Skip to main content
Erschienen in: Radiological Physics and Technology 1/2020

05.02.2020

Development of a computer simulation technique for low-dose chest radiographs: a phantom study

verfasst von: Rie Murakami, Shigehiko Katsuragawa

Erschienen in: Radiological Physics and Technology | Ausgabe 1/2020

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

The present study aimed to develop a simple computer simulation method of low-dose radiographs based on a radiograph acquired at a clinical-dose level. A chest phantom was used for the development of this method. In this method, a simulated low-dose image was obtained from a clinical-dose image using an input–output characteristic curve of a flat panel detector and noise metrics of the standard deviation (SD) and noise power spectrum. We applied this method for low-dose images of a chest phantom to evaluate the simulation accuracy. The noise SDs were compared between the simulated and real images corresponding to 1/2, 1/4, and 1/8 of clinical doses. The relative error of noise SDs in the chest phantom images was less than 3%. Therefore, we believe that the proposed simulation method has the potential to be useful for determination of the optimal exposure condition in chest radiography to reduce patients’ exposure dose.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat International commission on radiological protection: radiological protection and safety in medicine. ICRP Publication 73. Ann. ICRP26. Oxford: Pergamon Press; 1996. p. 1–47. International commission on radiological protection: radiological protection and safety in medicine. ICRP Publication 73. Ann. ICRP26. Oxford: Pergamon Press; 1996. p. 1–47.
2.
Zurück zum Zitat Moores DM, Regulla D. A review of the scientific basis for radiation protection of the patient. Radiat Prot Dosim. 2011;147:22–9.CrossRef Moores DM, Regulla D. A review of the scientific basis for radiation protection of the patient. Radiat Prot Dosim. 2011;147:22–9.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Hendee WR, Edward FM. ARALA and an integrated approach to radiation protection. Semin Nucl Med. 1986;16:142–50.CrossRef Hendee WR, Edward FM. ARALA and an integrated approach to radiation protection. Semin Nucl Med. 1986;16:142–50.CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Uffmann M, Schaefer-Prokop C. Digital radiography: the balance between image quality and required radiation dose. Eur J Radiol. 2009;72:202–8.CrossRef Uffmann M, Schaefer-Prokop C. Digital radiography: the balance between image quality and required radiation dose. Eur J Radiol. 2009;72:202–8.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Willis CE, Slovis TL. The ALARA concept in pediatric CR and DR: dose reduction in pediatric radiographic exams—a white paper conference executive summary. Pediatr Radiol. 2004;34:162–4.CrossRef Willis CE, Slovis TL. The ALARA concept in pediatric CR and DR: dose reduction in pediatric radiographic exams—a white paper conference executive summary. Pediatr Radiol. 2004;34:162–4.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Sund P, Båth M, Kheddache S, Månsson LG. Comparison of visual grading analysis and determination of detective quantum efficiency for evaluating system performance in digital chest radiography. Eur Radiol. 2004;14:48–58.CrossRef Sund P, Båth M, Kheddache S, Månsson LG. Comparison of visual grading analysis and determination of detective quantum efficiency for evaluating system performance in digital chest radiography. Eur Radiol. 2004;14:48–58.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Saunders RS, Samei E. A method for modifying the image quality parameters of digital radiographic images. Med Phys. 2003;30:3006–177.CrossRef Saunders RS, Samei E. A method for modifying the image quality parameters of digital radiographic images. Med Phys. 2003;30:3006–177.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Samei E, Flynn MJ, Eyler WR. Detection of subtle lung nodules: relative influence of quantum and anatomic noise on chest radiographs. Radiology. 1999;213:727–34.CrossRef Samei E, Flynn MJ, Eyler WR. Detection of subtle lung nodules: relative influence of quantum and anatomic noise on chest radiographs. Radiology. 1999;213:727–34.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Veldkamp WJH, Kroft LJM, Geleijns J. Dose and perceived image quality in chest radiography. Eur J Radiol. 2009;72:209–17.CrossRef Veldkamp WJH, Kroft LJM, Geleijns J. Dose and perceived image quality in chest radiography. Eur J Radiol. 2009;72:209–17.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Bochud FO, Valley JF, Verdun FR, Hessler C, Schnyder P. Estimation of the noisy component of anatomical backgrounds. Med Phys. 1999;26:1365–70.CrossRef Bochud FO, Valley JF, Verdun FR, Hessler C, Schnyder P. Estimation of the noisy component of anatomical backgrounds. Med Phys. 1999;26:1365–70.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Veldkamp WJH, Kroft LJM, Van Delft JPA, Geleijns J. A technique for simulating the effect of dose reduction on image quality in digital chest radiography. J Digit Imaging. 2009;22:114–25.CrossRef Veldkamp WJH, Kroft LJM, Van Delft JPA, Geleijns J. A technique for simulating the effect of dose reduction on image quality in digital chest radiography. J Digit Imaging. 2009;22:114–25.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Tanaka R, Ichikawa K, Matsubara K, Kawashima H. Review of a simple noise simulation technique in digital radiography. Radiol Phys Technol. 2012;5:178–85.CrossRef Tanaka R, Ichikawa K, Matsubara K, Kawashima H. Review of a simple noise simulation technique in digital radiography. Radiol Phys Technol. 2012;5:178–85.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Båth M, Håkansson M, Tingberg A, Månsson LG. Method of simulating dose reduction for digital radiographic systems. Radiat Prot Dosim. 2005;114:253–9.CrossRef Båth M, Håkansson M, Tingberg A, Månsson LG. Method of simulating dose reduction for digital radiographic systems. Radiat Prot Dosim. 2005;114:253–9.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Saito Y, Kawai A, Fujita N, Yamada M, Kodera Y. Reduction of patient dose in digital mammography: simulation of low-dose image from a routine dose. Lect Notes Comput Sci. 2012;7361:611–8.CrossRef Saito Y, Kawai A, Fujita N, Yamada M, Kodera Y. Reduction of patient dose in digital mammography: simulation of low-dose image from a routine dose. Lect Notes Comput Sci. 2012;7361:611–8.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Saito Y, Sakai M, Fujita N, Kodera Y. Reduction of patient dose in digital mammography: simulation of low-dose image using computed radiography system and flat panel detector system. Proc of SPIE. 2013;8668:86684K.CrossRef Saito Y, Sakai M, Fujita N, Kodera Y. Reduction of patient dose in digital mammography: simulation of low-dose image using computed radiography system and flat panel detector system. Proc of SPIE. 2013;8668:86684K.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Samei E, Peck DJ. Hendee's physics of medical imaging. Hoboken: Wiley; 2019. p. 105–125. Samei E, Peck DJ. Hendee's physics of medical imaging. Hoboken: Wiley; 2019. p. 105–125.
Metadaten
Titel
Development of a computer simulation technique for low-dose chest radiographs: a phantom study
verfasst von
Rie Murakami
Shigehiko Katsuragawa
Publikationsdatum
05.02.2020
Verlag
Springer Singapore
Erschienen in
Radiological Physics and Technology / Ausgabe 1/2020
Print ISSN: 1865-0333
Elektronische ISSN: 1865-0341
DOI
https://doi.org/10.1007/s12194-020-00555-6

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2020

Radiological Physics and Technology 1/2020 Zur Ausgabe

Screening-Mammografie offenbart erhöhtes Herz-Kreislauf-Risiko

26.04.2024 Mammografie Nachrichten

Routinemäßige Mammografien helfen, Brustkrebs frühzeitig zu erkennen. Anhand der Röntgenuntersuchung lassen sich aber auch kardiovaskuläre Risikopatientinnen identifizieren. Als zuverlässiger Anhaltspunkt gilt die Verkalkung der Brustarterien.

S3-Leitlinie zu Pankreaskrebs aktualisiert

23.04.2024 Pankreaskarzinom Nachrichten

Die Empfehlungen zur Therapie des Pankreaskarzinoms wurden um zwei Off-Label-Anwendungen erweitert. Und auch im Bereich der Früherkennung gibt es Aktualisierungen.

Fünf Dinge, die im Kindernotfall besser zu unterlassen sind

18.04.2024 Pädiatrische Notfallmedizin Nachrichten

Im Choosing-Wisely-Programm, das für die deutsche Initiative „Klug entscheiden“ Pate gestanden hat, sind erstmals Empfehlungen zum Umgang mit Notfällen von Kindern erschienen. Fünf Dinge gilt es demnach zu vermeiden.

„Nur wer sich gut aufgehoben fühlt, kann auch für Patientensicherheit sorgen“

13.04.2024 Klinik aktuell Kongressbericht

Die Teilnehmer eines Forums beim DGIM-Kongress waren sich einig: Fehler in der Medizin sind häufig in ungeeigneten Prozessen und mangelnder Kommunikation begründet. Gespräche mit Patienten und im Team können helfen.

Update Radiologie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.