Walidacja symulatora z użyciem fizycznych fantomów przepływu
Jednym z najważniejszych zadań zaplanowanych w ramach projektu była walidacja zaprojektowanego systemu symulacji.
Doświadczenie to zostało przeprowadzone z użyciem zakupionych fantomów naczyń krwionośnych, płynu imitującego krew oraz
specjalistycznej precyzyjnej pompy firmy Shelley Medical Imaging Technologies.
Wykorzystany w projekcie zestaw jest przeznaczony do kalibracji i standaryzacji tomografów rezonansu magnetycznego.
Szczegóły przeprowadzonego doświadczenia opisano w artykule. Na kolejnym rysunku zaprezentowano przykładowe obrazy
zmierzone za pomocą rzeczywistego tomografu oraz obrazy syntetyczne uzyskane za pomocą symulatora ToF dla fantomów cyfrowych,
w których odwzorowano geometrię fantomów fizycznych. Odpowiadające sobie pary obrazów porównano ilościowo za pomocą
współczynnika korelacji i błędu średniokwadratowego. Otrzymane wyniki (zobacz tabela poniżej) uzupełnione oceną wizualną obrazów prowadzą do
wniosku, że zaprojektowany symulator pozwala na syntezę realistycznych obrazów MRA, w dużej mierze zgodnych z rzeczywistymi
pomiarami. Obrazy symulowane zawierają cechy charakterystyczne dla protokołu ToF, spośród których jako najważniejsze
wymienić należy m.in.:
- paraboliczny profil jasności w rejonach przepływu laminarnego,
- osłabienie sygnału na granicach slabów (efekt techniki MOTSA),
- specyficzny rozkład jasności za przewężeniami, czyli w miejscach przepływu turbulentnego.
Przykładowe obrazy rzeczywiste i otrzymane w wyniku symulacji dla odpowiadających sobie rzeczywistych i cyfrowych fantomów naczyń. TR/TE/FA = 27/4.7/15° [ms/ms/-].
Ilościowe porównanie obrazów rzeczywistych z symulowanymi.
Fantom
|
Przepływ [ml/s]
|
Współczynnik korelacji
|
Błąd RMS
|
U-kształtny
|
2.5
|
0.927
|
11.52
|
4.6
|
0.904
|
11.57
|
10.0
|
0.811
|
13.24
|
Naczynie z przewężeniem 50%
|
2.5
|
0.918
|
12.01
|
4.6
|
0.911
|
11.89
|
10.0
|
0.781
|
16.75
|
Naczynie z przewężeniem 75%
|
2.5
|
0.897
|
13.05
|
4.6
|
0.901
|
12.06
|
10.0
|
0.875
|
13.97
|
|