Κατασκευή ψηφιακού ομοιώματος βασισμένο σε εικόνα μαστογραφίας

Abstract

Σκοπό της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η ανάπτυξη μεθοδολογίας κατασκευής ψηφιακού ομοιώματος βασισμένο σε εικόνα μαστογραφίας, καθώς και η αξιολόγηση του μέσω της προσομοίωσης της ακτινοβόλησης με τη χρήση ανιχνευτικής διάταξης. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν πέντε εικόνες μαστογραφίας από βιβλιογραφικές πηγές ανοιχτής πρόσβασης, για καθεμιά από τις οποίες ακολουθήθηκαν δύο διαφορετικές μεθοδολογίες κατασκευής ψηφιακού ομοιώματος. Τόσο η πρώτη όσο και η δεύτερη μεθοδολογία, βασίζονται στην δημιουργία κώδικα στο προγραμματιστικό περιβάλλον του λογισμικού MATLAB, με τη συμβολή του λογισμικού ImageJ στην εξαγωγή των εικονοστοιχείων των εικόνων ώστε να πραγματοποιηθεί η ανάθεση τους σε επιμέρους συστατικά του μαστού. Αφού κατασκευάστηκαν τα ψηφιακά ομοιώματα, προσομοιώθηκε η ακτινοβόληση τους μέσω του MATLAB με τη χρήση του ανιχνευτή RadEye, για διάφορες συνθήκες ακτινοβόλησης. Οι γραμμικοί συντελεστές εξασθένησης των επιμέρους συστατικών του μαστού, για κάθε ενέργεια, υπολογίστηκαν με τη βοήθεια του λογισμικού XMuDat. Στη συνέχεια, μέσω του MATLAB και του ImageJ, δημιουργήθηκαν τα ιστογράμματα των παραγόμενων εικόνων των ακτινοβολούμενων ομοιωμάτων, ενώ παράλληλα υπολογίστηκε η δόση πριν το μαστό αλλά και στην επιφάνεια του ανιχνευτή μέσω MATLAB. Συνοπτικά το σύνολο των αποτελεσμάτων έδειξε ότι η δεύτερη μεθοδολογία κατασκευής ομοιώματος είναι καλύτερη από τη πρώτη, η χρωματική διαβάθμιση στα ομοιώματα όσον αφορά τον ινοαδενικό ιστό και το λίπος αλληλεπικαλύπτεται με αυτή του αίματος, οι πολύ μικρές τιμές των δόσεων αφορούν μικροαποτιτανώσεις και η διακύμανση στις τιμές των δόσεων στην είσοδο του ανιχνευτή αποδεικνύει τη πολυπλοκότητα του μαστού. Πεδία για περαιτέρω μελέτη και έρευνα συνιστούν η προσθήκη θορύβου και ασάφειας στον ανιχνευτή RadEye ή ακόμη και η χρήση κάποιου άλλου ανιχνευτή, η εισαγωγή μικροαποτιτανώσεων ή όζων στα ομοιώματα, η επιλογή διαφορετικών παραμέτρων ακτινοβόλησης, η εύρεση των βέλτιστων παραγόντων στάθμισης στο στάδιο της ακτινοβόλησης, η χρησιμοποίηση άλλων μαστογραφικών εικόνων για τη δημιουργία ομοιωμάτων, καθώς και η χρήση των ομοιωμάτων που κατασκευάστηκαν για τον έλεγχο τεχνικών απεικόνισης όπως η απεικόνιση διπλής ενέργειας.