Modell zur Konditionierung von Festkörperdetektoren für die 2D/3D-Röntgenbildgebung mit mobilen C-Bogensystemen

Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	3 June 2008
Referee:	Elmar W. (Prof. Dr.) Lang
Date of exam:	7 May 2008
Institutions:	Biology, Preclinical Medicine > Institut für Biophysik und physikalische Biochemie > Prof. Dr. Elmar Lang
Keywords:	Festkörperdetektor , Kalibrieren <Messtechnik> , Dreidimensionale Rekonstruktion , Computertomographie , Kalibrierung , Konditionierung , Nachleuchten , 3D-Bildgebung , flat panel detector , calibration , conditioning , lag , 3d-imaging
Dewey Decimal Classification:	500 Science > 530 Physics
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	10743

Abstract (German)

Die konventionellen Methoden zur Detektorkalibrierung und -konditionierung reichen für eine qualitativ hochwertige 3D-Weichteilbildgebung mit mobilen C-Bogensystemen nicht aus. Die variablen Umgebungsparameter wie Temperatur, Dosis und Orbitalwinkelposition des CBogens sowie die daraus resultierenden Abhängigkeiten bleiben bei den herkömmlichen Korrekturverfahren unberücksichtigt. Ebenso wird ...

Abstract (German)

Die konventionellen Methoden zur Detektorkalibrierung und -konditionierung reichen für eine qualitativ hochwertige 3D-Weichteilbildgebung mit mobilen C-Bogensystemen nicht aus. Die variablen Umgebungsparameter wie Temperatur, Dosis und Orbitalwinkelposition des CBogens sowie die daraus resultierenden Abhängigkeiten bleiben bei den herkömmlichen Korrekturverfahren unberücksichtigt. Ebenso wird auf die Nachleuchteigenschaften der Festkörperdetektoren nicht weiter eingegangen. Als Resultat ergeben sich verschiedene Artefakte, welche die Bildqualität sowohl in den D-Projektionsbildern als auch im daraus rekonstruierten 3D-Volumen teils erheblich beeinträchtigen. Besonders kritisch wird dies, wenn dadurch die
Sicherheit der medizinischen Diagnostik nicht mehr gewährleistet ist.
Mit dem neuen Modell für die Kalibrierung und Konditionierung werden alle relevanten Abhängigkeiten für die 3D-Weichteilbildgebung mit mobilen C-Bogensystemen berücksichtigt.
Alle detektorbedingten Artefakte werden kompensiert. Die Eigenschaft eines idealen Detektors, bei jeder Zeit, bei jeder Temperatur und bei beliebiger C-Bogenstellung ein schattenfreies Projektionsbild ohne korrelierte Rauschstrukturen zu generieren, kann mit dem neuen Modell für reale Detektoren erreicht werden. Der Wunsch nach einer hochwertigen intraoperativen 3DWeichteilbildgebung mit mobilen C-Bogensystemen wird damit in Zukunft realisierbar.

Translation of the abstract (English)

The continuing research and further development in flat panel detector technology have led to its integration into more and more medical x-ray systems for two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) imaging, such as fixed or mobile C arms. Besides the obvious advantages of flat panel detectors, like the slim design and the resulting optimum accessibility to the patient, their success is ...

Translation of the abstract (English)

The continuing research and further development in flat panel detector technology have led to its integration into more and more medical x-ray systems for two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) imaging, such as fixed or mobile C arms. Besides the obvious advantages of flat panel detectors, like the slim design and the resulting optimum accessibility to the patient, their success is primarily a product of the image quality that can be achieved. The benefits in the physical and performance-related features as opposed to conventional image intensifier systems, (e.g., distortion-free reproduction of imaging information or almost linear signal response over a large dynamic range) can be fully exploited, however, only if the raw detector images are correctly calibrated and postprocessed. Previous procedures for processing raw data contain idealizations that, in the real world, lead to artifacts or losses in image quality. Thus, for example, temperature dependencies or changes in beam geometry, as can occur with mobile C arm systems, have not been taken into account up to this time. Additionally, adverse characteristics such as image lag or aging effects have to be compensated to attain the best possible image quality. In this publication a procedure is presented that takes into account the important dependencies of the individual pixel sensitivity of flat panel detectors used in 2D or 3D imaging and simultaneously minimizes the work required for an extensive recalibration. It is suitable for conventional detectors with only one gain mode as well as for the detectors specially developed for 3D imaging with dual gain read-out technology.

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