এক্স-রে ইমেজের গুণমান অপটিমাইজ করার মূল মেট্রিক MTF NPS DQE

কল্পনা করুন আপনি একজন ফটোগ্রাফার যিনি নিখুঁত স্পষ্টতার প্রতি আসক্ত, প্রতিটি পিক্সেল পরীক্ষা করে দেখছেন।কিন্তু এক্স-রে ইমেজ যা মানব দেহের সূক্ষ্ম বিবরণ প্রকাশ করেএক্স-রে ইমেজিং সিস্টেমের তীক্ষ্ণতা আমরা কীভাবে অবজেক্টিভভাবে পরিমাপ করব এবং উন্নত করব?

এই নিবন্ধটি পয়েন্ট স্প্রেড ফাংশন (পিএসএফ), মডুলেশন ট্রান্সফার ফাংশন (এমটিএফ), গোলমাল পাওয়ার স্পেকট্রাম (এনপিএস),এবং ডিটেক্টিভ কোয়ান্টাম ইফিসিয়েন্সি (ডিকিউই) ০ মেডিকেল ইমেজিংয়ের পিছনে রৈখিক সিস্টেম তত্ত্ব বোঝার জন্য প্রয়োজনীয় সরঞ্জাম.

স্পেসিয়াল রেজোলিউশন বা ইমেজ স্নিগ্ধতা একটি ইমেজিং সিস্টেমের সূক্ষ্ম বিবরণ পার্থক্য করার ক্ষমতা পরিমাপ করে। ঠিক যেমন আমরা ক্যামেরা বা টেলিভিশন চিত্রের গুণমান মূল্যায়ন করি,রেডিওলজিস্টদের বুঝতে হবে কিভাবে এক্স-রে সিস্টেমের রেজোলিউশন পরিমাপ করতে হয়.

উচ্চতর রেজোলিউশন ছোট ছোট কাঠামো সনাক্ত করতে সক্ষম করেঃ রেডিওগ্রাফিতে অণুসংক্রান্ত হাড় ভাঙ্গন বা ম্যামোগ্রাফিতে ক্ষুদ্রতম ক্যালসিফিকেশন।রেজোলিউশন সাধারণত উচ্চ-বিপরীতে ইমেজিং (হাড় বা বিপরীতে এজেন্ট) বোঝায়, যখন অন্যান্য পরিমাপগুলি কম বিপরীতে দৃশ্যমানতা মূল্যায়ন করে।

সিটি, এমআরআই, এসপিইটি, পিইটি বা আল্ট্রাসাউন্ডের তুলনায়, এক্স-রে ইমেজিং উচ্চতর স্থানিক রেজোলিউশন প্রদান করে। আমরা এই সমালোচনামূলক পরামিতি পরিমাপের জন্য সর্বজনীন কাঠামো পরীক্ষা করব।

সবচেয়ে সহজ রেজোলিউশন মূল্যায়ন বিভিন্ন আকারের বস্তুর ইমেজিং জড়িত। ক্ষুদ্রতম পার্থক্যযোগ্য বস্তু সিস্টেমের সীমা প্রকাশ করে।

স্ট্যান্ডার্ড সরঞ্জামগুলির মধ্যে লিড এবং বায়ু স্ট্রিপগুলির সাথে পরীক্ষার নিদর্শনগুলি বা ধীরে ধীরে সঙ্কুচিত স্ট্রিপ নিদর্শনগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।মানব পর্যবেক্ষকরা সূক্ষ্মতম সমাধানযোগ্য রেখাগুলি সনাক্ত করে √ বৃহত্তর স্ট্রিপগুলি কম স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি (মিলিমিটারে কম লাইন জোড়া) উপস্থাপন করে, যখন আরও সংকীর্ণ রেখা উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিগুলির সাথে মিলে যায়।

যেমন ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি পায়, স্ট্রিপগুলি আলাদা করা চ্যালেঞ্জিং হয়ে ওঠে। বিভিন্ন সিস্টেমগুলি একই নিদর্শনগুলি চিত্রিত করার সময় বিভিন্ন রেজোলিউশনের ক্ষমতা প্রদর্শন করে।উচ্চ রেজোলিউশনের সিস্টেমগুলি আরও স্পষ্ট রেখাচিত্র প্রদর্শন করে, রেজোলিউশন মিলিমিটার প্রতি লাইন জোড়ায় পরিমাপ করা হয় (lp/mm) ।

যদিও স্বজ্ঞাত, এই পদ্ধতির বিষয়বস্তু সীমাবদ্ধতা রয়েছে - বিভিন্ন পর্যবেক্ষক ক্ষুদ্রতম দৃশ্যমান প্যাটার্ন সম্পর্কে একমত হতে পারে না।

বাস্তব এক্স-রে সিস্টেমগুলি ফোকাল স্পট এবং ডিটেক্টরের সীমাবদ্ধতার কারণে সর্বদা কিছু অস্পষ্টতা প্রবর্তন করে। রৈখিক সিস্টেম তত্ত্ব এই অস্পষ্ট প্রক্রিয়াটিকে গাণিতিকভাবে মডেল করে।

ধারণাটি শুরু হয় একটি "আদর্শ চিত্র" দিয়ে যা ধীরে ধীরে অস্পষ্ট হয়ে যায়। বৃহত্তর ডিটেক্টর উপাদানগুলি অস্পষ্টতা বাড়ায়।প্রতিটি আদর্শ পয়েন্ট প্রতিবেশী এলাকায় ছড়িয়ে পড়ে - পয়েন্ট স্প্রেড ফাংশন (পিএসএফ) দ্বারা বর্ণিত একটি ঘটনা. বৃহত্তর পিএসএফ মানে আরও অস্পষ্টতা; ছোট পিএসএফ আরও ধারালো চিত্রের ইঙ্গিত দেয়।

এই দ্বি-মাত্রিক অস্পষ্ট মডেলটি পুরো চিত্র জুড়ে পিএসএফ প্রয়োগ করে, আদর্শকে প্রকৃত আউটপুটতে রূপান্তর করে।পিএসএফ আকৃতি সিস্টেমের আচরণকে চিহ্নিত করে sharp ধারালো সিস্টেমগুলি স্পষ্টভাবে স্ট্রিপ নিদর্শন বজায় রাখে, যখন অস্পষ্ট সিস্টেমগুলি পার্শ্ববর্তী বস্তুগুলিকে আলাদা করে না।

আদর্শ বনাম প্রকৃত স্ট্রিপ প্যাটার্নগুলির তুলনা করে দেখা যায় যে উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিতে বৈসাদৃশ্য কীভাবে হ্রাস পায়।মডুলেশন ট্রান্সফার ফাংশন (এমটিএফ) এই ফ্রিকোয়েন্সি-নির্ভর কন্ট্রাস্ট হ্রাসকে গ্রাফিকভাবে উপস্থাপন করে.

বৃহত্তর স্ট্রিপ (নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সি) প্রায় মূল বৈসাদৃশ্য বজায় রাখে, যখন সংকীর্ণ স্ট্রিপ (উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি) উল্লেখযোগ্য বৈসাদৃশ্য হ্রাস দেখায়।এমটিএফ কার্ভ এই হ্রাসকে চিত্রিত করে ঊর্ধ্বতন এমটিএফ মানগুলি সূক্ষ্ম বিবরণের আরও ভাল সংরক্ষণের ইঙ্গিত দেয়.

• এমটিএফ ফ্রিকোয়েন্সি রেসপন্স বর্ণনা করে ঊর্ধ্ব ফ্রিকোয়েন্সি (উচ্চতর বিবরণ) নিম্ন এমটিএফ মান দেখায়
• বড় কাঠামো নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিগুলির সাথে মিলে যায়; ছোট বৈশিষ্ট্যগুলি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিগুলির সাথে

পিএসএফ (স্থানীয় ডোমেইন) এবং এমটিএফ (ফ্রিকোয়েন্সি ডোমেইন) গণিতগতভাবে ফুরিয়ে রূপান্তর দ্বারা সংযুক্ত হয়, যা এমআরআই চিত্র পুনর্গঠনে ব্যবহৃত একই নীতি।

একটি সমতুল্য পিএসএফকে ফুরিয়ে রূপান্তর করে এমটিএফ পাওয়া যায়। এই পদ্ধতিটি পরিমাণগত, পর্যবেক্ষক-নিরপেক্ষ রেজোলিউশন মূল্যায়ন প্রদান করে।স্ট্যান্ডার্ড প্র্যাকটিস রিপোর্ট ফ্রিকোয়েন্সি যেখানে MTF সর্বোচ্চ মান 50% (MTF50) এবং 10% (MTF10) পৌঁছায়.

একটি পাতলা তারের স্ক্যান করে (ডিটেক্টর উপাদানগুলির তুলনায় অনেক ছোট) এবং ফুরিয়ার বিশ্লেষণ প্রয়োগ করে,আমরা পুনরুত্পাদনযোগ্য এমটিএফ পরিমাপ পেতে পারি যা তুলনামূলক কিন্তু ভিজ্যুয়াল স্ট্রিপ প্যাটার্ন মূল্যায়নের চেয়ে আরও উদ্দেশ্যমূলক.

যেমন গ্রাহকরা গাড়ির জ্বালানী খরচ (মাইল প্রতি গ্যালন) তুলনা করেন, তেজস্ক্রিয়তা বিশেষজ্ঞরাও মূল্যায়ন করেন যে ইমেজিং সিস্টেমগুলি এক্স-রেকে কীভাবে কার্যকরভাবে নির্ণয়ের তথ্যে রূপান্তর করে।এটি ডিটেক্টিভ কোয়ান্টাম এফিসিয়েন্সি (ডিকিউই) এর মাধ্যমে পরিমাপ করা হয়।.

আলবার্ট রোজ ১৯৪৮ সালে প্রতিষ্ঠা করেন যে বিপরীততা, বস্তুর আকার এবং মানুষের ভিজ্যুয়ালাইজেশন মৌলিকভাবে সংযুক্ত।তাঁর ডিকিউই ধারণা (যদিও প্রাথমিকভাবে ভিন্ন নামে পরিচিত) ইমেজিং সিস্টেমের পারফরম্যান্সের তুলনা করতে রৈখিক সিস্টেম তত্ত্ব ব্যবহার করে.

এই তত্ত্বটি ইনপুট এক্স-রে সিগন্যালগুলি কীভাবে চূড়ান্ত চিত্রগুলিতে রূপান্তরিত হয় তা মডেল করে, ছোট ইনপুট পরিবর্তনগুলি আনুপাতিক আউটপুট পরিবর্তনগুলি (রৈখিকতা) উত্পাদন করে।

মিউজিক্যাল নোটের মতো মিউজিক্যাল নোটগুলি মিউজিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সিতে একত্রিত হয়। ফুরিয়ে রূপান্তর চিত্রগুলিকে এই ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে বিভক্ত করে। নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিগুলি বাল্ক বিপরীতে সরবরাহ করে,যখন উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি প্রান্ত বিবরণ প্রদান.

রৈখিক সিস্টেম তত্ত্ব ইমেজিং চেইনের মাধ্যমে বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি কীভাবে পরিবর্তিত হয় তা ট্র্যাক করে। নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি তরঙ্গগুলি বড় শারীরবৃত্তীয় কাঠামো উপস্থাপন করে;উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি তরঙ্গগুলি ফাটল বা মাইক্রোক্যালসিফিকেশনের মতো সূক্ষ্ম বিবরণগুলির সাথে মিলে যায়.

এমটিএফ কিভাবে বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি সিস্টেমের মাধ্যমে সংকেত ব্যাপ্তি (উজ্জ্বলতা) বজায় রাখে তা পরিমাপ করে।উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিগুলির তুলনায় নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সিগুলি (বিস্তৃত রেখা) কম প্রশস্ততা হ্রাসের অভিজ্ঞতা অর্জন করে (সরু রেখা), এমটিএফ কার্ভের উপর গ্রাফ করা হয়েছে।

এমটিএফ সিগন্যাল ট্র্যাক করে, নয়েজ পাওয়ার স্পেকট্রাম (এনপিএস) ফ্রিকোয়েন্সি জুড়ে গোলমালের বৈচিত্র্য বিশ্লেষণ করে। এমটিএফের মতো, এনপিএস ইউনিফর্ম গোলমাল চিত্রগুলিতে প্রয়োগ করা ফুরিয়ে রূপান্তর ব্যবহার করে (যেমন,জলের ফ্যান্টোম) ⇒অতিরিক্ত চিত্র অঞ্চলে গোলমাল পরিমাপ.

DQE আউটপুট সিগন্যাল-থ্রো-রোশ অনুপাত (SNR) তুলনা করে_আউট) থেকে আদর্শ ইনপুট SNR (SNR)_IN) প্রতিটি ফ্রিকোয়েন্সিতে। গাণিতিকভাবে, DQE MTF2/NPS এর সাথে সমানুপাতিক হয়। উচ্চতর MTF এবং নিম্নতর NPS দক্ষতা বৃদ্ধি করে।কাজ-প্রাসঙ্গিক ফ্রিকোয়েন্সিতে উচ্চতর DQE উচ্চতর কর্মক্ষমতা নির্দেশ করে.

ডিকিউই কার্যকরভাবে বিভিন্ন এক্স-রে সনাক্তকরণ পদ্ধতি তুলনা করে। ঐতিহ্যগত স্ক্রিন-ফিল্ম সিস্টেমগুলি ফ্রিকোয়েন্সির সাথে হ্রাসকারী বৈশিষ্ট্যযুক্ত ডিকিউই বক্ররেখা দেখায়।কম্পিউটার রেডিওগ্রাফি (সিআর) সিস্টেম একই কাজ করে.

নতুন প্রযুক্তিগুলি উন্নতি দেখায়ঃ সিজিয়াম আইওডাইড (সিএসআই) ডিটেক্টরগুলি কলামার কাঠামো ব্যবহার করে যা আলোর ছড়িয়ে পড়া হ্রাস করে, এমটিএফ এবং ডিকিউই বৃদ্ধি করে।অমৃত সেলেনিয়াম ডিটেক্টর সরাসরি এক্স-রেকে ইলেকট্রনে রূপান্তর করে, অস্পষ্টতা কমাতে এবং সর্বোচ্চ উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি DQE অর্জন করা, কারণ DQE MTF2 এর সাথে সম্পর্কিত, ছোট MTF লাভগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে দক্ষতা বৃদ্ধি করে।