Composición de imágenes ultrasónicas en ángulo completo para la detección de cáncer de mama

Actualmente, los exámenes ecográficos manuales no se emplean sistemáticamente en programas de cribado de cáncer de mama debido a la ausencia de automatización y repetitividad. Los equipos experimentales de tomografía ultrasónica multimodal subsanarían estas limitaciones, a la vez que mejorarían las características intrínsecas de la imagen ecográfica, tales como la resolución espacial, el contraste y la pérdida de calidad en general que se produce a medida que se profundiza en el tejido debido a fenómenos de absorción y dispersión del haz ultrasónico. Estos nuevos sistemas de imagen consisten en una camilla que permiten a la paciente yacer boca abajo (decúbito prono) y situar la mama a examinar en un tanque de agua. En su interior, un anillo de transductores, con capacidad de desplazarme verticalmente, rodea a la mama. En particular, para la modalidad empleada en este trabajo, se adquieren imágenes ecográficas convencionales o ultrasónicas en pulso-eco desde aperturas distribuidas regularmente en torno al anillo. La composición espacial de todas ellas da lugar a un tomograma de reflectividad que se ha denominado composición circular. Esta tesis doctoral pretende determinar la calidad de este tipo de imagen en función de las características del sistema de imagen, y proponer un método de composición sin distorsiones debidas a la refracción agua-tejido. Para caracterizar este tipo de imagen se ha desarrollado un modelo derivado de la simulación en “onda pulsada” empleada en ecografía convencional. El modelo permite predecir las mejoras de resolución espacial, su isotropía y homogeneidad respecto a la ecografía. A la vez, permite observar el efecto del tamaño de la apertura y el radio del anillo de transductores sobre estos parámetros. Este tipo de imagen requiere corregir las distorsiones producidas por refracción en la interfaz entre el agua del tanque y el tejido, debidas a la diferencia en la velocidad de propagación. Para ello, se ha recurrido a estimaciones de la velocidad, basadas en la correlación y algoritmos de autoenfoque sobre las adquisiciones empleadas para la composición circular. Esto supone una solución alternativa a las ya planteadas, que exigen adquisiciones, dispositivos y métodos numéricos adicionales. Por su parte, la caracterización de la interfaz global al contorno de la mama permite considerar la anatomía para optimizar el ajuste, a la vez que garantiza la corrección coherente de los haces emitidos desde diferentes aperturas. Los métodos propuestos se han verificado en un prototipo experimental desarrollado en el grupo de investigación que ha permitido el desarrollo de esta tesis. La resolución espacial, sensibilidad y homogeneidad obtenidos por el modelo simplificado de composición circular se replicaron con una aguja de acero. La corrección de la distorsión por refracción en la composición circular se verificó con un maniquí de entrenamiento para biopsias