Dijital radyografide görüntü kalitesine ve hasta dozuna bağlı olarak optimum grid seçiminin araştırılması
Investigation of optimum grid selection based on image quality and patient dose digital radiography
Yazar: DİLRUBA BABÜROĞLU
Danışman: PROF. DR. TURAN OLĞAR
Ankara Üniversitesi / Nükleer Bilimler Enstitüsü / Medikal Fizik Ana Bilim Dalı / Sağlık Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Radyoloji ve Nükleer Tıp = Radiology and Nuclear Medicine
Dizin: Foton = Photon ; Görüntü kalitesi = Image quality ; Radyografi = Radiography ; Tıbbi fizik = Medical physics ; X ışını = X ray ; X ışını kırınımı = X ray diffraction

Özet:
Medikal görüntülemede x-ışını dedektörüne ulaşan saçılan x-ışınları, görüntüdeki kontrastı azaltmaktadır. Dedektöre ulaşan saçılan foton sayısını azaltmak ve böylece görüntü kontrastını iyileştirmek için gridler kullanılmaktadır. Bu tezin amacı, dijital radyografide farklı tasarıma sahip gridlerin farklı hasta kalınlıklarını temsil eden PMMA (Polymethylmethacrylate) fantomu kalınlıklarında ve tüp voltajlarında görüntü kalitesi ve hasta dozu üzerindeki etkisinin araştırılmasıdır. Tez çalışmasında Philips Digital Diagnost düzlem panel dedektörü ile beraber kullanılan farklı üreticiye sahip ve 8:1, 10:1 ve 12:1 grid oranında toplamda 9 adet grid kullanılmıştır. Görüntü kalitesi ve hasta dozu değerlendirmeleri, sinyal farkı gürültü oranı (signal difference-to-noise ratio, SdNR) bucky faktörü ve görüntü kalitesi hasta dozu arasındaki optimizasyon derecesini gösteren Figure of Merit (FOM) parametresi ölçülerek gerçekleştirilmiştir. Grid kullanımının gerekliliği sinyal gürültü oranı iyileştirme faktörüne (signal-to-noise improvement factor, SIF) bağlı olarak değerlendirilmiştir. SIF değeri artan PMMA kalınlığı ile artmıştır. Tüm gridler için, çocuk hasta kalınlığını temsil eden 5 cm PMMA kalınlığında SIF değeri 1.0'den küçük bulunmuştur. Bu nedenle gridler çocuk hastalarda kullanılmamalıdır. Grid kullanımına bağlı olarak hasta dozunda artışı temsil eden Bucky faktörü, artan PMMA kalınlığı ve grid oranı ile artmıştır. Aynı PMMA kalınlığında, yüksek grid oranına sahip gridlerin FOM değerleri daha yüksek çıkmıştır. Ayrıca aynı grid oranına sahip gridler için FOM değerleri, karbon fiber kaplı/ara malzemesine sahip griler için en yüksek iken, alüminyum kaplı/ara malzemesine sahip gridler için ise daha düşük değerlere sahiptir. Alüminyuma göre daha düşük atom numarasına sahip karbon fiber ile kaplı/ara malzemesine sahip gridlerin, yüksek primer radyasyon geçirgenliğinden dolayı diğer gridlere göre daha yüksek FOM değerleri vermiştir.

Abstract:
In medical imaging, scattered x-rays reaching the x-ray detector reduce the contrast in the image. Grids are used to reduce the number of scattered photons reaching the detector and thus improve image contrast. The aim of this thesis is to investigate the effect of different types of grids on image quality and patient dose for different PMMA (Polymethylmethacrylate) phantom thicknesses which represent different patient thicknesses, and tube voltages in digital radiography. In the thesis study, a total of 9 grids with different manufacturers and 8:1, 10:1 and 12:1 grid ratio used together with the Philips Digital Diagnost flat panel detector were used. Image quality and patient dose evaluations were carried out by measuring the signal difference-to-noise ratio (SdNR), bucky factor and the Figure of Merit (FOM) parameter, which shows the degree of optimization between the patient dose and the image quality. The necessity of using the grid was evaluated based on the signal-to-noise improvement factor (SIF). SIF value increased with increasing PMMA thickness. For all grids, the SIF value at 5 cm PMMA thickness, which represents the pediatric patient thickness, was found to be less than 1.0. Therefore, the grids should not be used for pediatric patients. The Bucky factor, which represents the increase in patient dose due to the use of grid, increased with increasing patient thickness and grid ratio. At the same PMMA thickness, the FOM values of the grids with high grid ratio were higher. In addition, the FOM values for the grids with the same grid ratio are highest for the grids with carbon fiber covered/interspaced, while they have lower values for the grids with aluminum covered/interspaced material. Grids covered/interspaced with carbon fiber material which has a lower atomic number than aluminum gave higher FOM values compared to other grids due to high primary radiation transmission.