Imagen por Rayos X

Persona de contacto: Mónica Abella

Persona de contacto: 
Mónica Abella

El trabajo del laboratorio en el área de imagen por rayos X engloba todas las etapas de formación de imagen por rayos X desde la adquisición de los datos hasta la cuantificación de imagen pasando por calibración, pre- y post-proceso de imagen y reconstrucción tomográfica. El trabajo es este área se puede dividir en dos líneas principales: "Sistemas de rayos X clínicos" y "Sistemas de tomografía por rayos X para pequeño animal".

  • Sistemas de rayos X clínicos

Esta línea tiene por objetivo el diseño y desarrollo de una nueva generación de sistemas radiológicos, con aplicación tanto en clínica como en veterinaria, a través de la investigación y el desarrollo de las nuevas tecnologías orientadas a la mejora de la calidad de la imagen, con el fin de reducir la dosis recibida por el paciente e incorporar capacidades tomográficas. Esta última característica permitiría el uso de la tomografía en situaciones en las que no es posible utilizar un sistema TAC,  ya sea por razones económicas o porque el paciente no puede ser desplazado (por ejemplo, durante una cirugía o porque se encuentra en la UCI). Otro punto relevante sería  la reducción de la dosis de radiación recibida por el paciente, al poder obtener imágenes tomográficas usando menos proyecciones que utilizando un TAC.

  • Sistemas de tomografía por rayos X para pequeño animal

La utilización de técnicas de medicina nuclear, como la PET en pequeños animales de laboratorio, está demostrando ser una práctica de interés creciente en diferentes campos de la investigación biomédica. Los datos obtenidos con esta modalidad de imagen son, en ocasiones, difíciles de interpretar debido a una localización ambigua de la captación del trazador. El registro de imágenes PET con imágenes morfológicas de alta resolución espacial, como las de tomografía por rayos X (CT), ha demostrado ser una técnica válida para evitar este problema. Debido a ello, en nuestro laboratorio se vienen desarrollando durante los últimos años sistemas de imagen multi-modalidad capaces de realizar estudios combinados intrínsecamente registrados. Como parte de este grupo de trabajos, se ha desarrollado un sistema micro-CT de alto rendimiento, adecuado para la complementación de los datos obtenidos por técnicas de imagen funcional o para la obtención in-vivo de imagen anatómica de alta calidad.

Publicaciones seleccionadas

  • E. Serrano, J. García-Blas, J. Carretero, M. Desco, M. Abella, Accelerated Image Reconstruction for Low-dose Computed Tomography through Big Data Frameworks, Future generation, in press. Q1.
  • M. Abella, J.J. Vaquero, M. Desco, Jeffrey A. Fessler, Simplified Statistical Image Reconstruction for X-ray CT with Beam-Hardening Artifact Compensation, IEEE TMI, 39(1):111-118, 2020. Q1.
  • A. Martínez, A. García-Santos, N. Ballesteros, M. Desco, M. Abella. XAP-Lab: A software tool for designing flexible X-ray acquisition protocols, Computer Methods and programs in biomedicine, 177, 243-252, 2019.
  • M. Abella, C. de Molina, N. Ballesteros, A. García-Santos, A. Martínez, I. García, M. Desco. Enabling tomography with low-cost C-arm systems, Plos One 13(9): e0203817, 2018.
  • Pedro M. Gordaliza, Arrate Muñoz-Barrutia, Monica Abella, Manuel Desco, Sally Sharpe, and Juan José Vaquero. Unsupervised CT Lung Image Segmentation of a Mycobacterium Tuberculosis Infection Model, Scientific Reports 8-9802, 1-10, 2018.
  • C. de Molina, E. Serrano, J. Garcia-Blas, J. Carretero, M. Desco and M. Abella. GPU-accelerated Iterative Reconstruction for Limited-Data Tomography in CBCT Systems, BMC Bioinformatics, 19: 171, 2018.
  • M. Abella, E. Serrano, J. Garcia-Blas, I. García, C. de Molina, J. Carretero, M. Desco. FUX-Sim: An implementation of a fast universal simulation/reconstruction framework for X-ray systems, Plos One 2017, 12(7): e0180363.
  • A. Marcos, A. Ortega, M. Abella, M. Desco, J. J. Vaquero, Geometric Calibration Workflow for High Resolution Cone Beam Micro-Computed Tomography, IEEE NSS/MIC, 2015
  • M. Abella, J. Abascal, A. Sisniega, J.J. Vaquero and M. Desco, Investigation of different sparsity transforms for the PICCS algorithm in small-animal respiratory gated CT, Plos One, 10(4), e0120140, 2015.
  • M. Abella, J. F. Abascal, E. Marinetto, J.J. Vaquero, M. Desco, Novel 4D Image Reconstruction for Dynamic X-Ray Computed Tomography in Slow Rotating Sanners, IEEE NSS/MIC, 2014
  • A Sisniega, M Abella, M Desco, JJ Vaquero. Dual exposure technique for extending the dynamic range of x-ray flat panel detectors. Phys Med Biol, vol. 59(2), 421-439, 2014
  • A. Sisniega, M. Desco and J. J. Vaquero, “Modification of the TASMIP x-ray spectral model for the simulation of microfocus x-ray sources”, Med Phys, vol. 41, pp. 011902, 2014
  • J. Garcia Blas, M. Abella, F. Isaila, J. Carretero, M. Desco. Surfing the optimization space of a multiple-GPU parallel implementation of an X-ray tomography reconstruction algorithm, Journal of Systems and Software, 95, 166–175, 2014
  • C. de Molina, J. F. P. J. Abascal, J. Pascau, M. Desco, M. Abella, Evaluation of the Possibilities of Limited Angle Reconstruction for the use of Digital Radiography System as a Tomograph, IEEE NSS/MIC, 2014
  • C de Molina, et al. Calibration of a C-arm X-Ray System for Its Use in Tomography. IFMBE Proceedings, 41: 245-248, 2013
  • A Sisniega, J Abascal, M Abella, J Chamorro, M Desco, JJ Vaquero. Iterative Dual-Energy Material Decomposition for Slow kVp Switching: A Compressed Sensing Approach. IFMBE Proceedings, 41: 491-494, 2013
  • Sisniega, J. F. Abascal, M. Abella, M. Desco, J. J. Vaquero, Iterative Dual-Energy Raw Data Decomposition for Slow kVp Switching: a Feasibility Study, IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, 2948-2950, 2012
  • M Abella, JJ Vaquero, A Sisniega, J Pascau, A Udías, V García, I Vidal, M Desco. Software architecture for multi-bed FDK-based reconstruction in X-ray CT scanners. Comput Meth Prog Bio, 107(2): 218-232, 2012
  • J Pascau, JJ Vaquero, J Chamorro-Servent, A Rodríguez-Ruano, M Desco. A method for small-animal PET/CT alignment calibration. Phys Med Biol, 57(12): N199-N207, 2012
  • J Abascal, A Sisniega, C Chavarrías, JJ Vaquero, M Desco, M Abella. Investigation of different Compressed Sensing Approaches for Respiratory Gating in Small Animal CT. 2012 IEEE NSS/MIC, 3344-3346, 2012
  • M Abella, JA Fessler. A new statistical image reconstruction algorithm for polyenergetic X-ray CT. Proceedings of the 2009 IEEE ISBI, 165-168, 2009

Proyectos

  1. IDI-20130301, “Nuevo sistema integral de radiografía (INNPROVE: INNovative image PROcessing in medicine and VEterinary)”, IP: Mónica Abella García and Manuel Desco Menéndez. Ministerio de Economía y Competitividad – Subcontratación CDTI, 14/01/2013-31/03/2015. (Art. 83)
  2. TEC2013-47270-R, “Avances en Imagen Radiológica (AIR)”, Ministerio de Economía y Competitividad, 01/01/2014-31/12/2016. IP: Mónica Abella García and Manuel Desco Menéndez.
  3. RTC-2014-3028-1, “Nuevos Escenarios Clínicos con Radiología Avanzada (NECRA)”, Ministerio de Economía y Competitividad, 01/06/2014-31/12/2016, IP: Mónica Abella García. 2014-2016.
  4. 120028/14, “Nuevo sistema integral de radiografía”, IP: Manuel Desco Menéndez, Fundación para la Innovación y Prospectiva de la Salud en España (FIPSE), IP: Manuel Desco Menéndez. 15/02/2015-14/02/2016.
  5. “Predict-TB: Model-based preclinical development of anti-tuberculosis drug combinations” Innovative Medicines Initiative (IMI) Joint Undertaking, EU-FP7, 2012-2015

Entidades Financiadoras

mineco

Fundación para la Innovación y Prospectiva de la Salud en España (FIPSE)

The research leading to these results has received funding from the Innovative Medicines Initiative (www.imi.europa.eu) Joint Undertaking under grant agreement n° 115337, resources of which are composed of financial contribution from the European Union's Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) and EFPIA companies' in kind contribution.

Patentes y registros de software

Sistema de imagen 3D a partir de proyecciones limitadas, Mónica Abella García, Manuel Desco Menéndez. Cotitularidad UC3M-HGGM,

  • Oficina Española de Patentes y Marcas: Nº de solicitud: P201730341, Fecha de solicitud: 15/03/2017. Nº publicación: ES2646687.
  • Organización Mundial de la Propiedad Intelectual (PCT): Nº de solicitud: PCT/ES2018/070194, Fecha de solicitud: 15/03/2018
  • Patente Europea, application number EP18728916.0, Fecha de solicitud 17/06/ 2019

Rap-ToR, Software de reconstrucción de imagen en tiempo real para TAC, Mónica Abella García, Manuel Desco Menéndez, Claudia de Molina Gómez, Estefanía Serrano López, Francisco Javier García Blas, Jesús Carretero Pérez. Cotitularidad UC3M-HGGM, #16/2017/7104, 24/05/2017. Licenciado a SEDECAL.

XAPLAB: Software de simulación de protocolos de adquisición en radiología, Mónica Abella García, Manuel Desco Menéndez, Álvaro Martínez Martínez y Alba García Santos. Cotitularidad UC3M-HGGM, #16/2017/710, 24/05/2017. Licenciado a SEDECAL.

FUX-Sim, Software de simulación de sistemas de radiología, Mónica Abella García, Manuel Desco Menéndez, Inés García Barquero, Claudia de Molina Gómez, Estefanía Serrano López, Francisco Javier García Blas, Jesús Carretero Pérez, #16/2017/710, 24/05/2017. Licenciado a SEDECAL.

Mangoose, an efficient implementation of a multi-bed FDK-based reconstruction algorithm for CT scanners with cone-beam geometry, # 02/2010/4412, 2010. Licenciado a SEDECAL