医药学论文：数字X线摄影的调制传递函数测量方法

调制传输函数(modulation transfer function，MTF)是对线性影像系统或其环节的空间频率传输特性的描述，用调制传递函数定量评价Ｘ线成像器件的成像质量，是Ｘ线摄影技术的一个重要进展。过去普遍沿用观察影像密度、对比度、清晰度(后又用分辨率)及失真度等评价影像质量，此评价方法处于对现象的定性描述阶段，不够严密。随着数字化摄影技术的飞速发展，特别是CR、DR相继应用于临床，对于数字影像设备的质量评价受到广泛关注。MTF作为客观评价的一种重要手段，已成为广大放射工作者所关注的对象。
1 MTF的原理与计算方法
1.1 MTF的原理 MTF的涵义就是描述系统再现成像物体空间频率范围的能力，理想的成像系统要求100％再现成像物体细节，但现实中肯定存在不同程度的衰减，所以MTF始终＜1，在数学关系上，在数值上是光学传递函数(optical transfer function，OTF)的绝对值，是值域为｛0，1｝以空间频率为变量的函数。它说明成像系统不能把输入的影像全部再现出来，换句话说，凡是经过成像系统所获得的图像都不同程度损失了影像的对比度。MTF值越大，成像系统再现成像物体细节能力越强。系统的MTF是必须要测定的。要评价数字Ｘ线摄影系统的固有成像质量，必须计算出不受主观影响的、系统所固有的预采样ＭＴＦ(presampling modulation transfer function，preMTF)。DR和CR整个成像系统的MTF包括预采样MTF、量化MTF、滤过MTF、激光相机的MTF、显示MTF等，即MTF总=MTF采样×MTF量化×……。
我们所关注的MTF一般是预采样MTF，这也是测量噪声功率谱(noise power spectra，NPS)、噪声等价量子数(noise equivalent quanta，NEQ)和量子检出效率(detective quantum efficiency，DQE)的必需参数。
1.2 MTF理论计算方法［1］ 计算MTF可以利用几种扩展函数，如点扩展函数(point spread function，PSF)、线扩展函数(line spread function，LSF)和边缘响应函数 (edge response function，ERF)。由于这些函数分别描述系统成像后点、线和边缘的弥散程度，因此反映了系统的分辨率特性。利用LSF计算MTF的定义式为MTF(f)=｜FT｛LSF(x)｝｜｜FT｛LSF(x)｝｜f=0［此处FT表示傅立叶变换，｜｜表示取模，x代表空间位置，f代表空间频率，LSF(x)是线扩展函数］。
如果利用ERF(x)得到MTF，则利用公式LSF(x)=dd(x)ERF(x)。
由于需要利用计算机对实验结果进行处理，而且对于数字化影像设备得到的数据均是离散的，因此对于离散数据有LSF(xJ)=ERF(xJ)-ERF(xJ-1)xJ-xJ-1。
1.3 MTF程序实现 MTF计算程序的实现是在VC平台上实现的。MTF计算框图见图1。