субъективная оценка Зависит от наблюдателя и условий наблюдения Средняя воспроизводимость
Измерение модуляции периодической структуры	Легкость Объективность Независимость от условий наблюдения Высокая воспроизводимость	Качество представлено единственным числом (может также истолковываться как преимущество)
Функция передачи модуляции	Обеспечивает подробную информацию обо всех пространственных частотах	Требует определенного программного обеспечения Требуется точное позиционирование

F.2 Альтернативный тест-объект

Тест-объект в виде "бар-фантома" может использоваться как альтернативный прибор для визуального определения минимальной различимости элементов или количественного измерения функции передачи модуляции. Тест-объект должен содержать периодическую структуру элементов. Каждый "бар-фантом" должен иметь приблизительно пять полос и промежутков между ними с пространственными частотами, начиная с легкоразрешимых частот до частот, которые КТ-сканер не может разрешить.

Тест-объекты должны перекрывать диапазон пространственных частот 3 - 10.

Длина полос и промежутков между ними должна быть в 5 раз больше периода периодической структуры. Разница средних значений КТ-единиц между материалом полос и промежутков между ними должна быть не менее 100 единиц Хаунсфильда.

Тест-объект должен иметь две эталонные зоны из такого же материала, что и полосы и промежутки "бар-фантома" размерами около 1 см или более.

F.3 Процедура испытания с альтернативным тест-объектом "бар-фантом"

Поместить тест-объект внутри гантри так, чтобы он был расположен в центре поля сканирования.

Тест-объект с периодическими структурами внутри должен быть расположен так, чтобы периодические структуры располагались под углом 45° к горизонтальной оси х и перпендикулярно к продольной оси системы z.

После установки тест-объект должен быть просканирован. Область интереса должна быть над каждой периодической структурой. Размер области интереса должен регулироваться так, чтобы в нее входили только периодические структуры. Область интереса должна охватывать каждую периодическую структуру. Средние значения и стандартные отклонения для каждой периодической структуры должны быть определены и записаны. Средние значения эталонных зон также должны быть измерены и записаны.

Если используется визуальный метод, следует обратить внимание на наивысшую частоту, при которой полосы могут быть различимы, используя соответствующее окно при установке режима работы.

F.4 Оценка информации с альтернативным тест-объектом "бар-фантом"

Функция передачи модуляции (MTF) может быть измерена с использованием метода Дроега и Морина [5], основанного на измерении выходной амплитуды после прохождения волны известного периода. Так как функция передачи модуляции определяется как отношение выходной модуляции к входной модуляции, MTF периодической структуры может быть измерена следующим образом:

,

где - модуляция периодической структуры, которую рассчитывают как стандартное отклонение значений пикселов внутри изображения периодической структуры;

- уровень шума фона (благодаря воде и материалам "бар-фантома");

, - измеренные значения КТ-единиц материала "бар-фантома" и воды с использованием тех же ROI, что и при расчете шума, которые должны включать в себя не менее 100 пикселов.

Кривая MTF представляет собой зависимость измеренных значений MTF всех разрешенных периодических структур от пространственной частоты периодических структур.

Ограниченное пространственное разрешение соответствует наивысшей частоте "бар-фантома", для которой линии и промежутки между ними смазаны (то есть линии и промежутки между ними не различимы). Это соответствует значению 5% на кривой MTF.

Для справки см. [5] - [8].