Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-09-26T17:21:01Z No. of bitstreams: 1 SILAS CORDEIRO AUGUSTO M.pdf: 8461468 bytes, checksum: c489ee9efbc6f961de5685411fe2af3e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-26T17:21:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SILAS CORDEIRO AUGUSTO M.pdf: 8461468 bytes, checksum: c489ee9efbc6f961de5685411fe2af3e (MD5) Previous issue date: 2008-03 / A integridade física das pessoas ao circular em áreas sujeitas a radiação pode ser preservada se observadas certas regras. Entre estas regras estão limites seguros de nível de radiação, de proximidade da fonte radioativa, de tempo de exposição à mesma, e a combinação desses fatores. Neste sentido, treinamentos e simulações prévias de procedimentos operacionais a serem executados em áreas sujeitas a radiação ajudam programar melhor a circulação nessas áreas, minimizando a dose recebida. Por outro lado, Realidade Virtual é uma tecnologia capaz de ser aplicada nas diversas áreas, permitindo realizar treinamentos e simulações de ambientes reais e cenários hipotéticos, com bom grau de realismo, sem no entanto correr os riscos inerentes a atividade real. Como o ambiente virtual não apresenta quaisquer riscos para a saúde, é possível treinar os trabalhadores, antecipadamente, para vários cenários de operação ou manutenção. Neste ambiente virtual a distribuição da taxa de dose pode ser visualizada e a dose acumulada pelo operador, representado e simulado no ambiente por um personagem virtual (avatar), exibida. Consequentemente, as tarefas a serem executadas podem ser melhor planejadas, avaliando as ações e o desempenho dos trabalhadores de forma a diminuir as falhas e os riscos à sua saúde. Finalmente, este trabalho apresenta uma ferramenta para construção e navegação em ambientes virtuais, permitindo assim o treinamento das atividades em instalações nucleares, com a simulação de fontes radioativas e a medição da dose de radiação acumulada pelos operadores nestas instalações. Para este fim é proposta uma metodologia para a modificação e adaptação de um núcleo de jogo livre. / The physical integrity of people when walking in places subjected to radiation can be preserved by following some rules. Among these rules are safe limits of radiation level, proximity of radiation sources, time of exposition to radiation sources, and a combination of these factors. In this way, previous training and simulations of operation proceedings to be executed in places subjected to radiation help to better prepare the course in such places, minimizing the absorbed dose. On the other hand, Virtual Reality is a technology applicable in several areas, enabling the training and simulation of real places and hypothetical scenarios, with a good level of realism, but without danger if compared to the same activities in the real world. As a virtual environment doesn’t presents any health risks, it’s possible to train workers beforehand to several operation or maintenance scenarios. In this virtual environment, the dose tax distribution can be visualized, and the dose absorbed by the worker, represented and simulated in the virtual environment by a virtual character (avatar) can be shown. Therefore, the tasks to be done can be better planned, evaluating the workers actions and the performance so to reduce failures and health risks. Finally, this work presents a tool to build and navigate in virtual environments, enabling the training of activities in nuclear facilities. To that end is proposed a methodology to modify and adapt a free game engine.

The use of ionizing radiations, x-rays, are the services of hemodynamic which aim to perform the diagnosis and the therapy of many kinds of heart illnesses. In the Services of Hemodynamic the most preoccupying aspects concerning the levels of radiation exposure not only of the patients but of medical team as well, is the time of which exposure occurs. As means of reducing the time of total exposure which is extremely dependent on the behavior of the professionals during the procedure, it can be cited the reduction of the time of the total exposure the position of the team into the room, the use of equipments of individual protection, and the distance of the tube intensifier of the images concerning the patient, among other factors. The application of these means of reduction of the exposure is variable according to the medical teams. So, the proposal of this work is to reduce the levels of exposure of an independent form of that form the medical team are using these equipments. It is proposed the use of additional filters in the exit of the x-ray in the three equipments of different generations, HEMOCOR SM - Interventionist Cardiology, Heart Institute - ICOR and the University Hospital of Santa Maria-HUSM, with the main objective of reducing the radiation of low energy that increase the exposure of patients and medical team. The principal difficulty faced with the use of the filters is the reduction of the quality of the image, that is, the loss of information aiming to correct the diagnosis. In order to quantify the quality of the image, a simulator was mounted with plates of aluminum and with other devices overlapping them to make it possible to measure and to compare the obtained images. In order to avoid doubting the evaluation of the images produced among the observers (inter-observers) and even among the own observatory (intra-observer), methods of analyze of images (threshold, histogram, surface 3D) was used, where it is possible to measure the relation sign noise, the special resolution, the contrast and the definition of the area of the sign. It was used ionization chambers which were placed in the position of the entrance of the skin of the patient, in the entrance in the tube intensifier and in the position of the hemodynamic doctor in order to quantify the reduction of doses when the filters were added. After they chose of the ideal filter for every type of the equipment, it was measured the effective dose of hemodynamic , using personal dosimeters during the clinical procedures. These effective doses were compared with those obtained without the use of filters for the same clinical procedures. So, it was possible to quantify the real reduction of the exposure of the medical team. In the case of HUSM, in the fluoroscopy-type, the adding filtration of 0,29 mm of Cu more 1 mm of Al showed the better results, allowing a reduction in the Rate of Kerma in the Air in the Entrance of the Skin of the Patient of 55,89% and a reduction of Rate of Kerma in the Air at 70 cm of distance in the direction of the hemodynamic doctor of 38,8%. Already, in the pencil-type, the additional filtration of 0,29 mm of Cu plus 2 mm of Al showed better results, allowing a reduction in the Rate of Kerma in the Air in the Entrance of the Skin of the Patient at 80,3% and a reduction of Rate of Kerma in the Air at 70 cm of distance in the direction of the hemodynamic doctor of 68,55%. For the HEMOCOR, in the fluoroscopy-type the additional filtration of 0,29 mm de Cu plus 2 mm of Al presented better results, allowing a reduction in the Rate of Kerma in the Air in the Entrance of the Skin of the Patient of 48,81% and a reduction in the Rate of Kerma in the Air at 70 cm of distance in the direction of the hemodynamic doctor of 23,91%. Already in the pencil-type, the additional filtration of 0,29 mm de Cu more 2 mm of Al presented the better results, allowing a reduction in the Rate of Kerm in the Air in the Entrance of the Skin of the Patient of 72,53% and a reduction in the Rate of Kerma in the Air at 70 cm of distance in the direction of the hemodynamic doctor of 52,30%. For the ICOR, in the fluoroscopy-type, it was not possible to collect information, because the equipment does not produce images DICOM, nor it keeps the last image in the monitor. Already, in the pencil-type, the additional filtration of 0,58 mm of Cu plus 1 mm of Al presented better results, allowing a reduction in the Rate of Kerma in the Air in the Entrance of the Skin of the Patient of 82,27% and a reduction in the Rate of the Kerma in the air at 70 cm of distance in the direction of the hemodynamic doctor of 75%. In the analysis of the personal dosimeter held in the HUSM, it was possible to calculate a global reduction of dose of 55%. So, it can be said that, with the use of additional filters, the dose of radiation in the patient and medical team can be reduced without damage of the diagnosis. This reduction is still more significant for the professionals that work in more than one service of Hemodynamic. / No âmbito do uso das radiações ionizantes, raios X, estão os Serviços de Hemodinâmica que tem como objetivo realizar o diagnóstico e a terapia de diversos tipos de doenças cardiovasculares. Nos Serviços de Hemodinâmica, os aspectos mais preocupantes em relação aos níveis de exposição às radiações, tanto do paciente quanto da equipe médica, é o longo tempo de exposição. Como meios de reduzir os níveis de radiação, que são extremamente dependentes do comportamento dos profissionais durante o procedimento, pode-se citar a redução do tempo de exposição total, a melhor posição da equipe dentro da sala, o uso dos equipamentos de proteção individual, a menor distância do tubo intensificador de imagens em relação ao paciente, dentre outros fatores. A aplicação destes meios de redução das exposições é variável de acordo com as equipes médicas. Assim, a proposta deste trabalho é reduzir os níveis de exposição de uma forma independente da equipe médica que esteja utilizando estes equipamentos. Propõese o uso de filtros adicionais na saída do tubo de raios X em três equipamentos de diferentes gerações, HEMOCOR SM Cardiologia Intervencionista, Instituto do Coração de Santa Maria ICOR e Hospital Universitário de Santa Maria - HUSM, com o objetivo principal de reduzir as radiações de baixa energia que aumentam a exposição do paciente e da equipe médica. A principal dificuldade a ser enfrentada com o uso dos filtros é a redução da qualidade da imagem, ou seja, a perda de informação visando o correto diagnóstico. Para quantificar-se a qualidade da imagem montou-se um simulador com placas de alumínio e com outros dispositivos nelas sobrepostos que possibilitam mensurar e comparar as imagens adquiridas. Para evitar-se dúvidas da avaliação das imagens geradas entre observadores (interobservadores) e mesmo entre o próprio observador (intra-observador), utilizouse métodos de análise de imagens (threshold, histograma, superfície 3D), onde pode-se medir a relação sinal ruído, a resolução espacial, o contraste e a definição da área do sinal. Utilizaram-se câmaras de ionização dispostas na posição da entrada da pele do paciente, na entrada do tubo intensificador de imagens e na posição do médico hemodinamicista para quantificar-se a redução das doses ao adicionar-se os filtros. Após a escolha do filtro ideal para cada tipo de equipamento mediu-se a dose efetiva do médico hemodinamicista, utilizando-se dosímetros pessoais durante os procedimentos clínicos. Estas doses efetivas foram comparadas com as obtidas sem o uso de filtros para os mesmos procedimentos clínicos. Desta forma pode-se quantificar a redução real da exposição da equipe médica. No caso do HUSM, no modo fluoroscopia a filtração adicional de 0,29 mm de Cu mais 1 mm de Al apresentou os melhores resultados, permitindo uma redução na Taxa de Kerma no Ar na Entrada da Pele do Paciente de 55,89% e uma redução da Taxa de Kerma no Ar a 70 cm de distância na direção do médico hemodinamicista de 38,8%. Já, no modo grafia, a filtração adicional de 0,29 mm de Cu mais 2 mm de Al apresentou os melhores resultados, permitindo uma redução na Taxa de Kerma no Ar na Entrada da Pele do Paciente de 80,3% e uma redução da Taxa de Kerma no Ar a 70 cm de distância na direção do médico hemodinamicista de 68,55%. Para o HEMOCOR, no modo fluoroscopia a filtração adicional de 0,29 mm de Cu mais 2 mm de Al apresentou os melhores resultados, permitindo uma redução na Taxa de Kerma no Ar na Entrada da Pele do Paciente de 48,81% e uma redução da Taxa de Kerma no Ar a 70 cm de distância na direção do médico hemodinamicista de 23,91%. Já, no modo grafia, a filtração adicional de 0,29 mm de Cu mais 2 mm de Al apresentou os melhores resultados, permitindo uma redução na Taxa de Kerma no Ar na Entrada da Pele do Paciente de 72,53% e uma redução da Taxa de Kerma no Ar a 70 cm de distância na direção do médico hemodinamicista de 52,30%. Para o ICOR, no modo fluoroscopia não foi possível coletar informações, pois o equipamento não gera imagens DICOM, nem mantém a última imagem no monitor. Já, no modo grafia, a filtração adicional de 0,58 mm de Cu mais 1 mm de Al apresentou os melhores resultados, permitindo uma redução na Taxa de Kerma no Ar na Entrada da Pele do Paciente de 87,27% e uma redução da Taxa de Kerma no Ar a 70 cm de distância na direção do médico hemodinamicista de 75%. Na análise da dosimetria pessoal realizada no HUSM, foi possível calcular uma redução global de dose de 55%. Desta forma pode-se afirmar que, com o uso dos filtros adicionais, a dose de radiação no paciente e equipes médicas pode ser reduzida sem prejuízo do diagnóstico. Esta redução é ainda mais significativa para os profissionais que trabalham em mais de um Serviço de Hemodinâmica.

Orientador: Diana Rodrigues de Pina / Resumo: A tomografia computadorizada (TC) é amplamente utilizada no diagnóstico e estadiamento de patologias da região de abdômen-pelve devido a sua alta sensibilidade e especificidade. A possibilidade de adquirir maior número de imagens em menor tempo e a maior disponibilidade de equipamentos levaram a um aumento significativo dos exames de TC e consequente aumento das doses efetivas globais fornecidas por esta modalidade. Desta forma, foram desenvolvidas ferramentas que buscam reduzir as doses de radiação dos exames sem perda da qualidade da imagem. Uma destas ferramentas é a modulação automática da corrente do tubo (automatic tube current modulation – ATCM), que permite a obtenção de exames que concordam com o princípio ALARA (as low as reasonably achievable). O objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade da imagem e as doses de radiação de diferentes protocolos de TC de abdômen-pelve com a ferramenta ATCM. Foram avaliados cinco protocolos de TC de abdômen-pelve com a ferramenta ATCM em dois tomógrafos distintos, um 16-canais e um 64 canais. Foi utilizado um fantoma antropomórfico para avaliações dosimétricas e um fantoma analítico para avaliações objetivas de qualidade da imagem. Para a análise subjetiva da qualidade da imagem, foram utilizados 15 exames retrospectivos de pacientes submetidos a TC de abdômen-pelve. Estes exames foram avaliados por um radiologista com experiência na área de tomografia de abdômen. As três análises forneceram informações que possibilitaram a escol... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Orientador: Marco Antônio Rodrigues Fernandes / Resumo: A proposta do trabalho é a elaboração de um Plano de Radioproteção e a apresentação da rotina de procedimentos de dosimetria de feixes de teleterapia para a adequação em serviços de radioterapia dedicados à medicina veterinária. São apresentados os principais parâmetros radiométricos dos feixes de radiação que devem ser analisados com maior periodicidade pelos usuários de equipamentos de teleterapia. Os experimentos dosimétricos foram realizados no acelerador linear instalado no Setor Técnico de Radioterapia do Hospital das Clinicas da Faculdade de Medicina de Botucatu. Os ensaios de planura, simetria e de determinação da dose absoluta dos feixes de radiação mostraram-se exequíveis para a rotina da radioterapia veterinária. Os resultados apresentados dos parâmetros radiométricos medidos estão em conformidade com os protocolos de dosimetria nacionais e internacionais. O Plano de Radioproteção elaborado, pode subsidiar os profissionais e autoridades sanitárias envolvidas nas práticas da radioterapia veterinária quanto aos preceitos do uso seguro das fontes radioativas e feixes de teleterapia. / Abstract: The proposal of the work is the elaboration of a Radioprotection Plan and the presentation of the routine of dosimetry procedures of teletherapy beams for the adequacy in radiotherapy services dedicated to veterinary medicine. Presented the main radiometric parameters of the radiation beams that should be analyzed more frequently by users of teletherapy equipment. The dosimetric experiments were performed in the linear accelerator installed in the Technical Section of Radiotherapy of the Clinical Hospital of the Botucatu Medical School. The tests of flatness, symmetry and absolute dose determination of the radiation beams were shown feasible for the routine of veterinary radiotherapy. The presented results of the radiometric parameters measured are in accordance with national and international dosimetry protocols. The Radioprotection Plan elaborated may support the professionals and health authorities involved in veterinary radiotherapy practices regarding the safe use of radioactive sources and teletherapy beams. / Mestre

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um novo método para a simulação de redução da dose de radiação em imagens mamográficas clínicas. Assim, estudos sobre a influência da redução da dose de radiação no diagnóstico do câncer de mama podem ser realizados sem que o paciente se exponha a doses extras de radiação. Uma análise preliminar foi realizada para a caracterização do ruído produzido pelo equipamento mamográfico no processo de aquisição da imagem. Essa análise evidenciou a importância de um método local de simulação, uma vez que o ruído depende da posição ao longo do campo. O novo método proposto consiste em ajustar os níveis de cinza e adicionar uma máscara de ruído Poisson, dependente do sinal, nas imagens clínicas adquiridas com a dose de radiação padrão, simulando sua aquisição com doses de radiação reduzidas. A dependência entre ruído e sinal foi criada com o uso da transformada de Anscombe. O desempenho do método proposto foi avaliado utilizando-se imagens mamográficas de um phantom antropomórfico obtidas com diferentes doses de radiação. As imagens simuladas pelo método proposto foram comparadas com as imagens reais. A similaridade entre os espectros de ruído permitiu a comparação de métricas locais da imagem. O erro percentual entre os níveis de cinza das imagens reais e simuladas se manteve inferior a 1%. O ruído adicionado manteve um erro percentual inferior a 1%. Testes de t-Student mostraram que não existe diferença estatística significante (p < 0,05) entre as imagens reais e simuladas pelo método proposto. / This work aims to develop a new method for simulating reduction of the radiation dose in clinical digital mammography. Using such method, studies regarding the influence of dose reduction in cancer diagnosis can be performed without unnecessary exposure of patients to X-ray radiation. A preliminary study characterized the noise produced by the digital mammography equipment during the acquisition process. This analysis emphasized the importance of simulating noise locally, since noise is dependent on the spatial position of the pixel. Therefore, the proposed method consists of adjusting the gray levels and adding signal-dependent Poisson noise to images acquired at the standard radiation dose. Dependency between noise and signal was created using the Anscombe transformation. The performance of the proposed method was evaluated using mammographic images of an anthropomorphic phantom acquired at different radiation doses. Images simulated using the proposed method were compared to real images acquired using the clinical equipment. Similarity between noise power spectra and local metrics validated the similarity between images. The gray level of the simulated and real images were compared using local mean and reported averaged errors smaller than 1%. The added noise was also compared and the averaged error was smaller than 1%. Statistical Student\'s t-test tests showed no statistical difference (p < 0.05) between real images and the ones simulated using the proposed method.

Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um novo método para a simulação de redução da dose de radiação em imagens mamográficas clínicas. Assim, estudos sobre a influência da redução da dose de radiação no diagnóstico do câncer de mama podem ser realizados sem que o paciente se exponha a doses extras de radiação. Uma análise preliminar foi realizada para a caracterização do ruído produzido pelo equipamento mamográfico no processo de aquisição da imagem. Essa análise evidenciou a importância de um método local de simulação, uma vez que o ruído depende da posição ao longo do campo. O novo método proposto consiste em ajustar os níveis de cinza e adicionar uma máscara de ruído Poisson, dependente do sinal, nas imagens clínicas adquiridas com a dose de radiação padrão, simulando sua aquisição com doses de radiação reduzidas. A dependência entre ruído e sinal foi criada com o uso da transformada de Anscombe. O desempenho do método proposto foi avaliado utilizando-se imagens mamográficas de um phantom antropomórfico obtidas com diferentes doses de radiação. As imagens simuladas pelo método proposto foram comparadas com as imagens reais. A similaridade entre os espectros de ruído permitiu a comparação de métricas locais da imagem. O erro percentual entre os níveis de cinza das imagens reais e simuladas se manteve inferior a 1%. O ruído adicionado manteve um erro percentual inferior a 1%. Testes de t-Student mostraram que não existe diferença estatística significante (p < 0,05) entre as imagens reais e simuladas pelo método proposto. / This work aims to develop a new method for simulating reduction of the radiation dose in clinical digital mammography. Using such method, studies regarding the influence of dose reduction in cancer diagnosis can be performed without unnecessary exposure of patients to X-ray radiation. A preliminary study characterized the noise produced by the digital mammography equipment during the acquisition process. This analysis emphasized the importance of simulating noise locally, since noise is dependent on the spatial position of the pixel. Therefore, the proposed method consists of adjusting the gray levels and adding signal-dependent Poisson noise to images acquired at the standard radiation dose. Dependency between noise and signal was created using the Anscombe transformation. The performance of the proposed method was evaluated using mammographic images of an anthropomorphic phantom acquired at different radiation doses. Images simulated using the proposed method were compared to real images acquired using the clinical equipment. Similarity between noise power spectra and local metrics validated the similarity between images. The gray level of the simulated and real images were compared using local mean and reported averaged errors smaller than 1%. The added noise was also compared and the averaged error was smaller than 1%. Statistical Student\'s t-test tests showed no statistical difference (p < 0.05) between real images and the ones simulated using the proposed method.

Orientador: Marco Antônio Rodrigues Fernandes / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo de planos radioterápicos realizados com o Sistema de Planejamento de Tratamento (TPS) XiO 5.10, utilizados em centros de radioterapia. Foram analisados os protocolos clínicos de radioterapia através de pesquisa bibliográfica em artigos científicos e textos produzidos pelas sociedades especializadas da área da radioncologia. Foram realizadas visitas técnicas junto a serviços de radioterapia para melhor entendimento das diferenças entre os distintos sistemas de planejamentos radioterápicos aplicados. A pesquisa verificou a resposta de três diferentes algoritmos computacionais de cálculo de dose de radiação: Superposition, Convolution e Fast Superposition, disponíveis no TPS XiO® da Elekta Medical Systems. Para isto foram analisados os parâmetros de distribuição de dose para 22 planejamentos radioterápicos realizados em uma clínica de radioterapia privada, sendo: 1 paciente com metástase cerebral, 3 pacientes com tumores de cabeça e pescoço, 9 com câncer de mama e 9 com tumores da próstata. Também foi quantificada a influência da heterogeneidade do tecido irradiado, através dos métodos de correção de heterogeneidade do XiO. Independentemente da correção de heterogeneidade do tecido, de um modo geral, o algoritmo de Convolution tendeu a subestimar a dose no PTV quando comparado com os outros dois algoritmos de cálculo de dose. Não foram percebidas diferenças significativas nos valores de dose de radiação calculados para o PTV, determinadas com os... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper bring forward a study of radiotherapeutic planning accomplished by XiO 5.10 treatment planning systems utilized in radiotherapic centers. The clinical protocols of radiotherapy were analyzed through bibliographic research in scientific articles and texts produced by societies related to the area of radioncology. . Technical reconnaissance visits were performed in radiotherapy services for a better understanding of the differences between the systems of radiotherapy planning applied. The research verified the response of three distinct computational algorithms of calculation of dose radiation: Superposition, Convolution and Fast Superposition, available in the Tps XiO® of Elekta Medical Systems. For this purpose, were analyzed the dose distribution parameters for 22 radiotherapy plans performed in a private radiotherapy clinic: 1 patient with cerebral metastasis, 3 patients with head and neck tumors, 9 with breast cancer and 9 with prostate tumors . The influence of the heterogeneity of the irradiated tissue was also quantified through the XiO heterogeneity correction methods. Regardless of the correction of tissue heterogeneity, the Convolution algorithm tended to, in general, underestimate the dose in the PTV when compared to the other two dose calculation algorithms. No significant differences were observed in the radiation dose values calculated for the PTV, determined with the other two algorithms, however, the Superposition method provides a slight reduction o... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Henrique Barcellos Campanelli null (henrique.barcellos@aluno.ibb.unesp.br) on 2018-03-21T19:10:05Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Henrique B Campanelli.pdf: 1741646 bytes, checksum: 36fc92e7787c2620fa984fb8bcfeedf4 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Pizzani null (luciana@btu.unesp.br) on 2018-03-22T15:09:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 campanelli_hb_me_bot.pdf: 1741646 bytes, checksum: 36fc92e7787c2620fa984fb8bcfeedf4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-22T15:09:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 campanelli_hb_me_bot.pdf: 1741646 bytes, checksum: 36fc92e7787c2620fa984fb8bcfeedf4 (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Outra / Este trabalho apresenta um estudo de planos radioterápicos realizados com o Sistema de Planejamento de Tratamento (TPS) XiO 5.10, utilizados em centros de radioterapia. Foram analisados os protocolos clínicos de radioterapia através de pesquisa bibliográfica em artigos científicos e textos produzidos pelas sociedades especializadas da área da radioncologia. Foram realizadas visitas técnicas junto a serviços de radioterapia para melhor entendimento das diferenças entre os distintos sistemas de planejamentos radioterápicos aplicados. A pesquisa verificou a resposta de três diferentes algoritmos computacionais de cálculo de dose de radiação: Superposition, Convolution e Fast Superposition, disponíveis no TPS XiO® da Elekta Medical Systems. Para isto foram analisados os parâmetros de distribuição de dose para 22 planejamentos radioterápicos realizados em uma clínica de radioterapia privada, sendo: 1 paciente com metástase cerebral, 3 pacientes com tumores de cabeça e pescoço, 9 com câncer de mama e 9 com tumores da próstata. Também foi quantificada a influência da heterogeneidade do tecido irradiado, através dos métodos de correção de heterogeneidade do XiO. Independentemente da correção de heterogeneidade do tecido, de um modo geral, o algoritmo de Convolution tendeu a subestimar a dose no PTV quando comparado com os outros dois algoritmos de cálculo de dose. Não foram percebidas diferenças significativas nos valores de dose de radiação calculados para o PTV, determinadas com os outros dois algoritmos, no entanto, o método Superposition proporciona leve redução do tempo de processamento computacional. O trabalho pretende contribuir para uma melhor compreensão da sistemática de cálculo do TPS XiO e assim, beneficiar os usuários dos planejamentos computadorizados durante a análise dos indicadores da qualidade do plano de tratamento. / This paper bring forward a study of radiotherapeutic planning accomplished by XiO 5.10 treatment planning systems utilized in radiotherapic centers. The clinical protocols of radiotherapy were analyzed through bibliographic research in scientific articles and texts produced by societies related to the area of radioncology. . Technical reconnaissance visits were performed in radiotherapy services for a better understanding of the differences between the systems of radiotherapy planning applied. The research verified the response of three distinct computational algorithms of calculation of dose radiation: Superposition, Convolution and Fast Superposition, available in the Tps XiO® of Elekta Medical Systems. For this purpose, were analyzed the dose distribution parameters for 22 radiotherapy plans performed in a private radiotherapy clinic: 1 patient with cerebral metastasis, 3 patients with head and neck tumors, 9 with breast cancer and 9 with prostate tumors . The influence of the heterogeneity of the irradiated tissue was also quantified through the XiO heterogeneity correction methods. Regardless of the correction of tissue heterogeneity, the Convolution algorithm tended to, in general, underestimate the dose in the PTV when compared to the other two dose calculation algorithms. No significant differences were observed in the radiation dose values calculated for the PTV, determined with the other two algorithms, however, the Superposition method provides a slight reduction of computational processing time. This paper aims to contribute to a better understanding of the systematics of TPS XiO calculation and thus, to benefit the users of the computerized planning during the analysis of the quality indicators of the treatment plan. / empresa privada

Introdução: O uso da tomografia de múltiplos detectores para avaliar a doença arterial coronariana tem aumentado, fornecendo informações valiosas para rotina clínica. O risco potencial da exposição à radiação, por outro lado, exige manter a dose de radiação tão baixo quanto razoavelmente possível. Objetivo: testar e avaliar o ajuste de parâmetros de aquisição no bolus tracking (BT) para reduzir a dose de radiação nos exames de angiotomografias das artérias coronárias (ATCC), sem comprometer a qualidade da imagem. Métodos: Este é um estudo prospectivo de 289 pacientes que realizaram ATCC. Os pacientes foram distribuídos consecutivamente em 4 grupos: A (n = 70), B (n = 79), C (n = 68) e D (n = 72). O grupo A foi o protocolo de referência - recomendado pelo fabricante do tomógrafo. As imagens dos outros grupos foram adquiridas por parâmetros de configuração diferentes do BT, em tempo, para alcançar a redução da dose de radiação. As imagens da fase da angiografia, para todos os grupos, foram realizadas com configurações semelhantes. Foram avaliados parâmetros de qualidade de imagem qualitativa e quantitativamente e a exposição da radiação. Resultados: A dose de radiação do BT foi significativamente diferente entre os grupos, principalmente quando comparados os grupos D e A (p < 0,001), grupos C e A (p < 0,001) e grupos B e A (p < 0,001), com a maior redução no grupo D (redução de 50% em relação ao grupo A). Não houve nenhuma diferença significativa entre os grupos em relação à dose de radiação efetiva e à qualidade de imagem da fase angiográfica. No entanto, a dose de radiação efetiva total (BT + fase angiográfica) foi estatisticamente diferente entre os grupos A e D (p = 0,025). Conclusão: O ajuste do tempo para a aquisição do BT reduz significativamente a dose de radiação efetiva em até 50%, sem reduzir a qualidade da imagem, oferecendo uma nova perspectiva para a redução da radiação total durante a ATCC / Introduction: Modern multidetector computed tomography scanners for assessing coronary artery disease have been growing in use, providing valuable information in clinical routine. The potential risk of radiation exposure, on the other hand, requires keeping radiation dose as low as reasonably achievable. Objectives: Test and evaluate the bolus tracking (BT) acquisition parameters adjustment to reduce radiation dose in coronary computed tomography angiography (CCTA), without compromising image quality. Methods: This is a prospective study of 289 patients referred to CCTA. Patients were consecutively distributed into 4 groups: A (n=70), B (n=79), C (n=68) and D (n=72). Group A was the reference protocol - recommended by the scanner manufacturer. The images of other groups were acquired by setting different time BT parameters in order to achieve radiation dose reduction. The images of angiography phase for all groups were performed with similar settings. Qualitative and quantitative image quality parameters and radiation exposures were evaluated. BT radiation dose was significantly different among groups, mainly when comparing groups D and A (p < 0.001), groups C and A (p < 0.001) and groups B and A (p < 0.001), with the highest reduction in group D (50% reduction in relation to group A). There was no significant difference between groups regarding effective radiation dose for the angiographic phase or image quality. However, total effective radiation dose (BT + angiographic phase) was statistically different between groups A and D (p= 0.025). Conclusion: Time adjustment of BT acquisition significantly reduces effective radiation dose in up to 50%, without reducing image quality, offering a new perspective for total radiation reduction during CCTA

Esse trabalho apresenta uma nova proposta do algoritmo de médias não-locais (NLM - Non-Local Means) para a filtragem do ruído quântico de imagens mamográficas digitais adquiridas com dose de radiação reduzida. A redução nas doses de radiação tem como objetivo principal minimizar os riscos de indução ao câncer de mama causado pela exposição do paciente à radiação ionizante no momento do exame. No entanto, a qualidade da imagem mamográfica diminui com a redução da dose de radiação e o ruído predominante nesse caso é o ruído quântico, que segue a distribuição de Poisson e é dependente do sinal. Como o algoritmo NLM foi originalmente desenvolvido para filtragem de ruído Gaussiano independente do sinal, a proposta desse trabalho foi de adaptar o algoritmo NLM original de modo que ele se tornasse mais adequado para filtragem do ruído encontrado nas imagens mamográficas digitais. Nessa nova abordagem, chamada de Variance Map Non-local Means (VM-NLM), a filtragem do ruído quântico é realizada no próprio domínio da imagem, levando-se em conta a variância do ruído em cada pixel da imagem, já que o ruído é dependente do sinal. Com isso, elimina-se a necessidade de realizar uma estimativa precisa dos parâmetros do ruído para o uso de uma transformada de estabilização de variância (como a transformada generalizada de Anscombe), antes do processo de filtragem. Essa estimativa normalmente requer medidas preliminares no equipamento mamográfico, cujo acesso nem sempre é viável na prática. A proposta foi avaliada em três bancos de imagens mamográficas adquiridas com diferentes doses de radiação. As avaliações de desempenho foram realizadas comparando objetivamente a qualidade das imagens mamográficas obtidas com a dose padrão de radiação com as adquiridas com doses reduzidas, após a filtragem do ruído. Os resultados obtidos com o algoritmo proposto mostraram que ele produz imagens mamográficas mais nítidas e com melhor preservação de bordas e pequenos detalhes do que o algoritmo NLM original. / This work presents a new proposal from the non-local means algorithm (NLM - Non-Local Means) for filtering the quantum noise of digital mammography images acquired with reduced radiation dose. The reduction in radiation doses aims to minimize the risk of inducing breast cancer caused by patient exposure to ionizing radiation during the examination. However, the mammographic image quality decreases with the reduction of the radiation dose and the predominant noise in this case is the quantum noise, which follows the Poisson distribution and it is dependent of the signal. As the NLM algorithm was originally developed for filtering additive Gaussian noise, the purpose of this study was to adapt the original NLM algorithm so that it becomes more suitable for filtering the noise found in digital mammographic images. In this new approach, called Variance Map Non-local Means (VM-NLM), the filtering of the quantum noise is performed in the image domain, considering the noise variance in each pixel of the image, since the noise depends on the pixel value. Thus, it eliminates the need for an accurate estimate of the noise parameters for the use of a variance stabilization transform (such as generalized Anscombe Transformation) before the filtering process. This estimate typically requires preliminary measurements in the mammographic equipment, which is not always viable in clinical practice. The proposal was evaluated in three databases of mammographic images acquired with different radiation doses. Performance evaluations were conducted comparing objectively the quality of mammographic images acquired with standard radiation dose and with reduced doses, after filtering the noise. The results obtained with the proposed algorithm showed that it produces sharper mammographic images with better preservation of edges and small details than the original NLM algorithm.