Algorithms for multimodal radiography with novel imaging detectors.

Abstract

Zobrazování v medicíně je technika, která nám umožňuje bez operativních zásahů vizua- lizovat vnitřní struktury lidského těla, abychom mohli diagnostikovat nemoci. Umožňuje nám taky monitorování fyzikálních procesů a funkcí různých orgánů v těle. Obor medi- cínského zobrazování obsahuje širokou škálu metod založených na různých fyzikálních principech. Součástí tohoto oboru jsou i metody používající ionizující záření. Kvalita na- měřených snímků silně závisi na použitých zobrazovacích detektorech. Existuje celá řada různých typů detektorů, od čistě analogových (filmy) až po plně digitální detektory jako jsou flat panely, které jsou v dnešní době nejrozšířenější. Novější typy dektorů využívají technologie počítání fotonů a nejmodernější experimentální detektory jako například Me- dipix jsou schopné detekovat a analyzovat jednotlivé fotony. Tato práce studuje vlastnoti, parametery a možné aplikační využití nejvnovejšího detek- toru Timepix3 z rodiny detektorů Medipix v různých zobrazovacích modalitách. Nejprve byl vyvinut nový vyčítací hardware a akviziční software společně s novými kalibračními a korekčními metodami. Poté byly postupně prozkoumány různé módy Timepix3 detek- toru: velmi rychlá spektrální radiografie, která demonstruje velmi rychlé měření "barev- ných"rentgenových obrázků; jednofotovná...

Medical imaging is a technique that allows us to visualize non surgically the internal structure of the human body in order to diagnose or treat medical conditions. It permits also monitoring of physical processes or functions of different organs inside the body. The medical imaging encompasses wide range of techniques based on different physical prin- ciples, including techniques using ionizing radiation. The quality of the images depends significantly on the quality of the used imaging detectors. There are many types of the detectors, from old analog devices (e.g. films) to fully digital detectors such as flat panels, that are the most widely used today. The newer technology is being developed and the techniques such as photon counting explored. However, the state of the art technology is the single photon counting, where the experimental detectors such as Medipix are able to count and process each individual photon. This works studies the properties, features and applications of the newest detector from the Medipix family Timepix3 in different imaging modalities. Firstly, a design of a new hardware readout interface for Timepix3 is presented together with data acquisition software and new analysis and calibration algorithms. Then, different applications of Timepix3 detector were explored: very...