Noise equivalent quanta a detective quantum efficiency

Obsahem tohoto článku je popis dalších dvou veličin, kterými lze popsat kvalitu obrazu pro daný digitální detektor. Již probranými veličinami pro popis kvality obrazu jsou modulační přenosová funkce MTF a noise power spectrum NPS.

Noise equivalent quanta NEQ (česky snad možné přeložit jako počet ekvivalentních kvant šumu) udává minimální počet kvant potřebný pro získání dané hodnoty SNR. NEQ tedy udává, kolika kvant rentgenových (rtg) fotonů je daný obraz hoden. Jinak lze říct, že NEQ popisuje, jak dobře by byly nízko-kontrastní struktury detekovány v obraze s limitní homogenní hodnotou šumu ideálním pozorovatelem, což může být převedeno na detekci obecným pozorovatelem za specifických podmínek. NEQ lze stanovit ze vztahu (1):

NEQ_eqkde LAS je signál z velké plochy, MTF(u) je modulační přenosová funkce pro určitou frekvenci a NPS(u) je noise power spectrum pro danou frekvenci u.

Další z parametrů, který s NEQ velmi úzce souvisí, je detective quantum efficiency DQE, jejíž název je možné přeložit jako detekční kvantová účinnost. DQE udává, jak efektivně může daný zobrazovací systém produkovat obraz s určitou hodnotou SNR vzhledem k ideálnímu detektoru.

Známe-li počet rtg fotonů q, které  přispěly k tvorbě obrazu (počet fotonů, které dopadli na detektor), známe „cenu“ obrazu z hlediska počtu kvant rtg fotonů. Zjednodušeně pak lze říci, že je DQE je rovno poměru počtu rtg kvant fotonů, kolika je obraz hoden, a počtu NEQ kvant rtg fotonů, které přispěly k tvrobě obrazu. DQE je možné za předpokladu, že se šum v obraze řídí Poissonovým rozdělením, stanovit ze vztahu (2):

DQE_eqDQE však lze také stanovit ze vzorce (3):

DQE_eq_2kde SNRout je poměr signál/šum na výstupu detektoru a SNRin na vstupu detektoru. Tento vztah vyjadřuje schopnost detektoru přenést obraz s určitým šumem ze vstupu na výstup.

DQE má několik výhod, ale i nevýhod:

Výhody DQE:

  • DQE popisuje efektivitu samotného detektoru, i když pro samotný popis efektivity detektoru se jako vhodnější zdá NEQ
  • DQE obsahuje informaci o šumu a ostrosti a taktéž říká, co může být viditelné v obraze

Nevýhody DQE:

  • DQE samotná zahrnuje presampled MTF, tj. MTF bez aliasingu, ale NPS aliasing zahrnuje, DQE je pak tedy mix
  • DQE nepopisuje celý zobrazovací systém jako celek, ale pouze efektivitu detektoru
  • DQE neobsahuje žádné informace o kontrastu v obraze

Použitá literatura:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Detective_quantum_efficiency
[2] Mackenzie A. Přednášky z projektu EUTEMPE-RX. Module 07 – Optimization of X-ray imaging using standard and innovative techniques. 20.-23.10.2015, Guildford, UK

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *