Effect of scatter correction on quantitative cardiac perfusionspect studies: A Monte Carlo study
Saçılma düzeltmesinin kantitatif kardiyak perfüzyon spect çalışmalarına etkisi: Bir Monte Carlo çalışması
- Tez No: 964676
- Danışmanlar: Prof. Dr. ALBERT GÜVENİŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Radyoloji ve Nükleer Tıp, Radiology and Nuclear Medicine
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nükleer Tıp Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 123
Özet
Bu tez, simülasyona dayalı bir yaklaşımla kantitatif miyokard perfüzyon SPECT görüntülemede saçılma düzeltme (SC) tekniklerinin görüntü kalitesi üzerindeki etkisini incelemektedir. SIMIND Monte Carlo programı ve 4D XCAT fantomu kullanılarak, kalp döngüsünün farklı evrelerini temsil eden sekiz dinamik çerçeve için projeksiyon verileri oluşturulmuştur. Çalışmada, yaygın olarak kullanılan iki saçılma düzeltme yöntemi sistematik olarak değerlendirilmiştir: İkili Enerji Penceresi (DEW, k = 0.5) ve Üçlü Enerji Penceresi (TEW); bu yöntemler, farklı fotopeak pencere genişliklerinde (2, 4 ve 6 keV) ve konfigürasyonlarında (örtüşen ve örtüşmeyen) uygulanmıştır. Görüntüler, OSEM algoritması ile CASTOR yazılımı kullanılarak, üç farklı yeniden yapılandırma koşulunda elde edilmiştir: düzeltmesiz (UC), yalnızca saçılma düzeltmeli (SC) ve hem attenüasyon hem saçılma düzeltmeli (ACSC). Attenüasyon haritaları SIMIND tarafından elde edilmiştir. Kantitatif görüntü analizi dört metrik üzerine odaklanmıştır: sinyal-gürültü oranı (SNR), kontrast-gürültü oranı (CNR), defekt kontrastı ve arka planla göreli gürültü (RNB). Verilerin normal dağılmaması nedeniyle istatistiksel analizlerde parametrik olmayan testler (Friedman ve Wilcoxon işaretli sıra testleri) kullanılmıştır. Sonuçlar, ACSC'nin tüm konfigürasyonlar boyunca CNR, SNR ve defekt kontrastında en yüksek değerlere ulaştığını ve SC ile UC'ye kıyasla üstünlüğünü doğruladığını göstermektedir. Özellikle, yalnızca SC uygulandığında görüntü gürültüsünün azaldığı, ancak UC'ye kıyasla defekt kontrastının da düştüğü gözlemlenmiştir; bu durum, attenüasyon düzeltmesi olmadan uygulandığında bir denge kaybı olabileceğini göstermektedir. Fotopeak pencere genişliği ve örtüşme konfigürasyonlarının görüntü kalitesi metrikleri üzerindeki etkisi minimal olup, istatistiksel olarak anlamlı bir iyileşme gözlenmemiştir. Ayrıca, DEW ve TEW yöntemleri arasındaki karşılaştırmalar çoğu görüntü kalitesi metriğinde anlamlı farklar göstermemiştir; bu da her iki yöntemin benzer performans sağladığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis explores the effect of scatter correction (SC) techniques on image quality in quantitative myocardial perfusion SPECT imaging through a simulation-based approach. Using the SIMIND Monte Carlo program and the 4D XCAT phantom, projection data were generated for eight dynamic frames representing different phases of the cardiac cycle. The study systematically evaluated two common scatter correction methods: Dual Energy Window (DEW, with k = 0.5) and Triple Energy Window (TEW), applied across various photopeak window widths (2, 4, and 6 keV) and configurations (overlapped and non-overlapped). Images were reconstructed using the CASTOR software with the OSEM algorithm, including three reconstruction conditions: uncorrected (UC), scatter corrected (SC), and both attenuation and scatter corrected (ACSC), with attenuation maps derived from SIMIND. Quantitative image analysis focused on four metrics: signalto-noise ratio (SNR), contrast-to-noise ratio (CNR), defect contrast, and relative noise to background (RNB). Non-parametric statistical tests (Friedman and Wilcoxon signedrank tests) were used due to non-normal data distributions. Results demonstrated that ACSC consistently achieved the highest values in CNR, SNR, and defect contrast across all configurations, confirming its superiority over SC and UC. Notably, SC alone reduced image noise but also led to lower defect contrast compared to UC, indicating a potential trade-off when applied without attenuation correction. The influence of photopeak window width and overlap configuration on image quality metrics was minimal, with no statistically significant improvements observed. Furthermore, comparison between DEW and TEW methods revealed no significant differences in most image quality metrics, suggesting both methods yield comparable performance.
Benzer Tezler
- Comparative analysis of OSEM parameters for cardiac SPECT imaging across multiple camera brands: A monte carlo study
Çoklu kamera markaları arasında kardiyak SPECT görüntülemesi için OSEM parametrelerinin karşılaştırmalı analizi: Bir monte carlo çalışması
GHASSAN E. I. ABOJAYAB
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik BilimleriBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. ALBERT GÜVENİŞ
- Nükleer görüntülemede spektral analize dayalı compton saçılması düzeltme yöntemleri
Compton scatter correction methods based on spectral analysis in nuclear imaging
KAMİL KÖSEOĞLU
Doktora
Türkçe
2001
Nükleer MühendislikEge ÜniversitesiNükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. GÜNSELİ YAPRAK
- Improving the quantification accuracy of Tc-99m mibi dual-phase parathyroid SPECT/ct: Amonte carlo simulation study
Tc-99m mıbı iki aşamalı paratroit SPECT/ct'nin kuantitatif doğruluğunun artırılması: Bir monte carlo simülasyon çalışması
BAHADIR AYTAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Radyoloji ve Nükleer TıpBoğaziçi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALBERT GÜVENİŞ
- İnternal radyonüklid tedavisinde organ doz hesaplama parametrelerinin optimizasyonu
Optimization of organ dose calculation parameters in internal radionuclide treatment
BİLAL KOVAN
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BAYRAM DEMİR
PROF. DR. CÜNEYT TÜRKMEN
- XRS'le yapılan analizlerde gözlenen temel sayma,escape,pile-up, satellite ve saçılma piklerinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
RIDVAN DURAK
Doktora
Türkçe
1993
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. YUSUF ŞAHİN