Magneettikuvauslaitteen vääristymän korjausalgoritmin toiminnan vaikutus kuvanlaatuun
Heikkinen, Samuli (2016-04-08)
Magneettikuvauslaitteen vääristymän korjausalgoritmin toiminnan vaikutus kuvanlaatuun
Heikkinen, Samuli
(08.04.2016)
Tätä artikkelia/julkaisua ei ole tallennettu UTUPubiin. Julkaisun tiedoissa voi kuitenkin olla linkki toisaalle tallennettuun artikkeliin / julkaisuun.
Turun yliopisto
Kuvaus
Siirretty Doriasta
Tiivistelmä
Tässä työssä tutkittiin magneettikuvauslaitteiden vääristymän korjausalgoritmien toimintaa ja niiden vaikutusta kuvien laatuun. Kuvaukset tehtiin yhteensä kuudella eri magneettikuvauslaitteella ja kuvat analysoitiin käyttäen kahta eri menetelmää.
Ensimmäisessä testissä kuvattiin ACR:n (American College of Radiology) valmistama testikappale, eli fantomi, ACR:n suosittelemien kuvausparametrien mukaan. Fantomi kuvatiin vääristymänkorjausalgoritmi päällä ja pois päältä. Molemmat kuvasarjat analysoitiin kahdella tavalla: manuaalisesti ja automaattisesti. ACR on laatinut tarkat ohjeet analyysien tekemiseen. Automaattiseen analysointiin käytettiin kehitysvaiheessa olevaa Automated Analysis Tool for ACR MRI Phantom Measurements (AAT-ACR) -ohjelmaa. Eri laitteiden tuloksia vertailtiin toisiinsa.
Toista testiä varten rakennettiin MaxFOV-fantomi niminen testifantomi, joka kuvattiin yhteensä kolmella eri laitteella. Kyseisen fantomin avulla on mahdollista tutkia magneettikuvauslaitteiden todellinen maksimaalinen kuva-ala. Kuvaukset tehtiin vääristymäkorjaus päällä ja pois päältä. Analysointia varten kehitettiin oma automaattinen Matlab-ohjelmisto. Eri laitteiden tuloksia vertailtiin toisiinsa.
ACR:n fantomilla tehtyjen testien tulos näyttää, että pienellä kuva-alalla (noin 20 cm ja alle) ei virheenkorjausalgoritmin käyttö tai käyttämättä jättäminen aiheuta suurta virhettä tuloksiin vaan tulokset ovat hyvin lähellä toisiaan. Tämä vastaa hyvin sitä, että magneettikentän ja gradienttien lineaarisuus on kaikkein suurin juuri magneettikuvauslaitteen keskiössä ja sen lähistöllä. Automaattinen ohjelmisto tuotti tuloksiin suurempia vaihteluja kuin manuaalinen analyysi. Automaattinen ohjelmisto on kuitenkin vasta kehitysvaiheessa, joten on selvää, että ohjelmiston antamissa tuloksissa saattaa olla algoritmien toiminnasta aiheutuvia virheitä.
MaxFOV-fantomilla tehdyt testit osoittavat, että siirryttäessä suuriin kuva-aloihin (yli 20 cm) on virheenkorjauksella suuri merkitys. Jo 30 cm kuva-alalla erot korjattujen ja korjaamattomien kuvien välillä olivat suuret. Kuvia vertailtaessa on myös selvästi nähtävissä, että virheenkorjausalgoritmi rajoittaa kuva-alan maksimia.
Ensimmäisessä testissä kuvattiin ACR:n (American College of Radiology) valmistama testikappale, eli fantomi, ACR:n suosittelemien kuvausparametrien mukaan. Fantomi kuvatiin vääristymänkorjausalgoritmi päällä ja pois päältä. Molemmat kuvasarjat analysoitiin kahdella tavalla: manuaalisesti ja automaattisesti. ACR on laatinut tarkat ohjeet analyysien tekemiseen. Automaattiseen analysointiin käytettiin kehitysvaiheessa olevaa Automated Analysis Tool for ACR MRI Phantom Measurements (AAT-ACR) -ohjelmaa. Eri laitteiden tuloksia vertailtiin toisiinsa.
Toista testiä varten rakennettiin MaxFOV-fantomi niminen testifantomi, joka kuvattiin yhteensä kolmella eri laitteella. Kyseisen fantomin avulla on mahdollista tutkia magneettikuvauslaitteiden todellinen maksimaalinen kuva-ala. Kuvaukset tehtiin vääristymäkorjaus päällä ja pois päältä. Analysointia varten kehitettiin oma automaattinen Matlab-ohjelmisto. Eri laitteiden tuloksia vertailtiin toisiinsa.
ACR:n fantomilla tehtyjen testien tulos näyttää, että pienellä kuva-alalla (noin 20 cm ja alle) ei virheenkorjausalgoritmin käyttö tai käyttämättä jättäminen aiheuta suurta virhettä tuloksiin vaan tulokset ovat hyvin lähellä toisiaan. Tämä vastaa hyvin sitä, että magneettikentän ja gradienttien lineaarisuus on kaikkein suurin juuri magneettikuvauslaitteen keskiössä ja sen lähistöllä. Automaattinen ohjelmisto tuotti tuloksiin suurempia vaihteluja kuin manuaalinen analyysi. Automaattinen ohjelmisto on kuitenkin vasta kehitysvaiheessa, joten on selvää, että ohjelmiston antamissa tuloksissa saattaa olla algoritmien toiminnasta aiheutuvia virheitä.
MaxFOV-fantomilla tehdyt testit osoittavat, että siirryttäessä suuriin kuva-aloihin (yli 20 cm) on virheenkorjauksella suuri merkitys. Jo 30 cm kuva-alalla erot korjattujen ja korjaamattomien kuvien välillä olivat suuret. Kuvia vertailtaessa on myös selvästi nähtävissä, että virheenkorjausalgoritmi rajoittaa kuva-alan maksimia.