Reconstruccion De Imagen En Tc 1x2q23

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA)

FACULTAD DE MEDICINA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE TECNOLOGIA MÉDICA AREA DE RADIOLOGIA

Curso: TOMOGRAFIA COMPUTARIZADA Tema: Métodos de Reconstrucción en Tomografía Computarizada Docente: Lic. Cecilia Muñoz Barabino Alumno: Quispicondor Arteaga Alex Jhony Código: 10010135

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LIMA – PERU

2012 INDICE

Misión y Visión de la EAP .Tecnología Médica…………………………………....2 Introducción……………………………………………………………………………3 Métodos de reconstrucción de Imagen en Tomografía………………………….4 Computarizada – Retroproyección Algoritmo Iterativo…………………………………………………………………….6 Reconstrucción analítica………………………………………………………………8 Bibliografía……………………………………………………………………………..12

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MISION Y VISION DE EAP - TECNOLOGIA MÉDICA

MISION Somos una comunidad académica , integrante de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, inspirada en principios éticos y valores, formadora de Profesionales Tecnólogos Médicos, proactivos, creativos y de alto nivel académico intelectual. Participamos en la solución de los problemas de salud de la sociedad.

VISION Ser una Escuela modelo líder en la formación e innovación académica, Investigación,

Gestión

internacionalmente.

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y

Proyección

Social,

acreditada

Nacional

e

INTRODUCCION

Una tomografía bidimensional, esencialmente es la reconstrucción de la imagen de una sección transversal de un objeto a partir de sus proyecciones. Por tanto, una tomografía puede ser considerada como un conjunto de proyecciones sobre las rectas que forman el plano de la placa tomográfica. Las tomografías son comúnmente utilizadas en aplicaciones médicas que requieren una visualización óptima de un órgano

en particular. Si en un algoritmo se

incorporan los datos obtenidos en una tomografía con los modelos de restauración de imágenes, se obtiene una aproximación casi exacta de la morfología del órgano estudiado, motivo por el cual diversos modelos de reconstrucción de imágenes se han propuesto en los últimos años. Entre ellos, se destaca el método de retroproyección filtrada, el cual se planteó inicialmente como un

algoritmo de

inversión de la transformada de Radón; este hace uso de herramientas matemáticas propias del análisis de Fourier como lo son el teorema de proyecciones y el producto convolución además de una elaborada construcción geométrica que permitirá reconstruir la imagen a partir de un conjunto de rectas. Las proyecciones se convierten entonces en sumas de muchos términos sobre direcciones en la cuadricula. En consecuencia, cada término (de la sumatoria que forma una proyección) es el producto de un factor de peso multiplicado por la densidad del cuadro que es la incógnita. Los correspondientes valores de peso para cada cuadro son conocidos y están determinados por la geometría del caso, esto es: ancho del haz de irradiación, ángulo de irradiación y tamaño de la cuadricula. Es así como a partir de las

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proyecciones es posible establecer un conjunto de ecuaciones simultáneas que se intentan resolver.

MÉTODOS DE RECONSTRUCCIÓN DE IMAGEN EN TOMOGRAFÍA COMPUTARIZADA

1.- RETROPROYECCION La retroproyección involucra la traslación de los datos planares adquiridos a una matriz de reconstrucción. Las matrices de reconstrucción son perpendiculares a las matrices de las imágenes planares en que se adquirieron los datos al girar el detector alrededor del paciente. Habrá tantas matrices de reconstrucción como líneas en las matrices de adquisición (p. ej., si la adquisición se realizó en matriz de 64x64, existirán 64 matrices de reconstrucción). La sumatoria o “apilamiento” de las matrices de reconstrucción, darán lugar a un

volumen (en este caso un cubo)

conteniendo la información tridimensional del órgano en estudio. Cada unidad de esta matriz cúbica final se denomina “voxel”, el cual puede ser imaginado como un pequeño cubo de un píxel de lado. En el caso de la retroproyección simple, la información de fotones recibida por un píxel es trasladada a todos los demás pixeles perpendiculares al detector, dando lugar a lo que se denomina suma de rayos. Si el objeto en estudio tiene forma puntual, la proyección del punto desde cada matriz de adquisición hacia la matriz de reconstrucción dará lugar a una serie de líneas o rayos cuyo entrecruzamiento dará lugar a una representación de ese punto. El resultado es una imagen reconstruida que brinda la localización correcta del punto pero a la vez contiene tantas líneas entrecruzadas que da a la imagen aspecto de “estrella”. En una imagen más compleja, este efecto es muy distorsionante y resta utilidad diagnóstica a menos que se utilicen otras técnicas para eliminarlo.

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2.- ALGORITMO ITERATIVO

Es uno de los primeros

métodos aplicados para reconstrucciones de imágenes

tomográficas. Fue casi totalmente reemplazada por las técnicas de retroproyección ya que requería demasiado tiempo .El método basado en las frecuencias espaciales, brinda un método de reconstrucción muy eficiente pero asume que los datos son proyecciones simples de suma de rayos. Cuando están presentes otros efectos como la atenuación, scatter y ruido estadístico, estos métodos son susceptibles de crear artefactos. El método de reconstrucción iterativa más general y toma en cuenta todas esas variables. La clave de la reconstrucción iterativa es una buena comprensión del proceso de recolección de datos de forma que pueda ser modelado en la computadora. El método iterativo está basado en una serie de

aproximaciones

secuenciales. Comienza con una retroproyección simple que genera una primera imagen reconstruida. Luego se reproyectan los datos de esa imagen, desde la matriz de reconstrucción hacia

las matrices de adquisición (método

retroproyección). Como los datos originales de

inverso al de la

las matrices de adquisición son

conocidos, la diferencia entre los datos reproyectados y los originales representan el error producido en el proceso de reconstrucción. Este error es usado para corregir la imagen reconstruida, la cual es reproyectada nuevamente y comparada otra vez con los originales. Este proceso se repite varias veces, hasta llegar a un resultado casi perfecto. El método iterativo tiene la gran ventaja de permitir incluir muchas variables que afectan la imagen: atenuación, scatter, resolución del colimador, etc. y por tanto pueden incorporarse las correcciones respectivas.

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Las técnicas que se reconocen dentro de los métodos iterativos son: a) Técnica de reconstrucción iterativa simultanea b) Técnica iterativa de mínimos cuadrados c) Técnica de reconstrucción algebraica Estas técnicas difieren únicamente en la forma en que se aplican las correcciones a las subsecuentes iteraciones. La técnica de reconstrucción algebraica fue utilizada por Godfrey Hounsfield en el primer scanner cerebral. Hoy en día estas técnicas ya no se usan debido a las siguientes limitaciones: •

Es difícil obtener mediciones precisas de las sumas de rayos dada la cantidad de ruido y el movimiento del paciente.

•

El procedimiento toma mucho tiempo para generar la imagen reconstruida , ya que la iteración se puede hacer hasta que se tenga toda la información de las proyecciones

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3.- RECONSTRUCCION ANALITICA: a) RETROPROYECCION FILTRADA La técnica más comúnmente utilizada para compensar el efecto de la retroproyección simple es la que utiliza filtros, representando una forma fácil y efectiva para remover el patrón en estrella generado alrededor del objeto de interés. En vez de retroproyectar la imagen sin procesar, ésta es antes filtrada (en realidad, el filtrado se puede hacer antes o después de la retroproyección). Otro término usado para denominar el filtrado es convolución, por lo que la función de filtrado en general es llamada kernel de convolución.

Este kernel de convolución es diseñado viendo la fuente desde cada ángulo del detector (y desde cada línea de la matriz de adquisición) como un perfil de cuentas. A ese perfil de cuentas se le asignan

valores negativos a cada lado. Los

componentes negativos de cada proyección tienden a cancelar parcialmente los componentes positivos de otras proyecciones, con lo cual el patrón en estrella es reducido especialmente en las proximidades de la imagen reconstruida, la cual adquiere un aspecto más fiel a la imagen del objeto original. El propósito del filtro es preservar lo más posible la señal y reducir el ruido. Los filtros determinan qué frecuencias de los datos de proyección se aceptan como válidas y son utilizadas en la reconstrucción de la imagen. Eliminan o disminuyen los artefactos de la imagen reconstruida y corrigen el borroneado que resulta naturalmente de la suma de los datos de proyección. Los filtros pueden ser diseñados de forma que su comportamiento sea predecible o sea que se seleccione el filtro de acuerdo a la forma en la cual afectará la imagen final. En general, cuanto más densidad de información (cuentas) tenga un estudio, mayor será la relación

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señal/ruido lo cual resultará en una mejor imagen y menor será la necesidad de filtrar el ruido.

b) RETROPROYECCION DE FOURIER

Este método se le conoce también como reconstrucción bidimensional de Fourier. La transformada de Fourier y esta técnica se resume en esta forma: Cualquier función se puede dividir matemáticamente en un número de frecuencias y amplitudes, las amplitudes se conocen como coeficientes de Fourier. El método de Fourier consiste en las siguientes operaciones:  Las proyecciones se obtienen al irradiar un objeto (ej. rectángulo)  Los coeficientes de Fourier se obtienen de proyecciones y se plotean a los

ángulos correspondientes en el plano de Fourier

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 Estos coeficientes se utilizan para formar un arreglo rectangular utilizando

técnicas de interpolación  En las etapas finales, la imagen se reconstruye sumando los coeficientes de

Fourier.

METODO DE RECONSTRUCCION DE IMAGEN USADO POR GODFREY HOUNSFIELD

La idea de fabricar un tomógrafo escáner de rayos X fue concebida en 1967 por Godfrey N. Hounsfield quien un poco más tarde construyó el primer aparato (Hounsfield, 1972, 1973, 1979). Las imágenes obtenidas por aquel tomógrafo eran muy ruidosas y tenían una resolución de 80x 80 cuadros. Dichas limitaciones no sólo dependían del equipo sino también de los procedimientos utilizados para reconstruir las primeras tomografías. En aquellos años, Hounsfield, se valió de técnicas algebraicas similares a las que usó en trabajos pioneros de reconocimiento de patrones, para reconstruir las primeras imágenes tomográficas.

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NIVELES DE VENTANA DE PULMON EN TOMOGRAFIA COMPUTADA

Cuando se quiera estudiar el pulmón; se empleará una ven tana que nos permita la representación visual de los valores más bajos de la escala de VAT (entre -1 .000 y -200) . Con este tipo de representación

se

puede estudiar el parénquima

pulmonar y su vasculatura, quedando las partes blandas y mediastino fuera de la escala de representación de la imagen, por tener densidades superiores

BIBLIOGRAFIA

1. http://www.tesis.ufm.edu.gt/pdf/314.pdf 2. http://www.alasbimn.net/comites/tecnologos/material/Procesamiento_de_i magenes.pdf 3. http://www.famaf.unc.edu.ar/~valente/CSIFM2010/TC1_16Sep10.pdf 4. http://es.idoub.com/doc/36552764/Principios-cos-en-Reconstruccion-TAC 5. http://www.sepeap.org/archivos/libros/rayos/TAC_6056/3.pdf

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6. http://laimbio08.escet.urjc.es/assets/files/docencia/IM/DR_3.pdf

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