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研究生:郭政宏
研究生(外文):GUO, ZHENG-HONG
論文名稱:利用田口動態分析方法對心臟病患之電腦斷層影像的空間解析度最佳化
論文名稱(外文):Optimizing Spatial Resolution For Cardiac Patients Undergone CT Examination Via Taguchi Analysis
指導教授:潘榕光
指導教授(外文):PAN, LUNG-KWANG
口試委員:陳健懿潘龍發
口試委員(外文):CHEN, CHIEN-YIPAN, LUNG-FA
口試日期:2018-06-26
學位類別:碩士
校院名稱:中臺科技大學
系所名稱:醫學影像暨放射科學系暨研究所
學門:醫藥衛生學門
學類:醫學技術及檢驗學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:100
中文關鍵詞:田口方法最佳化直交表電腦斷層心臟假體
外文關鍵詞:Taguchioptimizationorthogonal arrayComputer Tomographyphantom
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  電腦斷層心臟血管攝影是檢查冠狀動脈鈣化很重要的工具之一,它能夠提供準確的鈣化分數與血管阻塞的狀況評估,而良好的電腦斷層影像品質才能使醫師在進行診斷病灶時有更精確的判斷。本次研究利用田口動態分析法針對三個不同尺寸的擬人壓克力假體進行心臟電腦斷層掃瞄,評估各項參數設定之最佳化組合。使用田口方法的L18直交表進行18組不同參數設定的掃描,並且設定五個調控因子,分別是 (A) 管電壓峰值(kVp);(B) 管電流與時間乘積(mAs);(C) 螺距比(Pitch);(D) 照野(FOV);(E) 切片厚度(Slice thickness);其中,A因子分配兩個水準,其餘因子分配三個水準。所使用到的設備為Philips brilliance 64-slice CT,並將自製的線群假體分別置入50、70、90公斤的壓克力假體中進行電腦斷層掃描用以模擬成人心臟實際情況。掃描後的影像經三位資深醫事放射師以隨機的順序進行評分,且重複評分三次以降低主觀認定所造成的誤差。結果得知影響影像品質的重要因子為Pitch,次要因子則是kVp。在50公斤、BMI 21.62假體的最佳化影像品質之參數組合為:管電壓140 kVp、管電流時間乘積700 mAs、螺距比0.16、照野250 mm、切片厚度0.90 mm;在70公斤、BMI 24.22假體的最佳化影像品質之參數組合為:管電壓140 kVp、管電流時間乘積700 mAs、螺距比0.20、照野220 mm、切片厚度0.8 mm;在90公斤、BMI 27.80假體之最佳化影像品質之參數組合為:管電壓140 kVp、管電流時間乘積800 mAs、螺距比0.18、照野220 mm、切片厚度0.9 mm;田口動態的最佳化影像品質之參數組合為:管電壓140 kVp、管電流時間乘積800 mAs、螺距比0.18、照野220 mm、切片厚度0.9 mm。利用不同尺寸的擬人假體搭配田口動態分析法成功地獲得不同體型的病人於冠狀動脈電腦斷層掃描的最佳化掃描參數組合。經t檢定評估後得知最佳化參數設定的空間解析度分別為2.62、2.55、2.66 mm,均優於原本臨床常規參數設定的空間解析度,此研究結果除了可以改善臨床影像品質提供醫師在診斷上更清晰的影像,更能節省檢查的時間,造福病患。
Computer Tomography Cardiovascular Photography is one of the most useful techniques for identifying coronary artery calcification. It can provide accurate assessment of calcification scores and condition of blood vessel obstruction. An optimal computer tomography image quality assists radiologists to obtain more accurate judgments in diagnosing lesions in reality. Taguchi dynamic analysis was used to evaluate the optimal combination of factor settings for computer tomography scan with three different acrylic phantoms in this study. Eighteen combinations of various factor settings were organized using Taguchi’s L18 orthogonal array. The five factors for CT scan included (A) peak voltage (kVp), (B) tube current time product (mAs), (C) spiral CT pitch, (D) Field of view (FOV) and (E) slice thickness, respectively. The CT model was Philips brilliance 64-slice CT. The customized line group phantom was placed in the thorax phantom to simulate an adult’s cardiac tissue. Accordingly, three images derived from each combination was graded and averaged by three well trained radiologists under double-blinded criteria to ascertain the reproducibility and accuracy to minimize the systematic uncertainty. The derived results were further reviewed through ANOVA to verify its importance in reality and the dominant factor was identified as Pitch. The optimal settings for 50, 70, and 90 kg phantom was 140 kVp, 700 mAs, 0.16 spiral CT pitch, 250 mm FOV, 0.90 mm slice thickness; 140 kVp, 700 mAs, 0.20 spiral CT pitch, 220 mm FOV, 0.80 mm slice thickness; and 140 kVp, 800 mAs, 0.18 spiral CT pitch, 220 mm FOV, and 0.90 mm slice thickness, respectively. Thus, the optimal setting for CT image for cardiac patients was accomplished in this study. Further, the corresponded spatial resolution for CT was 2.62, 2.55, and 2.66 mm, respectively for 50, 70, and 90 kg phantom according to a revised t-test algorithm. The image quality was greatly improved by Taguchi dynamic analysis than did the conventional setting in this study.
摘要 I
Abstract III
目錄 V
圖目錄 X
表目錄 XII
第一章 前言 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機 3
1.3 研究目的 3
1.4 文章架構 4
第二章 背景說明與文獻分析 5
2.1冠狀動脈心臟病 5
2.1.1 定義 5
2.1.2 病理 6
2.1.3 臨床症狀 6
2.1.4 診斷檢查 6
2.1.5 治療方式 6
2.2相關文獻分析 7
2.2.1電腦斷層的影像品質 7
2.2.2 田口分析法 9
第三章 田口穩健設計法 12
3.1 田口方法概述 12
3.2 田口直交表 13
3.3 動態田口分析法 15
3.4 變異數分析(ANOVA) 16
第四章 材料與方法 18
4.1 實驗設備 18
4.1.1飛利浦64切電腦斷層掃描儀(Philips brilliance 64-slice CT) 18
4.1.2 壓克力線群假體(Polymethylmethacrylate line group phantom) 19
4.1.3 擬人壓克力假體 20
4.2 實驗設計 22
4.2.1 掃描因子的選用 22
4.2.1.1 管電壓峰值(kVp) 22
4.2.1.2 管電流與時間乘積(mAs) 22
4.2.1.3 螺距比(Pitch) 22
4.2.1.4 照野(Field of view, FOV) 23
4.2.1.5 切片厚度(Slice thickness) 23
4.2.2 田口直交表的選擇 23
4.3 實驗設計與規劃 25
4.3.1 執行電腦斷層掃描 25
4.3.2 影像評定標準 26
4.3.3 統計分析工具 27
4.3.4 影像品質量化 27
4.3.5 實驗步驟及流程 31
第五章 結果 32
5.1 電腦斷層影像的原始數據 32
5.1.1 體重50公斤擬人假體之原始數據 32
5.1.1.1 電腦斷層掃描的影像 34
5.1.1.2 專家的影像評分 35
5.1.1.3 因子反應分析 36
5.1.1.4 變異數分析(ANOVA) 39
5.1.2 體重70公斤擬人假體之原始數據 40
5.1.2.1 電腦斷層掃描的影像 42
5.1.2.2 專家的影像評分 43
5.1.2.3 因子反應分析 44
5.1.2.4 變異數分析(ANOVA) 47
5.1.3 體重90公斤擬人假體之原始數據 48
5.1.3.1 電腦斷層掃描的影像 50
5.1.3.2 專家的影像評分 51
5.1.3.3 因子反應分析 52
5.1.3.4 變異數分析(ANOVA) 55
5.2 動態田口分析結果 56
5.2.1 專家的影像評分結果 58
5.2.2 因子反應分析 59
第六章 討論 61
6.1因子反應分析 61
6.1.1體重50公斤擬人假體之因子反應分析 61
6.1.2體重70公斤擬人假體之因子反應分析 62
6.1.3體重90公斤擬人假體之因子反應分析 63
6.1.4 田口動態分析 63
6.2 假體在不同切面之空間解析度上的差異 65
6.2.1 體重50公斤擬人假體之空間解析度分析 65
6.2.2 體重70公斤擬人假體之空間解析度分析 68
6.2.3 體重90公斤擬人假體之空間解析度分析 70
6.2.4 田口動態分析法之空間解析度分析 72
6.3 動態最佳化的靈敏度分析 75
6.4 t檢定與幅高半寬的差異 77
第七章 結論 79
第八章 未來展望 81
參考文獻 82
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