Non-ideal projection data in X-ray computed tomography


Ebert, Matthias


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URL: http://ub-madoc.bib.uni-mannheim.de/46
URN: urn:nbn:de:bsz:180-madoc-462
Document Type: Doctoral dissertation
Year of publication: 2001
Publishing house: Universität Mannheim
Evaluator: Männer, Reinhard
Date of oral examination: 30 October 2001
Publication language: English
Institution: School of Business Informatics and Mathematics > Informatik V (Männer -2008)
Subject: 004 Computer science, internet
Subject headings (SWD): Computertomographie , Bildrekonstruktion
Keywords (English): X-ray computed tomography , image reconstruction , image restoration
Abstract: This thesis deals with various aspects of X-ray computed tomography (CT) from non-ideal projection data that do not permit the successful application of standard image reconstruction methods. A versatile calibration method was implemented allowing an adequate correction for geometric flex effects introduced by non-ideal geometry during data acquisition. A filtered backprojection algorithm was modified such that the geometric information from the calibration can be considered with high accuracy and in a computationally efficient way. The methods proposed here were evaluated by means of computer simulations and measurements using two experimental cone-beam CT scanners. Results are presented that demonstrate their excellent performance. Furthermore, a new retrospective image restoration scheme was developed in order to tackle the problem of inconsistent projection data due to internal organ motion. This scheme was applied to simulated projections as well as clinical CT data of a beating heart. The results of these investigations indicate that the image restoration approach is a promising alternative to existing, well-established image reconstruction methods if considerable organ motion occurs during data acquisition.
Translation of the title: Nicht-ideale Projektionsdaten in der Röntgencomputertomographie (German)
Translation of the abstract: Diese Arbeit behandelt verschiedene Aspekte der Röntgencomputertomographie CT) auf Basis nicht-idealer Projektionsdaten, welche einer erfolgreichen Anwendung von etablierten Bildrekonstruktionsverfahren nicht zugänglich sind. Ein flexibles Kalibrierverfahren wurde implementiert, um eine adäquate Korrektur der durch geometrisch instabile Röntgengeräte verursachten Effekte zu ermöglichen. Ein Algorithmus zur gefilterten Rückprojektion wurde derart modifiziert, daß die von der Kalibrierung zur Verfügung gestellte, geometrische Information sowohl sehr genau als auch effizient berücksichtigt werden kann. Die ausgezeichnete Leistungsfähigkeit der Verfahren wurde durch deren Evaluation mit Hilfe von Computersimulationen und Messungen an zwei experimentellen Kegelstrahl-CT-Scannern gezeigt. Darüber hinaus wurde ein neues, retrospektives Verfahren zur Bildwiederherstellung entwickelt, um dem Problem inkonsistenter Projektionsdaten, verursacht durch die Bewegung innerer Organe, zu begegnen. Das Verfahren wurde an simulierten Projektionen und an klinischen CT-Daten eines schlagenden Herzens getestet. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen lassen erkennen, daß der hier verfolgte Ansatz eine vielversprechende Alternative zu etablierten Bildrekonstruktionsverfahren ist, wenn während der Datenakquisition nennenswerte Organbewegungen auftreten. (German)
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Das Dokument wird vom Publikationsserver der Universitätsbibliothek Mannheim bereitgestellt.




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Ebert, Matthias (2001) Non-ideal projection data in X-ray computed tomography. Open Access [Doctoral dissertation]
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