Demonstrační model výpočetní tomografie

Abstract

Cílem diplomové práce je vytvořit demonstrační model výpočetního tomografu pro vzdělávací účely. Teoretická část práce je zaměřena na princip a stavbu výpočetního tomografu. V literární rešerši jsou rozebrány vědecké články se zaměřením na konstrukci, design modelu výpočetního tomografu a využití programovatelných hradlových polí k rekonstrukci obrazu. Praktická část se zabývá návrhem a realizací modelu výpočetního tomografu. Na základě návrhu mechanické části modelu jsou díly zhotoveny na 3D tiskárně, zkompletovány a zkalibrovány. Elektronická část je zaměřena na tvorbu soustavy laseru s detektorem, základové desky výpočetního tomografu a další důležité elektroniky. Dále je vytvořena logika programovatelného hradlového pole pro Cmod S6 k řízení modelu. Její jednotlivé procesy jsou v práci rozebrány. Následuje popis uživatelského použití modelu s rekonstrukcí obrazu v programu Matlab. Poslední část práce se věnuje experimentálnímu ověření modelu. Pro tento účel jsou vytvořeny fantomy, které slouží ke statistickému zhodnocení věrnosti detekce obrazu a posunu jednotlivých os.

The aim of this diploma thesis is to create a demonstration model of a computed tomography for educational purposes. The theoretical part of the work is focused on the principle and construction of a computed tomography. The literature search discusses scientific articles focusing on the construction, design of a computed tomography model and the use of field programmable gate arrays for image reconstruction. The practical part deals with the design and implementation of a computed tomography model. Based on the design of the mechanical part of the model, the parts are made on a 3D printer, assembled and calibrated. The electronic part is focused on the creation of a laser system with a detector, a computed tomography base plate and other important electronics. Furthermore, a Field Programmable Gate Array architecture for Cmod S6 is created to control the model. It is individual processes are discussed in the work. The following is a description of the user's use of the image reconstruction model in Matlab. The last part of the work is devoted to experimental verification of the model. For this purpose, phantoms are created, which statistically evaluate the fidelity of image detection and the displacement of individual axes.