Μέθοδοι προσομοίωσης κι ανακατασκευής εικόνας στην ψηφιακή τομοσύνθεση

Ρισβάς, Κωνσταντίνος; Risvas, Konstantinos

dc.contributor.author	Ρισβάς, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Risvas, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2018-06-07T08:39:57Z
dc.date.available	2018-06-07T08:39:57Z
dc.date.issued	2018-06-07
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47029
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15184
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/gr/	*
dc.subject	Ιατρική απεικόνιση	el
dc.subject	Medical imaging	en
dc.subject	Ψηφιακή τομοσύνθεση	el
dc.subject	Ανακατασκευή εικόνας	el
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.subject	Μοντελοποίηση	el
dc.subject	Digital tomosynthesis	en
dc.subject	Image reconstruction	en
dc.subject	Simulation	en
dc.subject	Modelling	en
dc.title	Μέθοδοι προσομοίωσης κι ανακατασκευής εικόνας στην ψηφιακή τομοσύνθεση	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Βιοϊατρική μηχανική	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/e21d30fc29c7c38310b1b9c23590a18fd030f6f2
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-02-12
heal.abstract	Η Ψηφιακή Τομοσύνθεση αποτελεί μία πολλά υποσχόμενη μέθοδο απεικόνισης με ακτινοβολία Χ, η οποία έχει επανέλθει στο προσκήνιο της επιστημονικής έρευνας μετά την εμφάνιση των επίπεδων ψηφιακών ανιχνευτών τη δεκαετία του 1990. Σκοπός της διπλωματικής εργασίας, είναι η περιγραφή μεθόδων προσομοίωσης κι ανακατασκευής εικόνας στην Ψηφιακή Τομοσύνθεση. Η εργασία αποτελείται από θεωρητικό και πειραματικό μέρος. Αρχικά, πραγματοποιείται μια εισαγωγή στις ακτίνες Χ, με αναφορά στις ιδιότητές τους, την παραγωγή και την αλληλεπίδρασή τους με την ύλη. Στη συνέχεια, ακολουθεί η περιγραφή της εξέλιξης της τεχνολογίας της Ψηφιακής Τομοσύνθεσης, από την εφεύρεσή της μέχρι και σήμερα και τα επιστημονικά πεδία εφαρμογής της. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στις μεθόδους ανακατασκευής εικόνας για τη περίπτωση της Ψηφιακής Τομοσύνθεσης. Για την καλύτερη κατανόηση της διαδικασίας ανακατασκευής, αναπτύσσεται το βασικό μαθηματικό υπόβαθρο της Υπολογιστικής Τομογραφίας και παρουσιάζεται η εξέλιξη των αλγορίθμων ανακατασκευής, με ιδιαίτερη έμφαση στον αλγόριθμο της φιλτραρισμένης οπισθοπροβολής (FBP). Έπειτα, αναφέρονται μέθοδοι προσομοίωσης (όπως η μέθοδος Monte Carlo) και μοντελοποίησης στην Ψηφιακή Τομοσύνθεση. Περιγράφονται οι κατηγορίες των ομοιωμάτων (phantoms) που χρησιμοποιούνται και οι διαδικασίες ελέγχου των συστημάτων προσομοίωσης. Στο πειραματικό μέρος της εργασίας, αναλύεται η πειραματική διαδικασία της εφαρμογής της Ψηφιακής Τομοσύνθεσης για την απεικόνιση τομών ενός λογισμικού phantom. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε η πλατφόρμα ΧRayImagingSimulator, για τη δημιουργία του phantom και την προσομοίωση της διαδικασίας ακτινοβόλησής του. Το phantom απεικονίζεται με δύο τρόπους. Αρχικά, ως 2D ακτινογραφία και στη συνέχεια με εφαρμογή της Ψηφιακής Τομοσύνθεσης. Η ανακατασκευή στην Ψηφιακή Τομοσύνθεση πραγματοποιείται με τους αλγόριθμους MPA και FBP, μέσω της πλατφόρμας PIRXI. Τέλος συγκρίνονται η 2D ακτινογραφία με τα επίπεδα της Ψ. Τομοσύνθεσης για κάθε αλγόριθμο ανακατασκευής, στα οποία τα αντικείμενα εμφανίζονται εστιασμένα. Το πειραματικό μέρος ολοκληρώνεται με τα αποτελέσματα της σύγκρισης.	el
heal.abstract	Digital Tomosynthesis is a promising X - ray imaging method, which has come b ack to the forefront of scientific research following the invention of flat panel digital detectors in the 1990s. The aim of the diploma thesis is to describe simulation and reconstruction methods in Digital Tomosynthesis. The thesis consists of a theoreti cal and an experimental part. Initially, an introduction to X - rays is presented, with reference to their properties, their production and their interaction with matter, followed by a description of the evolution of the Digital Tomosynthesis technology, fro m its invention to the present day and its scientific fields of application. Particular emphasis is given to the reconstruction of the image obtain with Tomosynthesis. To understand the reconstruction progress, the basic mathematical background of Computed tomography is developed and the evolution of the reconstruction algorithms is presented, with particular emphasis on the F BP algorithm . Then, simulation (such as the Monte Carlo method) and modelling methods in Digital Tomosynthesis are presen ted and the categories of phantoms used in the simulation test procedures are described. In the experimental part of the thesis, the experimental process of applying Digital Tomosynthesis for the reconstruction of a software phantom is analyzed. The XrayIm agingSimulator platform was used to create the phantom , that consists of different objects of different matter and simulate its irradiation process . . The phantom is imaged in two ways. Initially as a 2D X - ray and then by applying Digital Tomosynthesis. The reconstruction process in Digital Tomosynthesis is performed with the MPA and FBP algorithms , using the PIRXI platform . Finally, the 2D X - ray is compared with the slices for which the objects appear in focus for each reconstruction algorithm. The experime ntal part concludes with the comparison results	en
heal.advisorName	Κουτσούρης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Νικήτα, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Ματσόπουλος, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	127 σ.
heal.fullTextAvailability	true