Protocollo EUROSPIN

I fantocci EUROSPIN, detti anche Test Object (TO) (Figura 2.12), sono cinque cilindri in perspex e vetro di 200 mm di diametro riempiti con una soluzione acida (pH circa 2) di solfato di rame. Ciascuno di esse ha inserti caratteristici che permettono l'analisi di dierenti parametri [8]:

Figura 2.12: Immagine dei 5 fantocci EUROSPIN (TO1, TO2, TO3, TO4, TO5) e in basso la corrispettiva rappresentazione degli inserti presenti al loro interno.

ˆ TO1: è un cilindro omogeneo privo di inserti. Si utilizza per la valuta- zione dell'uniformità e degli artefatti.

ˆ TO2: al suo interno sono presenti due coppie di rampe dello spessore di 2 mm e una coppia di cunei. In entrambi i casi, i due elementi della coppia sono inclinati in direzioni opposte e formano un angolo θ = 11° con il piano della faccia circolare del fantoccio. Le rampe e

i cunei sono racchiusi da una struttura quadrata di 120 mm di lato. Viene utilizzato per la valutazione della distorsione geometrica e dello spessore della slice.

ˆ TO3: è un fantoccio articolato con al centro un cubetto di materiale plastico in cui sono presenti quattro inserti posti obliquamente lungo le facce laterali. In aggiunta 16 coppie di bastoncini incrociati sono disposti a raggiera lungo due circonferenze concentriche. Tali struttu- re permettono di utilizzare il fantoccio per dare una valutazione sulla deformazione e sulla posizione della slice.

ˆ TO4: al suo interno sono presenti cinque serie di barre con spaziature diverse (2 mm, 1.5 mm, 1 mm, 0.5 mm, 0.3 mm) e due blocchi a base quadrata. Consentono la valutazione della risoluzione spaziale.

ˆ TO5: il cilindro da cui è costituito presenta 12 fori in cui è possibile posizionare a turno 18 provette calibrate contenenti un gel di agaro- sio, drogato con gadolinio, di cui sono noti T1 e T2. Tale fantoccio permette di valutare l'accuratezza e la precisione di T1 e T2 e di dare informazione anche sul contrasto.

Sequenze di acquisizione

Il protocollo EUROSPIN prevede l'acquisizione delle immagini dei Test Ob- ject mediante una sequenza spin-echo (SE) con i seguenti parametri: TR = 1000 ms, TE = 20 ms, FOV = 250mm, matrice di acquisizione 128x128 op- pure 256x256, spessore dello slice 5 mm. Il protocollo EUROSPIN prevede che, per un'analisi completa delle performance dello scanner RM, si valutino i parametri di imaging su tutti i piani di acquisizione (trasversale, sagittale e coronale).

Metodi di misura dei parametri

ˆ Uniformità: sulle immagini del Test Object omogeneo TO1, viene se- lezionata una ROI che occupa circa l'80% dell'immagine stessa. In essa si identicano una zona di massima e una di minima intensità. L'uniformità percentuale si calcola secondo la formula:

U = 100 ∗ (1 − Smax− Smin Smax+ Smin

dove Smax e Smin sono rispettivamente la media del segnale nella zona di massima e minima intensità. I limiti di accettabilità riportati sul protocollo EUROSPIN prevedono un valore di uniformità percentuale superiore all'80%. Il test fallisce con percentuali inferiori al 50%. ˆ Artefatti: il ghosting percentuale G è denito come il rapporto tra

il segnale medio di una ROI esterna all'area del fantoccio (Sext) e il segnale medio di una ROI posta nella zona centrale del fantoccio stesso (Sint):

G = 100 ∗Sext Sint

(2.6) Il protocollo Eurospin non fornisce indicazioni sul limite di questo parametro.

ˆ Distorsione geometrica: considerando le immagini del fantoccio TO2, si misurano i lati della struttura quadrata e si denisce la distorsione geometrica percentuale D:

D = 100 ∗ |L0− Li| L0

(2.7) dove Lisono le misure dei quattro lati del quadrato e L0è la misura reale (120 mm). Il protocollo Eurospin ssa il limite superiore di accettabilità per la distorsione geometrica percentuale al 5%.

ˆ Spessore della slice: il protocollo prevede l'acquisizione di una slice del TO2 impostando diversi spessori nella sequenza standard. Lo spessore della slice si calcola dalla lunghezza delle rampe sapendo il loro angolo di inclinazione. Al ne di valutare quanto lo spessore sperimentale della slice sia consistente con il valore impostato in acquisizione si denisce ∆s:

∆s = |sexp− steo| steo

(2.8) con sexp lo spessore calcolato e steo quello impostato. Il protocol- lo EUROSPIN considera auspicabile una deviazione dal valore atteso inferiore al 10%.

ˆ Deformazione della slice: il protocollo EUROSPIN è l'unico documen- to che a livello internazionale prevede i controlli di qualità su questo parametro. Si utilizza il fantoccio TO3 ed in particolare si considerano

le sezioni delle 16 coppie di bastoncini di vetro. La deformazione della slice viene valutata attraverso l'apparente variazione della spaziatura wi (i ∈ [1, 16]) tra i bastoncini di vetro in confronto alla distanza sica (k = 7.0 ± 0.5 mm):

wi = q

p2

i − k2 (2.9)

dove piè la posizione della slice rispetto al piano centrale del fantoccio. ˆ Posizione della slice: per la valutazione di questo parametro si indica con p la posizione della slice rispetto al piano centrale del fantoccio, quest'ultimo corrisponde a pteo= 0 mm. Se pexp è la distanza misurata, la dierenza tra il valore teorico e quello reale ∆p è: ∆p = |pexp− pteo|. Il limite di accettabilità previsto dal protocollo EUROSPIN per ∆p è di 1 mm per slice di 5 mm di spessore.

ˆ Risoluzione: si considerano le barre del fantoccio TO4. Mediante il sem- plice esame visivo, si determina il blocco di barre con minore spaziatura correttamente visualizzato.

ˆ Accuratezza e precisione di T1 e T2: il protocollo EUROSPIN è l'unico documento internazionale che prevede una procedura per i controlli di qualità anche sull'accuratezza e sulla precisione dei tempi di rilassa- mento T1 e T2. Il procedimento si basa sull'acquisizione di sequenze opportune per la misura del T1 e T2. Quindi dai dati vengono estratte le misure di T1 e T2 e confrontate con quelli calibrati e tabulati. ˆ Contrasto di T1 e T2: Il contrasto delle immagini viene valutato me-

diante il confronto dei segnali provenienti da ciascuna coppia di pro- vette del TO5. In particolare il rapporto contrasto-rumore, CNR ij tra le provette i e j, è denito come:

CN Rij = s Si− Sj σ2 i + σj2 (2.10)

dove S ed σ sono rispettivamente la media e la deviazione standard del segnale della provetta corrispondente (i e j) ottenute su una ROI di 250 pixel.