Diseño de aperturas codificadas de forma adaptativa para mejorar la calidad de reconstrucción de imágenes adquiridas en una arquitectura compresiva de tomografía computarizada de rayos-x en abanico

Abstract

La tomograf´ıa computarizada (CT) es una tecnica de exploraci ´ on´ no invasiva que permite la deteccion y reconstrucci ´ on de la estructura interna de ´ un objeto, a partir de proyecciones de rayos-X. En CT, el numero de proyecciones ´ requeridas para muestrear el objeto esta determinado por el teorema de Nyquist. ´ Sin embargo, la cantidad de proyecciones que establece este criterio es excesiva en algunas aplicaciones, debido a que, la alta dosis de radiacion puede representar ´ un riesgo en la salud del paciente o resultar destructivas para el objeto de estudio. Por lo tanto, la teor´ıa de muestreo compresivo (CS) se implementa en CT, con el fin de adquirir y reconstruir una escena a partir de un numero de proyecciones in- ´ ferior al propuesto por este criterio. Por otra parte, la estrategia de CS en CT que mayor impacto ha generado en la comunidad cient´ıfica es la modulacion de rayos-X ´ mediante aperturas codificadas. Tradicionalmente, estas aperturas codificadas se construyen a partir de una distribucion aleatoria. De modo que, dichas aperturas ´ no permiten aprovechar la informacion de la estructura interna del objeto. En este ´ trabajo, se propone una estrategia de CS en una arquitectura de CT con haz de rayos-X en abanico y aperturas codificadas. Esta estrategia de CS en CT, se basa en la adaptacion de la apertura codificada en funci ´ on de la estimaci ´ on inicial de la ´ estructura interna del objeto para mejorar la calidad en las imagenes CT recons- ´ truidas, espec´ıficamente, aquellas imagenes CT que contienen elementos de alta ´ atenuacion. Los resultados indican que el dise ´ no de aperturas codificadas de forma ˜ adaptativa proporciona una ganancia en las imagenes CT reconstruidas con una ´ compresion del ´ 75 % y 100 % en las medidas, desde 1 dB hasta 10 dB, en terminos ´ de la Relacion Se ´ nal a Ruido Pico (PSNR), comparado con las aperturas aleatorias