„Wie kleine Details kann dieses System zeigen?“ hat keine Ein-Zahl-Antwort, denn sie hängt von der Feinheit des Objekts ab. Die MTF (Modulationsübertragungsfunktion) erfasst diese Abhängigkeit in einer Kurve: Sie zeigt, wie gut das System den Kontrast in Abhängigkeit von der Ortsfrequenz (Feinheit des Objekts) erhält. Die MTF ist das vollständigste Maß der Ortsauflösung. Größerer Rahmen: Bildqualität.
Was ist MTF?
Stellen Sie sich vor, ein Bildgebungssystem mit einem reinen sinusförmigen Muster (hell-dunkle Streifen bei einer bestimmten Frequenz) anzuregen. Das System erzeugt ein Bild derselben Frequenz, aber meist mit verringertem Kontrast.1 Diese Kontrastminderung entsteht durch die Auflösungsverluste des Systems und wächst mit steigender Frequenz. In Bushbergs Beispiel beträgt der aufgezeichnete Kontrast für Eingänge von 1, 2 und 4 Zyklen/mm jeweils 87 %, 56 % und 13 %.1 Die MTF gibt für jede Frequenz das Verhältnis von Ausgangs- zu Eingangskontrast an: ~1,0 bei niedriger Frequenz, mit hoher Frequenz zunehmend abnehmend.
Ortsfrequenz
Die Ortsfrequenz ist das räumliche Gegenstück zur zeitlichen Frequenz: Ihre Einheit ist Millimeter (statt Sekunden).1 Die anschauliche Regel: Große Objekte sind niederfrequent, feine Details hochfrequent (Einheit: Zyklen/mm). Ein System überträgt große Strukturen (niedrige Frequenz) mit nahezu vollem Kontrast; wird das Detail jedoch feiner (steigt die Frequenz), sinkt der Kontrast. Die höchste Frequenz, die ein System zeigen kann, wird durch die Abtastung an der Nyquist-Frequenz begrenzt.1
Die Kurve lesen
Beim Vergleich zweier Systeme sagt die MTF-Kurve alles: Je weiter rechts und höher die Kurve verläuft, desto besser überträgt das System feines Detail mit Kontrast — also desto höher seine Ortsauflösung. In der Praxis wird die MTF aus der Punkt-/Linienbildfunktion eines kleinen Objekts (z. B. einer Wolframkugel oder einer scharfen Kante) berechnet; in der CT-Qualitätskontrolle misst sie eine Medizinphysik-Expert:in typischerweise bei Abnahme/Inbetriebnahme.
Quellen
- Bushberg JT, Seibert JA, Leidholdt EM, Boone JM. The Essential Physics of Medical Imaging, 3rd ed. Lippincott Williams & Wilkins, 2011. §4 (Image Quality): MTF, bir görüntüleme sisteminin uzaysal çözünürlüğünü uzaysal frekansın fonksiyonu olarak gösterir; sinüzoidal girdiler azalan kontrastla aktarılır — 1, 2 ve 4 çevrim/mm için kontrast sırasıyla %87, %56, %13 (Şekil 4-13, s.70–72); Nyquist frekansı sınırı. Sayfa numaraları bu baskıya aittir.
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