Dijital radyografi sistemlerinde gürültünün konum ve frekans uzayında irdelenmesi. Turan OLGAR *1

Benzer belgeler
LCD 4 Fantomu Üzerinde Sayım ve Görüntüleme Dedektörleri Kullanılarak Yapılan Kontrast Ölçümlerinin Karşılaştırılması

Radyolojik Görüntüleme Sistemlerinde Görüntü Kalitesinin Sayısal Olarak Değerlendirilmesi. Yard. Doç. Dr. Özlem Birgül 23 Kasım 2013, Antalya

Farklı Radyolojik İnceleme Koşulları için Geniş Alan Dedektörü Kullanılarak DQE ve edqe Kıyaslaması

19 (3), , (3), , 2007

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/7) Akreditasyon Kapsamı

YILDIRIM BEYAZIT ÜNİVERSİTESİ

Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi Medikal Metroloji Uygulama ve Araştırma Merkezi

Dijital Görüntüleme Sistemlerinde Radyasyon Dozunun Optimizasyonu

CsI ve GOS Sintilatörlü İnce Panel Dijital Radyografi Sistemlerinin Kontrast-Ayrıntı

Dijital Görüntülemede Grid Kullanımı ile Radyasyon Dozunun ve Görüntü Kalitesinin Değişimi

RADYOLOJİDE KALİTE KONTROL VE KALİBRASYONUN ÖNEMİ ÖĞR. GÖR. GÜRDOĞAN AYDIN İLKE EĞİTİM VE SAĞLIK VAKFI KAPADOKYA MYO TIBBİ GÖRÜNTÜLEME PRG.

RADYASYON ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ DERS. Prof. Dr. Haluk YÜCEL RADYASYON DEDEKSİYON VERİMİ, ÖLÜ ZAMAN, PULS YIĞILMASI ÖZELLİKLERİ

RADYASYONUN SAĞLIKTA KULLANIMI

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/9) Akreditasyon Kapsamı

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/1) Akreditasyon Kapsamı

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/27) Akreditasyon Kapsamı

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/14) Akreditasyon Kapsamı

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/19) Akreditasyon Kapsamı

(1) MESİ MEDİKAL A.Ş.- Akdeniz Üniversitesi Doktora Programı (2) ANTAKYA ÖZEL DEFNE HASTANESİ - Çukurova Üniversitesi Doktora Programı

Harici Fotoelektrik etki ve Planck sabiti deney seti

8.Hafta. Değişkenlik Ölçüleri. Öğr.Gör.Muhsin ÇELİK. Uygun değişkenlik ölçüsünü hesaplayıp yorumlayabilecek,

RÖNTGEN FİZİĞİ 5 X-ışınlarının özellikleri, kalitesi ve kantitesi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

Cumhuriyet Üniversitesi, Tıp Fakültesi, Radyasyon Onkolojisi A.D., Sivas 2

ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ OTOMOTİV MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Küçük ve Mikro Ölçekli Enerji Yatırımları için Hibrit Enerji Modeli

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/7) Akreditasyon Kapsamı

İstatistik ve Olasılığa Giriş. İstatistik ve Olasılığa Giriş. Ders 3 Verileri Sayısal Ölçütlerle İfade Etme. Verileri Sayısal Ölçütlerle İfade Etme

1 BEÜ./ÖĞR.İŞL FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU : 3111 HAZIRLIK SINIFI

Direnç(330Ω), bobin(1mh), sığa(100nf), fonksiyon generatör, multimetre, breadboard, osiloskop. Teorik Bilgi

1. YARIYIL / SEMESTER 1 2. YARIYIL / SEMESTER 2

Dijital Radyografi. Giriş. Dijital Görüntüleme Aşamaları. CR Sistem. Yrd. Doç. Dr. Nureddin ÇELİMLİ. Dijital Radyografinin Gelişim Tarihi.

Dijital Panoramik Görüntülemede HD Teknolojisi. Süper Hızlı Dijital Panoramik X-ray Cihazı. Thinking ahead. Focused on life.

X-IŞINLARININ ÖZELLİKLERİ VE ELDE EDİLMELERİ. X-ışınları Alman fizikçi Wilhelm RÖNTGEN tarafından 1895 yılında keşfedilmiştir.

6 MV-X filtreli ve filtresiz ışınlarda, küçük alan output düzeltme faktörünün Monte Carlo yöntemi ile hesaplanması

OLASILIK ve KURAMSAL DAĞILIMLAR

MLC LERİN IMRT GAMMA ANALİZİNE ETKİSİ: Tongue and Groove, Hız ve Pozisyon Hatalarının Kliniğe Etkisi

İYON ODALARI VE DOZİMETRE KALİBRASYONLARI

MOD419 Görüntü İşleme

Analog Alçak Geçiren Filtre Karakteristikleri

Görüntü İşleme. K.Sinan YILDIRIM Cenk İNCE Tahir Emre KALAYCI. Ege Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü 2003

Doğukan Akçay¹, Fadime Akman², Zafer Karagüler², Kadir Akgüngör³. XIV. Ulusal Medikal Fizik Kongresi Antalya, 2013

Optik Filtrelerde Performans Analizi Performance Analysis of the Optical Filters

Floroskopik Sistemlerde Görüntü Kalitesinin Matematiksel Olarak Değerlendirilmesi. Mathematical Evaluation of Image Quality in Fluoroscopic Units

İSTATİSTİKSEL PROSES KONTROLÜ

PHILIPS FORTE GAMA KAMERA SİSTEMİNİN MONTE CARLO SİMÜLASYONU

MEME KANSERİNDE GÖRÜNTÜLEME YÖNTEMLERİ

<<<<<HABER VE DUYURU<<<<<

Genel olarak test istatistikleri. Merkezi Eğilim (Yığılma) Ölçüleri Dağılım (Yayılma) Ölçüleri. olmak üzere 2 grupta incelenebilir.

SÜREKLĠ OLASILIK DAĞILIMLARI

EGE ÜNİVERSİTESİ Bilgisayar Mühendisliği. Dr. Kemal YILMAZ, Prof. Dr. Aylin KANTARCI, Prof. Dr. Cezmi AKKIN

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ SAYISAL ÇIKARMA ANJİOGRAFİSİNDE RADYASYON DOZU-GÖRÜNTÜ KALİTESİ OPTİMİZASYONU ONUR EDE

TOLERANS DIŞINDA KALAN SES DÜZEYİ ÖLÇER TEPKİLERİNİN ÖLÇÜM SONUÇLARINA ETKİLERİ

IMRT - VMAT HANGİ QA YÜCEL SAĞLAM MEDİKAL FİZİK UZMANI

TOPRAKTA PH TAYİNİ YETERLİLİK TESTİ RAPORU TÜBİTAK ULUSAL METROLOJİ ENSTİTÜSÜ REFERANS MALZEMELERI LABORATUVARI. Rapor No: KAR-G3RM

BİR AKUSTİK DENEY ODASININ ARKA PLAN GÜRÜLTÜ PROBLEMİNİN İNCELENMESİ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı

Doç. Dr. Sabri KAYA Erciyes Üni. Müh. Fak. Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü. Ders içeriği

DENEY 25 HARMONİK DİSTORSİYON VE FOURIER ANALİZİ Amaçlar :

DOPPLER KAN AKIÞ ÖLÇERLERÝ ÝÇÝN MAKSÝMUM FREKANS ÝZLEYÝCÝ TASARIMI VE GERÇEKLEÞTÝRÝLMESÝ

KST Lab. Shake Table Deney Föyü

1. YARIYIL / SEMESTER 1 2. YARIYIL / SEMESTER 2

Bilgisayarla Görüye Giriş

DENEY 3: DTMF İŞARETLERİN ÜRETİLMESİ VE ALGILANMASI

TIBBİ CİHAZLARIN TEST, KONTROL VE KALİBRASYONU HAKKINDA YÖNETMELİK TASLAĞI MEDİKAL METROLOJİ ÇALIŞTAYI. Prof. Dr. Doğan BOR

İSTATİSTİK MHN3120 Malzeme Mühendisliği

GÖRÜNTÜ İŞLEME UYGULAMALARI. Arş. Gör. Dr. Nergis TURAL POLAT

X-RAY CİHAZLARINDAKİ UYGULAMA SÜRELERİNİN YAPAY SİNİR AĞLAR YARDIMI İLE TAHMİNİ

Fizik Bölümü Öğretim Planı

Merkezi eğilim ölçüleri ile bir frekans dağılımının merkezi belirlenirken; yayılma ölçüleri ile değişkenliği veya yayılma düzeyini tespit eder.

Asla veya 5, 20 veya 60 dak. kullanım dışı kalma sonrasında

TÜRKİYE DE ÇEŞİTLİ TAŞ OCAĞI PATLATMA ALANLARININ SPEKTRUM ÖZELLİKLERİ SPECTRUM CHARACTERISTICS OF SEVERAL QUARRY BLAST AREAS IN TURKEY

Doç.Dr.Bahar DİRİCAN Gülhane Askeri Tıp Akademisi Radyasyon Onkolojisi AD 10 Nisan ANKARA

Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

İşaret ve Sistemler. Ders 1: Giriş

DİJİTAL RADYOGRAFİ-RADYOSKOPİ BİLGİSAYARLI RADYOGRAFİ-CR (TS EN , TS EN )

ANKARA ÜNİVERSİTESİ ÖĞRENCİ İŞLERİ DAİRE BAŞKANLIĞI

1 BEÜ./ÖĞR.İŞL. FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU : 307 (TÜRKÇE PROGRAMI) HAZIRLIK SINIFI 01.Yarıyıl Dersleri

ELM 331 ELEKTRONİK II LABORATUAR DENEY FÖYÜ

Sayısal Filtre Tasarımı

Yücel AKDENİZ. MLC nin kurulum ölçümleri: Dosimetric leaf gap nasıl hesaplanır? MLC transmission nasıl ölçülür? Medikal Fizik Uzmanı

Musa DEMİRCİ. KTO Karatay Üniversitesi. Konya

DENEY 5: FREKANS CEVABI VE BODE GRAFİĞİ

Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü

1 BEÜ./ÖĞR.İŞL FEN-EDEBİYAT FAKÜLTESİ FİZİK BÖLÜMÜ BÖLÜM KODU : 307 (TÜRKÇE PROGRAMI) HAZIRLIK SINIFI 01.

Analitik Kimya. (Metalurji ve Malzeme Mühendisliği)

13. Olasılık Dağılımlar

Sistem Dinamiği. Bölüm 9- Frekans Domeninde Sistem Analizi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

RÖNTGEN FİZİĞİ Dijital röntgen. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

1.) 18 MV Foton Enerjisinde 3B-KRT Ve YART tekniği ile Tedavi Planlaması Yapılan Prostat Kanserli Hastalarda Nötron Kontaminasyonundan Kaynaklı

Kazdağları/Edremit Ormanlık Alanlarında 137 Cs Kaynaklı Gama Doz Hızı Tahmini

İTME ANALİZİ KULLANILARAK YÜKSEK RİSKLİ DEPREM BÖLGESİNDEKİ BİR PREFABRİK YAPININ SİSMİK KAPASİTESİNİN İNCELENMESİ

ANKARA ÜNİVERSİTESİ ÖĞRENCİ İŞLERİ DAİRE BAŞKANLIĞI

TRS 398 VE YÜKSEK ENERJİLİ FOTONLARDA DOZ KALİBRASYONU

MOBİLİTE YENİDEN TANIMLANDI.

5. Elektriksel Büyüklüklerin Ölçülebilen Değerleri

EEM 202 DENEY 9 Ad&Soyad: No: RC DEVRELERİ-II DEĞİŞKEN BİR FREKANSTA RC DEVRELERİ (FİLTRELER)

DENEY 2. A) Bilgi Dağılım Fonksiyonunun Bulunması 1. ÖN BİLGİ

Transkript:

SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DERGİSİ SAKARYA UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE e-issn: 2147-835X Dergi sayfası: http://dergipark.gov.tr/saufenbilder Geliş/Received 29-03-2017 Kabul/Accepted 17-08-2017 Doi 10.16984/saufenbilder.302423 Dijital radyografi sistemlerinde gürültünün konum ve frekans uzayında irdelenmesi Turan OLGAR *1 ÖZ Dijital radyografi görüntüsündeki gürültü miktarı, düşük kontrasttaki lezyonların saptanmasına önemli ölçüde sınırlama getirir. Bu çalışmanın amacı bir dijital radyografi görüntüsünde, gürültü bileşenlerinin hem konum hem de frekans uzayında saptanmasıdır. Konum uzayında gürültü analizi bağıl gürültü varyansı analiz yöntemi ile, frekans uzayında gürültü analizi ise normalize gürültü güç spektrumunun ölçülmesi aracılığıyla gerçekleştirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Gürültü, Varyans, Gürültü Güç Spektrumu Investigation of the noise in spatial and frequency domain for digital radiography systems ABSTRACT Noise amount in digital radiographic image puts a limitation on detection of low contrast lesions. The aim of this study is to investigate of the noise component in digital radiographic image in both spatial and frequency domain. Noise analysis in spatial and frequency domain was performed by using relative noise variance and noise power spectra measurement methods, respectively. Keywords: Noise, Variance, Noise Power Spectra 1. GİRİŞ (INTRODUCTION) Dijital radyografi sistemleri, radyolojik görüntülemede uzun yıllardır kullanılan film ekran sistemlerinin yerini almıştır [1]. Dijital sistemlerin kullanılmasıyla hasta dozu-görüntü kalitesi optimizasyonu son yıllardaki çalışmaların büyük bir kısmını oluşturmaktadır. Görüntü kalitesi kontrast, uzaysal ayırma gücü ve gürültü açısından incelenebilir [2]. Bu görüntü kalitesi parametreleri arasında gürültü ayrı bir öneme 1 Ankara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, 06100, Tandoğan/ANKARA 1360

sahiptir. Çünkü görüntülenen herhangi bir bölgedeki düşük kontrastaki bir lezyon, dedektördeki gürültü miktarının yüksek olması durumunda doğru bir şekilde görüntülenemeyebilir. Ayrıca lezyonun boyutlarının da saptanması zorlaşır. Gürültü, bir görüntüde incelenen anatomik bölge ile ilgisi olmayan rasgele sinyaller olarak ifade edilir [3]. Eğer görüntülemede kullanılan dijital radyografi dedektörü kuantum istatistiksel gürültü (Poisson) ile sınırlı ise yani ilave gürültü kaynakları içermiyorsa, mutlak gürültü, bir dijital görüntüde seçilen ilgili bir bölgedeki piksel değerinin standart sapması olarak alınabilir. σ = N (1) Burada σ standart sapma ve N de her bir pikseldeki kaydedilen ortalama x-ışını foton sayısıdır. Görüntü oluşumunda kullanılan x-ışın miktarı arttırılırsa, x-ışın şiddetinin karekökü olan standart sapma da artacaktır. Bu nedenle görüntü kalitesi değerlendirmelerinde bağıl gürültüye bakılır. Bağıl gürültü (BG), bir dijital görüntüde seçilen ilgili bölgedeki standart sapmanın ortalama piksel değerine bölümüdür [4]. BG N σ = (2) Dolayısıyla görüntüyü oluşturmak için kullanılan x-ışın şiddetinin arttırılması bağıl gürültüyü azaltacaktır. Fakat görüntüdeki gürültünün bu yolla azaltılması, artan hasta dozuna karşılık geleceği unutulmamalıdır. Bir dijital dedektörün kuantum istatistiksel (Poisson) gürültüsü ile sınırlı sayılabilmesi için, kuantum gürültüsü bileşeninin tüm gürültü miktarının en az %50 sini oluşturması gerekir. Klinik radyoloji incelemelerinde de dijital dedektörlerin kuantum gürültüsü ile sınırlı olduğu dedektör doz aralığında çalıştırılması gerekir [5]. Bir dijital dedektörde kuantum gürültüsüne ek olarak ilave gürültü kaynakları olabilir. Avrupa birliğinin dijital mamografi sistemlerindeki gürültü analizi ile ilgili ölçüm yönteminde, sadece kuantum gürültüye ek gürültü kaynağının olup olmadığı saptanabilmektedir. Ancak ilave gürültünün karakteristiği ve frekansı hakkında herhangi bir bilgi elde edilememektedir [6]. Bir dijital görüntüdeki kuantum gürültüsüne ek gürültü kaynaklarının varlığının saptanmasına yönelik literatürde çeşitli yöntemler önerilmiştir [5-10]. Bir dijital görüntüde gürültü kaynakları üç ana başlıkta incelenebilir. Bunlar kuantum, elektronik ve yapısal gürültüdür. Dolayısıyla denklem 1 de verilen ifade şu şekilde yeniden yazılabilir [5]. σ = σ + σ + σ (3) 2 2 2 e q s Burada σe, σq ve σs standart sapmaları sırasıyla elektronik, kuantum (x-ışın foton sayısı) ve yapısal gürültüyü göstermektedir. Kuantum gürültüsü daha önce de ifade edildiği gibi ortalama piksel değerinin kareköküdür. Bir dijital dedektörde linerizasyon işleminden sonra piksel değeri dedektör dozu ile orantılı hale gelir. Dolayısyla N yerine dedektör dozu K kullanılırsa kuantum gürültüsü, σ q = kq K (4) ile verilir. Burada kq bir sabittir. Elektronik gürültü dijital dedektördeki elektronik devrelerin işleyişinden kaynaklı gürültüdür. Elektronik gürültünün miktarı offset kalibrasyonu ile bir miktar azaltılsa da tamamen yok etmek mümkün değildir. Elektronik gürültü görüntüyü oluşturmada kullanılan x-ışın fotonu sayısının düşük olduğu durumlarda baskındır ve dedektör dozundan bağımsızdır. Elektronik gürültü aşağıdaki gibi verilebilir. e ke σ = (5) Burada ke bir sabittir. Yapısal gürültü ise dedektör kristalinin bir kısmındaki çatlama, kırılma yada kristale bağlı herhangi bir devre elemanındaki bozukluktan kaynaklanmaktadır. Kazanç kalibrasyonu ile bu gürültü miktarı belirli bir dereceye kadar düşürülebilir fakat elektronik gürültüde olduğu gibi tamamen yok edilemez. Yapısal gürültü, yüksek dedektör dozlarında yani görüntüyü oluşturmak için kullanılan x-ışın foton sayısının yüksek olması durumunda baskındır. Yapısal gürültü aşağıdaki gibi verilebilir. σ s = ksk (6) 1361

Burada ks bir sabittir Bu gürültü kaynaklarının dedektör dozuna bağlı irdelenmesi, bağıl gürültü varyansı ile gerçekleştirilebilir. Bağıl gürültü varyansı [6], ( BG) k K K K 2 2 2 2 σ ke q 2 = = + + ks (7) bağıntısı ile verilir. kq, ke ve ks sabitleri sırasıyla görüntüdeki kuantum, elektronik ve yapısal gürültü bileşenlerinin katkılarını göstermektedir. Konum uzayında yapılan gürültü analizi gürültünün frekansı hakkında bilgi vermemektedir. Gürültünün frekansı hakkında bilgi elde edebilmek için gürültü güç spektrumu (GGS) ölçümü gerçekleştirilmektedir. Ayrıca gürültünün frekans uzayında incelenmesi ile gürültünün korele olup olmadığı (görüntüde bir noktadaki gürültünün diğer bir noktadaki gürültü ile ilintili olması yada olmaması) hakkında bilgi elde edilebilir. Gürültü güç sepektrumunun ölçümünde kullanılan yöntemler literatürde geniş bir şekilde yer almaktadır [10-13]. Gürültü güç spektrumu, (, ) GGS f f { δ( x, )} 2 i yj HFT = (8) x y x y MNxNy bağıntısı ile verilir. Burada HFT, hızlı Fourier dönüşümüdür. ( xi, yj) = P( xi, yj) S( xi, yj) olarak verilir. ( i, j) gerçek görüntünün ( i, j) pikselinin sayısal olarak değeri ve ( i, j) δ P x y, sayısal hale getirilen x y noktasındaki S x y, görüntüdeki düşük frekanslı ya da homojen olmayan gürültünün (heel etkisi gibi) gerçek görüntüden kaldırılması için görüntüye uygulanan iki boyutlu alçak frekans geçirgen filtrenin ( x, y ) noktasındaki değeridir. Nx ve Ny i j görüntünün yatay ve dikey yöndeki piksel sayısıdır ve 128 128, 256 256 ya da 512 512 olarak verilir. ve ise yatay ve dikey yönde x y piksel boyutunu ifade etmektedir. M, gürültü güç spektrumunun kaç tane ilgili alan üzerinden hesaplanıp ortalandığını göstermektedir. Gürültü güç spektrumunun dedektör sinyalinin karesine bölünmüş haline (linerizasyondan sonra görüntünün elde edildiği dedektör doz değeri) normalize gürültü güç spektrumu denir ve aşağıdaki ifade ile verilir. ( x, y) NGGS f f ( x, y) GGS f f = (9) 2 K Frekans uzayında gürültü bileşenlerini saptamak için gürültü güç spektrumu verilerinin aşağıdaki formüle fit edilmesiyle elde edilir [6]. 1 NGGS( f f K) NGGS f f K 1 + fx, fy, + ( fx, fy) K x, y, = e x, y, 2 (10) Gürültünün frekans uzayında farklı frekanslarda değerlendirilmesi ile ilgili sınırlı sayıda çalışma bulunmaktadır ve genellikle mamografik incelemelerde kullanılan dijital sistemlerde çalışmalar gerçeklestirilmistir. Bu çalısma ise radyografik incelemelerde kullanılabilen dijital bir sistemde gerçekleştirilmiştir. 2. MATERYAL VE METOT (MATERIAL AND METHODS) Bu çalışma, Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü Görüntüleme Laboratuvarında kurulu GE Silhouette VR x-ışın sistemi ile Carestream DRX-1C dijital dedektörü (CsI(Tl)) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Dedektör Tl (Talyum) katkılandırılmış Sezyum İyodür (CsI) kristalinden oluşmuştur. Dedektör boyutu 35x43 cm x cm (3072x2560 piksel x piksel) ve piksel boyutu 139 µm dir. Görüntüyü oluşturmada kullanılan dedektör dozlarının (K) ölçümünde Radcal Accu-Pro 9096 (RADCAL, Monrovia USA) marka elektrometre ile Radcal Accu-Pro 6 cc lik iyon odası kullanılmıştır. Gürültü analizi için elde edilen homojen görüntülere lineer sistem teorisini uygulamak için linerizasyon işlemi 1362

gerçekleştirilmiştir. Bu nedenle doz değerlerine karşılık görüntüde 20x20mm lik ilgi alanlarından Image-J programıyla hesaplanan piksel değerleri çizdirilerek sinyal transfer fonksiyonu (STP) elde edilmiştir [14]. STP değerlerinin tersi görüntüye uygulanmasıyla, görüntüdeki piksel değerleri doz bilgisine dönüştürülmüştür. Linerizasyon işlemi ile görüntüdeki olası offset piksel değerleri ortadan kaldırılmış ve kazanç değerinin 1 olması temin edilmiş olmaktadır. Ayrıca bu işlem sonucunda piksel değerleri dedektör girişinde ölçülen K değerine eşit hale getirilmiş olmaktadır. Dedektör dozu ile lineer hale getirilen görüntüler üzerinden Image-J yazılımı ile 20x20 mm lik ilgili alan seçilerek buradan ortalama piksel değeri ve standart sapma değerleri hesaplanmıştır. Elektronik, kuantum ve yapısal gürültü bileşenleri, denklem 7 de doza karşılık sadece ilgili gürültü bileşeni grafiğinin çizdirilmesinden elde edilmiştir. Gürültü analizinde kullanılan radyografik görüntüler, medikal görüntülemede en yaygın kullanılan RQA7 demet kalitesi kullanılmıştır [15]. Dedektör farklı dozlarda ışınlanarak artan dedektör dozuna karşılık bağıl gürültü grafiği çizdirilmiştir. Elde edilen grafik verileri denklem 7 de verilen bağıntıya Graphpad 5.03 yazılımı kullanılarak fit edilmiştir. RQA7 demet kalitesi belirli bir pikkilovoltaj değerine karşılık geldiğinden farklı dedektör dozları, tüp akımı (ma) ve ışınlama süresinin (s) çarpımı olan mas arttırılarak elde edilmiştir. Gürültünün frekans uzayında analizi, NHSBSP (National Health Service Breast Screening Programme) tarafından geliştirilen OBJ_IQ yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir [16]. RQA7 demet kalitesinde alınan homojen görüntüden 128 x 128 boyutlarında ilgili alanlar alınarak her bir ilgili alan için NGGS hesaplanmış ve bu ilgili alanlardan elde edilen normalize gürültü güç spektrumlarının ortalaması alınmıştır. Normalize gürültü güç spektrumu verileri denklem 10 e fit edilmiştir. Her bir gürültü bileşeni, doza karşılık sadece o gürültü bileşeni bağıntısına fit işlemi uygulanarak elde edilmiştir. Gürültü güç spektrumu belirli bir dedektör dozunda, frekansa karşılık gürültü miktarını vermektedir. Gürültüyü farklı frekanslarda analiz etmek için, farklı dozlarda ama aynı frekanslarda elde edilen gürültü değerleri çizdirilmiştir. Böylece gürültü, Nyquist frekansına kadar kademeli olarak farklı frekanslarda analiz edilmiştir. 3. TARTIŞMA VE SONUÇ (DISCUSSION AND RESULTS) Farklı gürültü kaynakları katsayılarının dedektör dozu ile değişimi Şekil 1 de verilmiştir. 1,0E+00 1,0E-01 1,0E-02 1,0E-03 (σ/k) 2 Fit Elektronik gürültü, ke Kuantum gürültü, kq Yapısal gürültü, ks Şekil 1. Bağıl gürültü varyansı analiz yöntemi ile gürültü bileşenlerinin konum uzayında irdelenmesi Fit edilmiş deneysel veriler ile dedektörde sadece kuantum gürültüsü varmış gibi çizdirilen eğri incelendiğinde, eğriler birbirinden hafif bir şekilde ayrılmıştır. Yüksek dozlara gidildikçe bu ayrılma daha da belirginleşmiştir. Bu da yüksek dozlara baskın olmaya başlayan yapısal gürültünün varlığına işaret etmektedir. Şekil 1 den de görülebileceği gibi artan dedektör dozu ile yapısal gürültüde hafif bir artış gözlenmektedir. Aynı şekilden artan dedektör dozu ile elektronik gürültüde önemli ölçüde 1363

azalma olduğu saptanmıştır. Benzer sonuçlar Rivetti ve arkadaşları tarafından da rapor edilmiştir [8,9]. Şekil 2a-e de frekans uzayında gürültü analizinin, normalize gürültü güç dağılımı metodu ile irdelenmesi verilmiştir. Fit NNPS(f y ) Fit NGGS (f y ) c) a) Fit NGGS(f y ) Fit NGGS(fy) d) b) 1364

NGGS(fy) e) Fit Şekil 2. Gürültü güç spektrumu analiz yöntemi ile frekans uzayında gürültü bileşenlerinin a) 0.5 mm -1 b) 1 mm -1 c) 2mm -1 d) 3 mm -1 ve e) Nyquist frekansında irdelenmesi. Şekil 2 den de görülebileceği gibi elektronik gürültü bileşeninin şiddeti artan frekans ile artmaktadır. Zaten elektronik gürültü yüksek frekans karakterlidir. Yapısal gürültü bileşeninin şiddeti de artan frekans ile düşmektedir. Yapısal gürültü de genellikle düşük frekans karakterlidir. Borasi ve arkadaşları dijital görüntüleme dedektörleri ile yaptığı çalışmada artan dedektör dozu ile yapısal gürültü bileşeninin de arttığını göstermiştir [10]. Ayrıca artan dedektör dozu ile yapısal gürültü bileşeninin artışını NGGS grafiklerinde 0.5 mm -1 uzaysal frekans değerinin altındaki frekans değerlerinde gözlemlemişlerdir. Ravaglia ve arkadaşları, dijital mamografi sistemleri ile yaptığı çalışmada yapısal ve kuantum gürültüsü bileşenlerinin frekans ile değiştiğini ve bunun sebebinin, heel etkisi gibi düşük frekanslarda gözlenebilen etkiden kaynaklandığını göstermişlerdir [6]. Bu çalışmada, Şekil 1 ve 2 incelendiğinde, hemen hemen tüm dedektör dozlarında ve uzaysal frekanslarda dedektördeki baskın gürültü bileşeninin kuantum istatistiksel (Poisson) gürültü bileşeni olduğu görülmektedir. Şekil 1 den de görüleceği gibi, sadece ölçümlerde kullanılan en yüksek dedektör dozunda (yaklaşık 34 µgy) yapısal gürültü bileşeni en baskın gürültü bileşeni olmaya başlamıştır. Fakat bu dedektör dozu klinik incelemeler için gerçekçi değildir. Çünkü günlük klinik dijital radyografi incelemelerinde kullanılan dedektör dozları 2 ile 5 µgy aralığındadır. Ölçümlerde 34 µgy gibi yüksek dedektör doz değerinin kullanılmasının nedeni, dedektörün kuantum istatistiksel gürültü sınırlı çalıştığı doz aralığını belirlemek içindir. Şekil 2 incelendiğinde ise hemen hemen tüm frekanslarda sadece 0.6 µgy dedektör doz değerinde elektronik gürültü bileşeni, baskın gürültü bileşeni olarak gözükmektedir. Daha önce de bahsedildiği üzere, klinik incelemelerde de bu kadar düşük dedektör dozu kullanılmamaktadır. Sonuç olarak, bu çalışmada incelenen dijital radyografi dedektörünün 1-33 µgy dedektör doz aralığında kuantum istatistiksel gürültü sınırlı davrandığı sonucuna varılabilir. KAYNAKLAR (REFERENCES) [1] M. J. Yaffe and J A Rowlands, X-ray detectors for digital radiography, Phys. Med. Biol., Vol.42, pp. 1 39, 1997. [2] E. Samei, Performance of digital radiographic detectors: quantification and assessment methods, In: Samei E, Flynn MJ, editors. Syllabus: advances in digital radiography-categorical course in diagnostic radiology physics, Oak Brook, IL: Radiological Society of North America. pp. 37-47, 2003. [3] M.B. Williams, P.A. Mangiafico, P.U. Simoni, Noise power spectra of images from digital mammography detectors, Med Phys, vol. 26, no. 7, pp. 1279-1293, 1999. [4] J.T. Bushberg, J.A. Seibert, E.M. Leidholdt, J.M. Boone, The Essential Physics of Medical Imaging. 2nd ed., Philadelphia, Pa: Lippincott Williams & Wilkins, 2001. ISBN: 0-683-30118-7. [5] N.W. Marshall, P. Monnin, H. Bosmans, F.O. Bochud, F.R. Verdun, Image quality assessment in digital mammography: part I. Technical characterization of the systems, Phys Med Biol, vol. 56, no. 14, pp. 4201-4220, 2011. 1365

[6] V. Ravaglia, R. Bouwman, K. Young, R. Van Engen and B. Lazzari, Noise analysis of full field digital mammography systems, Proc. of SPIE, vol. 7258 : 72581B, pp 1-11, 2009. [7] A. Burgess, On the noise variance of a digital mammography system, Med Phys, vol. 31, no. 7, pp. 1987-1995, 2004. [8] S. Rivetti, N. Lanconelli, R. Campanini, M. Bertolini, G. Borasi, A. Nitrosi, C. Danielli, L. Angelini, S. Maggi, Comparison of different commercial FFDM units by means of physical characterization and contrastdetail analysis, Med Phys, vol. 33, no. 11, pp. 4198-4209, 2006. [9] S. Rivetti, N. Lanconelli, M. Bertolini, D. Acchiappati, A new clinical unit for digital radiography based on a thick amorphous selenium plate: physical and psychophysical characterization, Med Phys, vol. 38, no. 8, pp. 4480-4488, 2011. [10] G. Borasi, A. Nitrosi, P. Ferrari, D. Tassoni, On site evaluation of three flat panel detectors for digital radiography, Med Phys., vol. 30, no. 7, pp. 1719-1731, 2003. [11] IEC 62220-1, Medical electrical equipment - Characteristics of digital x-ray imaging devices - Part 1: Determination of the detective quantum efficiency, IEC International Electrotechnical Commission (IEC), Geneva: Switzerland, 2003. [12] J.T. III. Dobbins, E. Samei, N.T. Ranger, Y. Chen, Intercomparison of methods for image quality characterization. II. Noise power spectrum, Med Phys., vol. 33, no. 5, pp. 1466-1475, 2006. [13] N.W. Marshall, A comparison between objective and subjective image quality measurements for a full field digital mammography system, Phys Med Biol., vol. 51, no. 10, pp. 2441-2463, 2006. [14] https://imagej.nih.gov/ij/ [15] U. Neitzel, S. Günther-Kohfahl, G. Borasi, E. Samei, Determination of the detective quantum efficiency of a digital x-ray detector: comparison of three evaluations using a common image data set, Med Phys, vol. 31, no. 8, pp. 2205-2211, 2004. [16] NHSBSP (National Health Service Breast Screening Programme), Calculation of quantitative image quality parameters, NHSBSP Equipment Report 0902 (Sheffield: NHSBSP Publications), 2009. 1366