Otimização dos parametros do filtro butterworth na reconstrução tomografica em spect cardiaco

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DATA DE PUBLICAÇÃO

1999

RESUMO

Têm sido formulados vários filtros digitais que levam em consideração a natureza estatística do ruído para a melhoria da qualidade final das imagens de SPECT (tomografia por emissão de fóton único). Este trabalho avalia a estimativa das projeções (filtro de Maeda), que leva em consideração o modelo de ruído de Poisson e melhora a qualidade das reconstruções torno gráficas com baixa relação sinal-ruído, que é o caso de imagens de SPECT. Diversos artigos sobre processamento de imagens de medicina nuclear afirmam que o ruído nas imagens segue a distribuição de Poisson. Portanto, é muito importante conhecer a característica do ruído em toda faixa de contagem nas projeções (com e sem correção de atenuação) de SPECT utilizadas em imagens clínicas, para aplicar eficientemente a estimativa das projeções. Na primeira parte deste trabalho foi feito um estudo da caracterização do ruído, usando imagens reais obtidas de "phantom"(simulador) cilíndrico. A análise estatística das contagens utilizando o "Goodness of Fit Test" mostrou os seguintes resultados: 1) A distribuição de ruído é de Poisson na faixa de 20 a 150 contagens/pixel e não é Poisson mas Gaussiana na faixa de 200 a 400 nas projeções sem pré-processamento; 2) As projeções com correção de atenuação não têm distribuição de Poisson em nenhum nível de contagem, mas é Gaussiana na faixa de 200 a 400. Corno nas projeções de SPECT clínico as contagens/pixel são <150, conclui-se que se pode utilizar a estimativa das projeções ou outro filtro que considere o ruído com distribuição de Poisson. Para contagens entre 200 e 400 deve-se empregar um filtro que considere a distribuição Gaussiana, e para as projeções com correção de atenuação e contagens inferiores a 150 não se deve aplicar filtros do tipo Poisson ou Gaussiana. A segunda parte deste trabalho consiste em otimizar o SPECT cardíaco aplicando a estimativa das projeções em "phantoms" sintéticos. Na maioria dos sistemas comerciais de SPECT, utiliza-se para reconstrução torno gráfica, a Retroprojeção Filtrada com filtro Butterworth. Este filtro possui dois parâmetros livres que são usados nos exames clínicos sem otimização, fazendo-se urna comparação visual das imagens reconstruídas com diferentes parâmetros e escolhidas qualitativamente. Os parâmetros do filtro Butterworth foram otimizados para retroprojeção filtrada com e sem estimativa das projeções". para detectabilidade de infartos (menor concentração radioativa no miocárdio) ou áreas frias, através da determinação do valor máximo da figura de mérito de detectabilidade de áreas frias. Também foi avaliado o comportamento das figuras de mérito de precisão estrutural e detectabilidade de áreas quentes (maior concentração) em função dos parâmetros do filtro. Os resultados obtidos foram: Com estimativa das projeções: freqüência de corte =0,25 Nyquist e ordem =7. 2) Somente com filtro Butterworth : freqüência de corte =0,25 Nyquist e ordem =7. Nota-se que os parâmetros otimizados para as reconstruções foram os mesmos, com e sem estimativa das projeções. As figuras de mérito de detectabilidade de áreas frias e quentes para reconstruções com estimativa das projeções variam pouco com a ordem e a freqüência de corte. Conclui-se que a utilização da estimativa das projeções nas reconstruções de SPECT melhora significativamente (p<0,005) a precisão estrutural sem resultar em melhoria na detectabilidade de áreas frias e quentes, e traz a vantagem adicional de se obter imagens torno gráficas que não dependam tanto do filtro de reconstrução

ASSUNTO(S)

medicina nuclear diagnostico por imagem tomografia processamento de imagens

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