Método analítico de reconstrução de imagens de SPECT em Python: aplicação da retroprojeção filtrada (FBP) em phantom de Jaszczak

dc.contributor.advisor1Itikawa, Emerson Nobuyuki
dc.contributor.referee1Itikawa, Emerson Nobuyuki
dc.contributor.referee1Silva, Jonas Oliveira da
dc.contributor.referee1Santos, Leonardo Alexandre
dc.creatorSilva, Matheus Augusto
dc.date.accessioned2025-02-19T10:48:41Z
dc.date.available2025-02-19T10:48:41Z
dc.date.issued2024-08-05
dc.description.abstractSPECT is a clinical imaging modality with proven value for diagnosing disease and monitoring treatments. Using specialized mathematical algorithms, the data obtained by SPECT make it possible to reconstruct the spatial distribution of radiopharmaceuticals in the region of interest, offering physiological information relevant to medical diagnosis. The purpose of this work was to implement in Python the analytical reconstruction method used in SPECT equipment, known as filtered back projection (FBP). The project includes the reconstruction of the physical Jaszczak phantom and the digital Shepp-Logan phantom. In this process, the acquisition geometry of the phantom projections and their distinctions were analyzed, resulting in the sinogram. Furthermore, all the necessary steps were implemented to reconstruct the object from these projections, including the use of the Hamming filter in the frequency domain. The implementation of the algorithm made it possible to reconstruct the slices of both phantoms, Jaszczak and Shepp-Logan, with reasonable success. During this process, all the steps that allow FBP to reconstruct the object from projections were analyzed, including problems arising from the technique, such as the appearance of artifacts and static noise. The FBP Python code was made available in full, allowing future studies on its limitations, improvements and artifacts in the technique.
dc.description.resumoA SPECT é uma modalidade de imagem clínica com valor comprovado para o diagnóstico de doenças e o monitoramento de tratamentos. Por meio de algoritmos matemáticos especializados, os dados obtidos pela SPECT permitem reconstruir a distribuição espacial de radiofármacos na região de interesse, oferecendo informações fisiológicas relevantes para o diagnóstico médico. O propósito deste trabalho foi implementar em Python o método de reconstrução analítica usado em equipamentos de SPECT, conhecido como retroprojeção filtrada (FBP). O projeto inclui a reconstrução do phantom físico de Jaszczak e do phantom digital de Shepp-Logan. Nesse processo, houve a análise da geometria de aquisição das projeções dos phantoms e suas distinções, resultando no sinograma. Além disso, foram implementados todos os passos necessários para reconstruir o objeto a partir dessas projeções, incluindo a utilização do filtro Hamming no domínio da frequência. A implementação do algoritmo possibilitou a reconstrução das fatias de ambos os phantoms, Jaszczak e Shepp-Logan, com razoável sucesso. Durante esse processo, foram analisados todos os passos que permitem à FBP reconstruir o objeto a partir das projeções, incluindo os problemas advindos da técnica, como o surgimento de artefatos e ruído estático. O código em Python da FBP foi disponibilizado na íntegra, permitindo estudos futuros sobre suas limitações, melhorias e os artefatos na técnica.
dc.identifier.citationSILVA, Matheus Augusto. Método analítico de reconstrução de imagens de SPECT em Python: aplicação da retroprojeção filtrada (FBP) em phantom de Jaszczak. 2024. 86 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Física Médica) - Instituto de Física, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2024.
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br//handle/ri/26718
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.courseFísica Médica (RMG)
dc.publisher.departmentInstituto de Física - IF (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectSPECT
dc.subjectFísica Médica
dc.subjectShepp-Logan
dc.subjectMedicina nuclear
dc.subjectProcessamento de imagens
dc.subjectMedical Physics
dc.subjectNuclear medicine
dc.subjectImage processing
dc.titleMétodo analítico de reconstrução de imagens de SPECT em Python: aplicação da retroprojeção filtrada (FBP) em phantom de Jaszczak
dc.typeTrabalho de conclusão de curso de graduação (TCCG)

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