Tietokonetomografialaitteen kuvausgeometrian määrittäminen

Tässä diplomityössä kehitetään menetelmä tietokonetomografialaitteen kuvausgeometrian määrittämiseen. Kuvausgeometrialla tarkoitetaan röntgenlähteen ja -anturin asentoa kuvattavaan kohteeseen nähden, ja se määritellään erikseen kullekin kerätylle kuvalle. Tietoa laitteen kuvausgeometriasta tarvitaan rekonstruoitaessa kaksiulotteisista projektiokuvista kolmiulotteista kuvadataa. Tavoitteena on selvittää voidaanko rekonstruoitujen kuvien laatua parantaa ottamalla huomioon kuvausgeometrian poikkeamat aiemmin oletetusta kuvausgeometriasta. Tutkittavan laitteen kuvausgeometria määritetään analysoimalla tunnetusta kohteesta otettuja röntgenkuvia. Kohteesta valitaan pisteet, joiden projektiot tunnistetaan kerätyistä kuvista kuvankäsittelyn menetelmin. Näille projektioille johdetaan analyyttinen esitys, jolloin todellisen kuvausgeometrian poikkeama oletetusta voidaan ilmaista mitattujen ja laskettujen vastinpisteiden projektioiden välisen neliösumman avulla. Kuvauksen aikana vallinnut kuvausgeometria saadaan tällöin selville minimoimalla tämä neliövirhe optimoimalla projektioiden laskennassa käytetty kuvausgeometria. Työssä saadut tulokset osoittavat, että tutkittavan laitteen kuvausgeometrian poikkeama oletetusta kuvausgeometriasta on vähäinen. Näin ollen oletuskuvausgeometrian korvaaminen tässä työssä määritellyllä kuvausgeometrialla ei mainittavasti paranna rekonstruoitujen kuvien laatua. Tämä osoitetaan laskemalla kuvaussysteemin modulaation siirtofunktio ennen kuvausgeometrian määrittämistä ja sen jälkeen. Työssä kehitetty menetelmä kuitenkin osoittautuu nopeaksi ja luotettavaksi tavaksi määrittää tutkittavan laitteen kuvausgeometria. Menetelmää voidaan soveltaa esimerkiksi laitteen kalibroinnissa kun määritetään kuvaussysteemin dimensioita suurella tarkkuudella