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DD: Didaktik der Physik

DD 8: Computer im Physikunterricht II

DD 8.3: Vortrag

Donnerstag, 22. März 2001, 14:55–15:15, H2

Bildrekonstruktion durch Rückprojektion in Physik und Medizin — •Roland Berger und Monika Ring — Schellingstraße 4, 80799 München

Herkömmliche Röntgenaufnahmen sind im Wesentlichen ein Schattenwurf der untersuchten Körperregion. Das Problem ist häufig, dass hintereinander liegende Strukturen nur schwer zu unterscheiden sind. Um eine verdeckungsfreie Querschnittsaufnahme zu erhalten, werden in der Röntgencomputertomographie derartige Schattenwürfe (Projektionen) aus vielen verschiedenen Richtungen erstellt. Bei der Rekonstruktion werden mit Hilfe des Verfahrens der Rückprojektion die gemessenen Projektionen jeweils über die Schicht gewissermaßen verschmiert und anschließend addiert. Eine Graukodierung dieser Information liefert das Querschnittsbild. Das Prinzip dieses Verfahrens ist auch auf Schulniveau recht einfach zu verstehen. Zur Unterstützung wurde im Rahmen einer Zulassungsarbeit das Lernprogramm CTSim erstellt, welches unter www.physik.uni-muenchen.de/didaktik/Computer/computer.htm kostenlos heruntergeladen werden kann. Das Verfahren der Rückprojektion wird nicht nur in der Medizintechnik verwendet, sondern z.B. auch in der so genannten Quantentomographie zur Bestimmung des quantenmechanischen Zustands eines Systems und in der Halbleiterphysik zur Darstellung der Ladungsträgerdichten. Im Vortrag werden diese Anwendungen kurz beschrieben und das Lernprogramm vorgestellt.