Simulação e reconstrução em tomografia cardio-torácica - Francesco, Sílvia de (2011)
Esta dissertação aborda o tema da Tomografia Axial Computorizada com especial enfoque na reconstrução da imagem, ou seja, nos métodos matemáticos que, dado um conjunto de amostras da intensidade de radiação X transmitida, recolhidas segundo uma geometria de irradiação específica, permitem obter o mapa da distribuição tri-dimensional (3D) do coeficiente de atenuação linear no interior do objecto. Em termos mais formais, dado que, do ponto de vista matemático, o processo de aquisição dos dados corresponde à amostragem da transformada de Radon da função que descreve a distribuição do coeficiente de atenuação no volume sob estudo, estamos interessados nos métodos matemáticos que permitem calcular a transformada inversa de Radon a partir de conjuntos suficientemente densos de amostras. O ambiente de simulação utilizado, desenvolvido de forma a permitir a aquisição de amostras da transformada de Radon de um modelo digital dinâmico do tórax humano (4D MCAT) segundo qualquer uma das geometrias de amostragem actualmente em uso nos equipamentos modernos, permitiu a implementação e avaliação de novos métodos de reconstrução. Nomeadamente, são propostos novos métodos de reconstrução rápida baseados na teoria de Fourier e no cálculo da transformada de Fourier a partir de amostras não equiespaçadas, quer para geometria de aquisição paralela quer divergente, e é abordado o tema da reconstrução dinâmica sendo exploradas várias técnicas de reconstrução que permitem reduzir os efeitos do movimento nos estudos cardio-torácicos. Os estudos realizados permitem demonstrar que o desempenho dos métodos de Fourier propostos é equivalente, no que respeita à qualidade de imagem, ao desempenho do método de Retroprojecção Filtrada, habitualmente utilizado nos equipamentos comerciais mas a custos computacionais significativamente mais baixos.