Programmreport 2012 - DORIS - Bundesamt für Strahlenschutz

der Brust. Es wurde ein Detektor mit einer Auflösung von 200 × 200 µm 3 und einer Größe von 680 x 166 Pixel
angenommen. Um ein Bild in akzeptabler Rechenzeit, aber mit möglichst niedrigem Rauschen, zu simulieren,
wurden die Geschichten von 9 Milliarden Photonen verfolgt. Es wurden 2 Simulationen durchgeführt, eine mit
der originalen Brust des ICRP/ICRU-Referenzmodells, und eine mit dem hochaufgelösten Mammamodell. Die
resultierenden Projektionsbilder zeigten deutlich, dass das vorgestellte Verfahren zur Implementierung eines
hochaufgelöste Teilmodells funktioniert. Die erhebliche Verbesserung der Auflösung beim Verwenden des
Mammamodells gegenüber der originalen Brust war deutlich erkennbar. Bei geeigneter Fensterung der Graustufen
war außerdem die Feinstruktur im Mammamodell ersichtlich.
TB 04
Ergebnisse
5.2 LUNGENAUFNAHME
Für den Test der Simulation einer Lungenaufnahme wurde nur ein Teilbereich des hochaufgelösten Lungenmodells
verwendet. Dieses wurde mit Hilfe der IDL-Routine in das Modell Klara eingepasst.
Das Lungenpräparat wurde mit einer Auflösung von 114x114x114 µm 3 gescannt. Wie bereits erläutert, wurde
für die ersten Tests nur ein Teil des gesamten Modells verwendet. Um unnötigen CPU (Central Processing
Unit)-Aufwand beim Einpassen des Modells in Klara und der anschließenden Simulation zu vermeiden, wurde
außerdem die Auflösung des Lungenmodells um einen Faktor 4 in jede Richtung verschlechtert. Die Form des
Lungenpräparats stimmt nur sehr grob mit der der originalen Lunge von Klara überein. Mittels geeigneter Programme
erscheint es aber möglich, die Form des Lungenmodells durch Verzerren und Drehen besser an Klaras
Lunge anzupassen. Vorerst wurde auf diese Schritte jedoch verzichtet, weil es in erster Linie darum ging,
zu zeigen, ob eine Bildgebungssimulation mit der Kombination einer hochaufgelösten Lunge und einem Menschmodell
niedrigerer Auflösung zielführend ist. Die einzigen Anpassungen, die durchgeführt wurden, waren
Skalierungen in der transversalen Ebene, die letztlich zu einer Voxelgröße von 434 x 274 x 457 µm 3 geführt
haben.
Mit dem hybriden Modell wurde eine Thorax-Aufnahme mit einer Röhrenspannung von 75 kV und einer Filterung
von 2 mm Aluminium simuliert. Der Fokus-Detektor-Abstand betrug 75 cm, wobei sich der Detektor ca.
15 cm vor dem Modell befand. Die Detektorgröße betrug 900 x 800 Pixel, wobei ein Pixel eine Größe von 500
x 500 µm 3 besaß. Bei der Simulation wurden 24 Milliarden Photonen verfolgt.
In der simulierten Lungenaufnahme waren Wirbelsäule und Rippen deutlich zu erkennen, aber auch die grobe
Voxelstruktur von Klara. Es konnte gezeigt werden, dass das angewendete Verfahren zur Kombination zweier
Voxelmodelle auch dann funktioniert, wenn ein Modell komplett in das andere eingebettet ist. Allerdings wurde
auch deutlich ersichtlich, dass die grob-aufgelösten Strukturen des Menschmodells die feinen Strukturen des
Lungenmodells überlagern und es so unmöglich ist, verlässliche Bildqualitätsparameter zu bestimmen.
6. UMSETZUNG DER ERGEBNISSE
Wenn die innerhalb dieser Pilotstudie aufgetretenen Probleme gelöst sind, können die Ergebnisse dieser Studie
dazu verwendet werden, in einem weiteren Vorhaben Aufnahmeparameter für häufige Untersuchungsarten
wie Thoraxaufnahmen und Mammographie zu optimieren und so dazu beizutragen, die medizinische
Strahlenbelastung durch diese Untersuchungsverfahren zu senken.
Ergebnisse der abgeschlossenen Forschungsvorhaben im Jahr 2012 - TB 04 45