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(質問) 体軸分解能を評価するための「SSPの測定」 「SSPのフーリエ変換によるMTFの求め方」 について具体的に説明してください。
(質問) 1.SSPの正規化やフーリエ変換を行うときの ベース部の処理の仕方は? (マイナスの値の取扱い、正規化の方法 等) 2.SSPのフーリエ変換の方法を具体的に説明を!! 3.その他、測定やデータ処理において注意すべき点は? 4.発泡スチロールで試作したビーズファントムの問題点は?
・自作ファントム 発砲スチロールとボールペン先の 0.5mm 球によるビーズファントム
質問者 国立佐賀病院 原本 孝子 解答者 名古屋市立大学病院 市川 勝弘
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スライス厚の概念
2mm
10mm
Z方向
薄いものでも、スライス厚の厚さに見える=スライス厚が厚いと実際の厚さが分からない=スライス厚がうすいとうすいものがちゃんとうすく 表現される∴ 薄いスライス厚のが、忠実に近い。
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スライス厚の概念
Z方向 Z方向スライス厚のスムーズフィルタがかけられる
こんな被写体をとってるのと同じ
体軸方向だけをぼかした画像
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焦点
Z 方向
SSP
コリメータ
コリメータ
検出器
z断面感度分布
h
h/2
スライス厚(半値幅)
コンベンショナル CT 画像の断面感度分布( SSP )
焦点と2個所のコリメータによって SSPが決められる。ほぼ矩形なので、半値幅で代表できる
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z
D
180 度補間法: D = 寝台移動距離360 度補間法: D = 寝台移動距離 ×2
補間の重み付け係数分布 =寝台移動関数
z従来方式スキャンの SSP
z
z
重み付け係数を掛けて、それぞれを加算(重畳積分)
螺旋スキャンの SSP
コンベンシャナルの SSP と螺旋スキャンの SSP の関係:密接に関係している。
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鉛ビーズファントム
アクリル円柱
鉛ビーズ(直径 0.1 ~ 0.5mm )
鉛ビーズ(又は、それ以上の吸収値の物質)直径 0.1mm ~ 0.5mm直径はビーム幅の 1/20 ~ 1/10 が望ましい。1/10 の場合で、5%程度の誤差となる。
市販ファントム:旭計測社製ビーズ径 0.2mm と 0.5mm
ビーズは球形で、どの方向からみても大きさが同じ。 CT はビームの広がりがあるのでやはり球形が望ましい。
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体軸方向分解能測定ファントム
(製作協力:旭計測)
支持台は、コンベンショナルのSSP測定用に微動機構付( 0.05mm 間隔で微動可能)(写真はコインファントムが装着されている)
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鉛ビーズファントムをスキャン
画像再構成再構成間隔:ビーム幅の 1/10 ~ 1/20FOV : 30 ~ 50mm
ビーズの像の周りに ROI を設定し、ROI内平均 CT 値を測定
0.0
0.5
1.0
0 5 10 15 20体軸方向位置 (mm)
相対
値
横軸に寝台位置、縦軸に CT 値の相対値をプロット
Z方向
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ビーズでなぜ分解能が測れるか
体軸方向周波数 (cy/mm)
1.0
体軸方向
入力
出力SSP によってボケて(広がって)観測される
ビーズファントムの体軸方向分布
周波数 (cy/mm)
1.0
CT における体軸方向における入力と出力の関係
多くの信号成分を一様に含んだ入力
どの信号成分がどれだけ減ったか分かる
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・自作ファントム 発砲スチロールとボールペン先によるビーズファントム
空気付近の CT 値直線性は、若干問題があるのでできれば、水中か、その付近の CT 値の物質の中に固定する。ボールペン先は吸収値が低いので、できれば鉛かそれ以上の吸収値の物質を用いる。( SNの確保、理論的忠実性)
・データ処理の方法、フーリエ変換計算処理
SSP の正規化:裾野をゼロ、ピークを1にする。フーリエ変換:表計算ソフトの利用
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体軸方向MTFの計算の例(エクセルを利用)
ビーム幅 5mm を対象とし、その 1/20 の 0.25mm のデータ間隔で40 点のデータを得た。
・裾野の CT 値を全体から引いて、裾野がゼロになるよにする。・データ点が 40 点なので64点にするため、約 12 点ずつ左右に ゼロを埋める。(ゼロの埋め方は不均等でもよい)・フーリエ変換して、 IMABS 関数で絶対値にする。・はじめの値で、全体を割ると正規化され、周波数ゼロがMTF=1 となる。・周波数間隔は 1/( 0.25X64) =0.0625 となる。 はじめが周波数0、 2番目は 0.0625cycles/mm 、次は 0.125 となる。 よって 0.0625X32=2cycles/mm まで値が得られる。・ 1/ビーム幅の周波数付近でMTFは低値になるので 5mm の場合 は、 1/5=0.2 となり、その倍までとるとすると 0.4/0.0625=6.4で はじめの 7点をとればよいことになる。(それ以降はあまり意味ない)