¿Qué es la reconstrucción de imagen?

La reconstrucción de imágenes es la creación de una imagen bidimensional o tridimensional a partir de datos dispersos o incompletos, como las lecturas de radiación adquiridas durante un estudio de imagen médica. Para algunas técnicas de imagen, es necesario aplicar una fórmula matemática para generar una imagen legible y utilizable o para enfocar una imagen para que sea útil. En la exploración por tomografía computarizada (TC), por ejemplo, la reconstrucción de imágenes puede ayudar a generar una imagen tridimensional del cuerpo a partir de una serie de imágenes de cámaras individuales.

Varios problemas plantean un problema con la reconstrucción de imágenes. El primero es el ruido: datos sin sentido que pueden interrumpir la claridad de una imagen. En las imágenes médicas, el ruido puede ocurrir como resultado del movimiento del paciente, interferencia, sombreado y efecto fantasma. Por ejemplo, una estructura en el cuerpo puede eclipsar a otra y dificultar su detección. La filtración de ruido es un aspecto de la reconstrucción de imágenes.

Otro problema son los datos dispersos o incompletos. Con algo como una radiografía, la imagen se toma en una exposición de película, donde los rayos X atraviesan el área de interés y crean una imagen. En otras técnicas, un paciente puede ser bombardeado con radiación o sometido a un campo magnético, generando una cantidad sustancial de datos que deben reunirse para crear una imagen. La salida inmediata no es legible o significativa para un humano, y necesita pasar a través de un algoritmo para generar una imagen.

En la reconstrucción de imágenes, hay varios enfoques que se pueden tomar para filtrar el ruido sin descartar datos significativos y procesar los datos de una manera que tenga sentido. La reconstrucción iterativa es una técnica popular. El algoritmo comienza mapeando datos de baja frecuencia, creando algunos puntos de datos que forman el inicio de la imagen. Luego superpone una frecuencia ligeramente más alta, y una más alta, y así sucesivamente, hasta que esté disponible una imagen completa.

La creación de una imagen plana no es lo único que se puede hacer con la reconstrucción de imágenes. Una computadora también puede crear una representación tridimensional simulada de los datos al apilar una serie de imágenes juntas. Debe poder clasificar los datos para que coincidan con los cortes de manera apropiada y debe superponerlos con precisión para crear imágenes de estructuras internas. Esto puede ayudar a un médico a evaluar un problema en múltiples planos, en lugar de solo en los ángulos planos que ofrecen las imágenes individuales.

La medicina no es el único campo en el que la reconstrucción de imágenes puede ser útil. También puede ser valioso en arqueología, en la cual los investigadores pueden querer investigar hallazgos sin dañarlos. Con la reconstrucción de imágenes, pueden obtener imágenes de momias, contenedores sellados y otros objetos de interés para aprender lo que hay dentro.