The purpose of this study is prove the effectiveness of an energy subtraction image for the detection of pulmonary nodules and the effectiveness of multi-resolutional filter on an energy subtraction image to detect pulmonary nodules. Also we study influential factors to the accuracy of detection of pulmonary nodules from viewpoints of types of images, types of digital filters and types of evaluation methods. As one type of images, we select an energy subtraction image, which removes bones such as ribs from the conventional X-ray image by utilizing the difference of X-ray absorption ratios at different energy between bones and soft tissue. Here we select two evaluation methods and make clear the effectiveness of multi-resolutional filter on an energy subtraction image.
We have designed X-ray detection system and multi-channel data acquisition system for Spiral CT application. X-ray detection system consists of scintillator and photodiode. Scintillator converts X-ray into visible light. Photodiode converts visible light into electrical signal. The multi-channel data acquisition system consists of analog, digital, master and backplane board. Analog board detects electrical signal and amplifies signal by 140dB. Digital board consists of MUX(Multiplex) which routes multi-channel analog signal to preamplifier, and ADC(Analog to Digital Converter) which converts analog signal into digital signal. Master board supplies the synchronized clock and transmits the digital data to image reconstructor. Backplane provides electrical power, analog output and clock signal. The system converts the projected X-ray signal over the detector array with large gain, samples the data in each channel sequentially, and the sampled data are transmitted to host computer in a given time frame. To meet the timing limitation, this system is very flexible since it is implemented by FPGA(Field Programmable Gate Array). This system must have a high-speed operation with low noise and high SNR(signal to noise ratio), wide dynamic range to get a high resolution image.
본 논문에서는 디지털 의료 영상 및 진단 분야 그리고 산업용으로도 활용 가능한 싱글 포톤 계수형 영상센서를 $0.18{\mu}m$ triple-well CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 공정을 사용하여 설계하였다. 설계된 Readout 칩용 싱글 픽셀은 디지털 X-ray 이미지 센서모듈을 간단화 하기 위해 단일 전원전압을 사용하였으며, Preamplifier의 출력 전압인 signal voltage(${\Delta}Vs$)를 크게 하기 위해 Folded Cascode CMOS OP amp를 이용한 Preamplifier를 설계하였으며, 기존의 Readout 칩 외부에서 인가하던 threshold voltage를 Readout 칩 내부에서 생성해 줄 수 있도록 Externally Tunable Threshold Voltage Generator 회로를 새롭게 제안하였다. 그리고, Photo Diode에서 발생하는 Dark Current Noise를 제거하기 위한 Dark Current Compensation 회로를 제안하였으며, 고속 counting이 가능하고, layout 면적이 작은 15bit LFSR(Linear Feedback Shift Resister) Counter를 설계하였다.
There has recently been a great deal of interest in amorphous selenium for application of digital x-ray image sensor. The initial number of the electron-hole induced by interaction a-Se with x-ray photons and the collection efficiency to surface of generated charges are important parameters for x-ray sensitivity of the a-Se. Therefore, in this paper, we analyzed that thickness of a-Se film and electric field is affected on the initial number of electron-hole and the collection efficiency. The experimental value of x-ray induced charge about the various thickness and the electric field is compared with estimated absorbed energy through MCNP 4C code to analyze the mechanism x-ray induced signal of a-Se. The experimental results showed that the electric field depends on initial escape coefficient and the thickness depends on collection coefficient than escape efficient.
X-선 영상에서 필터를 통한 여과의 역할은 영상 형성에 유용한 광자를 이용해 환자의 피폭량을 낮춤과 동시에 영상의 대조도를 높이는 것이다. 영상을 형성하는 데 있어서 저에너지 X-선은 환자 조직의 최초 몇 cm 부위에서 흡수되고 고에너지 부분만을 통과하여 형성되므로, 방사선 여과는 여과물질을 삽입하여 저에너지 X-선을 여과물질로 하여금 흡수시켜 환자의 피폭량을 낮추고 영상의 질을 높인다. 본 연구의 목적은 시뮬레이션을 통해 이상적인 환경에서 부가 필터가 방사선 영상 촬영 시 영상의 화질에 미치는 영향을 확인하고, 실제 방사선 영상을 촬영할 경우와 비교하는 것이다. 이를 위해 시뮬레이션 프로그램인 Geant4 Application for Tomographic Emission (GATE)를 이용해 Polymethylmethacrylate (PMMA) Phantom의 실제 크기, 모양과 재질을 모사하고 부가 필터의 사용유무 및 필터의 두께에 따른 촬영 조건을 설정하여 시뮬레이션 결과 영상을 얻어냈다. 또한, Digital Radiography (DR)장비로 실제 PMMA Phantom을 필터가 없는 경우와 필터가 있을 때 그 두께를 변화시키며 촬영했다. 시뮬레이션의 결과 영상과 실제 실험을 통해 얻은 영상을 각각 Image J 프로그램을 이용해 Contrast-to-noise ratio (CNR) 평가를 실행한 뒤, 시뮬레이션 결과 영상과 최종적으로 도출된 두 영상의 변화 추이를 비교 측정했다. 실험 결과 DR장비와 시뮬레이션 영상 모두 CNR이 감소하는 추세를 보였으며, 이는 결국 영상에서의 대조도 감소로 인해 나타난 결과였다. 이론적으로 관전압 (kVp)이 증가하면 대조도가 감소하고, 이를 통해보았을 때 필터는 저에너지부의 X-선을 흡수하면서 전체적인 선량을 감소시키지만, X-선의 평균에너지를 증가시키는 역할을 한다는 것을 알아볼 수 있었다.
Digital radiographic systems allow the implementation of a fully digital picture archiving and communication system (PACS), and provide the greater dynamic range of digital detectors with possible reduction of X-ray exposure to the patient. This article reviewed the basic physical principles of digital radiographic imaging system in dental clinics generally. Digital radiography can be divided into computed radiography (CR) and direct radiography (DR). CR systems acquire digital images using phosphor storage plates (PSP) with a separate image readout process. On the other hand, DR systems convert X-rays into electrical charges by means of a direct readout process. DR systems can be further divided into direct and indirect conversion systems depending on the type of X-ray conversion. While a direct conversion requires a photoconductor that converts X-ray photons into electrical charges directly, in an indirect conversion, lightsensitive sensors such as CCD or a flat-panel detector convert visible light, proportional to the incident X-ray energy by a scintillator, into electrical charges. Indirect conversion sensors using CCD or CMOS without lens-coupling are used in intraoral radiography. CR system using PSP is mainly used in extraoral radiographic system and a linear array CCD or CR sensors, in panoramic system. Currently, the digital radiographic system is an important subject in the dental field. Most studies reported that no significant difference in diagnostic performance was found between the digital and conventional systems. To accept advances in technology and utilize benefits provided by the systems, the continuous feedback between doctors and manufacturers is essential.
X-ray filmed data converted by Image digitizer were processed through the digital computer for edge detections. Sobel operator with the high-pass and the low-pass filtering of the histogram of the images were applied to this work and 3 examples were processed.
DR (Digital Radiography) system will be the best candidate for next generation x-ray diagnosis system. DR system will replace x-ray film by computer monitor and provide various merits like reduced processing time, easy recording, remote diagnosis and etc. In this paper, we propose the pre-processing algorithm which is designed to compensate dead and defected pixel for x-ray detector panel. We also designed DSP(Digital Signal Processor) based DR image processing board for real-time processing of suggested algorithm.
본 연구에서는 현대인의 대표적 발 질환 중 하나인 무지외반증의 증상정도 자동 분류 알고리즘 개발에 대한 연구를 수행하였다. 무지외반증의 치료 및 수술을 위한 기존 아날로그적 진단법이 아닌 디지털 영상처리기법을 사용함으로써 효과적인 자동화 진단법을 제시하였다. 이를 위해 본 연구에서는 각각 정상인과 무지외반증 환자의 X-Ray 영상을 이용하였다. 우선 정상인의 X-Ray 영상에 정상 각도를 오버랩과 애드 방법을 통하여 기준각도를 표시한 후, 윤곽선 검출 알고리즘인 로버츠 필터와 세선화 작업을 거쳐 통칭 정상인 기준 영상을 만들었다. 그리고 진단할 환자의 X-Ray 영상에 윤곽선 검출 알고리즘인 소벨 필터를 거쳐 환자 영상을 만들어 앞서 언급한 정상인 기준 영상과 오버랩과 애드 방법을 통하여 디스플레이 출력 영상을 구현하였다. 디스플레이 출력 영상을 이용하여 무지외반증 진단 각도를 측정하여 화면에 디스플레이 함으로써 기존의 아날로그적 진단법에서 탈피한 디지털적 영상처리 진단법을 제시하였으며 그 실용성과 타 정형외적 질환의 응용성을 확인하였다.
Namwoo Kim;Taeyoung Um;Hyun Tae Leem;Bon Tack Koo;Kyuseok Kim;Kyu Bom Kim
Nuclear Engineering and Technology
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제55권2호
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pp.655-668
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2023
In radiography, an antiscatter grid is a well-known device for eliminating unexpected x-ray scatter. We investigate a new stationary grid artifact suppression method based on a nonsubsampled contourlet transform (NSCT) incorporated with Gaussian band-pass filtering. The proposed method has an advantage that extracts the Moiré components while minimizing the loss of image information and apply the prior information of Moiré component positions in multi-decomposition sub-band images. We implemented the proposed algorithm and performed a simulation and an experiment to demonstrate its viability. We did this experiment using an x-ray tube (M-113T, Varian, focal spot size: 0.1 mm), a flat-panel detector (ROSE-M Sensor, Aspenstate, pixel dimension: 3032 × 3800 pixels, pixel size: 0.076 mm), and carbon graphite-interspaced grids (JPI Healthcare, 18 cm × 24 cm, line density: 103 LP/inch and 150 LP/inch, ratio: 5:1, focal distance: 65 cm). Our results indicate that the proposed method successfully suppressed grid artifacts by reducing them without either reducing the spatial resolution or causing negative side effects. Consequently, we anticipate that the proposed method can improve image acquisition in a stationary grid x-ray system as well as in extended x-ray imaging.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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