数字x线摄影的调制传递函数测量方法论文

《数字x线摄影的调制传递函数测量方法论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、数字X线摄影的调制传递函数测量方法论文.freelodulationtransferfunction，MTF)是对线性影像系统或其环节的空间频率传输特性的描述，用调制传递函数定量评价Ｘ线成像器件的成像质量，是Ｘ线摄影技术的一个重要进展。过去普遍沿用观察影像密度、对比度、清晰度(后又用分辨率)及失真度等评价影像质量，此评价方法处于对现象的定性描述阶段，不够严密。随着数字化摄影技术的飞速发展，特别是CR、DR相继应用于临床，对于数字影像设备的质量评价受到广泛关注。MTF作为客观评价的一种重要手段.freelplingmodulationtransferfunction，preMTF

2、)。DR和CR整个成像系统的MTF包括预采样MTF、量化MTF、滤过MTF、激光相机的MTF、显示MTF等，即MTF总=MTF采样×MTF量化×……。我们所关注的MTF一般是预采样MTF，这也是测量噪声功率谱(noisepoefficiency，DQE)的必需参数。1.2MTF理论计算方法［1］计算MTF可以利用几种扩展函数，如点扩展函数(pointspreadfunction，PSF)、线扩展函数(linespreadfunction，LSF)和边缘响应函数(edgeresponsefunction，ERF)。由于这些函数分别描述系统成像后点、线和边缘的弥散程度，因此反映了系

3、统的分辨率特性。利用LSF计算MTF的定义式为MTF(f)=｜FT｛LSF(x)｝｜｜FT｛LSF(x)｝｜f=0［此处FT表示傅立叶变换，｜｜表示取模，x代表空间位置，f代表空间频率，LSF(x)是线扩展函数］。如果利用ERF(x)得到MTF，则利用公式LSF(x)=dd(x)ERF(x)。由于需要利用计算机对实验结果进行处理，而且对于数字化影像设备得到的数据均是离散的，因此对于离散数据有LSF(xJ)=ERF(xJ)-ERF(xJ-1)xJ-xJ-1。1.3MTF程序实现MTF计算程序的实现是在VC平台上实现的。MTF计算框图见图1。图1MTF的计算框图2MTF的测量方法用

4、于测量数字Ｘ线摄影系统的方法主要有两种［2］：(1)通过系统的线扩散函数(LineSpreadFunction，LSF)来计算得到。(2)通过观察系统的方波响应或使用矩形波测试卡来测量计算。现在又有关于二维ＭＴＦ测量的报道［3］。第1种根据所用材料方法的不同又可分为3种：(1)狭缝(slit)方法；(2)刀刃(edge)方法，也称刀口方法；(3)栅条(bar)方法。其中前两种方法已被国际放射学界所公认为较好的方法，尤其是第2种，已被IEC(国际电工学委员会)定为测量MTF的标准方法。下面就这3种方法一一讨论。2.1狭缝(slit)方法1988年Fujita等［4］使用狭缝倾斜小

5、角度放置的方法测量了FCR101成像系统的两种IP板的MTF、预采样MTF及激光照相机的MTF。1989年Fujita等［5］对以上方法进行了改进，数据处理上在中心校正LSF和位移校正LSF之间选择多个LSF，移相后叠加组成一个复合的LSF，然后对其进行指数外推，得到一个校正的LSF，进行傅氏变换，计算预采样MTF。提出了有效采样间隔的概念，有效采样间隔x=Δx·tg(θ)，Δx为原采样间隔，θ为倾斜的小角度。1992年，Fujita等［4］又进行了进一步研究，并对指数外推的效应、不同的采样间隔和IP不同方向的影响进行了讨论。Fujita提出的改进的狭缝法测量预采样MTF，被人

6、们所接受并在以后得到了广泛的应用，日本将此方法定为测量MTF的标准方法。具体方法是［4］：测量X线狭缝从垂直或水平方向上稍微倾斜，X线信号穿过狭缝来估计LSF，经傅立叶变换得到MTF，利用狭缝相机来测量LSF，相机宽10μm，长8mm，倾角4°，钽(金属元素，符号Ta，原子量序号83)1.5mm，相机贴近探测器，狭缝斜2°放于探测器的中心，分别用200mAs和50mAs，在70kV和120kV曝光，小焦点，束光器尽可能小，减小散射，防止过度曝光，避免重影信号。图像数据校正后，由于暗电流噪声、X线转换、X线散射出现的噪声使LSF出现一个波峰，为消除散射影响将低于峰值1%的消掉，利

7、用公式MTF(f)=｜FT｛LSF(x)｝｜〖〗Sin(π·f·m)计算出的MTF值非常精确。2.2刀刃(edge)方法对边缘锐利的铅等金属模块成像可以得到系统边缘响应函数。边缘响应函数的微分即为与边缘垂直的线扩散函数，线扩散函数的傅立叶变换即为MTF。1997年EhsanSamei等［6］采用锐利的刀刃装置，用两块很薄的丙烯酸板中间放置250mm厚的铅箔构成，见图2，放置于探测器表面，倾斜小角度，采样获取ESF，微分变换得到LSF，经傅立叶变换得到MTF。结果和狭缝方法相对照，其MTF值稍