トモシンセシスのためのスロットスキャンデジタルマンモグラフィシステムのモンテカルロシミュレーション

背景：デジタル乳房切断（DBT）は、2次元の角投影に基づいて乳房の平面スライスを再構築します。初期の研究と臨床試験では、DBTが放射線科医により良い画質とより多くの情報を提供するため、フルフィールドデジタルマンモグラフィ（FFDM）よりも改善されていることが示されています。 目的：このペーパーでは、スロットスキャンFFDMおよびDBTシステムのパフォーマンスをモデル化するシミュレーションシステムを紹介します。 方法：組織に等しい3次元（3D）乳房ファントムが構築され、スロットスキャンデジタルマンモグラフィ用に検証され、デジタル乳房トモシンセシスのシミュレーションに使用されました。シミュレーションシステムは、スロットスキャンマンモグラフィマシンをシミュレートされたファントム画像で取得した画像を、エッジテスト方式と画質メトリック変調機能（MTF）、ノイズパワースペクトル（NPS）、および探偵量子効率（DQE）を使用して比較することにより検証されました。3Dファントムの異なる2次元（2D）投影をシミュレートし、フィルター処理されたバックロジェクションを使用してファントムを再構築しました。 結果：画質メトリックは、シミュレートされた画像と実際の画像の等価性を示しました。 結論：シミュレーションツールは、スロットスキャンFFDMおよびDBTに適しており、マンモグラフィシステムの設計と比較に使用できます。

BACKGROUND: Digital breast tomosynthesis (DBT) reconstructs planar slices of the breast based on two-dimensional angular projections. Early studies and clinical trials show that DBT is an improvement over full field digital mammography (FFDM) because it provides the radiologist with better image quality and more information. OBJECTIVE: This paper presents a simulation system to model the performance of a slot-scanning FFDM and DBT system. METHODS: A tissue-equivalent three dimensional (3D) breast phantom was constructed, validated for slot-scanning digital mammography and used in simulating digital breast tomosynthesis. The simulation system was validated by comparing images acquired with a slot-scanning mammography machine with simulated phantom images, using the edge-test method and image quality metrics modulation transfer function (MTF), noise power spectrum (NPS) and detective quantum efficiency (DQE). Different two-dimensional (2D) projections of the 3D phantom were simulated and the phantom was reconstructed using filtered backprojection. RESULTS: Image quality metrics showed equivalence between simulated and real images. CONCLUSIONS: The simulation tool is suitable for slot-scanning FFDM and DBT and may be used for the design and comparison of mammography systems.