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Algoritmos para a reconstrução tomográfica: otimização, restauração, quantificação e aplicação

Processo: 02/07153-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de abril de 2003 - 30 de setembro de 2008
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Biomédica
Pesquisador responsável:Sergio Shiguemi Furuie
Beneficiário:Sergio Shiguemi Furuie
Instituição-sede: Instituto do Coração Professor Euryclides de Jesus Zerbini (INCOR). Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP (HCFMUSP). Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
Pesquisadores principais:Alvaro Rodolfo de Pierro ; José Claudio Meneghetti ; Nelson Delfino d'Ávila Mascarenhas
Bolsa(s) vinculada(s):05/60892-6 - O fenômeno de Gibbs e detecção de descontinuidades a partir de dados espectrais: aplicações em tomografia, BP.PD
04/15202-9 - Problemas dè deconvolução cega Èm tomografia dinâmica pôr emissão dè pósitrons, BP.DR
04/07238-3 - Métodos dè reconstrução Èm tomografia dinâmica pôr emissão dè pósitrons, BP.PD
+ mais bolsas vinculadas 04/05316-7 - Classificação de imagens tomográficas de ciência dos solos utilizando redes neurais e combinação de classificadores, BP.MS
04/01632-1 - Super-resolução dè imagens: estudo e desenvolvimento de algoritmos Pará restauração dè imagens tomográficas e microscópicas, BP.PD
03/10339-3 - Avaliação de algoritmos de reconstrução tomográfica, BP.MS - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Diagnóstico por imagem  Tomografia  Tomografia computadorizada de emissão  Algoritmos 

Resumo

A reconstrução tomográfica revolucionou a Medicina, permitindo a visualização anatômica, metabólica e funcional de estruturas humanas de modo não-invasivo. Nestes últimos 30 anos, tem havido progressos notáveis na reconstrução tomográfica a partir de projeções, tanto no que se refere à qualidade e velocidade, quanto em estudos dinâmicos e tridimensionais [Udupa, 2000]. Contudo, ainda há várias questões em aberto nesta área, principalmente em relação à tomografia por emissão, modalidade esta muito utilizada em Medicina Nuclear. São desafios importantes, tais como: a) assegurar resultados verdadeiramente quantitativos ao SPECT Single Photon Emission Computed Tomography e ao PET - Positron Emission Tomography (remoção de artefatos causados pela atenuação, espalhamento e ruído); b) algoritmos de reconstrução verdadeiramente 40 para estruturas dinâmicas; c) segmentação e quantificação tridimensional robustas; e d) avaliações objetivas dos métodos tomográficos.A tomografia por emissão (SPECT e PET) é uma modalidade de imagens médicas importantíssima porque permite, através do uso de radiofármacos, a obtenção de informações funcionais e metabólicas. Essas informações, muitas vezes, indicam mudanças em processos biológicos que podem levar a identificação de doenças, antes mesmo que modificações anatômicas possam ser detectadas em imagens radiológicas ou por ressonância magnética nuclear. São encontradas ainda situações em que não existem sintomas manifestos e as imagens por emissão já mostram funções alteradas. O projeto aqui apresentado tem, como objetivo principal, unir esforços e conhecimentos de várias equipes com longa experiência em Tomografia, visando soluções práticas e otimizadas de algoritmos de reconstrução, de restauração de imagens, de quantificação de volumes reconstruídos e de aplicações clínicas. Os objetivos específicos são: Pesquisa, desenvolvimento e implementação de algoritmos eficientes de reconstrução (20 e 3D) em Medicina Nuclear visando reduzir a dose absorvida e o tempo de aquisição e processamento; Pesquisa de métodos de correção/compensação visando imagens reconstruídas com qualidade quantitativa; Pesquisa em algoritmos de reconstrução verdadeiramente 40 para estruturas dinâmicas;.Pesquisa, desenvolvimento e avaliação de todo o processo de reconstrução, incluindo restauração e quantificação, através de simulações físicas e computacionais (20 , 3D e 40); Proposta de protocolos e aplicações clínicas baseados em quantificação... (AU)

Publicações científicas (6)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MIQUELES, EDUARDO X.; DE PIERRO, ALVARO RODOLFO. On the Inversion of the xfct Radon Transform. STUDIES IN APPLIED MATHEMATICS, v. 127, n. 4, p. 394-419, NOV 2011. Citações Web of Science: 3.
ZIBETTI, MARCELO V. W.; DE PIERRO, ALVARO R. A New Distortion Model for Strong Inhomogeneity Problems in Echo-Planar MRI. IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING, v. 28, n. 11, p. 1736-1753, NOV 2009. Citações Web of Science: 4.
HELOU NETO, ELIAS SALOMAO; DE PIERRO, ALVARO RODOLFO. INCREMENTAL SUBGRADIENTS FOR CONSTRAINED CONVEX OPTIMIZATION: A UNIFIED FRAMEWORK AND NEW METHODS. SIAM JOURNAL ON OPTIMIZATION, v. 20, n. 3, p. 1547-1572, 2009. Citações Web of Science: 23.
DE PIERRO, ALVARO R.; CREPALDI, FABIANA. Activity and attenuation recovery from activity data only in emission computed tomography. COMPUTATIONAL & APPLIED MATHEMATICS, v. 25, n. 2-3, p. 205-227, 2006. Citações Web of Science: 14.
SANTOS, REGINALDO J.; DE PIERRO, ALVARO R. The effect of the nonlinearity on GCV applied to Conjugate Gradients in Computerized Tomography. COMPUTATIONAL & APPLIED MATHEMATICS, v. 25, n. 1, p. 111-128, 2006. Citações Web of Science: 3.
WEI‚ M.; DE PIERRO‚ A.R.; YIN‚ J. Error estimates for two filters based on polynomial interpolation for recovering a function from its Fourier coefficients. NUMERICAL ALGORITHMS, v. 35, n. 2, p. 205-231, 2004.

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