بخشی از مقاله
چكيده
در تصويرگيري از بافتهاي مهم بدن نظير قلب با روشهاي پزشكي هستهاي، به دليل آنكه اين بافت توسط بافتهاي ديگر و نيز قفسه سينه پوشانده شده است، پرتو گاماي خارج شده از هر نقطه قلب در طول مسير خود دچار تضعيف و پراكندگي ميگردد، لذا كيفيت تصاوير حاصل تنزل مييابد. شماري از فيلترهاي پايينگذر طراحي شدهاند كه در بازسازي تصاوير در پزشكي هستهاي بكار برده ميشوند كاربرديترين فيلتر در پزشكي، فيلتر Butterworth ميباشد كه فيلتري پايينگذر است. به هنگام استفاده ازاين نوع فيلترها نوفه تصوير كاهش مييابد اما همچنان كنتراست تصوير به دليل تضعيف فوتونهاي گاما در بافتهاي اطراف قلب داراي كيفيت مناسب نميباشد. اين تحقيق نشان داد كه با اعمال تصحيح اثر تضعيف پرتوها و سپس فيلتر نمودن تصاوير قلب، كيفيت اين تصاوير به ميزان چشمگيري بهبود مييابد.
مقدمه
موثرترين روش جهت انجام مطالعات و بررسي فيزيولوژي و عملكرد بافتهاي بدن انسان استفاده از دستگاههاي تصويرگيري پزشكي هستهاي است كه شامل دوربين گاما، سيستم SPECT و سيستم PET ميباشد. در مطالعات قلب با روش SPECT از مواد راديوايزوتوپ تاليوم- ٢٠١ - راديوداروي تاليوم كلرايد - و يا تكنسيوم-m٩٩ به همراه كيت MIBI استفاده ميشود كه اين مواد ناشر پرتوهاي گاما ميباشند.
شكل - ١ - : نمايي از سيستم SPECT با دو دتكتور.
در تصويرگيري از قلب با سيستم SPECT به دليل تضعيف و پراكندگي فوتونهاي گاما در طول مسير ساطع شدن از قلب ، بدليل وجود قفسه سينه تصوير حاصل داراي كيفيت مطلوبي نمي-باشد. - ٦٠% فوتونهاي ساطع شده در اثر تضعيف و تقريباً ٣٠% فوتونهاي آشكار شده در اثر پراكندگي ميتوانند از بين بروند - .[2] بنابراين به الگوهاي تصحيح تضعيف نياز داريم كه عبارتند از:
.١چشمه گسترده
.٢چشمه نقطهاي
.٣چشمه خطي
مناسبترين روشي كه در حال حاضر استفاده ميشود، استفاده از چشمه خطي به صورت Transmission ميباشد . ولي تصوير حاصل داراي نويز قابل توجهي است . در اين تحقيق به دنبال بررسي تأثير فيلترهاي پايينگذر بر تصاوير پزشكي هستهاي قلب قبل و بعد از تصحيح اثر تضعيف پرتوها هستيم.
مواد و روشها
راديو داروي تزريقي توسط بافتهاي ديگر نظير تيروئيد، كبد، مثانه و... در حدود ٢ تا ٥ ميلي كوري 201Tl به بيمار تزريق ميشود، اما در اين تحقيق به دليل استفاده از فانتوم قلب 1 mCi، 201Tl جهت تزريق كافي ميباشد. پس از تزريق نمودن Tl-201 به درون فانتوم قلب و قرار دادن آن در استوانه پر از آب كه شبيهساز تضعيف معادل در بافتهاي اطراف قلب و ناحيه Thorax است، عمل تصويربرداري با سيستم SPECT انجام ميشود.
تأثير فيلترهاي پايينگذر بر تصاوير
شماري از فيلترهاي پايينگذر طراحي شدهاند كه در بازسازي تصاوير در پزشكي هستهاي بكار برده ميشوند فيلترهاي Hanning ، Hamming، Shepp-logan ,Parzen همگي فيلترهاي پايينگذر هستند چرا كه ساختارهاي با فركانس پايين را نگه داشته درحاليكه نويز با فركانس بالا را حذف ميكنند. همگي آنها با يك فرمول ثابت با فركانس قطع انتخابي كاربر - vc، فركانسي است كه در آن فيلتر دامنه را به ميزان ٧٠٧/٠ ميكاهد - تعريف مي-شوند . تابع انتقال فيلتر بالاگذر Butter worth از مرتبه n و با منحني فركانس قطع به فاصله از مبدأ با رابطه - ١ - تعريف مي شود كه با معادله D - u,v - = - u2+v2 - 1/2 داده ميشود. شكلهاي ٢ و ٣ نماي پرسپكتيو و مقطع عرضي تابع را نشان مي-دهد.
در اين تحقيق جهت شبيهسازي قلب و بافتهاي اطراف آن از شكل - ٢ - : نماي پرسپكتيو و مقطع عرضي شعاعي
فانتوم قلب استفاده شده است. در مطالعات انساني بدليل جذب مربوط به فيلتر پايينگذرادهآل به ازاي پرتوها، كنتراست تصوير و نيز كاهش نويز تصوير به ميزان كاملاً چشمگيري بهبود مييابد - شكل٧ -
شكل - ٣ - : نماي پرسپكتيو و مقطع عرضي شعاعي مربوط به فيلتر پايينگذر فيلتر پايينگذرButterworth به ازاي n=1
شكل - ٤ - : فيلتر Butter worth با مرتبه ها و نظر گرفتن اثر بافتهاي اطراف قلب - حالت واقعي - و بدون اعمال
فركانس هاي مختلف.
شكل - ٥ - تصوير فيلتر شده فانتوم با در نظر گرفتن اثر بافتهاي اطراف قلب - الف - Hamming - ب - Hanning - ج - Ramp - د - Butterworth
شكل - ٦ - : تأثير تصحيح اثر تضعيف پرتوها برتصاوير فانتوم قلب با در
فيلتر پايين گذر
در اين تحقيق فيلترهاي Butterworth، Ramp، Hanning و Hamming براي كاهش نويز تصاوير استفاده شدند . جهت دستيابي به بهترين تصوير فيلترButterworth در فركانسهاي قطع متفاوت و مرتبه مختلف مورد آزمايش قرار گرفت كه نتايج بهترين حالت كه براي فركانس قطع = ١٥/٠ ، مرتبه = ٤ ميباشد در بخش نتايج آمده است.
شكل - ٧ - : تأثير فيلتر Butter worth برتصاوير فانتوم قلب با در نظر گرفتن اثر بافتهاي اطراف قلب - حالت واقعي - و پس از اعمال روش تصحيح اثر تضعيف پرتوها.
نتيجهگيري و بحث
به هنگام استفاده از فيلترهاي پايينگذر Hanning - ، Hamming، Ramp، - Butterworthتصوير تا حدودي بهبود مي- يابد اما همچنان از كنتراست خوبي برخوردار نيست و داراي خطاي تارشدگي در بعضي از نواحي ميباشد - شكل٥ - .
