Jakość obrazów w medycynie nuklearnej jest związana bezpośrednio z metodą obrazowania i właściwościami zmiennych parametrów systemu obrazowania konkretnych urządzeń
Głównymi czynnikami branymi pod uwagę przy tworzeniu obrazów jest kontrast, rozdzielczość, poziom zniekształceń i artefaktów oraz stosunek sygnału użytecznego do szumu. Organizm ludzki zawiera wiele struktur powodujących powstawanie niepożądanych szumów, bądź tłumiące sygnał użyteczny Proces obrazowania i wpływ stratnej kompresji, które eliminują 
wysokoczęstotliwościowe szczegóły obrazu, mogą wprowadzać dodatkowe zniekształcenia kształtu i wzajemnego położenia struktur w obrazie. Każdy system obrazowania w medycynie ma za zadanie wyrażenie w skali barwnej lub monochromatycznej specyficznych różnic między tkankami ciała pacjenta
ZNIEKSZTAŁCENIA obrazu – osłabianie fotonów
Kontrast jest najbardziej podstawową z cech charakterystycznych dla dynamiki obrazu. W dużym stopniu wpływa na niego technika przetworzenia różnic wartości wielkości charakteryzujących tkanki. Dynamika obrazowych danych medycznych uzyskanych podczas akwizycji jest bardzo zróżnicowana zarówno w obrębie jednej metody obrazowania, jak i pomiędzy różnymi metodami tworzenia obrazów w medycynie.
Wszystkie metody obrazowania wprowadzają pewne „rozmycie” obrazu w procesie przetwarzania danych rzeczywistych struktur wewnętrznych na postać obrazu. Efektem zamazania jest redukcja kontrastu i szczegółów, podczas gdy duże obiekty pozostają nie zmienione. Zwiększenie rozdzielczości tworzonych w systemie obrazów eliminuje efekt rozmycia oraz wyostrza drobne struktury bardzo ważne w diagnostyce.
Wszelkie zakłócenia i szumy, z którymi nawet system konwersji danych na obraz nie jest w stanie dać sobie rady, powstają sprzętowo podczas badania. Aby wyjaśnić, jakie procesy wpływają na pogorszenie uzyskanych obrazów, trzeba wiedzieć, dzięki jakim zjawiskom uzyskuje się surowe dane do zobrazowania. Przedstawię to na przykładzie emisyjnej tomografii pozytonowej PET.
PET
Powstające w rozpadzie promieniotwórczym pozytony, po przebyciu drogi kilku milimetrów, zderzają się z elektronami zawartymi w tkankach ciała ulegając anihilacji (procesowi oddziaływania cząstki z odpowiadającą jej antycząstką – w tym przypadku elektronem). W wyniku anihilacji pary elektron – pozyton powstają dwa kwanty promieniowania elektromagnetycznego (fotony) poruszające się w przeciwnych kierunkach (pod kątem 180°) i posiadające energię o wartości 511 keV każdy. Fotony te rejestrowane są jednocześnie przez dwa z wielu detektorów ustawionych pod różnymi kątami w stosunku do ciała pacjenta, w wyniku czego można określić dokładne miejsce powstania pozytonów. W tym momencie mogą wystąpić zjawiska powodujące zniekształcenie otrzymywanego obrazu. Jednym z nich jest zjawisko rozpraszania fotonów. Powoduje ono powstawanie efektu, w wyniku którego mylnie jest interpretowane położenie pozytonu – dwa fotony poruszające się po różnych torach i w różnych kierunkach przypadkowo padają na przeciwległe do siebie detektory (koincydencja dwu nie powiązanych ze sobą fotonów) lub następuje przesunięcie koincydencyjne. Sposobem redukcji efektu jest wydłużenie przegród między detektorami, zmniejszając tym samym średnicę wewnętrzną koła pierścieni, do którego wprowadzany jest pacjent. Część fotonów ulega osłabieniu przy przejściu przez tkanki (efekt zależy od miejsca emisji – im głębiej w organiźmie zachodzi zjawisko osłabiania, tym mniejsza będzie liczba zliczeń). W celu poprawy jakości otrzymywanych obrazów stosuje się korekcję osłabiania – AC (Attenuation Correction). Polega ona na uzyskaniu macierzy lub mapy współczynników korekcji osłabienia ACF (Attenuation Correction Factor). Uzyskuje się ją wykonując dwa skany: pusty i transmisyjny. Skan pusty wykonuje się przy pomocy obracającego źródła pozytonowego, krążącego po określonej średnicy wewnętrznej bez obiektu badania (osłabiającego), natomiast wykonywanie skanu transmisyjnego przebiega podobnie jak skanu pustego, jednak z obiektem badania umieszczonym w osi obrotu źródła. Uzyskane w ten sposób dane są ze sobą porównywane i w efekcie otrzymuje się współczynniki korekcji osłabienia ACF.
Uzyskanie jak najwyższej jakości obrazu i widoczności struktur ograniczone jest wieloma kompromisami pomiędzy przeciwstawnymi wpływami poszczególnych elementów obrazowania na jakość obrazu i warunki badania, np. pomiędzy wielkością dawki pochłoniętej przez pacjenta – a czasem badania. Jeśli optymalizuje się parametry pod kątem jednego z elementów jakości obrazu, często nie najlepiej wpływa to na inne czynniki składowe obrazu. Właściwości techniki obrazowania muszą być starannie dobrane do specyficznych wymagań oceny klinicznej obrazów przez specjalistów.
Autor: TEKST: ANDRZEJ CZERWIEC
