Otimização do Algoritmo de Reconstrução Tomográfica ART - Simulação por Monte Carlo Juan L. P. Soto, Sérgio S. Furuie Escola Politécnica da USP e Instituto do Coração (InCor) HC-FMUSP São Paulo-SP
Introdução Métodos iterativos (ART e EM-ML) apresentam bom desempenho para reconstrução tomográfica 3D; Para melhor uso do método, é necessário o ajuste de parâmetros livres; ART: fator de relaxação, restrição de positividade, iteração adicional com projeções transversais.
Geração do phantom (EVAL3DPET) 64 cortes, com dimensão de 128x128 voxels; 69 elipsóides de tamanhos variados (4mm a 20mm).
Simulação e geração das projeções (SimSET) 15 orientações (tilts), cada uma com 96 planos de projeção; Cada plano com 128x90 “sensores”; Correção perfeita de atenuação.
Modelagem do ruído Medicina Nuclear: ruído não aditivo e dependente do valor do sinal; Técnicas Monte Carlo: geração realista de ruído, através da simulação de cada um dos fenômenos aleatórios em Tomografia de Emissão (geração de fótons, absorção, espalhamento e detecção).
Valores de contagem média e SNR
Método ART (algoritmo de Kaczmarz) xj detetor yi aij tubo i Ai
ART: reconstrução sem ruído (1)
ART: reconstrução sem ruído (2)
Otimização do fator de relaxação (1)
Otimização do fator de relaxação (2)
Reconstrução com ruído (SNR = 17,91 dB)
Aplicação de restrição de positividade e iteração adicional
Conclusões O uso de restrição de positividade é recomendado, ao contrário da iteração transversal adicional; Pode-se abrir mão destas modificações em favor da velocidade de processamento; Mais importante: escolher o parâmetro de relaxação adequado para cada SNR.
Trabalhos futuros Estudo de outros métodos iterativos (EM-ML e RAMLA); Variações aleatórias das características dos phantoms e verificação da relevância dos parâmetros e variantes utilizados; Reconstrução simultânea dos phantoms de atividade e de atenuação.
Agradecimentos Contato FAPESP (processos 02/07153-2 e 03/10339-3); Fundação Zerbini; InCor. Contato Juan L. P. Soto Av. Enéas de Carvalho Aguiar, 44 05403-000 São Paulo - SP. Tel: (11) 3069-5545 e-mail: juan.soto@incor.usp.br