طراحي يك الگوريتم و بررسي دقت آن براي تعيين دانسيته فيلم راديوگرافي با تغيير زمان تابش

Designing and assessment of accuracy of an algorithm for determining the accuracy of radiographic film density by changing exposure time

  زمينه و هدف: تعيين دانسيته استخوان در تشخيص بيماری‌ها و تحقيقات علوم پزشكی مكرراً مورد استفاده قرار می‌گيرد. روش‌های كنونی تعيين دانسيته در مطب دندانپزشكی هزينه‌بر هستند و به راحتی در دسترس قرار ندارند. هدف اين مطالعه، طراحی و بررسی دقت يك روش ديجيتال قابل اجرا روی كامپيوترهای شخصی برای تعيين دانسيته تصاوير راديوگرافيك بافت سخت بود .   روش بررسی: يك وج مطبق آلومينيومی ساخته شد. 50 فيلم كداك E-speed اكسپوز شدند. زمان‌های تابش از 05/0 تا 5/0 ثانيه با فواصل 05/0 ثانيه تغيير كرد. فيلم‌ها توسط دستگاه ظهور و ثبوت اتوماتيك آماده و توسط اسكنر Epson 1240U photo ديجيتايز شدند. تصاوير در اندازه 10×10 ميلی‌متر از پله‌های انتخاب شده تصوير توسط نرم‌افزار Microsoft office picture manager بريده شدند. با اجرای الگوريتم طراحی شده در محيط MATLAB ، ميانگين ارزش پيكسلی تصاوير محاسبه شد .   يافته‌ها: يافته‌های اين مطالعه نشان داد كه با افزايش زمان تابش، ميانگين ارزش پيكسلی كاهش يافت و در پله 12 تفاوت قابل ملاحظه بين دو زمان متوالی مشاهده شد ) 001/0 (P< . با افزايش ضخامت نمونه، الگوريتم می‌توانست تغييرات دانسيته را از پله 4 در 3/0 ثانيه و 5 در 5/0 ثانيه تعيين كند و قادر بود تفاوت ميانگين ارزش پيكسلی دو پله مشابه در 3/0 و 5/0 ثانيه را از پله 4 تعيين كند .   نتيجه‌گيری: با افزايش ضخامت جسم و زمان تابش، دقت الگوريتم در تشخيص تغييرات دانسيته افزايش ‌يافت. اين نرم‌افزار می‌توانست تغييرات دانسيته راديوگرافيك تصاوير وج مطبق آلومينيومی را در حداقل ضخامت 4 ميلی‌متر در زمان 3/0 و 5 ميلی‌متر در 5/0 ثانيه مشخص كند .

  Background and Aims Bone density is frequently used in medical diagnosis and research. The current methods for determining bone density are expensive and not easily available in dental clinics. The aim of this study was to design and evaluate the accuracy of a digital method for hard tissue densitometry which could be applied on personal computers.   Materials and Methods: An aluminum step wedge was constructed. 50 E-speed Kodak films were exposed. Exposure time varied from 0.05s to 0.5 s with 0.05 s interval. Films were developed with automatic developer and fixer and digitized with 1240U photo Epson scanner. Images were cropped at 10 × 10mm size with Microsoft Office Picture Manager. By running the algorithm designed in MATLAB software, the mean pixel value of pictures was calculated.   Results: Finding of this study showed that by increasing the exposure time, the mean pixel value was decreased and at step 12, a significant discrimination was seen between the two subsequent times(P<0.001). By increasing the thickness of object, algorithm could define the density changes from step 4 in 0.3 s and 5 in 0.5 s, and it could determine the differences in the mean pixel value between the same steps of 0.3 s and 0.5 s from step 4.   Conclusion: By increasing the object thickness and exposure time, the accuracy of the algorithm for recognizing changes in density was increased. This software was able to determine the radiographic density changes of aluminum step wedge with at least 4mm thickness at exposure time of 0.3 s and 5 mm at 0.5 s.