Resumen

La tomografía computarizada (TC) permite la reconstrucción tridimensional de la estructura interna de un objeto iluminado con luz de rayos X. En CT, se toma un conjunto de proyecciones bidimensionales para reconstruir la estructura del objeto subyacente. El número de proyecciones necesarias para detectar una escena de TC está determinado por el límite de Nyquist. En algunos casos, el número de proyecciones impuesto es excesivo. La detección por compresión (CS) ha surgido como una nueva técnica de muestreo que requiere menos proyecciones que las especificadas por el criterio de Nyquist. En lugar de medir los simples directamente, se codifican antes de integrarse en el detector. Este artículo describe un sistema CS para CT basado en aperturas codificadas. Se seleccionan un valor optimizado de transmitancia y una distribución de apertura de modo que se maximice la calidad de la reconstrucción. Las simulaciones muestran que los resultados en la reconstrucción con el 50% de las mediciones son comparables con el método de TC tradicional basado en el criterio de Nyquist. De manera similar, los resultados indican que el PSNR de las imágenes reconstruidas se puede controlar según el número de proyecciones tomadas.

INTRODUCCIÓN

La tomografía computarizada (TC) es una tecnología establecida para la adquisición no invasiva de imágenes de la estructura interna de los objetos en tres dimensiones (3D) [1]. En la TC, se puede reconstruir un objeto a partir de un conjunto de proyecciones bidimensionales, que se producen al iluminar el objeto con una fuente de rayos X. La TC es importante para el diagnóstico médico y sus aplicaciones se dirigen a varias áreas de la industria, la ciencia de los materiales y la biofísica, entre otras [2]-[4].

Los algoritmos de reconstrucción de imágenes de TC se han visto restringidos por el teorema de Nyquist [5]; así, en algunas aplicaciones de TC, el número de proyecciones establecido es excesivo ya que la alta dosis de rayos X podría ser destructiva o cancerígena para el ser humano [6]. Por esta razón, surge el interés de encontrar métodos de adquisición para reducir la exposición del objeto a la radiación de rayos X, sin sacrificar la calidad de las imágenes.

Además, la detección comprimida (CS) ha surgido recientemente como una rama del procesamiento de señales. Se basa en el hecho de que muchas señales de la naturaleza pueden ser representadas por unos pocos coeficientes en alguna base de representación [7]. En CS, las muestras se codifican para reducir la redundancia de datos en una escena; estas medidas codificadas son suficientes para reconstruir la señal con una calidad comparable a la de la señal muestreada siguiendo el teorema de Nyquist [8].

• Materias:Simulación por computador Rayos X Formación de las imágenes
• Subjects:Computerized simulation X-ray Formation des images
• Palabras claves:Tomografía computarizada; Muestreo compresivo; Rayos X; Apertura codificada; Transmitancia.
• Keywords:Computed tomography; Compressive sensing; X-rays; coded aperture; Transmittance.