Comparison of four natural pixel bases for SPECT imaging

Bevilacqua, Roberto; Bozzo, Enrico; Menchi, Ornella

doi:10.1016/j.cam.2005.07.027

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“…El motivo es simple, las pantallas de visualización de imagen muestran píxeles cuadrados que sirven como ladrillos para construir imágenes. Sin embargo, numerosos autores han apuntado que el uso de píxeles cuadrados lleva asociados algunos inconvenientes en el cálculo de la matriz del sistema que se pueden salvar sustituyendo esa forma de píxel por otra [45,68].…”

Section: Introductionunclassified

“…Algunas de las aportaciones realizadas en este sentido, basadas en píxeles polares apuntan la complejidad de esta tarea [38,45]. El diseño de un grid supone la definición del muestreo que tendrá la imagen resultante de ese grid y por lo tanto, determina la resolución de la imagen.…”

Section: Introductionunclassified

“…El diseño de un grid supone la definición del muestreo que tendrá la imagen resultante de ese grid y por lo tanto, determina la resolución de la imagen. Si se tiene en cuenta que la aplicación en la que se centra este estudio es una aplicación orientada a la imagen médica, los esquemas de pixelado propuestos tendrán como objetivos prioritarios la conservación de la resolución en la imagen, la ausencia de artefactos derivados del uso de un grid polar [45] y la reducción en el tamaño de la matriz [46]. La…”

Section: Introductionunclassified

“…Los píxeles polares se han empleado en cámara Comptom [42], Positron Emission Tomography (PET) [43], Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) [38,44,45] y TAC industriales [46] y han demostrado su capacidad para adaptarse a las simetrías presentes en un escáner TAC. El empleo de estas simetrías hace posible la utilización de una parte de la matriz del sistema y la obtención de la matriz restante mediante el uso de la relación de simetría.…”

unclassified

“…El empleo de estas simetrías hace posible la utilización de una parte de la matriz del sistema y la obtención de la matriz restante mediante el uso de la relación de simetría. Sin embargo, los resultados obtenidos hasta el momento, suponen una pérdida de resolución frente a los píxeles cartesianos [46] o presentan artefactos que descartan su uso [45] o requieren de una transformación a coordenadas cartesianas costosa [43], que afecta a la calidad de la imagen final [42].…”

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Métodos de reconstrucción volumétrica algebraica de imágenes tomográficas. Aplicación a un TAC de pequeños animales y a un simulador-TAC.

Mora¹,

Cibeles²

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Cormack por la invención del primer TAC. Dedicado a mi familia Dedicado a Paco AgradecimientosEste trabajo ha supuesto un reto continuo que no hubiera sido posible sin la ayuda de muchas personas.En primer lugar, agradezco a José María Benlloch Baviera que me diera la oportunidad de involucrarme en una investigación tan interesante y la confianza depositada incluso en los momentos más críticos. Además, quiero hacer constar que susánimos, su consejo y su ayuda durante este tiempo han sido muy valiosos.Quiero agradecer a mis directores Rafael Jacinto Villanueva Micó y María José RodríguezÁlvarez su seguimiento continuado, sus esfuerzos y su apoyo inestimable.El tutor de la tesis,Ángel Sebastià Cortés me ha ayudado muy amablemente durante el transcurso de esta tesis.Me gustaría destacar la generosidad de Lucas Antonio Jódar Sánchez porque me ha recibido como un miembro más de su grupo.Gracias a la diligencia de Filomeno Sánchez Martínez y a la eficiencia de Antonio Soriano Asensi, ha sido posible mostrar las imágenes del TAC de pequeños animales.La aportación del Hospital Clínico Universitario de Valencia ha sido posible gracias a la ayuda de Sergio Díez Domingo.Quiero expresar mi gratitud a los revisores de los borradores por su crítica constructiva y sus valiosos comentarios.vii Me gustaría dar las gracias al Dr. Ricardo Ruiz Granell por sus consejos y suś animos sin los cuáles no me hubiera animado a empezar este trabajo.Hago constar mi gratitud a José Millet Roig por haberme introducido en eĺ ambito de la investigación en bioingeniería y a Magdalena Rafecas López por iniciarme en la imagen médica.Quiero resaltar que este trabajo ha sido posible gracias al programa de becas FPI del Ministerio de Educación y Ciencia.Quiero agradecerles a mis compañeros el apoyo que me han dado. Me gustaría recordar a David, Natalia, Fabián, Diego, José Antonio, Paco, Vicente, José Luis y Rubén de ITACA y a Lola, Vera, Cristoph y Ana del IFIC. Quiero dar las gracias por su ayuda a mis compañeros del IMM: Diego, Gilberto, Abraham, Belén, Juan Carlos, Michael y sobre todo a Cristina, Elena y José Ramón con los que he compartido tardes muy largas.Quiero destacar el trabajo incansable para esta tesis de Frenchi, Pio, Pietralcina, Mc Pac y Toshibe.Finalmente, le agradezco a Paco su compresión,ánimo y cariño durante todos estos años que me han permitido seguir adelante. Tengo que dar las gracias a mis hermanos Higinio, María José y MiguelÁngel que han constituido un ejemplo de trabajo y superación para mí y muy especialmente a mis padres Josefina e Higinio, que han sabido transmitirme lo que ha impulsado este trabajo: el afán por aprender. "Vive como si fueras a morir mañana. Aprende como si fueras a vivir para siempre."Mahatma Gandhi viii AbstractComputed Tomography has made a revolutionary impact on medical diagnosis and has also been used in industrial non-destructive testing. Algebraic reconstruction algorithms for tomography provide better quality images than conventional reconstruction methods which are based on Fourier techniques...

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Métodos de reconstrucción volumétrica algebraica de imágenes tomográficas. Aplicación a un TAC de pequeños animales y a un simulador-TAC.

Mora¹,

Cibeles²

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Three-Dimensional Digital Tomosynthesis

Levakhina

2014

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New pixellation scheme for CT algebraic reconstruction to exploit matrix symmetries

Mora

Rodríguez-Álvarez

Romero

2008

Computers & Mathematics with Applications

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In this article we propose a new pixellation scheme which makes it possible to speed up the time of reconstruction. This proposal consists in splitting the field of view of the scanner into as many circular sectors as rotation positions of the detector. The sectors are pixellated using circular pixels whose size is always smaller than the resolution needed. The geometry of the pixels and the arrangement on circular sectors make it possible to compute the entire matrix from only one position of the scanner. Therefore, the size of the matrix decreases as many times as the number of rotations. This results in a significant reduction of the system matrix which allows algebraic methods to be applied within a reasonable time of reconstruction and speeds up the time of matrix generation. The new model is studied by means of analytical CT simulations which are reconstructed using the Maximum Likelihood Emission Maximization algorithm for transmission tomography and is compared to the cartesian pixellation model. Therefore, two different grids of pixels were developed for the same scanner geometry: one that employs circular pixels within a cartesian grid and another that divides the field of view into a polar grid which is composed by identical sectors, with circular pixels too. The results of both models are that polar matrix is built in a few seconds and the cartesian one needs several hours, the size of the matrix is significantly smaller than the circular one, and the time of reconstruction per iteration using the same iterative method is less in the polar pixel model than in the square pixel model. Several figures of merit have been computed in order to compare the original phantom with the reconstructed images. Finally, we can conclude that both reconstructions have been proved to have enough quality but, the polar pixel model is more efficient than the square pixel model.

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Comparison of four natural pixel bases for SPECT imaging

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Métodos de reconstrucción volumétrica algebraica de imágenes tomográficas. Aplicación a un TAC de pequeños animales y a un simulador-TAC.

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Three-Dimensional Digital Tomosynthesis

New pixellation scheme for CT algebraic reconstruction to exploit matrix symmetries

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