reconstruction algorithm
در نشریات گروه پزشکی-
IntroductionThis study aimed to compare the image quality and volume dose index of head CT scan between two adaptive statistical iterative reconstructions (ASIR) and the filtered back projection (FBP) algorithms.Material and MethodsCT number, noise and signal to noise ratio(SNR) for white matter(WM), gray matter(WM), cerebrospinal fluid(CSF( and skull bone were investigated in brain CT scans of 60 patients. All images were reconstructed by FBP and ASIR 40% algorithms. A water phantom was also used to compare the average CT number; noise, signal-to-noise (SNR), and contrast-to-noise ratio (CNR) between algorithms under different acquisition parameters. Volume computed tomography dose index (CTDIvol) and (dose-length product) DLP were obtained from scanner software. Data were analyzed by T-test and Mann-Whitney statistical test with a significance level of less than 0.05.ResultsImage noise of gray matter, CSF and skull bone was significantly lower for ASIR algorithm (P<0.05). The difference in SNR for white matter and gray matter was not significant between the two algorithms but it was higher for CSF and bone for ASIR. In phantom study, Image noise, CTDIvol and DLP in both axial and spiral scan modes were higher for FBP algorithm (P<0.05). In addition, there was no significant difference in SNR and CNR between the two algorithms (P>0.05).ConclusionASIR algorithm reduces the dose and image noise in head CT scan compared to the filtered back projection. In addition, using ASIR algorithm the image noise does not increase with lower mA.Keywords: CT Scan, Reconstruction algorithm, Radiation Dosages, Image Quality
-
زمینه
در این مطالعه توانایی روش پیشنهادی اصلاح ترکیبی اثر حجم جزیی و آرتیفکت حرکتی در کمی سازی تومورها و ضایعات سلول های غیر کوچک ریوی با در نظر گرفتن تاثیر روش های مختلف بازسازی بر کمی سازی تصاویر PET 18F-FDG مورد ارزیابی قرار گرفت.
مواد و روش هابرای اصلاح ترکیبی، روش پس پردازشی Lucy-Richardson دکانولوشن به همراه روش کاهش نویز مبتنی بر ویولت پیاده سازی شد. عملکرد الگوریتم پیشنهادی با استفاده از داده های 15 بیمار با 60 ضایعه سلول های غیر کوچک ریوی مورد بررسی قرار گرفت. در بیماران ضایعات بر اساس سایز، مکان و نسبت سیگنال به پس زمینه (SBR) تفکیک شدند. در هر مطالعه تصاویر با چهار روش مختلف OSEM، PSF، TOF و TOFPSF بازسازی شدند. سپس نسبت کنتراست به نویز (CNR)، نویز (COV) و میزان جذب استاندارد (SUV) در ضایعات ریوی محاسبه شده و مقادیر این پارامترها در تصاویر اصلاح شده و اصلاح نشده مقایسه شدند.
یافته هانتایج مطالعات بالینی ما نشان داد که استفاده از الگوریتم پیشنهادی اصلاح می تواند سبب افزایش مقادیر CNR و SUV در تصاویر اصلاح شده در تمامی سایزها، SBRها و روش های بازسازی (به ویژه در ضایعات کوچک تر) گردد (0/05>p). علاوه بر این استفاده از ترکیب الگوریتم دکانولوشن به همراه روش کاهش نویز مبتنی بر ویولت توانست به طور قابل توجهی مقادیر COV و CNR را در تصاویر اصلاح شده بهبود دهد (0/05>p). با در نظر گرفتن روش های مختلف بازسازی، مقدار میانه درصد اختلاف نسبی CNR تصاویر اصلاح شده و اصلاح نشده به ترتیب برای OSEM، PSF، TOF و TOFPSF برابر 40/9، 41/2، 45/3 و 40/8 درصد برای ضایعاتی با سایزکوچک تر از 15 میلی متر، 31/0 درصد، 25/9، 34/1 و 28/2 درصد برای ضایعاتی با سایز بزرگ تر از 15میلی متر ، 35/7، 33/7، 37/8 و 33/2 درصد برای ضایعات واقع در لوب های پایین ریه، 33/5، 31/0، 35/7 و 30/6 درصد برای ضایعات واقع در لوب های بالای ریه، 39/7، 37/9، 45/1 و 39/0 درصد برای ضایعاتی با SBR پایین (SBR <3) و 28/8، 27/8، 34/8 و 25/7 درصد برای ضایعاتی با SBR بالا (SBR>3) بود.
نتیجه گیرینتایج ما نشان می دهند که الگوریتم پیشنهادی اصلاح می تواند دقت کمی سازی تصاویر پت را بهبود بخشد. علاوه بر این، تغییرات در دامنه حرکتی، سایز هدف و SBR منجر به اختلاف قابل توجه روش های مختلف بازسازی در کمی سازی تصاویر اصلاح شده گردید. به ویژه در سایز هدف کوچک تر، دقت کمی سازی به شدت وابسته به انتخاب روش بازسازی بود. بنابراین لازم است هنگام استفاده از هر روش اصلاحی، روش های بازسازی باید با دقت انتخاب گردد.
کلید واژگان: تصویربرداری پت، سی تی، بازسازی تصویر، PSF، TOF، آرتیفکت حرکت تنفسی، اثر حجم جزئی، کمی سازی، سرطان ریهBackgroundThe present study aims to assess the impact of various image reconstruction methods in 18F-FDG PET/CT imaging on the quantification performance of the proposed technique for joint compensation of respiratory motion and partial volume effects (PVEs) in patients with non-small cell lung cancer.
Materials and MethodsAn image-based deconvolution technique was proposed, incorporating wavelet-based denoising within the Lucy-Richardson algorithm to jointly compensate for PVEs and respiratory motion. The method was evaluated using data from 15 patients with 60 non-small cell lung cancer. In these patients, the lesions were classified by size, location and Signal-to-Background Ratios (SBR). In each study, PET images were reconstructed using four different
methodsOSEM with time- of-flight (TOF) information, OSEM with point spread function modelling (PSF), OSEM with both TOF and PSF (TOFPSF), and OSEM without PSF or TOF (OSEM). The Contrast to Noise Ratio (CNR), Coefficient of Variation (COV) and Standardized Uptake Values (SUV) were measured within the lesions and compared to images that were not processed using the joint-compensation technique. Furthermore, variabilities arising due to the choice of the reconstruction methods were assessed.
ResultsProcessing the images using the proposed technique yielded significantly higher CNR and SUV, particularly in small spheres, for all the reconstruction methods and all the SBRs (P<0.05). Overall, the incorporation of wavelet-based denoising within the Lucy Richardson algorithm improved COV and CNR in all the cases (P<0.05.( In the patient data, the median values of the relative difference (%) of CNR for the compensated images in comparison to the uncompensated images were 40.9%, 41.2%, 45.3% and 40.8% for OSEM, PSF, TOF, and TOFPSF, respectively, in the small lesions (equivalent diameter <15 mm), 31.0%, 25.9%, 34.1% and 28.2% in the average-sized lesions (equivalent diameter<30 mm), 35.7%, 33.7%, 37.8% and 33.2% in the lesions in the lower lung lobes, 33.5%, 31.0%, 35.7% and 30.6% in the lesions in the upper lung lobes, 39.7%, 37.9%, 45.1% and 39.0% in the low-SBR lesions and 28.8%, 27.8%, 34.8% and 25.7% in the high-SBR lesions. Changes in motion amplitude, target size and SBRs in the patient data resulted in significant inter-method differences in the images reconstructed using different methods. Specifically, in a small target size, quantitative accuracy was highly dependent on the choice of the reconstruction method.
ConclusionOur results showed that joint compensation, and incorporation of wavelet-based denoising, yielded improved quantification from PET images. Quantitative accuracy is greatly affected by SBR, lesion size, breathing motion amplitude, as well as the choice of the reconstruction protocols. Overall, the choice of reconstruction algorithm combined with compensation method needs to be determined carefully.
Keywords: 18F-FDG PET, CT, Reconstruction Algorithm, PSF, TOF, Combined Compensation, Respiratory Motion, Partial Volume Effect, Quantification, Lung Cancer
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.