Tomosentez İçin İki Farklı Işın İzleme Algoritmasının Karşılaştırılması

Abstract

Meme kanseri dünya çapında önemli bir sağlık sorunudur. Kadınlarda ölüm nedenleri arasında ilk sırada yer alır. Mamografinin film teknolojisinden sayısal hale geçişi meme kanseri teşhisine bir çok avantaj sağlamıştır. Özellikle yeni sayısal panel algılayıcıların ortaya çıkması ile görüntü kalitesini artıracak gibi yeni algoritmaların uygulanabilmesi mümkün hale gelmiştir. Bu çalışmanın amacı görüntü elde etmede yeni bir ışın izleme algoritması oluşturmak ve sonuçlarını Siddon’un bilinen ışın izleme modeli ile karşılaştırmaktır. Deneyler iki boyutlu görüntüler için uygulanmıştır ve oluşturulan algoritmalar üç boyutlu görüntülere de kolaylıkla uyarlanabilecek şekilde tasarlanmıştır. Tüm bu proje ilk olarak meme tomosentezinde temel problemlerden biri olan sınırlı açı projeksiyonundan ilham almıştır. Bu nedenle deneyler sınırlı açı projeksiyon koşulunun sonuçlarını da kapsar. Tüm algoritmalar ve deneyler Matlab ile programlanmış ve gerçeklenmiştir. Etkili sonuçlar elde edilmesine rağmen yeni geliştirilen algoritmanın yüksek frekanslarda görüntünün kontrastını azalttığı gözlemlenmiştir. Aynı zamanda, ışın izleme algoritmaları hızlı işlem yapacak şekilde tasarlanmış olmasına rağmen kullanılan cebirsel görüntü elde etme algoritmasının tekrarlı yapısının işlemin toplam süresini büyük boyutlu görüntüler ile kolay çalışamayacak şekilde uzattığı gözlemlenmiştir.

Breast cancer is a major health problem worlwide which comes in the first rank as a cause of death in women. In breast cancer diagnosis, the transition of mammography from screen-film to digital form has made many advantages available. Especially with the introduction of new digital flat panel detectors, new algorithms which improves image quality became available. The objective of this study is to form a new ray tracing algorithm for image reconstruction and compare the reconstructed image quality with the results of known ray tracing model of Siddon. Tomographic reconstruction is modelled with simultaneous algebraic reconstruction technique which is a way of reconstruction in tomosynthesis. The experiments are applied to two dimensional images and also the algorithm is designed in the form that it can be easily modified to three dimensional detection. The whole project is firstly inspired by limited view of angle which is one of the main problems in breast tomosynthesis. Thus the experiments also consider the results of limited angle of view projection case. All of the algorithms and experiments are programmed and simulated with Matlab. Although efficacious results are obtained with both of the algorithms, a drawback with the newly developed model is the lack of contrast in low frequencies. In addition it is realized that even the ray tracing algorithms are fast, the iterative property of algebraic reconstruction technique makes the process ever time consuming which does not let to work with images in larger size.