Tesis

El objetivo general de esta tesis es contribuir a la evaluación de la factibilidad del uso de la dispersión de rayos X como fuente de información en diagnóstico mamográfico localizado. En particular, esta tesis está orientada a obtener información en profundidad bajo las posibilidades tecnológicas corrientes en un centro de imágenes mamarias. Para las energías típicamente involucradas en diagnóstico mamográfico, la dispersión coherente domina la dispersión producida en los materiales que mayoritariamente componen la mama hacia ángulos delanteros. Asimismo, la sección eficaz diferencial de la dispersión coherente muestra una dependencia con la estructura del material bajo dichas condiciones. Por lo tanto, la señal de dispersión contiene información cualitativamente diferente respecto de la información brindada por las imágenes de transmisión.

Una de las principales cuestiones abordadas en este trabajo es la determinación experimental de la señal de dispersión simple producida en un objeto extenso empleando un haz polienergético típico de mamografía, un detector digital de imágenes portátil y un dispositivo de colimación sencillo que limita la sección transversal del haz incidente sobre el objeto. La imagen de dispersión fue determinada de forma indirecta, mediante la sustracción entre una imagen en presencia del objeto dispersor y una en ausencia del mismo. Para lograr una medida cuantitativa de la señal de dispersión, fue preciso tomar en consideración la respuesta no lineal del detector. La componente de dispersión simple fue aislada mediante la sustracción de la componente de dispersión múltiple, cuya contribución fue modelada a partir de simulaciones Monte Carlo.

La correlación entre la señal de dispersión simple y la composición del objeto es relativamente compleja bajo las condiciones de trabajo consideradas, a saber: el espesor de los objetos dispersores, el uso de haces polienergéticos y de un detector sin capacidades espectroscópicas. En esta tesis, este problema es abordado a través de un modelo algebraico de acuerdo al cual la señal de dispersión simple proveniente de un objeto extenso puede ser calculada como la suma de un conjunto apropiado de patrones elementales. El desempeño del modelo propuesto se evaluó por comparación con simulaciones Monte Carlo y mediciones experimentales. Además, se analizó la validez de las suposiciones del modelo. Este modelo ofrece una buena interpretación de la señal de dispersión –tanto coherente como incoherente– proveniente de un objeto extenso, constituyendo así una vía para plantear el problema inverso.