6.6 .1Giới thiệu
6.3 ỨNG DỤNG NGUỒN NĂNG LƯỢNG KÉP
6.3.1 Giới thiệu
Ứng dụng của nguồn năng lượng kép (dual-energy - DE) trong kỹ thuật trừ ảnh của chụp X-quang vú đã được đánh giá trong rất nhiều nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm (Johns et al 1985, Johns and Yaffe 1985, Chakraborty and Barnes 1989, Boone 1991, Brettle and Cowen 1994, Lemacks et al 2002, Bliznakova et al 2006, Kamarianakis et al 2009, Carton et al 2010) và số ca lâm sàng được DE hỗ trợ so với Xquang vú thường quy được cải thiện hơn về trực quan (Asaga et al 1987, Asaga et al 1995, Lewin et al 2003). Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá năng lượng kép trong chụp nhũ ảnh ba chiều (DU-BT) sử dụng bức xạ synchrotron về tiềm năng phát hiện và biểu thị tốt hơn đặc điểm của các cấu trúc có độ tương phản thấp giả các thương tổn ở vú. Với mục đích so sánh trực tiếp giữa BT, DE-BT và phép chiếu đơn tại mức năng lượng của BT ứng dụng đã được thực hiện.
6.3.2 Vật liệu và phương pháp
Nghiên cứu thử nghiệm được thực hiện sử dụng phantom MAMMAX với độ dày tương ứng với 4.3 cm bộ ngực được nén với trung bình 50% mơ mỡ và 50% mô tuyến. Với DU-BT, tập 9 phép chiếu ảnh chụp tại 17keV và 27keV với cung thu ảnh 32 độ được lấy tại beamline SYRMEP ở ELETTRA Synchrotron Light Laboratory, Trieste, Italy. Cho ứng dụng của BT, 9 phép chiếu trong cung 32 độ được lấy tại 17keV. Tổng MGD được đặt tương ứng ở 4.3mGy và 2.5mGy. Với mục đích so sánh, mặt phẳng ảnh được lấy ở 17keV với MGD 2.5mGy cũng được sử dụng. Thuật toán tái cấu trúc là MPA.
Phép chiếu năng lượng kép được thực hiện và có hệ số nặng là R được tính tốn lý thuyết như mơ tả trong phân tích (Bliznakova et al 2006) bởi biểu thức:
DE = ln N H − R ⋅ln N L với R =
Với N H, N L, , là photon hấp thụ tại detector và hệ số suy giảm tuyến tính cho truyến vú tương ứng tại năng lượng thấp và cao.
Công thức lý thuyết của R cũng được chấp nhận trong thực nghiệm. Với mục đích của nghiên cứu, các giá trị khác nhau trong khoảng R=0.2:2 với bước nhảy 0.1 được sử dụng và đánh giá.
Chất lượng hình ảnh được đánh giá cho 6mm khối u độ tương phản thấp hiển thị và định lượng hai giá trị CNR và C. Thêm vào đó hai hệ số chất lượng được sử dụng là quan hệ của CNR đến liều (CNR-to-dose) và tương phản đến liều (Contrast-to-dose).
6.3.3 Kết quả và kết luận
Kết quả từ nghiên cứu này cho biết khả năng vượt trội của BT so với phép chiếu đơn với khối u 6mm. Mặt phẳng hình ảnh 2D của phantom được mơ tả trong hình 6.15a trong khi chụp nhũ ảnh ba chiều với cùng phantom đó tái cấu trúc với BT và DU-BT được mơ tả tương ứng trong hình 6.15b và 6.15c.
Fig. 6.15. MAMMAX phantom: (a) 2D planar image (b) BT and (c) DE_BT tomograms of the slice with the low-contrast feature in-focus.
Trên hình ảnh phẳng, các khối u có độ tương phản thấp khơng thể phân biệt được trên các mơ chồng chất lên nhau, trong khi nó có thể thấy khá rõ với hình ảnh ba chiều, đặc biệt với cơng nghệ xóa nền năng lượng kép (DE-BT). Sau đó, khi tối ưu xấp xỉ nhân tố R, kết quả cho chất lượng hình ảnh tốt hơn so với BT thơng thường. Giá trị của nhân tố R theo tính tốn lý thuyết (cơng thức 6.2) được xác định bằng 0.7 cũng được kiểm chứng trong thực nghiệm.
Đồ thị trong hình 6.16 đại diện cho kết quả Contrast-to-dose cho cả hai phương pháp. Với R=0.7, tất cả các hệ số chất lượng tiến đến giá trị cao nhất, biểu thị chất lượng hình ảnh đẹp hơn với phép chiếu năng lượng kép. Tất cả các hệ số chất lượng được tổng hợp trong bảng 6.4.
8 7 6 5 4 3 2 1 0
0,2 0,30,40,50,6 0,70,80,91,0 1,11,21,31,4 1,5
R
Fig. 6.16. Contrast-to-dose values for different weighting factors R in case of BT and DE_BT.
Table 6.4. CNR, C, CNR-to-dose and Contrast-to-dose values for DE_BT and BT
CNR C
/√ /√
DE_BT 0.20 14.05 0.10 6.77
BT 0.16 3.02 0.10 1.91
Đánh giá số lượng cho thấy ưu điểm của chụp nhũ ảnh ba chiều ứng dụng kết hợp với năng lượng kép (hình 6.15). Đặc biệt Contrast-to-dose cao hơn 3 lần với DE-BT so với chụp nhũ ảnh ba chiều thường quy (bảng 6.4).