Correction du diffusé pour la reconstruction tomographique quantitative avec un capteur plan numérique

par Jean Rinkel

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de François Estève.

Soutenue en 2006

à Grenoble 1 .


  • Résumé

    La tomographie X en géométrie conique permet de réaliser de la tomodensitométrie volumique par une simple rotation du système source-détecteur et d'obtenir des volumes reconstruits à résolution isotrope. Dans une telle géométrie, la détection est réalisée par des capteurs plans numériques. Une des principales limitations de ces derniers est que le rayonnement diffusé atteignant le capteur est bien plus important que pour les tomographes classiques à capteurs linéaires ou multibarrettes. Ce rayonnement diffusé crée des artefacts de sous-estimations des coefficients d'atténuation sur les images reconstruites. Dans cette thèse, nous proposons des méthodes de prétraitement des données et de correction du diffusé pour réaliser de la tomodensitométrie quantitative avec capteur plan et évaluons expérimentalement ces méthodes dans un contexte médical. Une première partie décrit comment mettre en oeuvre un banc de tomographie comportant un capteur plan. A cet effet, un protocole d'acquisition assurant la reproductibilité des acquisitions est défini. Des méthodes de prétraitement numérique des acquisitions corrigeant les artefacts causés par le capteur sont proposées. Outre la correction des pixels défectueux, du niveau d'obscurité et de la non-uniformité de la réponse des différents pixels, des corrections indispensables à une bonne quantification sont développées. Elles comprennent la correction de la non-linéarité de la réponse des pixels et celle d'un signal parasite, appelé diffusé capteur, qui regroupe les phénomènes de diffusion X et optique ayant lieu à l'intérieur du capteur. Ces méthodes sont validées expérimentalement sur des fantômes représentatifs d'un thorax. Dans une seconde partie, une nouvelle méthode de correction du rayonnement diffusé par l'objet examiné est proposée. Elle est basée sur une estimation des images de rayonnement diffusé associées à chaque angle de vue tomographique par un calibrage du diffusé génére�� par des objets de référence couplé à une modélisation analytique du diffusé du premier ordre. Cette méthode est validée sur des fantômes représentatifs de thorax dans une configuration du banc expérimental sans grille anti diffusante. Une adaptation de la méthode avec grille anti diffusante est proposée et évaluée expérimentalement.

  • Titre traduit

    X-ray Scatter correction for quantitative tomographic reconstruction with a flat panel detector


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Cone Bearn Computed Tomography has the advantage of mechanical simplicity in that full 3D information can be acquired by a single rotation of the source-detector system and used to obtain isotropic reconstructed volumes. However, detection is performed by a flat panel detector and one of the main drawbacks of such detectors is that the amount of scatter reaching them is much higher than that observed in fan beam systems. The scattered radiation induces artefacts that result in under-estimates of the attenuation coefficients in reconstructed images. The aim of this thesis is to develop data pre-processing and scatter correction methods to be used in quantitative three-dimensional imaging with a flat-panel detector and to evaluate these methods in a medical context. The first part of the study describes the experimental bench set-up and defines the protocol used to ensure that data acquisitions are reproducible. Next, pre-processing methods used to correct the artefacts due to the detector are described. These methods concern the correction of defective pixels, image darkness and the spatial non-uniformity of detector response. Original methods are also proposed to correct detector non-linearity and scattering, including X-ray scatter and optical diffusion within the detector. These methods are validated experimentally on thorax phantoms. The last part of the study proposes a new method to correct the scattered radiation generated within the examined object. The method is based on an estimation of the scattered radiation images associated with each tomographic angle of view. Estimation is performed by a calibration of scattering on reference objects combined with analytical modelling of the first-order scattering process. This method is validated on thorax phantoms in a configuration of the experimental bench that has no anti-scatter grid. An adaptation of the method using an anti-scatter grid is also proposed and evaluated experimentally.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (204 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres et p.199-204

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  • Bibliothèque : Université Grenoble Alpes (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque et Appui à la Science Ouverte. Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TS06/GRE1/0117
  • Bibliothèque : Université Grenoble Alpes (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque et Appui à la Science Ouverte. Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS06/GRE1/0117/D
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