Avaliação quantitativa e qualitativa do efeito das correções de atenuação e espalhamento em regiões profundas e periféricas em imagens de SPECT

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Fiorelli, João Pedro
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Atenuação; Attenuation; Espalhamento; Medicina nuclear; Nuclear medicine; Scattering
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-17062020-180451/

Neste trabalho, alguns métodos para correção de atenuação e espalhamento foram utilizados a fim de compará-los e constatar qual apresenta uma melhora mais significativa na qualidade de imagens de SPECT, além de observar a influência da distância (regiões interiores ou periféricas) nos efeitos citados. Os métodos implementados aqui são: o Dual Energy Window (DEW), o filtro de Wiener e a correção considerando um coeficiente de atenuação único (Chang). Primeiramente foi realizado uma validação dos softwares dos métodos corretivos e também um estudo da influência de parâmetros intrínsecos as técnicas nos resultados das correções, determinando assim os valores ótimos para uma melhor qualidade das imagens. As imagens empregadas aqui foram obtidas por meio de modelagens computacionais através do software GATE ou provenientes de aquisições clínicas de objetos simuladores, realizadas no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto. Em seguida foi feito uma avaliação do impacto das correções nas imagens através de métodos quantitativos, em que várias técnicas corretivas foram combinadas entre si e comparadas. Por fim uma avaliação de regiões profundas e periféricas foi executado. Isso foi feito por simulações e por imagens de objetos simuladores obtidos na clínica. Nas simulações um volume de água envolto por osso foi utilizado como meio espalhador e duas simulações foram feitas, uma com uma fonte na região central e outra com a fonte próxima a borda. Mais duas simulações foram realizadas, em que as fontes estavam nas mesma posições porém sem o meio espalhador. Já nas imagens obtidas na clínica foram realizadas as mesmas correções e após isso foi aplicado a função gama. Ao se observar os dados obtidos ao comparar as combinações de métodos corretivos percebeu-se que com o alto valor da Signal to Noise Ratio (SNR) e o baixo do Root Mean Square Error (RMSE) a combinação filtro de Wiener (com um desvio padrão de 2,5) e Chang apresenta os melhores resultados para a qualidade das imagens. Já ao se analisar a SNR e RMSE das simulações com meio espalhador e sem, foi possível notar que as regiões periféricas sofrem menos com os efeitos da interação da radiação com a matéria e que apesar de algumas correções contribuírem para a qualidade da região central a periferia é lesada. Como por exemplo ao corrigir as imagens com o DEW o RMSE da região central vai de 0.22 para 0.15 porém o da região periférica sai de 0.12 para 0.25, ou seja, há uma melhora do erro na região central, porém ele aumenta na periférica. Já por meio da função gama das imagens obtidas na clínica foi possível identificar as regiões que mais sofreram alterações com as correções, e nota-se que é a região central, apesar de ambas as regiões apresentarem variações. Dessa forma foi possível concluir que as regiões centrais se beneficiam mais com os métodos corretivos, já que sofrem mais com os efeitos de atenuação e espalhamento, apresentando uma melhora nos resultados e assim dessa forma auxiliando nos diagnósticos baseados em imagens de SPECT.