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Advancements of existing imaging methods and the development of new imaging technologies require strategies for their clinical evaluation. Besides the technical requirements that a certain spatial resolution is provided or a certain limit of image noise is guaranteed, especially the diagnostic performance of radiologists is of interest. This diagnostic image quality or diagnostic value is usually investigated for specific clinical tasks. The aim of this cumulative thesis is to investigate and implement methods for the assessment of diagnostic image quality and the clinical evaluation of novel imaging methods and devices., Um Weiter- und Neuentwicklungen im Bereich der medizinischen Bildgebung zu evaluieren werden Strategien benötigt mit denen der klinische Nutzen bestimmt werden kann. Neben der Einhaltung technischer Spezifikationen, wie beispielsweise einer bestimmten Bildauflösung, ist insbesondere die Fähigkeit eines Radiologen eine richtige Diagnose auf den Bildern zu stellen von großem Interesse. Diese diagnostische Bildqualität wird üblicherweise für bestimmte klinische Fragestellungen ermittelt. Ziel dieser publikationsbasierten Dissertation ist die Erforschung und Implementierung von Methoden zur Bestimmung der diagnostischen Bildqualität und die klinische Evaluierung neuartiger Bildgebungsverfahren.

Computed tomography (CT) is an in-vivo fast medical imaging modality with potential of osteoporosis screening. This thesis investigated ultra-low dose CT with lower tube current and sparse sampling technique combining statistical iterative reconstruction algorithm. BMD and trabecular microstructure were investigated. Additionally, multi-energy CT including material quantification and decomposition were studied. An algorithm was implemented to deliver bone density. A decomposition algorithm was investigated to estimate water and fat fraction in the bone to identify acute fractures., Computertomographie (CT) ist eine in-vivo schnelle Bildgebungsmodalität. Sie bietet das Potenzial für Osteoporose-Screenings. Diese Arbeit befasst sich mit der niedrig-Dosierter CT mit spärlicher Abtastung und statistischer iterativer Rekonstruktion. Knochendichte und trabekuläre Mikrostruktur wurden untersucht. Zusätzlich wurde Multi-energie CT Materialquantifizierung und -zerlegung untersucht. Ein Algorithmus wurde implementiert, um die Knochendichte zu bestimmen. Ein Algorithmus für Materialzerlegung wurde untersucht, um den Wasser- und Fettanteil im Knochen zu messen und akute Frakturen zu identifizieren.

Advancements of existing imaging methods and the development of new imaging technologies require strategies for their clinical evaluation. Besides the technical requirements that a certain spatial resolution is provided or a certain limit of image noise is guaranteed, especially the diagnostic performance of radiologists is of interest. This diagnostic image quality or diagnostic value is usually investigated for specific clinical tasks. The aim of this cumulative thesis is to investigate and implement methods for the assessment of diagnostic image quality and the clinical evaluation of novel imaging methods and devices., Um Weiter- und Neuentwicklungen im Bereich der medizinischen Bildgebung zu evaluieren werden Strategien benötigt mit denen der klinische Nutzen bestimmt werden kann. Neben der Einhaltung technischer Spezifikationen, wie beispielsweise einer bestimmten Bildauflösung, ist insbesondere die Fähigkeit eines Radiologen eine richtige Diagnose auf den Bildern zu stellen von großem Interesse. Diese diagnostische Bildqualität wird üblicherweise für bestimmte klinische Fragestellungen ermittelt. Ziel dieser publikationsbasierten Dissertation ist die Erforschung und Implementierung von Methoden zur Bestimmung der diagnostischen Bildqualität und die klinische Evaluierung neuartiger Bildgebungsverfahren.

Computed tomography (CT) is an in-vivo fast medical imaging modality with potential of osteoporosis screening. This thesis investigated ultra-low dose CT with lower tube current and sparse sampling technique combining statistical iterative reconstruction algorithm. BMD and trabecular microstructure were investigated. Additionally, multi-energy CT including material quantification and decomposition were studied. An algorithm was implemented to deliver bone density. A decomposition algorithm was investigated to estimate water and fat fraction in the bone to identify acute fractures., Computertomographie (CT) ist eine in-vivo schnelle Bildgebungsmodalität. Sie bietet das Potenzial für Osteoporose-Screenings. Diese Arbeit befasst sich mit der niedrig-Dosierter CT mit spärlicher Abtastung und statistischer iterativer Rekonstruktion. Knochendichte und trabekuläre Mikrostruktur wurden untersucht. Zusätzlich wurde Multi-energie CT Materialquantifizierung und -zerlegung untersucht. Ein Algorithmus wurde implementiert, um die Knochendichte zu bestimmen. Ein Algorithmus für Materialzerlegung wurde untersucht, um den Wasser- und Fettanteil im Knochen zu messen und akute Frakturen zu identifizieren.