Estudo comparativo entre os algoritmos de reconstrução tomográfica por retro-projeção filtrada e interativos em SPECTs
Armando Rinaldi Neto
DISSERTAÇÃO
Português
(Broch.)
T/UNICAMP R47e
Campinas, SP : [s.n.], 2002.
300 p. : il.
Orientadores: Sergio Querino Brunetto, Julio Cesar Hadler Neto
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin
Resumo: A Medicina Nuclear se apresenta como uma área de grande importância dentre as especialidades médicas atualmente praticadas, utilizando equipamentos de tecnologia de ponta para o diagnóstico através de imagens e informações clínicas singulares. Em um ambiente de alta tecnologia como este se...
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Resumo: A Medicina Nuclear se apresenta como uma área de grande importância dentre as especialidades médicas atualmente praticadas, utilizando equipamentos de tecnologia de ponta para o diagnóstico através de imagens e informações clínicas singulares. Em um ambiente de alta tecnologia como este se faz necessária a formação de uma equipe multidisciplinar, onde a presença de um profissional responsável pelo elo entre a tecnologia e as necessidades médicas torna¿se indispensável. Neste contexto surge o papel do físico e da Física Médica gerando e executando metodologias e procedimentos para o controle da Qualidade dos equipamentos e processos de aquisição, auxiliando médicos e técnicos na busca de soluções para a obtenção de melhores imagens e serviços associados, contribuindo para a melhoria continua dos serviços prestados. Dentre os trabalhos desenvolvidos pelo físico na área de Medicina Nuclear destacam-se a elaboração, estudo e otimização de algoritmos de reconstrução de cortes tomográficos na modalidade SPECT, buscando soluções para a visibilização da real distribuição do radiofármaco no órgão de interesse com o menor gasto computacional possível. Neste trabalho buscou-se a construção de um texto que não só dissertasse sobre os algoritmos de reconstrução tomográfica em Medicina Nuclear mas também fosse uma referência para o estudo da modalidade SPECT, abrangendo aspectos de equipamentos, controle da Qualidade e métodos de avaliação de imagens, dando uma noção da importância do trabalho do físico dentro da área. Como objetivo principal, buscou-se determinar as diferenças de performances entre os algoritmos de reconstrução Filtered Back Projection (FBP) e Iterativos, utilizando¿se conceitos do cotidiano da área de Física em Medicina Nuclear, tais como o cálculo de uniformidade tomográfica, estudo do contraste de objetos e estruturas das imagens de phantoms matemáticos, phantoms físicos e de estudos clínicos. Dentre os resultados mais importantes alcançados destaca¿se a construção de uma função r(s) variável com Dp (diferença entre a projeção medida e a calculada) como coeficiente de relaxação para os algoritmos Iterativos, onde s é um parâmetro de controle de uma função heurística. Através do emprego da função r(s) os algoritmos Iterativos tornam-se menos susceptíveis a ruídos, convergindo mais rapidamente para a distribuição do corte. Ao final dos testes e avaliações empregadas sobre os algoritmos implementados observa-se um padrão de comportamento para a reconstrução de cortes tomográficos de estudos de baixa densidade de informação : os algoritmos Iterativos , mesmo sem a otimização de filtros suavizadores pós processamento apresentam uma discreta superioridade de performance na reconstrução de objetos e estruturas quentes em relação aos reconstruídos com o algoritmo FBP, ocorrendo uma inversão da performance destes quando da reconstrução de objetos frios com freqüências próximas ou igual a de Nyquist
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Abstract: Among the medical specialties in current practice the Nuclear Medicine arises as an important area that uses high technology equipments which enables through unique images and clinical information diagnoses. At such high technology atmosphere demands a highly skilled professional...
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Abstract: Among the medical specialties in current practice the Nuclear Medicine arises as an important area that uses high technology equipments which enables through unique images and clinical information diagnoses. At such high technology atmosphere demands a highly skilled professional responsible for linking technology an medical needs. That is when the physicist and medical physics appears creating and carrying out methodologies and procedures for equipment¿s acquisition process and Quality control. This technician also helps physicians and operators find solutions in order to obtain the best images and other correlated issues therefore contributing for continuous improvement of final results. The reconstruction algorithms of the tomographic slices in SPECT stands outs as one of many important physicist¿s tasks in the Nuclear Medicine area, searching solutions to make visible the real tracer distribution in the organ of interest with the lowest computational time possible. In this work not only the construction of a text the lectured about the tomographic reconstruction algorithms in Nuclear Medicine was looked up for but, it also it is meant to be a reference to the study of the SPECT modality, embracing aspects of equipments, Quality control and evaluation of images methods, as well as a briefing on the importance of the physicists work in this area. As main objective, the determination of the differences of performances between the reconstruction algorithms Filtered Back Projection (FBP) and Iteratives was looked up for , using daily concepts of the Physics area in Nuclear Medicine such as : calculation of tomographic uniformity, study of the objects and structures contrasts for mathematical and real phantoms images and clinical studies. Among the main obtained results the construction of a function r(s) variable with Dp (difference between projection and calculated projection) stands out as one relaxation coefficient for the Iteratives algorithms, where s is a control parameter of an heuristic function. Through the employment of r(s) the Iteratives algorithms becomes less susceptive to noises, converging more quickly to the slice distribution. At the end of the tests and evaluations employed on the implemented algorithms, a pattern of behavior for the slices tomographic reconstruction of studies of low density of information was observed : the Iteratives algorithms, even without the optimization of smoothing filters after processing they presented a discreet performance superiority on the reconstruction of hot objects and structures in relation to those reconstructed with the algorithm FBP, whereas for cold objects with close frequencies or equal the one of Nyquist an investment of performance of these algorithms, takes place
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Brunetto, Sérgio Querino, 1955-
Orientador
Hadler Neto, Julio Cesar, 1947-
Coorientador
Dias Neto, Alipio Luiz, 1929-2004
Avaliador
Covolan, Roberto José Maria, 1955-
Avaliador
Estudo comparativo entre os algoritmos de reconstrução tomográfica por retro-projeção filtrada e interativos em SPECTs
Armando Rinaldi Neto
Estudo comparativo entre os algoritmos de reconstrução tomográfica por retro-projeção filtrada e interativos em SPECTs
Armando Rinaldi Neto
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