No description available.

Ο γενικός σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν να προτείνει μια νέα μέθοδο για την πλήρη περιγραφή των χαρακτηριστικών ποιότητας εικόνας και την βελτιστοποίηση της Τομογραφίας Εκπομπής Ποζιτρονίων (PET) αναπτύσσοντας ένα μοντέλο Monte Carlo. Υλικά και Μέθοδοι: Η μέθοδος αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας τον κώδικα Monte Carlo (GEANT4 Application For Tomographic Emissions) του GEANT4 με το πακέτο λογισμικού GATE που αναπτύχθηκε από την Open-GATE collaboration. Για την ανακατασκευή των εικόνων χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό STIR και για τη λήψη των δεδομένων της ανακατασκευής, από το GATE, χρησιμοποιήθηκε μια συστοιχία από 12 επεξεργαστές Dual Core Intel (R) Xeon (TM) 3.00GHz (Supermicro SuperServer 6015B-UR/NTR, Αγγλία). Ο σαρωτής PET που προσομοιώθηκε σε αυτή τη μελέτη ήταν ο General Electric Discovery-ST (ΗΠΑ). Το μοντέλο GATE πιστοποιήθηκε μέσω της σύγκρισης των αποτελεσμάτων που ελήφθησαν με δημοσιευμένα αποτελέσματα (Bettinardi et al 2004, Mawlawi et al 2004) τα οποία ακολουθούν το πρωτόκολλο της NEMA-NU-2 2001. Οι εικόνες ανακατασκευάστηκαν με τρεις μεθόδους, αρχικά με τη 2D φιλτραρισμένη οπισθοπροβολή (FBP2D), στη συνέχεια με τη μέθοδο της 3D φιλτραρισμένης οπισθοπροβολής (FPB3DRP), των Kinahan και Rogers, και τέλος με χρήση επαναληπτικών αλγορίθμων (MLE-OSMAPOSL). Αρχικά έγινε προσδιορισμός της Συνάρτησης Μεταφοράς Διαμόρφωσης (MTF) για την αξιολόγηση της ποιότητας εικόνας συστημάτων PET. Η αξιολόγηση έγινε μέσω της προσομοίωσης μιας νέας επίπεδης πηγής Λεπτού Χρωματογραφικού Φιλμ (Thin Layer Chromatography-TLC) το οποίο αποτελείται από ένα στρώμα Διοξειδίου του Πυριτίου και υποστρώματα φύλλου Αλουμινίου, εμβαπτισμένο σε 18F-FDG με ενεργότητα 44.4MBq. Η αξιολόγηση της MTF έγινε μέσω των ανακατασκευασμένων εικόνων της επίπεδης πηγής κάνοντας χρήση του λογισμικού STIR. Η αξιολόγηση της MTF πραγματοποιήθηκε επίσης: α) σε τρεις διαστάσεις (3D), τοποθετώντας την επίπεδη πηγή σε οριζόντια και σε κάθετη κατεύθυνση (διαστάσεις πηγής οριζόντια και κάθετα 5x10 εκατοστά), β) με σάρωση πηγής μεγαλύτερου πλάτους, ανακατασκευάζοντας την εγκάρσια τομή της (διαστάσεις 18x10cm) και γ) από ανακατασκευασμένες εικόνες σημειακής πηγής. Να τονίσουμε εδώ ότι η παρούσα μελέτη είχε ως στόχο να συγκρίνει την προτεινόμενη μέθοδο (αξιολόγηση της MTF μέσω επίπεδης πηγής) με την πιο παραδοσιακή τεχνική που βασίζεται σε σημειακές πηγές. Στη συνέχεια έγινε προσδιορισμός της Ανιχνευτικής Κβαντικής Αποδοτικότητας (DQE) για την εκτίμηση της συνολικής απόδοσης του συστήματος PET, μέσω υπολογισμού της Συνάρτησης Μεταφοράς Διαμόρφωσης και του Κανονικοποιημένου Φάσματος Ισχύος Θορύβου (NNPS). Οι καμπύλες της MTF υπολογίστηκαν από την ανακατασκευή των εγκάρσιων τομών της επίπεδης πηγής (1 MBq), ενώ το NNPS υπολογίστηκε από τις αντίστοιχες στεφανιαίες τομές. Οι εικόνες ανακατασκευάστηκαν εφαρμόζοντας επαναληπτικούς αλγόριθμους (MLE-OSMAPOSL), χρησιμοποιώντας διάφορα υποσύνολα των προβολών (subsets) (3 έως 21) και επαναλήψεων (iterations) (1 έως 20). Επιπλέον, η αξιολόγηση της DQE έγινε μέσω διερεύνησης της επίδρασης διαφόρων κρυστάλλων σπινθηριστών στην διακριτική ικανότητα (MTF) και τον θόρυβο (NNPS) των ανακατασκευασμένων εικόνων του PET. Σε αυτή την περίπτωση, ο αλγόριθμος ανακατασκευής της εικόνας MLE-OSMAPOSL, υλοποιήθηκε χρησιμοποιώντας 15 subsets και 3 iterations. Αποτελέσματα και Συζήτηση: Τα αποτελέσματα της πιστοποίησης μέσω σύγκρισης με δημοσιευμένα αποτελέσματα είναι τα ακόλουθα: Η Διακριτική Ικανότητα (Spatial Resolution, SR) στο Πλήρες Εύρος στο Ήμιση του Μέγιστου (Full Width at Half Maximum - FWHM) βρέθηκε να έχει απόκλιση μικρότερη από 3,29% σε λειτουργία 2D και μικρότερη από 2,51% σε λειτουργία 3D, σε σχέση με δημοσιευμένα πειραματικά αποτελέσματα (Mawlawi et al 2004), αντιστοίχως. Οι τιμές 2D, για την Ευαισθησία (Sensitivity), το Ποσοστό Σκέδασης (Scatter Fraction-SF) και την Απόδοση του Ρυθμού Μέτρησης (Count-Rate), τα οποία ελήφθησαν ακολουθώντας το πρωτόκολλο της NEMA NU 2-2001, βρέθηκαν να διαφέρουν λιγότερο από 0,46%, 4,59% και 7,86%, αντίστοιχα με τα δημοσιευμένα πειραματικά αποτελέσματα (Mawlawi et al 2004). Ακολούθως, οι αντίστοιχες τιμές σε λειτουργία 3D βρέθηκαν να διαφέρουν λιγότερο από 1,62%, 2,85% και 9,13%, αντίστοιχα, με τα δημοσιευμένα πειραματικά αποτελέσματα (Mawlawi et al 2004). Η ευαισθησία επιπλέον εκτιμήθηκε χωρίς την παρουσία υλικού εξασθένησης, προσομοιώνοντας απευθείας μια ιδανική πηγή. Οι διαφορές που προέκυψαν μεταξύ της ιδανικής πηγής και της μεθοδολογίας κατά NEMA-NU-2 2001 κυμαίνονται από 0,04% έως 0,82% (ακτινική θέση R = 0cm) σε λειτουργία 2D και από 0,52% έως 0,67% σε λειτουργία 3D (ακτινικές θέσεις R = 10cm). Συνεπώς κάνοντας χρήση αυτής της μεθόδου, η ευαισθησία μπορεί να προσδιοριστεί με πιο απλοποιημένη και γρήγορη διαδικασία. Οι τιμές του Ρυθμού Μέτρησης Ισοδύναμου Θορύβου (Noise Equivalent Count Rate-NECR) που προέκυψαν ήταν 94.31kcps σε 2D και 66.9kcps σε 3D στα 70 και 15kBq/mL αντίστοιχα, σε σύγκριση με τα δημοσιευμένα αποτελέσματα τα οποία ήταν 94.08kcps σε 2D και 70.88kcps σε 3D στα 54.6kBq/mL και 14kBq/mL αντίστοιχα. Οι τιμές για την ποιότητα εικόνας βρέθηκαν σε εξαιρετική συμφωνία με τα δημοσιευμένα αποτελέσματα. Αφού ολοκληρώθηκε η πιστοποίηση του μοντέλου έγινε υπολογισμός της MTF. Οι τιμές MTF που προέκυψαν από την ανακατασκευή με τον αλγόριθμο FBP2D βρέθηκαν σε εξαιρετική συμφωνία με αυτές που προέκυψαν από την ανακατασκευή με τον αλγόριθμο FBP3DRP, ενώ οι αντίστοιχες τιμές μέσω του αλγόριθμου MLE-OSMAPOSL ήταν σε όλο το φάσμα των χωρικών συχνοτήτων υψηλότερες σε σχέση με τους αλγόριθμους οπισθοπροβολής (FBP). Η προσομοίωση της μεγάλης επίπεδης πηγής με αλγορίθμους οπισθοπροβολής έδειξε ότι οι τιμές της MTF ελαττώνονται σταδιακά από το κέντρο προς τα άκρα του οπτικού πεδίου (Field Of View-FOV). H MTF, της κάθετης τομής, διέφερε ελάχιστα σε σχέση με την οριζόντια. Η σύγκριση της επίπεδης πηγής με τη σημειακή πηγή έδειξε ότι η πρώτη είναι λιγότερη ευαίσθητη στο θόρυβο (SD = 0,0031 και 0,0203, αντίστοιχα). Η αξιολόγηση της DQE μέσω επαναληπτικών αλγορίθμων MLE-OSMAPOSL έδειξε ότι η απόδοση του συστήματος βελτιώνεται όσο αυξάνεται ο αριθμός των επαναλήψεων μέχρι μια μέγιστη τιμή (12 iterations) και παρέμενε αναλλοίωτη από εκεί και έπειτα. Επιπλέον, η μεταβολή του αριθμού των subsets δεν είχε επίδραση στην MTF, για ίσο αριθμό επαναλήψεων. Αντίστοιχα τα επίπεδα θορύβου (NNPS) μειώθηκαν με την αύξηση του αριθμού των iterations και των subsets. Με βάση τα προηγούμενα οι τιμές της DQE επηρεάστηκαν τόσο από την MTF όσο και από το NNPS και βρέθηκαν να αυξάνουν με την αντίστοιχη αύξηση του αριθμού των iterations και των subsets. Τέλος, ο ανιχνευτής PET στον οποίο τοποθετήθηκαν κρύσταλλοι LuAP, παρείχε τις βέλτιστες τιμές MTF σε οπισθοπροβολή 2D και 3D ενώ η αντίστοιχη διαμόρφωση με κρυστάλλους BGO παρείχε τις βέλτιστες τιμές MTF μετά την ανακατασκευή με MLE-OSMAPOSL. Αντίστοιχα, ο ανιχνευτής με κρυστάλλους BGO είχε τα χαμηλότερα επίπεδα θορύβου και τις υψηλότερες τιμές DQE μετά από την εφαρμογή όλων των αλγόριθμων ανακατασκευής. Συμπερασματικά: Η παρούσα μελέτη έδειξε ότι η συνολική απόδοση συστημάτων PET μπορεί να χαρακτηριστεί πλήρως, να βελτιωθεί περαιτέρω και να γίνει πιο απλή με τη διερεύνηση των διαφόρων στοιχείων της αλυσίδας απεικόνισης μέσω μεθόδων Monte Carlo. Η μέθοδος αξιολόγησης ανιχνευτών ΡΕΤ, βασιζόμενη σε επίπεδη πηγή TLC, απαιτεί υλικά που είναι συνηθισμένα στο κλινικό περιβάλλον, μπορεί να εφαρμοστεί πειραματικά και να χρησιμοποιηθεί στην κλινική πράξη. Σε αυτή τη μελέτη χρησιμοποιήθηκε για την εκτίμηση και βελτιστοποίηση της ποιότητας εικόνας, αλλά μπορεί να είναι επίσης χρήσιμη στον τομέα της έρευνας για περαιτέρω ανάπτυξη συστημάτων ΡΕΤ και SPECT, μέσω προσομοιώσεων με το πακέτο λογισμικού GATE. Οι ανακατασκευασμένες εικόνες από το λογισμικό STIR μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την εκτίμηση της κατανομής του ραδιοφαρμάκου, καθώς και την απευθείας λήψη της δοσιμετρικής κατανομής, με αντίστοιχο όφελος στους πυρηνικούς γιατρούς. / The overall purpose of this study was to propose a novel method for the complete image quality characterization and optimization of Positron Emission Tomography (PET) scanners with Monte-Carlo (MC) methods. Α model was developed using the Monte Carlo package of Geant4 Application for Tomographic Emission (GATE) and the software for tomographic image reconstruction (STIR) with cluster computing to obtain reconstructed images. The PET scanner used in this study was the General Electric Discovery-ST (US). The GATE model was validated by comparing results obtained in accordance with the National Electrical Manufacturers Association NEMA-NU-2-2001 protocol (Bettinardi et al 2004, Mawlawi et al 2004). Validation images were reconstructed with the commonly used 2D Filtered Back Projection (FBP2D) and the Kinahan and Rogers FPB3DRP Reprojection Algorithms. Image quality, in terms of the Modulation Transfer Function (MTF), was initially assessed with a novel plane source consisting of a Thin Layer Chromatography (TLC) plate, simulated by a layer of Silica gel on Aluminium foil substrates immersed in Fluorodeoxyglucose (18F-FDG) bath solution (44.4MBq). MTF was assessed from the evaluated STIR digital reconstructed images of the plane source. MTF was also assessed a) in three dimensions, in lines passing through the central axis of the PET scanner, by placing the plane source only horizontally and vertically (5x10cm), b) by scanning 18cm of the transaxial Field Of View (FOV) through the simulation of a horizontal large plane source (18x10cm) and c) by evaluating reconstructed point source images. Furthermore, the study aimed to compare the proposed method with the more traditional technique based on a line source. The complete image quality characterization was assessed in terms of the Detective Quantum Efficiency (DQE) by estimating the MTF and the Normalized Noise Power Spectrum (NNPS) of the 18F-FDG TLC plane source (1 MBq). MTFs curves were estimated from transverse reconstructed images of the plane source, whereas the NNPS data were estimated from the corresponding coronal images. Images were reconstructed by the Maximum Likelihood Estimation (MLE)-OSMAPOSL reprojection algorithm by using various subsets (3 to 21) and iterations (1 to 20). Additionally, the influence of different scintillating crystals on PET scanner’s image quality, in terms of the MTF, the NNPS and the DQE, was also investigated. In this case, OSMAPOSL image reconstruction was assessed by using 15 subsets and 3 iterations. The simulated spatial resolution in terms of Full Width at Half Maximum (FWHM) agreed with published data of Mawlawi et al (2004), within less than 3.29% in 2D and less than 2.51% in 3D with published data of others, respectively. The 2D values for the sensitivity, the scatter fraction and the count-rate were found to agree within less than 0.46%, 4.59% and 7.86%, respectively with corresponding published values. Accordingly, the corresponding 3D values were found to agree to less than 1.62%, 2.85% and 9.13%, respectively with Mawlawi et al (2004) published values. Sensitivity, which was also estimated in the absence of attenuation material by simulating an ideal source, showed differences between the extrapolated and the ideal source values (with and without attenuation) ranging in 2D from 0.04% to 0.82% (radial location R=0cm) in 2D and from 0.52% to 0.67% in 3D mode (radial locations R=10cm). By using this model, sensitivity can be obtained in a more simplified procedure. The simulated noise equivalent count rate was found to be 94.31kcps in 2D and 66.9kcps in 3D at 70 and 15kBq/mL respectively, compared to 94.08kcps in 2D and 70.88kcps in 3D at 54.6kBq/mL and 14kBq/mL respectively, from the published by others values. The simulated image quality was found in excellent agreement with these published values. The MTFs obtained using the FBP2D were in close agreement to those obtained by the FBP3DRP, whereas the MTFs of the OSMAPOSL show, in all cases, that higher frequencies are preserved than in the case of the FBP. FBP reconstructed images obtained from the large horizontal plane source showed that the MTF was found to degrade gradually as we move towards the edge of the FOV. The MTFs of the FBP images along the vertical direction were slightly lower than the corresponding horizontal ones. In addition, the plane source method is less prone to noise than the conventional line source method (sd=0.0031 and 0.0203, respectively). In the case of DQE investigation, MTF values assessed from the evaluated STIR digital reconstructed images, of the TLC based plane source, were found to improve as the number of iterations increased up to 12 and remain almost constant thereafter. Furthermore, variation in the number of subsets didn’t show any effect on the MTF, for equal number of iterations. The noise levels, in terms of the NNPS, in the reconstructed PET image, were found to decrease with the corresponding increase of both the number of iterations and subsets. DQE values were influenced by both MTF and NNPS and were found to increase with the corresponding increase in both number of iterations and subsets. Finally, the PET scanner configuration, incorporating LuAP crystals, provided the optimum MTF values in both 2D and 3DFBP whereas the corresponding configuration with BGO crystals was found with the higher MTF values after OSMAPOSL. The scanner incorporating BGO crystals were also found with the lowest noise levels and the highest DQE values after all image reconstruction algorithms. In conclusion, our study showed that the imaging performance of PET scanners can be fully characterized, further improved and simplified by investigation of the imaging chain components through MC methods. The simulated PET evaluation method, based on a TLC plane source, requires materials commonly found in a clinical environment and can be experimentally implemented and used in clinical practice. In this study it was used for the image quality assessment and optimization, but it can be also useful in research for the further development of PET and SPECT (Single Photon Emission Tomography) scanners though GATE simulations. Reconstructed images by STIR can be also used to obtain radiopharmaceutical distribution of images and direct dose maps, quite useful to nuclear medicine practitioners.

Påbyggnation är en typ av hållbar stadsutveckling som blir allt vanligare i Sverige. Ett av de gemensamma målen vid påbyggnation, likt andra byggprojekt, är att uppnå en viss förbestämd kvalitet. Designkvalitet kan ses som en del av kvalitetsmålet. Problemet är att designkvalitet är svårdefinierat, ändå finns det ett behov av att mäta och hantera den här typen av värde, dels för kunden och samhället, dels för representanter i design- och byggprocessen. För att tillgodose behovet kan en utvärdering av designkvalitet vara en möjlig lösning. Ett av de senaste verktygen för detta är design quality evaluation (DQE) wheel, utvecklat av Eilouti (2020). Verktyget kan användas för att dra lärdom av projekt vilket blir särskilt viktigt i mindre utforskade områden, till exempel påbyggnation. Frågan är: hur uppnås designkvalitet? Forskning indikerar att arkitekten spelar en central roll. Arkitekten är den aktör som genom sina designintentioner ska se till att kundens mål och behov uppfylls. Däremot finns det få empiriska stöd för kopplingen mellan designintention och designkvalitet. Därför är det relevant att undersöka hur begreppen förhåller sig till varandra. Undersökningen kan ge insikt i hur designkvalitet uppnås, främst genom ökad förståelse för hur arkitektens designintentioner påverkar det slutliga resultatet. För att säkerställa att designintentioner leder till uppnådd designkvalitet pekar forskning på att intentionerna måste kopplas till mätbara resultat. DQE kan vara en lösning som erbjuder dessa mätbara resultat. Examensarbetets syfte är att bidra med ökad förståelse för hur designkvalitet uppnås genom att undersöka relationen mellan designkvalitet och designintention. Undersökningen möjliggörs genom en tillämpning av DQE. Verktyget kan erbjuda den struktur som behövs för att erhålla arkitektens utvärdering av designkvalitet och ta reda på bakomliggande designintentioner. För att uppnå syftet används två primära metoder: först en litteraturundersökning, sedan en fallstudie. I den första delen jämförs och kontrasteras olika teoretiska synsätt på designkvalitet och designintention. Därefter föreslås en definition av begreppen som blir gällande i arbetets kontext. Arbetets andra del innebär en djupdykning i sju olika påbyggnadsprojekt där uppdragsansvarig eller handläggande arkitekt intervjuas. Intervjuerna genomförs för att erhålla arkitektens utvärdering av designkvalitet och ta reda på bakomliggande designintentioner. Resultatet analyseras i tre steg för att kunna dra slutsatser om relationen mellan designkvalitet och designintention. Litteraturundersökningen resulterar i två föreslagna definitioner. (Se avsnitt 3.1.4 respektive 3.3.4 för fullständiga definitioner.) Designkvalitet används i regel för att beskriva en byggnads goda egenskaper med avseende på design. Begreppet är svårdefinierat på grund av dess subjektiva karaktär och därmed omöjliga separation från personliga, samhällsenliga och kulturella förutsättningar. Designintention är en designers beskrivning av mål, syften eller orsaker bakom designrelaterade beslut. Designintentioner skapas utifrån en designers tolkning av kundens prioriterade mål. Resultatet blir därför en kombination av designerns och kundens värderingar. Fallstudien visar att estetik, stads- & miljömässig lämplighet samt identitet & karaktär är de parametrar som prioriteras högst av arkitekterna. Samma parametrar leder även till högst designkvalitet i arkitekternas utvärderingar. Resultatet talar för att arkitekternas prioriterade designintentioner tenderar att resultera i uppnådd designkvalitet. Det betyder att relationen mellan designkvalitet och designintention existerar och att arkitekten är nyckelpersonen i sammanhanget. Analysen indikerar att relationen utgörs av en problemlösande process där arkitekten ansvarar för att säkerställa att designintentionerna leder till uppnådd designkvalitet. Processen är känslig eftersom den påverkas av kundens vilja och arkitektens förmåga att tillämpa sina designintentioner i praktiken. Examensarbetet belyser vikten av arkitektens arbete från intention till slutlig produkt eftersom det kan främja designkvalitet i den färdiga byggnaden. Avgränsningen till påbyggnadsprojekt bidrar till att vidga tillämpningsområdet för designkvalitet och designintention. Tillämpningen av DQE var en förutsättning för examensarbetets genomförande. Däremot kan det argumenteras för att verktyget gör större nytta som diskussionsunderlag än för att kvantifiera designkvalitet. / Vertical extensions of buildings are a type of sustainable urban development with increasing occurrence in Sweden. One of the commonly held goals when vertically extending a building, as in other construction projects, is to achieve a certain pre-determined quality. Design quality can be seen as a part of the quality goal. The problem is that design quality is difficult to define, still there is a need for measuring and managing this type of value, not only for the client and society, but also for actors within the design and building process. To satisfy the need an evaluation of design quality might be a possible solution. One of the most recent tools for this is the design quality evaluation (DQE) wheel, developed by Eilouti (2020). The tool can be used to learn lessons from a project which is especially important in less researched areas, e.g. vertical extensions of buildings. The question is: how is design quality achieved? Research indicates that the architect plays a crucial role. The architect is the actor who through their design intentions should ensure that the clients’ goals and needs are fulfilled. However, there are few empirical studies supporting the connection between design intentions and design quality. That is why it is relevant to examine how these concepts relate to one another. The examination can provide insight into how design quality is achieved, mainly by increased understanding of how the architects’ design intentions are affecting the result. To ensure that the design intentions lead to achieved design quality research imply that the intentions must be connected to testable outcomes. DQE might be a solution providing these testable outcomes.  The purpose of this master thesis is to contribute with increased understanding of how design quality is achieved by examining the relation between design quality and design intention. The examination is enabled due to the application of DQE. The tool can offer a structure for acquiring the architect’s evaluation of design quality and finding out the underlying design intentions. To achieve the purpose two primary methods are being used: first a literature review, then a case study. The first part compares different theoretical viewpoints on design quality and design intention. Thereafter two definitions are proposed which are applicable within the context of this thesis. The second part takes a deeper dive into seven different vertical extension projects where each responsible architect is interviewed. The interviews are conducted to acquire the architect’s evaluation of design quality and to find out the underlying design intentions. The results are analysed in three stages in order to make conclusions about the relation between design quality and design intention.  The literature review results in two proposed definitions. (See section 3.1.4 and 3.3.4 for the complete Swedish definitions.) Design quality is often used to describe a building’s good properties regarding design. The concept is difficult to define because of its subjective nature and therefore impossible separation from personal, societal, and cultural conditions. Design intention is a designer’s description of goals, purposes or reasons behind design related decisions. Design intentions are based on a designer’s interpretation of the client’s prioritised goals. The result is therefore a combination of the designer’s and the client’s values. The case study shows that aesthetics, urban & environmental fit, and identity & character are the parameters which the architects prioritise the highest. The same parameters lead to the highest design quality according to the architects’ evaluations. The results show that the architects’ prioritised design intentions tend to lead to achieved design quality. This means that the relation between design quality and design intention exists and that the architect is the key person in this context. The analysis indicates that the relation consists of a problem-solving process where the architect is responsible of ensuring that the design intentions lead to achieved design quality. The process is sensitive because it is affected by the client’s will and the architect’s ability to apply their design intentions in practise.  This thesis highlights the importance of the architect’s work from intention to product because it can favour the design quality of the finished building. The demarcation to vertical extensions of buildings contribute to widen the areas of applicability for design quality and design intention. The application of DQE was a prerequisite for the realisation of this thesis. However, it can be argued that the tool is better used as a basis for discussion rather than to quantify design quality. / Timber on Top

Flight test telemetry environments can be particularly challenging due to RF shadowing, interference, multipath propagation, antenna pattern variations, and large operating ranges. In cases where the link quality is unacceptable, applying multiple receiving assets to a single test article can significantly improve the overall link reliability. The process of combining multiple received streams into a single consolidated stream is called Best Source Selection (BSS). Recent developments in BSS technology include a description of the maximum likelihood detection approach for combining multiple bit sources, and an efficient protocol for providing the real-time data quality metrics necessary for optimal BSS performance. This approach is being standardized and will be included in Appendix 2G of IRIG-106-17. This paper describes the application of this technology and presents performance results obtained during flight testing.

No description available.

Depuis la fin du 20ème siècle, l'imagerie médicale s'est fortement développée et représente aujourd'hui un moyen incontournable pour le diagnostic médical. Dans le domaine de la radiologie par rayons X, de nouveaux détecteurs numériques remplacent progressivement les anciennes techniques à film et permettent d'obtenir des images de meilleure qualité. Cette thèse, préparée en collaboration entre l'entreprise Trixell, constructeur de détecteurs plats numériques pour la radiographie, et le laboratoire Gipsa-Lab, s'inscrit dans le cadre général du contrôle qualité de ces détecteurs par analyse d'images. Les applications biomédicales mettant en jeu ces appareils, sont généralement particulièrement sensibles, et le principe de « zéro défaut » est de mise quant à la qualité des produits. Malgré les différents traitements, certains défauts peuvent être présents dans les images. Cette thèse est axée sur le développement de modèles de mesure de la visibilité des défauts, en cohérence avec l'observation d'un humain. Deux approches complémentaires sont développées : la première approche basée sur des expériences psychophysiques et la seconde approche de modélisation basée sur la théorie de décision. Par rapport aux modèles de visibilité existants, notre modèle prend en compte la perception humaine et notamment les saccades et fixations oculaires dans l'analyse des images : le test de visibilité est ainsi le produit de tests de visibilité locaux, calculés aux points saillants de l'image supposés indépendants. Les résultats montrent l'intérêt de notre approche, notamment pour des détecteurs statiques. En se fondant sur les résultats et une dernière expériences d'oculométrie, cette thèse suggère en perspective la prise en compte d'autres caractéristiques comme le nombre de fixations oculaires, et leur durée. / Since the beginning of the 20th century, medical imaging has significantly been improved and represents now an essential mean for medical diagnosis. In the field of radiology, new digital detectors are gradually replacing the old film techniques allowing a better image. This thesis, prepared in collaboration between the company Trixell, manufacturer of X-ray detectors, and the laboratory Gipsa-Lab, is part of the framework of quality control of these detectors by image analysis. Biomedical applications involved by these devices are particularly sensitive, and the principle of “zero artifact” is required to ensure the quality of the product. Despite the various processings, some artifacts may be present in the images.This thesis focuses on the development of models that quantify the visibility of artifacts in concordance to human observation. Two complementary approaches are developed : the first one is based on psychophysical experiments and the second one is a modeling approach based on decision theory. In comparison to existent models, our model takes into account perception characteristics including saccades and eye fixation in image analysis : the visibility test is thus the product of local visibility tests calculated on the salient points of the image and assumed to be independent. The results show the interest of our approach, especially for static detectors. Based on the results and a final eye-tracking experiment, this thesis suggests perspectives taking into account other characteristics such as the number of eye fixations and their duration.

Diplomová práce se zabývá detektory rentgenového záření pro mikro-CT systémy. Teoretická část zahrnuje standartní typy rentgenových detektorů a požadavky na kvalitu obrazu pro výslednou 3D rekonstrukci. V závěru jsou popsány fyzikální parametry reálných detektorů a metody jejich měření a vyhodnocení.

During the past years photon-counting detectors (PCDs) have emerged as an alternative to conventional energy-integrating detectors and may significantly improve the standard of care for computed tomography (CT). There are two main alternatives for the material of the detector: cadmium telluride (CdTe) and silicon (Si). The settings of the X-ray tube and the applied filters need to be evaluated and optimized for the new detector technology. In this report, Monte Carlo simulations are used to determine how image quality is affected by different X-ray tube voltages and filter thicknesses. The image quality indicators that were chosen to evaluate are detective quantum efficiency (DQE) for material quantification and both DQE and dose-normalized signal-difference-to-noise ratio (SDNR) for detection tasks. Overall, silicon-based detectors performed better than cadmium-based detectors for quantification imaging tasks for all object thicknesses, while cadmium-based detectors were superior for detection imaging tasks in larger patients. For both silicon- and cadmium-based detectors, the dose-normalized image quality was largely independent of filter thickness, while the X-ray tube voltage had a more distinct impact on the result, where low voltages were optimal. / Under de senaste åren har fotonräknande detektorer blivit aktuellt som ett alternativ till konventionella energiintegrerande detektorer och kommer troligen förbättra datortomografibilder avsevärt. För de nya detektorerna finns det två huvudsakliga materialalternativ: kadmiumtellurid (CdTe) och kisel (Si). Inställningarna för röntgenröret och det pålagda filtret behöver utvärderas och optimeras för den nya detektorteknologin. I denna rapport användes Monte Carlo-simuleringar för att bestämma hur bildkvaliteten påverkades av rörspänningen och filtertjockleken. Bildkvaliteten bestämdes sedan utifrån tre indikatorer, detective quantum efficiency (DQE) för materialbestämning samt både DQE och dosnormaliserad signal-difference-to-noise ratio (SDNR) för detektionsuppgifter.    Den kiselbaserade detektorn presterade bättre än den kadmiumbaserade för materialbestämning för alla patientstorlekar medan den kadmiumbaserade presterade bättre på detektionsuppgifterna för större patienter. Vidare var den dosnormaliserade bildkvaliteten för både kisel- och kadmiumdetektorer svagt beroende av filtertjocklek medan båda påverkades starkt av rörspänningen, där låga spänningar var att föredra.

科学研究費補助金 研究種目:一般研究(B) 課題番号:04452103 研究代表者:日比野 倫夫 研究期間:1992-1993年度