Correcção de Scatter em imagens de mamografia por emissão de positrões (PEM) por método de dupla janela de energia

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia BiomédicaA Mamografia por Emissão de Positrões (em inglês, Positron Emission Mammography, PEM) é uma técnica imagiológica baseada nos fundamentos da Tomografia por Emissão de Positrões (em inglês, Positron Emission Tomography PET), que se destina a obter imagens funcionais da mama. Por se dedicar exclusivamente ao estudo da mama, a técnica torna viável a detecção de lesões em fases muito precoces do seu desenvolvimento, contribuindo significativamente para as hipóteses de cura desta doença. O projecto ClearPEM, desenvolvido ao abrigo da Crystal Clear Collaboration (CCC) do CERN, é um dos novos equipamentos PEM e consiste em duas cabeças detectoras que detectam radiação em quatro posições angulares em torno da mama. A qualidade de uma imagem PEM pode ser consideravelmente afectada por alguns fenómenos característicos da própria física associada à emissão de positrões. Um desses fenómenos é a dispersão de fotões (scatter) por efeito de Compton que compromete a capacidade de uma imagem em correctamente reproduzir a distribuição do radiofármaco injectado no paciente aquando da realização de um exame, e consequentemente, a viabilidade de estudos quantitativos a partir desta técnica. Com este trabalho pretende-se implementar o método de dupla janela de energia para correcção de scatter nas imagens ClearPEM. Este método consiste na análise do espectro da radiação detectada em duas janelas de energia distintas, para dessa forma estimar o rácio dos fotões detectados que sofreram dispersão por efeito de Compton. Neste trabalho utilizou-se a técnica de Monte Carlo para a estimação destes rácios, dos quais depende o sucesso do método de correcção proposto. O algoritmo de correcção foi posteriormente integrado no processo de reconstrução de imagem ClearPEM. As simulações Monte Carlo permitiram compreender que os rácios para correcção têm que ser adaptados à janela de energia seleccionada para reconstrução e à distância entre placas detectoras do scanner durante um exame. Os resultados da implementação do método de correcção de scatter por dupla janela de energia mostraram que há uma efectiva melhoria no potencial quantitativo das imagens. A reconstrução de dois fantomas cilíndricos e de um caso clínico permitiu observar que tanto o contraste como a uniformidade das imagens são sempre melhorados após correcção