Método baseado em estabilização de variância para filtragem de imagens volumétricas de ressonância magnética corrompidas por ruído Riciano não-estacionário

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Campos, Vinicius Paranaiba
• 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: Denoising; Estabilização de variância; Filtragem de ruído; Image processing; Imagens de ressonância magnética; Magnetic resonance images; Processamento de imagens; Ruído Riciano; Variance stabilization, Rician noise
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18152/tde-02022022-151520/

Os exames de imagem por ressonância magnética (Magnetic Resonance Imaging - MRI) possuem grande importância na medicina, pois geram imagens de alta qualidade, no que diz respeito a resolução espacial (em equipamentos modernos) e contraste entre diferentes tecidos, sem a necessidade de expor o paciente à radiação ionizante. No entanto, as imagens de ressonância estão sujeitas a degradações intrínsecas ao processo de aquisição como, por exemplo, a adição de ruído, que podem comprometer o diagnóstico médico. Técnicas de processamento de imagens podem filtrar o ruído e melhorar a qualidade das imagens de MRI, tornando-se ferramentas bastante úteis na área médica. Porém, o sucesso das técnicas de filtragem dependem de um modelamento preciso das características do ruído presente nas imagens. Diversos trabalhos na literatura apresentaram diferentes técnicas para a filtragem de ruído de imagens de MRI, contudo, poucos apresentam um modelo preciso das características do ruído presentes nas diferentes modalidades de aquisição e reconstrução das imagens, como o número de bobinas, o algoritmo de reconstrução e o uso ou não de aquisição paralela (acelerada). Assim, o presente trabalho apresenta um método para filtragem de ruído em imagens de MRI corrompidas por ruído Riciano não-estacionário que leva em conta um modelo preciso das características de ruído normalmente encontradas em aquisições com múltiplas bobinas e/ou aceleradas. O método proposto realiza, em uma primeira etapa, uma estimativa dos parâmetros do ruído da imagem para, em uma segunda etapa, realizar o processo de filtragem no domínio de uma transformada de estabilização de variância. O método proposto neste trabalho foi comparado a dois outros métodos considerados estados-da-arte pela literatura. Dois bancos de imagens volumétricas (3D) de MRI de cérebro humano foram utilizados, sendo um de imagens do phantom de BrainWeb, corrompidas com diferentes padrões de ruído Riciano não-estacionário, e outro de imagens de aquisição real in vivo de voluntários em equipamento de MRI de 7 Tesla, obtidos junto ao Hospital da Universidade de Pittsburgh (EUA). As imagens filtradas foram avaliadas sob métricas objetivas de qualidade e os tempos de processamento dos algoritmos foram calculados. Os resultados mostraram que o método proposto é comparável aos métodos estados-da-arte em termos de qualidade da imagem filtrada e com menor custo computacional.