Ugrás a tartalomhoz

Orvosi leképezéstechnika

Balkay László (2011)

Debreceni Egyetem

A tomografikus rekonstrukció elve

A tomografikus rekonstrukció elve

Ebben a fejezetben csak igen röviden és főleg a szemléletre alapozva foglaljuk össze a képrekonstrukció elveit, kerülve minden matematikai modell leírást. Ennek a témakörnek részletes feldolgozása egy további elektronikus oktatási anyagban megtalálható.

A PET esetében is (mint a többi tomografikus képalkotó módszernél) vetületi képek (projekciós képek) jelentik a képrekonstrukció alapját, de ebben az estben az egyes LOR-okhoz tartozó eseményszámok eloszlása jelenti vetületi képet (1. ábra). Az ábrán egy pontforráshoz tartozó három reprezentatív vetületi kép van berajzolva.

pαi: projekciók

1. ábra Projekciós irányok

Ha a vetületi képeket egymásmellé helyezzük növekvő projekciós szögértékek szerint, akkor az un. szinogramot kapjuk. Így, ha a PET kamera látóterének közepébe egy pontforrást helyezünk a szinogramon egy egyenest fogunk kapni (2. árán a felső kép), ha viszont nem a látótér középében van a pontforrás, akkor egy szinusz hullámszerű képet látunk (2. ábrán az alsó kép). A szinogramok a bemeneti adatai a rekonstrukciós algoritmusoknak.

2.ábra A látótér centrális és nem centrális pontjában elhelyezett pontforrások szinogramja. A "bin"az egy projekción belüli mintavételi számot jelenti. Az 1. ábra esetében pl. a bin érték 10.

Az alkalmazott rekonstrukció lehet analitikus (FBP: filtered backprojection) alapú, vagy un. iteratív típusú (Phelps, 2006). Az iteratív rekonstrukciós módszerek (ML-EM, OSEM, RAMLA, LOR, MAP) előnye a képeken megjelenő kisebb mértékű zaj, illetve a detektálás folyamatának modellezhetősége, hátránya azonban a jóval hosszabb számolási idő. A modellezhetőség lehetővé teszi, hogy korrekciókat lehessen alkalmazni az egyes torzító hatásokra (pl. szórt és elnyelődött gamma fotonok miatt) a rekonstrukció folyamán. A rekonstrukciós algoritmusok a rekonstrukciós tér dimenziója szerint is két alapvetően eltérő osztályba sorolhatók: 2D vagy 3D rekonstrukciós módszerek. A képrekonstrukció szükséges idejében nagyságrendi különbség van a következő metodikai sorrend szerint: FBP(2D) ~< iteratív(2D) ~< FBP(3D) ~< iteratív(3D). A hosszú időt igénybevevő rekonstrukciós eljárások miatt klaszter alapú adatfeldolgozást alkalmaznak, illetve kísérleteznek az úgynevezett GPU (grafikus CPU) alapú módszerekkel.