Utilização da MHSP para aplicação à tomografia computarizada

Abstract

O presente trabalho centra-se no desenvolvimento e caracterização de um novo sistema de tomografia computorizada baseado na microestrutura MHSP. A tomografia computorizada é uma modalidade imagiológica de uso corrente nos dias de hoje, sendo de extrema utilidade em diagnóstico clínico. Esta modalidade da imagiologia permite obter imagens seccionais das estruturas em estudo, e, além disso, permite a sua reconstrução tri-dimensional. A MHSP é um dispositivo de contagem de fotão único que permite detectar fotões X ou γ conhecendo a sua posição de interacção bem como a energia individual de cada um. Conjugando a informação em posição com a informação em energia é possível criar três tipos de imagens com diferentes ponderações em energia: integrating, counting e Energy Weighting Technique. A imagem integrating é aquela actualmente mais utilizada nos sistemas de diagnóstico médico e traduz a integração da carga que chega ao detector num determinado local. A imagem counting corresponde à contagem dos fotões que chegam a um determinado local do detector. Na reconstrução da imagem Energy Weighting Technique a contribuição de cada fotão é ponderada segundo um factor de 1/E3, onde E é a energia do fotão. O emprego das técnicas counting e EWT representam uma melhoria na qualidade da imagem relativamente à integrating, nomeadamente no que respeita ao contraste, só conseguida com contagem de fotão. A Energy Weighting Technique mostra-se mais poderosa que a counting e é, por isso, de grande interesse. A utilização da MHSP em tomografia computorizada apresenta-se como uma mais-valia devido às suas características de contagem de fotão único.

This work focuses on the development and characterization of a new computed tomography system based on MHSP. The computed tomography is an imaging modality in common use in our days, being extremely useful in clinical diagnoses. This imaging modality allows the acquisitions of sectional images and the tri-dimensional reconstruction of structures in study. The MHSP is a single photon counting device that allows the detection of X and γ photons knowing the interaction position and their individual energy. Combining the position interaction information and energy information the creation of three types of images with different energy weightings is possible: integrating, counting and Energy Weighting Technique. The first is the one most actually used in medical diagnostic systems and is the integration of the total charge that arrives to the detector in a given location. The counting image reflects the number of photons in a specific location of the detector. In image reconstruction of Energy Weighting Technique image the contribution of each single photon is weighted by a factor of 1/E3, with E the photon energy. The application of the Energy Weighting Technique and counting techniques represent an improvement in image quality relatively to integrating image, particularly with respect to the contrast, only achieved with photon counting. The Energy Weighting Technique is more powerfull than the counting technique, being of great interest. The use of MHSP in computed tomography is an asset due to her characteristics of single photon counting.