Includes bibliographical references. / Three problems are addressed in this dissertation. They are intracranial volume extraction, noise suppression and automated segmentation of X-Ray Computerized Tomography (CT) images. The segmentation scheme is based on a Seeded Region Growing algorithm. The intracranial volume extraction is based on image symmetry and the noise suppression filter is based on the Gaussian nature of the tissue distribution. Both are essential in achieving good segmentation results. Simulated phantoms and real medical images were used in testing and development of the algorithms. The testing was done over a wide range of noise values, object sizes and mean object grey levels. All the methods were first implemented in two- and then three-dimensions. The 3-D implementation also included an investigation into volume formation and the advantages of 3-D processing. The results of the intracranial extraction showed that 9% of the data in the relevant grey level range consisted of unwanted scalp (The scalp is spatially not part of the intracranial volume, but has the same grey level values). This justified the extraction the intracranial volume for further processing. For phantom objects greater than 741.51mm³ (voxel resolution 0.48mm x 0.48mm x 2mm) and having a mean grey level distance of 10 from any other object, a maximum segmentation volume error of 15% was achieved.

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Durante o século passado, o diagnóstico por imagem na odontologia, foi dominado por radiografias, que são representações bidimensionais de estruturas tridimensionais, com sobreposição e distorções associadas. Com a introdução da tomografia computadorizada cone-beam (TCCB), houve um aumento no interesse por esta tecnologia dado às vantagens, como melhor qualidade de imagem, reconstrução tridimensional, possibilidade de visualização craniofacial, e as doses de radiação mais baixas em comparação com a tomografia computadorizada convencional (TC). A TCCB pode ser aplicada em diversas áreas da Odontologia, tais como: implantodontia, cirurgia, traumatologia, periodontia, endodontia, ortodontia, articulações temporomandibulares. Contudo, os profissionais da saúde devem estar cientes que os avanços tecnológicos terão implicações importantes sobre a prática clínica. Estes mesmos profissionais devem conhecer as indicações, limitações e implicações antes de considerar a utilização de tal equipamento. Sendo assim, o presente estudo pretende analisar, criticamente, a utilização e indicação do exame de imagem TCCB na Faculdade de Odontologia de Bauru USP. Ao mesmo tempo, pretende avaliar quantitativamente o uso deste equipamento em relação ao motivo da solicitação e a área bucal requisitada. / During the past century, the diagnostic for image in the dentistry, was dominated for radiographies, which are bidimensional representation of the tridimensional structure with superposition and distortion associated. With the introduction of cone-beam computed tomography (TCCB), there was an increased interest in this technology due to advantages such as better image quality, three-dimensional reconstruction, ability of craniofacial visualization and lower radiation doses compared with the conventional computed tomography (CT). The TCCB can be applied in various areas of dentistry such as dental implants, surgery, traumatology, periodontics, endodontics, orthodontics, temporomandibular joints. However, health professionals should be aware that technological advances have important implications for clinical practice. These same professionals should know the indications, limitations and implications before considering the use of such equipment. Thus, this study aims to analyze critically the use and indication of imaging examination TCCB in the Bauru Dental School - USP. At the same time, evaluate quantitatively the use of equipment for the purpose of the request.

The results presented in this dissertation concern two different types of tomographic imaging. The first part of the dissertation is devoted to the time reversal method for approximate reconstruction of images in thermoacoustic tomography. A thorough numerical study of the method is presented. Error estimates of the time reversal approximation are provided. In the second part of the dissertation a type of emission tomography, called Compton camera imaging is considered. The mathematical problem arising in Compton camera imaging is the inversion of the cone transform. We present three methods for inversion of this transform in two dimensions. Numerical examples of reconstructions by these methods are also provided. Lastly, we turn to a problem of significance in homeland security, namely the detection of geometrically small, low emission sources in the presence of a large background radiation. We consider the use of Compton type detectors for this purpose and describe an efficient method for detection of such sources. Numerical examples demonstrating this method are also provided.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2001Bitstream added on 2014-06-13T19:30:56Z : No. of bitstreams: 1 yamashita_s_me_botfm.pdf: 1499357 bytes, checksum: 8131daade7006ecad67da62d545ce3f0 (MD5) / A Tomografia Computadorizada (TC) tem um importante valor na avaliação de pacientes com suspeita de patologias na glândula adrenal. A avaliação com exames por imagem da adrenal é importante em pacientes com e sem evidência clínica e bioquímica de distúrbios da função deste órgão. Neste estudo foram avaliadas, pela Tomografia Computadorizada, as adrenais em indivíduos sem tuberculose (G1) e com tuberculose (G2). A dimensão ântero-posterior, a espessura, e o comprimento das adrenais foram comparados em G1 e G2. Foi também avaliada a duração da doença com a ocorrência de alteração morfológica em G2, a distribuição segundo o sexo e idade em G1 e G2 e cor da pele em G1 e G2. Neste estudo, houve diferença nas dimensões ântero-posterior e espessura da adrenal direita entre G1 e G2, sendo G1 > G2. Observou-se uma maior ocorrência do sexo masculino e de indivíduos de pele branca em G2, e uma diferença de idade entre G1 e G2, sendo esta maior em G1 e um predomínio de brancos em G1 e G2. Não houve associação entre a duração da doença e a ocorrência de alteração morfológica em G2. Uma maior ocorrência de aumento das adrenais foi observada em G2. Os principais achados pela Tomografia Computadorizada nos pacientes com tuberculose foram o aumento da adrenal sem calcificação, o aumento da adrenal com calcificação puntiforme, e calcificação de aspecto residual da adrenal. A informação morfológica fornecida pela Tomografia Computadorizada, ainda que não nos permita um diagnóstico definitivo, pode ajudar de forma importante no diagnóstico da etiologia da insuficiência primária da adrenal. / The Computerized Tomography is an important method for evaluating patients with suspicion of involvement of adrenal gland. The morphologic delineation through image of the adrenal is important for patients with and without clinical and biochemical evidence of function disturbances in this organ. In this study Computerized Tomography was used for evaluation of individuals without tuberculosis (G1) and with tuberculosis (G2). The antero-posterior dimension, the thickness, and length of adrenals were compared in G1 and G2. The duration of the disease with morphologic alteration in G2, the distribution according to the sex and age in G1 and G2 and skin color in G1 and G2 were also evaluated. The antero-posterior dimensions and thickness of right adrenal were higher in G1 patients. The frequency of male individuals was higher in G2. For G1, age limits were higher than for G2. The frequency of male individuals was higher in G2. In G1, the age limits were higher than in G2. In both groups, the white skinned was equally found. No association was observed between the duration of the disease and the occurrence of morphologic alteration in G2. A higher occurrence of enlargement of the adrenals was observed in G2. The main Computerized Tomography findings in patients with tuberculosis were enlargement of the adrenal without calcification, enlargement of the adrenal with punctiform calcification, and residual calcification gland. Although the morphologic information supplied by the Computerized Tomography doesn't permit a definitive diagnosis it may be of help in suggesting way in the etiology of the primary insufficiency of the adrenal.

Durante o século passado, o diagnóstico por imagem na odontologia, foi dominado por radiografias, que são representações bidimensionais de estruturas tridimensionais, com sobreposição e distorções associadas. Com a introdução da tomografia computadorizada cone-beam (TCCB), houve um aumento no interesse por esta tecnologia dado às vantagens, como melhor qualidade de imagem, reconstrução tridimensional, possibilidade de visualização craniofacial, e as doses de radiação mais baixas em comparação com a tomografia computadorizada convencional (TC). A TCCB pode ser aplicada em diversas áreas da Odontologia, tais como: implantodontia, cirurgia, traumatologia, periodontia, endodontia, ortodontia, articulações temporomandibulares. Contudo, os profissionais da saúde devem estar cientes que os avanços tecnológicos terão implicações importantes sobre a prática clínica. Estes mesmos profissionais devem conhecer as indicações, limitações e implicações antes de considerar a utilização de tal equipamento. Sendo assim, o presente estudo pretende analisar, criticamente, a utilização e indicação do exame de imagem TCCB na Faculdade de Odontologia de Bauru USP. Ao mesmo tempo, pretende avaliar quantitativamente o uso deste equipamento em relação ao motivo da solicitação e a área bucal requisitada. / During the past century, the diagnostic for image in the dentistry, was dominated for radiographies, which are bidimensional representation of the tridimensional structure with superposition and distortion associated. With the introduction of cone-beam computed tomography (TCCB), there was an increased interest in this technology due to advantages such as better image quality, three-dimensional reconstruction, ability of craniofacial visualization and lower radiation doses compared with the conventional computed tomography (CT). The TCCB can be applied in various areas of dentistry such as dental implants, surgery, traumatology, periodontics, endodontics, orthodontics, temporomandibular joints. However, health professionals should be aware that technological advances have important implications for clinical practice. These same professionals should know the indications, limitations and implications before considering the use of such equipment. Thus, this study aims to analyze critically the use and indication of imaging examination TCCB in the Bauru Dental School - USP. At the same time, evaluate quantitatively the use of equipment for the purpose of the request.

O objetivo neste estudo foi comparar modelos de prototipagem, originados a partir de dados obtidos em exames de tomografia volumétrica (TV) e tomografia computadorizada (TC), a fim de verificar a precisão de reprodutibilidade destas tecnologias. Uma mandíbula seca foi submetida aos exames de TV (NewTom 9000? QR, Itália) e TC (Select SP-Elscint, Israel). Os dados obtidos nos exames foram manipulados em dois sistemas de tratamento de imagem, o 3D- Analyze (Mayo Clinic, E.U.A.) e o InVesalius (CenPRA, Brasil) e confeccionados protótipos, em duas diferentes tecnologias (SLS - sinterização seletiva a laser e 3DP - impressão tridimensional). A mandíbula seca (padrão ouro) e os oito conjuntos de protótipos gerados, sendo I-TC-Analyze?3DP; II-TC-Invesalius?3DP; III-TC-Analyze?SLS; IVTC- Invesalius-SLS; V-TV-Analyze?3DP; VI-TV-Invesalius?3DP; VIII-TV-Analyze? SLS; VIII-TV-Invesalius-SLS, foram submetidos a processos de engenharia reversa com a finalidade de digitalizar as superfícies dos objetos para uma comparação de cada modelo de prototipagem produzido com o padrão ouro, com precisão de 0,001mm. Os desvios de até 1mm e até 2mm foram calculados, comparados e analisados estatisticamente os erros percentuais. Os modelos de prototipagem rápida originados por meio da obtenção de dados de exames de tomografia computadorizada são mais precisos que os modelos de prototipagem originados por meio de dados de exames de tomografia volumétrica. / The purpose of this study is to compare rapid prototyping models created from cone beam computerized tomography (CBCT) and multislice computerized tomography (CT) data, in order to verify the accuracy of these technologies. A dry skull mandible was submitted in a CBCT (NewTom ? QR, Italy) and CT (Select SP-Elscint, Israel) exams. The tomographies data were processed by two different Medical Image processing systems, 3D-Analyze (Mayo Clinic, U.S.A.) and InVesalius (CenPRA, Brazil). Rapid prototypes models were built in two different rapid prototyping technologies, 3D Printer (3DP) and Selective Laser Sintering (SLS). The dry skull mandible (gold standard) and the eight prototypes, as follows; I-CT-Analyze?3DP; IICT- Invesalius?3DP; III-CT-Analyze?SLS; IV-CT-Invesalius-SLS; V-CBCT-Analyze? 3DP; VI-CBCT-Invesalius?3DP; VIII-CBCT-Analyze?SLS; VIII-CBCT-Invesalius-SLS, were submitted to a reverse engineering process aimed to digitalize the surfaces of the objects to compare each rapid prototype model with the gold standard with a precision of 0.001mm. Percentage deviations errors until 1.0mm and 2.0mm were calculated, compared and statistically analyzed. The prototyped models obtained with multislice computerized tomography data shows more accuracy than those obtained with data from cone beam computerized tomography.

O objetivo neste estudo foi comparar modelos de prototipagem, originados a partir de dados obtidos em exames de tomografia volumétrica (TV) e tomografia computadorizada (TC), a fim de verificar a precisão de reprodutibilidade destas tecnologias. Uma mandíbula seca foi submetida aos exames de TV (NewTom 9000? QR, Itália) e TC (Select SP-Elscint, Israel). Os dados obtidos nos exames foram manipulados em dois sistemas de tratamento de imagem, o 3D- Analyze (Mayo Clinic, E.U.A.) e o InVesalius (CenPRA, Brasil) e confeccionados protótipos, em duas diferentes tecnologias (SLS - sinterização seletiva a laser e 3DP - impressão tridimensional). A mandíbula seca (padrão ouro) e os oito conjuntos de protótipos gerados, sendo I-TC-Analyze?3DP; II-TC-Invesalius?3DP; III-TC-Analyze?SLS; IVTC- Invesalius-SLS; V-TV-Analyze?3DP; VI-TV-Invesalius?3DP; VIII-TV-Analyze? SLS; VIII-TV-Invesalius-SLS, foram submetidos a processos de engenharia reversa com a finalidade de digitalizar as superfícies dos objetos para uma comparação de cada modelo de prototipagem produzido com o padrão ouro, com precisão de 0,001mm. Os desvios de até 1mm e até 2mm foram calculados, comparados e analisados estatisticamente os erros percentuais. Os modelos de prototipagem rápida originados por meio da obtenção de dados de exames de tomografia computadorizada são mais precisos que os modelos de prototipagem originados por meio de dados de exames de tomografia volumétrica. / The purpose of this study is to compare rapid prototyping models created from cone beam computerized tomography (CBCT) and multislice computerized tomography (CT) data, in order to verify the accuracy of these technologies. A dry skull mandible was submitted in a CBCT (NewTom ? QR, Italy) and CT (Select SP-Elscint, Israel) exams. The tomographies data were processed by two different Medical Image processing systems, 3D-Analyze (Mayo Clinic, U.S.A.) and InVesalius (CenPRA, Brazil). Rapid prototypes models were built in two different rapid prototyping technologies, 3D Printer (3DP) and Selective Laser Sintering (SLS). The dry skull mandible (gold standard) and the eight prototypes, as follows; I-CT-Analyze?3DP; IICT- Invesalius?3DP; III-CT-Analyze?SLS; IV-CT-Invesalius-SLS; V-CBCT-Analyze? 3DP; VI-CBCT-Invesalius?3DP; VIII-CBCT-Analyze?SLS; VIII-CBCT-Invesalius-SLS, were submitted to a reverse engineering process aimed to digitalize the surfaces of the objects to compare each rapid prototype model with the gold standard with a precision of 0.001mm. Percentage deviations errors until 1.0mm and 2.0mm were calculated, compared and statistically analyzed. The prototyped models obtained with multislice computerized tomography data shows more accuracy than those obtained with data from cone beam computerized tomography.

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