• شماره ركورد
    24422
  • شماره راهنما
    NUC2 222
  • عنوان

    بازسازي تصاوير برش نگاري رايانه اي به روش تكراري آماري-تركيبي

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    مهندسي هسته اي - مهندسي پرتو پزشكي
  • دانشكده
    فيزيك
  • تاريخ دفاع
    1403/11/03
  • صفحه شمار
    94 ص.
  • استاد راهنما
    دكتر ايرج جباري
  • استاد مشاور
    دكتر محسن صفدري
  • كليدواژه فارسي
    بازسازي تصاوير , توموگرافي رايانه اي , روش پس افكنش پالاييده , روش بازسازي جبري همزمان
  • چكيده فارسي
    برش‌نگاري رايانه‌اي اشعه ايكس (CT) يكي از مهم‌ترين تكنيك‌هاي تصويربرداري پزشكي است كه از دو مرحله اصلي تشكيل مي‌شود: جمع‌آوري داده‌ها در قالب سينوگرام و بازسازي تصوير از اين داده‌ها. انتخاب روش مناسب براي بازسازي تصوير نه‌تنها بر كيفيت نهايي تصوير تأثير دارد بلكه مي‌تواند به كاهش دز تابش و حفاظت از بيمار كمك كند. در اين تحقيق، دو روش بازسازي تصوير پس‌افكنش پالاييده (FBP) ‌ ‌‌‌و بازسازي جبري همزمان (SART) كه هركدام ويژگي‌ها و مزاياي خاص خود را دارند، مورد بررسي قرار گرفته‌اند.داده‌هاي سينوگرام براي اين تحقيق با استفاده از نرم‌افزار MCNPX شبيه‌سازي شده‌اند و فرآيند بازسازي تصاوير با استفاده از نرم‌افزار MATLAB 2024 انجام شده است. نرم‌افزار متلب به دليل قدرت محاسباتي بالا و امكانات پردازش داده‌هاي پيچيده، ابزار مناسبي براي اين نوع بازسازي‌هاي پيچيده است.در اين پژوهش، فانتوم‌هاي مختلفي مانند فانتوم‌هاي كنتراست-جزئيات، رزولوشن و نقطه‌اي تحت دو شرايط تابش، يعني دز نرمال و دز پايين، شبيه‌سازي شدند. براي ارزيابي كيفيت تصاوير بازسازي‌شده، از معيارهاي استانداردي همچون نسبت سيگنال به نويز (SNR) ، نسبت كنتراست به نويز (CNR) و تابع انتقال مدولاسيون (MTF) استفاده شد. اين معيارها به‌طور مستقيم به ارزيابي وضوح تصوير، حفظ جزئيات و ميزان نويز موجود در تصاوير كمك مي‌كنند.نتايج به‌دست‌آمده نشان مي‌دهند كه در شرايط دز پايين، روشSART نسبت به FBP‌ عملكرد بهتري دارد. در اين شرايط، روش SART‌ توانسته است با كاهش آرتيفكت‌ها، بهبود SNR و افزايش CNR، كيفيت تصوير را به‌طور قابل توجهي بهبود بخشد. اين روش به‌ويژه در شبيه‌سازي‌هايي با دز پايين كه معمولاً منجر به نويز و آرتيفكت‌هاي بيشتري مي‌شود، موفق‌تر عمل كرده است.از طرفي، در شرايط دز نرمال، روش FBP به‌دليل سرعت بالاتر در بازسازي تصاوير و حفظ جزئيات بافتي، عملكرد مناسبي داشته است. اين ويژگي به‌ويژه در كاربردهاي باليني كه نياز به دريافت سريع نتايج دارند، اهميت دارد. با اين حال، يكي از معايب‌SART‌ زمان محاسباتي طولاني‌تر آن است كه ممكن است در برخي از شرايط باليني محدودكننده باشد. علاوه بر اين، روش ‌‌SART‌ در برخي مواقع ممكن است باعث تغييرات در بافت تصوير و محوشدگي بيش از حد جزئيات شود.نتيجه‌گيري كلي اين پژوهش نشان مي‌دهد كه در شرايط دز نرمال، روش FBP‌ به‌دليل سرعت بالاتر و توانايي حفظ بافت تصوير، مناسب‌تر است. در مقابل، در شرايط دز پايين كه نياز به كاهش آرتيفكت‌ها و بهبود كيفيت تصوير وجود دارد، روش‌هاي تكراري مانند SART‌ مؤثرتر عمل مي‌كنند. اين نتايج مي‌توانند به‌عنوان راهنمايي براي انتخاب روش بازسازي مناسب بسته به نيازهاي مختلف باليني و شرايط تابش مورد استفاده قرار گيرند.
  • كليدواژه لاتين
    Image reconstruction , CT , FBP , SART , OS-SART
  • عنوان لاتين
    Image reconstruction of computed tomography using Statistical-Hybrid iterative method
  • گروه آموزشي
    مهندسي هسته‌اي
  • چكيده لاتين
    X-ray Computed Tomography (CT) is one of the most important medical imaging techniques, consisting of two main stages: data acquisition in the form of a sinogram and image reconstruction from this data. The choice of the appropriate reconstruction method not only impacts the final image quality but can also help reduce radiation dose and protect the patient. This study examines two image reconstruction methods: Filtered Back Projection (FBP) and Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique (SART), each with its own unique features and advantages.The sinogram data for this study were simulated using the MCNPX software, and the image reconstruction process was carried out using MATLAB software. MATLAB is a suitable tool for these complex reconstructions due to its high computational power and capabilities in processing complex data.In this research, various phantoms, including contrast-detail, resolution, and point phantoms, were simulated under two radiation dose conditions: normal dose and low dose. To eva‎luate the quality of the reconstructed images, standard metrics such as Signal-to-Noise Ratio (SNR), Contrast-to-Noise Ratio (CNR), and Modulation Transfer Function (MTF) were used. These metrics directly assist in eva‎luating image clarity, detail preservation, and noise levels.The results indicate that under low-dose conditions, the SART method outperforms the FBP method. Under these conditions, SART was able to significantly improve image quality by reducing artifacts, enhancing SNR, and increasing CNR. This method has proven particularly effective in low-dose simulations, which typically lead to increased noise and artifacts.On the other hand, under normal-dose conditions, the FBP method demonstrated a good performance due to its faster image reconstruction and ability to preserve textural details. This characteristic is particularly important in clinical applications that require quick results. However, one drawback of the SART method is its longer computation time, which may be a limitation in certain clinical situations. Additionally, SART can sometimes cause changes in the image texture and excessive smoothing of details.The overall conclusion of this study suggests that under normal-dose conditions, the FBP method is more suitable due to its higher speed and ability to preserve image texture. In contrast, for low-dose conditions, where reducing artifacts and improving image quality are crucial, iterative methods like SART are more effective. These results can serve as a guide for selecting the appropriate reconstruction method based on different clinical needs and radiation conditions.
  • تعداد فصل ها
    4 فصل
  • فهرست مطالب pdf
    120797
  • نويسنده

    صفري، رضا