The regular quality assurance (RQA) of X-ray images is essential for maintaining a high accuracy of diagnosis. This study was to evaluate the modulation transfer function (MTF), the noise power spectrum (NPS), and the detective quantum efficiency (DQE) of a computed radiography (CR) system for various periods of use from 2006 to 2015. We measured the pre-sampling MTF using the edge method and RQA 5 based on commission standard international electro-technical commission (IEC). The spatial frequencies corresponding to the 50% MTF for the CR systems in 2006, 2009, 2012 and 2015 were 1.54, 1.14, 1.12, and $1.38mm^{-1}$, respectively and the10% MTF for 2006, 2009, 2012, and 2015 were 2.68, 2.44, 2.44, and $2.46mm^{-1}$, respectively. In the NPS results, the CR systems showed the best noise distribution in 2006, and with the quality of distributions in the order of 2015, 2009, and 2012. At peak DQE and DQE at $1mm^{-1}$, the CR systems showed the best efficiency in 2006, and showed better efficiency in order of 2015, 2009, and 2012. Because the eraser lamp in the CR systems was replaced, the image quality in 2015 was superior to those in 2009 and 2012. This study can be incorporated into used in clinical QA requiring performance and evaluation of the performance of the CR systems.
For the use of Indirect-conversion CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) detectors for digital x-ray radiography and their better designs, we have theoretically evaluated the spatial-frequency-dependent detective quantum efficiency (DQE) using the cascaded linear-systems transfer theory. In order to validate the developed model, the DQE was experimentally determined by the measured modulation-transfer function (MTF) and noise-power spectrum, and the estimated incident x-ray fluence under the mammography beam quality of W/Al. From the comparison between the theoretical and experimental DQEs, the overall tendencies were well agreed. Based on the developed model, we have investigated the DQEs values with respect to various design parameters of the CMOS x-ray detector such as phosphor quantum efficiency, Swank noise, photodiode quantum efficiency and the MTF of various scintillator screens. This theoretical approach is very useful tool for the understanding of the developed imaging systems as well as helpful for the better design or optimization for new development.
The purpose of this study is to evaluate and compare the quality of digital X-ray imaging system. The image quality evaluation was conducted By using Modulation transfer function indicating the quantitative resolution of the image and the noise power spectrum showing the noise characteristics. Using a IEC61267 radiation quality was applied to the geometry to be used in clinical and geometry presented in IEC62220-1 and Additional filter, grid, the clinical dose and the MTF value of edge phantom was measured. Result of the MTF corresponding to each item(Grid, Filter, SID, kVp, mAs), the clinical condition 100cm, 180cm, measurements of the spatial frequency of the MTF IEC62220-1Geometry 150cm became similarly apparent, rather spatial frequency was also the case high in clinical conditions 100cm. NPS results, as the dose(mAs) is increased, NPS showed that reduced. The image quality evaluation using IEC61267 the Radiation quality, Image quality of the video using the clinical conditions Geometry than image quality evaluation using IEC62220-1Geometry was better. It shows that MTF and NPC in IEC and clinical condition were not significantly different. In order to apply the evaluation method of image quality applied with clinical conditions rather than the future method, to be presented evaluation of IEC standard, based on the results of the image characterization studies in this paper, the methods that shows good quality of spatial resolution and decrease NPS value as the least dose, used suitable parameters for whether or not using added filter, grid, change SID and clinical quality(kVp), dose(mAs) etc should be found. then It is believed to be able to properly maintain the actual quality of the image of the digital radiographic imaging system in clinical.
Park, Ji-Koon;Kang, Sang-Sik;Cho, Sung-Ho;Shin, Jung-Wook;Kim, So-Yeong;Son, Dae-Woong;Nam, Sang-Hee
Journal of Biomedical Engineering Research
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v.28
no.2
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pp.300-305
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2007
In this study, we have studied the fabrication and the performance evaluation of digital radiation detector of the based on selenium (a-Se) prototype which is widely researched about recently. The detector was fabricated using amorphous selenium in the specification of active area size $7{\times}8.5"$, pixel pitch $139{\mu}m$, and 12 bit ADC. In order for the performance evaluation of the fabricated detector, we used radiation quality RQA 5 that is suggested by the International Electrotechnical Commission (IEC), and evaluated modulation transfer function (MTF), noise power spectrum (NPS), and detective quantum efficiency (DQE). Concerning MTF measurement, we used slit camera (Nuclear Associates, Model : 07-624-2222), and evaluated in the slit method. Also so as to compare the performance evaluation on the detector fabricated in this study, we used Hologic Direct-Ray (DR-1000) and GE Revolution XQ/I system, and evaluated and compared in the same method MTF, NPS, and DQE which are image quality factors. And as a result, the MTF of each detector In Nyquist frequency were evaluated to be 58% (at 3.5 lp/mm) in the case of DR-1000 and 65% (at 2.5 lp/mm) in the case of XQ/I, and that for the detector fabricated in this study was evaluated to be 36% (at 3.51 lp/mm). Also in the case of DQE(0), the detector fabricated in this study, DR-1000 of Hologic company, and XQ/I system of GE company respectively were evaluated as 36%, 32%, and 50%.
With recent advancement of the medical imaging systems and picture archiving and communication system (PACS), installation of digital radiography has been accelerated over past few years. Moreover, Computed Radiography (CR) which was well established for the foundation of digital x-ray imaging systems at low cost was widely used for clinical applications. This study analyzes imaging characteristics for two systems with different pixel sizes through the Modulation Transfer Function (MTF), Noise Power Spectrum (NPS) and Detective Quantum Efficiency (DQE). In addition, influence of radiation dose to the imaging characteristics was also measured by quantitative assessment. A standard beam quality RQA5 based on an international electro-technical commission (IEC) standard was used to perform the x-ray imaging studies. For the results, the spatial resolution based on MTF at 10% for Agfa CR system with I.P size of $8{\times}10$ inches and $14{\times}17$ inches was measured as 3.9 cycles/mm and 2.8 cycles/mm, respectively. The spatial resolution based on MTF at 10% for Fuji CR system with I.P size of $8{\times}10$ inches and $14{\times}17$ inches was measured as 3.4 cycles/mm and 3.2 cycles/mm, respectively. There was difference in the spatial resolution for $14{\times}17$ inches, although radiation dose does not effect to the MTF. The NPS of the Agfa CR system shows similar results for different pixel size between $100{\mu}m$ for $8{\times}10$ inch I.P and $150{\mu}m$ for $14{\times}17$ inch I.P. For both systems, the results show better NPS for increased radiation dose due to increasing number of photons. DQE of the Agfa CR system for $8{\times}10$ inch I.P and $14{\times}17$ inch I.P resulted in 11% and 8.8% at 1.5 cycles/mm, respectively. Both systems show that the higher level of radiation dose would lead to the worse DQE efficiency. Measuring DQE for multiple factors of imaging characteristics plays very important role in determining efficiency of equipment and reducing radiation dose for the patients. In conclusion, the results of this study could be used as a baseline to optimize imaging systems and their imaging characteristics by measuring MTF, NPS, and DQE for different level of radiation dose.
It is possible to do not use the Image Plate for a long time in the clinic. for the acquisition of reliable images the decommissioning process is very important. In this study, we would like to look at complex noises that may occur during Image Plate use depending on the frequency and time of day. first, we got the image from computer radiography. second, We calculate the noise changes using Peak Signal to Noise Ratio(PSNR) and Noise Power Spectrum(NPS). finally, we suggest that remove the noise from the IP for more than 4 hours. and It turned out to be better to remove the noise more than once. this study will be a quantitative reference for Image Plate management and use in the clinical trial.
Kim, Ye-Seul;Park, Hye-Suk;Park, Su-Jin;Kim, Hee-Joung
Progress in Medical Physics
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v.23
no.1
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pp.26-32
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2012
The magnification technique has recently become popular in bone radiography, mammography and other diagnostic examination. However, because of the finite size of X-ray focal spot, the magnification influences various imaging properties with resolution, noise and contrast. The purpose of study is to investigate the influence of magnification and focal spot size on digital imaging system using eDQE (effective detective quantum efficiency). Effective DQE is a metric reflecting overall system response including focal spot blur, magnification, scatter and grid response. The adult chest phantom employed in the Food and Drug Administration (FDA) was used to derive eDQE from eMTF (effective modulation transfer function), eNPS (effective noise power spectrum), scatter fraction and transmission fraction. According to results, spatial frequencies that eMTF is 10% with the magnification factor of 1.2, 1.4, 1.6, 1.8 and 2.0 are 2.76, 2.21, 1.78, 1.49 and 1.26 lp/mm respectively using small focal spot. The spatial frequencies that eMTF is 10% with the magnification factor of 1.2, 1.4, 1.6, 1.8 and 2.0 are 2.21, 1.66, 1.25, 0.93 and 0.73 lp/mm respectively using large focal spot. The eMTFs and eDQEs decreases with increasing magnification factor. Although there are no significant differences with focal spot size on eDQE (0), the eDQEs drops more sharply with large focal spot than small focal spot. The magnification imaging can enlarge the small size lesion and improve the contrast due to decrease of effective noise and scatter with air-gap effect. The enlargement of the image size can be helpful for visual detection of small image. However, focal spot blurring caused by finite size of focal spot shows more significant impact on spatial resolution than the improvement of other metrics resulted by magnification effect. Based on these results, appropriate magnification factor and focal spot size should be established to perform magnification imaging with digital radiography system.
Park, Ji-Koon;Jun, Je-Hoon;Yang, Sung-Woo;Kim, Kyo-Tae;Choi, Il-Hong;Kang, Sang-Sik
Journal of the Korean Society of Radiology
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v.11
no.7
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pp.663-669
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2017
In diagnostic medical imaging, it is essential to reduce the scattered radiation for the high medical image quality and low patient dose. Therefore, in this study, the influence of the scattered radiation on medical images was analyzed as the tube voltage increases. For this purpose, ANSI chest phantom was used to measure the scattering ratio, and the scattering effect on the image quality was investigated by RMS evaluation, RSD and NPS analysis. It was found that the scattering ratio with increasing x-ray tube voltage gradually increased to 48.8% at 73 kV tube voltage and to 80.1% at 93 kV tube voltage. As a result of RMS analysis for evaluating the image quality, RMS value according to increase of tube voltage was increased, resulting in low image quality. Also, the NPS value at 2.5 lp/mm spatial frequency was increased by 20% when the tube voltage was increased by 93 kV compared to the tube voltage of 73 kV. From this study, it can be seen that the scattering radiation have a significant effect on the image quality according to the increase of x-ray tube voltage. The results of this study can be used as basic data for the improvement of medical imaging quality.
in this study, we developed a Monte Carlo imaging simulation code written by the visual C$\^$++/ programing language for design optimization of a digital X-ray imaging system. As a digital X-ray imaging system, we considered a Gd$_2$O$_2$S(Tb) scintillator and a photosensor array, and included a 2D parallel grid to simulate general test renditions. The interactions between X-ray beams and the system structure, the behavior of lights generated in the scintillator, and their collection in the photosensor array were simulated by using the Monte Carlo method. The scintillator thickness and the photosensor array pitch were assumed to 66$\mu\textrm{m}$ and 48$\mu\textrm{m}$, respertively, and the pixel format was set to 256 x 256. Using the code, we obtained X-ray images under various simulation conditions, and evaluated their image qualities through the calculations of SNR (signal-to-noise ratio), MTF (modulation transfer function), NPS (noise power spectrum), DQE (detective quantum efficiency). The image simulation code developed in this study can be applied effectively for a variety of digital X-ray imaging systems for their design optimization on various design parameters.
In the computerized tomography(CT), various filters are using in the reconstruction algorithm to reduce or eliminate the artifacts which are intrinsically induced by the imperfection of mathematical methods for reconstruction, lack of real informations about anatomic structures in the projection image, errors in data acquisition and so on. Hann filter was used to evaluate the filter effects on the elimination of reconstruction artifact in the CT image. The quantitative study was done by changing cut-off frequency of Hann filter from 0.1 to 0.9 with frequency increasement by 0.2. NPS analysis was fulfilled for the quantitative evaluation of filter effect.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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