Title (eng): Visualization toolkit for image quality assessment in digital radiography

Author: Schneckenleitner, C. (Christian)

Description (deu): Masterarbeit, Fachhochschule St. Pölten, Studiengang Digital Healthcare, 2017

Description (deu): Röntgenaufnahmen werden von Radiologietechnologen und Radiologietechnologinnen in ihrer täglichen Arbeit angefertigt. Eine typische Handgelenk- oder Knöcheluntersuchung besteht aus zwei oder mehr Bildern, welche mit standardisierten Aufnahmeparametern aufgenommen werden. Diese Parameter sind allgemeine Annahmen und müssen an das Detektorsystem, die Gerätekomponenten und die Eigenschaften des Organbereichs angepasst werden. Die Wahl der Aufnahmeparameter für jedes Röntgenbild sind abhängig von der Erfahrung der Radiologietechnologen und Radiologietechnologinnen und deren fachlichen Hintergrundwissen. Um qualitativ hochwertige Bilder in der digitalen Radiographie zu generieren, stehen keine Experten und Expertinnensysteme oder unterstützende Technologien im klinischen Alltag zur Verfügung. Allerdings sind derartige technologische Lösungen für Datenanalysen und Visualisierungen ein zentrales Thema in anderen Arbeitsbereichen. Im Rahmen der Arbeit wird ein Dashboard zur lokalen Kontrastbewertung in der digitalen Röntgenaufnahmen entwickelt. Die Leitfrage in diesem Kontext lautet: "Welche grafische Datenrepräsentation beeinflusst die Wahl für die Bildoptimierung?" Um diese Frage valide zu beantworten, wird ein Dashboard entwickelt, um die Machbarkeit einer Bildqualitätsvisualisierung für die moderne Radiographie zu bewerten. Hierfür wird ein Prototyp verwendet, mit welchem das lokale Kontrastverhalten über den gesamten Aufnahmebereich für Röntgenaufnahmen visualisiert wird. Die wissenschaftliche Arbeit ist in Bildakquisition, Bildverarbeitung und Berechnung der Kontraste, Dashboard-Entwicklung und die Auswertung und Analyse gegliedert. Die verwandten theoretischen Themen sind Strahlenphysik, radiologische Bildgebung, Bildverarbeitung und Datenvisualisierung. Das Hauptergebnis dieser Arbeit ist ein Dashboard zur Bildqualitätsbewertung für Radiologietechnologen und Radiologietechnologinnen. Die Dashboard-Bewertung wurde von Experten durchgeführt und eine Evaluation und modellbasierte Analyse wurde durchgeführt. Der verwendete Weber-Kontrast und eine Falschfarben Darstellung gilt für die Bildqualitätsbewertung als valide. Die Expertenbewertung zeigte einen Mehrwert für Radiologietechnologen und Radiologietechnologinnen im täglichen Arbeitsalltag.

Description (eng): A routinely performed radiograph is taken by radiographers in their daily routine. For example, a typical wrist or ankle examination consists of two or more images taken with standardized acquisition parameters. These parameters are generic adoptions and should be optimized on the basis of the detector system and the X-ray components. The particular acquisition parameters for each radiograph depend on the radiographer’s experience and background knowledge. There is no noticeable support system and technology to provide ideal parameters for high-quality images in digital radiography. However, technologies for data analysis and visualization constitute a considerable body of research in other fields of work. Thus, particular solutions are related to specific user groups and working environments. Within this scope, a dashboard for local contrast assessment in digital radiography is introduced. The leading question in this context is: “Which graphic data representation influences the informed choice for image optimization?” To explore, a proof of concept is executed to determine the usefulness of the visualization of image quality within a dashboard for modern radiography. A dashboard is established to outline the visualization of local contrast behaviors over a full range of acquisition parameters for radiographs. The entire academic work is divided into image acquisition, image processing and metric calculation, dashboard development, and dashboard evaluation and analysis. The related theoretical topics are X-rayed physics, radiological imaging, image processing, and data visualization. All radiographs were taken under laboratory conditions. The main result of this thesis is a dashboard for image quality assessment for radiographers. The dashboard assessment by an expert determination, evaluation, and model- based analysis was done. The used Weber contrast metric is valid for image quality assessment. The expert statements pointed out an added value for radiographers in their daily work base.

Object languages: English

Date: 2017

Rights: © All rights reserved

Classification: Visualisierung ; Radiologie

Permanent Identifier