Métodos para reducir los artefactos metálicos en la tomografía computarizada

Yakdiel Rodríguez-Gallo, Rubén Orozco-Morales, Marlen Pérez-Díaz

Resumen

Los artefactos metálicos son comunes en las imágenes clínicas. Muchos métodos para la reducción de los artefactos han sido publicados para superar este problema. En el presente trabajo, un método de suavizado de imágenes para la reducción de artefactos (ISMAR) es propuesto para mejorar la calidad de la imagen en pacientes con prótesis de cadera y empastes dentales, los cuales causaron artefactos metálicos. ISMAR fue evaluado y comparado con otros tres métodos reconocidos por su desempeño en la reducción de los artefactos metálicos (Interpolación lineal (LI), reducción de artefactos de metal normalizados (NMAR) y reducción de artefactos de metal divididos en frecuencia (FSMAR)). El nuevo método se basa en el suavizado y conservación de bordes, utilizando para ello el filtro de minimización de gradiente L0. La calidad de la imagen fue evaluada por dos radiólogos experimentados completamente ciegos a la información sobre si la imagen fue procesada o no para suprimir los artefactos. Ellos calificaron la calidad de la imagen en una escala de cinco puntos, donde el cero indica la presencia de artefactos, y el cinco, una supresión total de los artefactos. El nuevo método tuvo los mejores resultados y fue estadísticamente significativo con respecto a los otros métodos probados (p < 0.05). Este nuevo método tiene un mejor rendimiento en la supresión de artefactos y en la conservación de las características de los tejidos.

Palabras clave

tomografía computerizada; tratamiento de imágenes; métodos de iteración; metales; evaluaciones comparativas

Referencias

ABDOLI M, MEHRANIAN A, AILIANOU A, et. al. Comparative methods for metal artifact reduction in x-ray CT. IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC). 8-15 Nov. 2014. Seattle, WA, USA. p. 1-5.

WELLENBERG RHH, et. al. Quantifying metal artefact reduction using virtual monochromatic dual-layer detector spectral CT imaging in unilateral and bilateral total hip prostheses. Eur J Radiology. 2017; 88: 61-70.

GIANTSOUDI D, et. al. Metal artifacts in computed tomography for radiation therapy planning: dosimetric effects and impact of metal artifact reduction. Phys Med Biol. 2017; 62(8): R49-R80.

GJESTEBY L, et. al. Metal artifact reduction in CT: where are we after four decades?. IEEE Access. 2016; 4: 5826-5849.

MOUTON A, MEGHERBI N, VAN SLAMBROUCK K, et. al. An experimental survey of metal artefact reduction in computed tomography. J Xray Sci Technol. 2013; 21(2): 193-226.

ZHANG H, WANG L, LI L, et. al. Iterative metal artifact reduction for x-ray computed tomography using unmatched projector/backprojector pairs. Medical Physics. 2016; 43(6): 3019-3033.

MEYER E, RAUPACH R, LELL M, et. al. Frequency split metal artifact reduction (FSMAR) in computed tomography. Medical physics. 2012; 39(4): 1904-1916.

MEYER E, RAUPACH R, LELL M, et. al. Normalized metal artifact reduction (NMAR) in computed tomography. Med. Phys. 2010; 37(10): 5482-5493.

GLOVER GH, PELC NJ. An algorithm for the reduction of metal clip artifacts in CT reconstructions. Medical physics. 1981; 8(6): 799-807.

GOLDEN C, et. al. A comparison of four algorithms for metal artifact reduction in CT imaging. 2011; 7961: 79612Y-79612Y-12.

XU L, LU C, XU Y, JIA J. Image Smoothing via L0 Gradient Minimization. ACM Trans. Graph. 2011; 30(6): 174:1-174:12.

KALENDER WA, HEBEL R, EBERSBERGER J. Reduction of CT artifacts caused by metallic implants. Radiology. 1987; 164(2): 576-577.

ZHANG Y, YAN H, JIA X, et. al. A hybrid metal artifact reduction algorithm for x-ray CT. Med. Phys. 2013; 40: 4.

XU L, LU C, XU Y, JIA J. Image smoothing via L0 gradient minimization. Proceedings of the 2011 SIGGRAPH Asia Conference on - SA ’11, vol. 30, no. 6, p. 1, 2011.