Ανάπτυξη Συστήματος Τομογραφικής Απεικόνισης Σε Εξομοιωτή Ακτινοθεραπείας

Abstract

Η εργασία αυτή παρουσιάζει μία μέθοδο για την ανακατασκευή τομογραφικών εικόνων, που χαρακτηρίζεται από βελτιστοποιημένη υπολογιστική απόδοση. Η μέθοδος έχει αναπτυχθεί για χρήση με ισοκεντρικά ακτινοσκοπικά μηχανήματα και μπορεί να εκτελεί ψηφιακή τομοσύνθεση ανατομικών επιπέδων τυχαίου προσανατολισμού και απόστασης από το ισόκεντρο. Η βελτιστοποίηση της απόδοσης επιτυγχάνεται με την κατάταξη των ρουτινών της ανακατασκευής σε διακριτούς μετασχηματισμούς που αφορούν ομάδες από pixel και στη συνέχεια την εκτέλεση των πράξεων ομαδικά. Οι μετασχηματισμοί αυτοί περιλαμβάνουν μία σειρά από προβολές των αρχικών λήψεων, παράλληλες μετατοπίσεις και άθροιση μητρών. Η εφαρμογή της μεθόδου απέδωσε μία μείωση του απαιτούμενου υπολογιστικού χρόνου στο 1/60 της αρχικής του τιμής, ελαχιστοποιώντας έτσι τις απαιτήσεις σε υπολογιστική ισχύ. Παράλληλα αναπτύχθηκε μία τεχνική για τον διαχωρισμό και στην συνέχεια την αφαίρεση του τομογραφικού θορύβου από τις ανακατασκευασμένες εικόνες. Ο θόρυβος που προέρχεται από επιλεγμένα από τον χρήστη επίπεδα, ανακατασκευάζεται όπως ακριβώς αυτός παρουσιάζεται στο επίπεδο ενδιαφέροντος. Δεν υπάρχουν περιορισμοί ως προς τον αριθμό και την θέση των προς αφαίρεση επιπέδων, ενώ η τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε οποιοδήποτε σύστημα ψηφιακής τομοσύνθεσης. Ο αλγόριθμος που αναπτύχθηκε καθώς και η τεχνική της αφαίρεσης του θορύβου αξιολογήθηκαν πειραματικά, με την χρήση ομοιωμάτων και ακολούθησε μία προκαταρκτική κλινική τους αξιολόγηση.