Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-20T21:19:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Washington Wagner Azevedo da Silva.pdf: 5812722 bytes, checksum: d0703470fadd9897e68f897694b08121 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-09-21T18:23:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Washington Wagner Azevedo da Silva.pdf: 5812722 bytes, checksum: d0703470fadd9897e68f897694b08121 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-21T18:23:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) TESE Washington Wagner Azevedo da Silva.pdf: 5812722 bytes, checksum: d0703470fadd9897e68f897694b08121 (MD5) Previous issue date: 2017-03-15 / CAPES / De acordo com a Organização Mundial de Saúde, o câncer de mama é a forma mais comum de câncer entre as mulheres adultas em todo o mundo, sendo um dos tipos de câncer mais fatal. Estudos mostram que a disponibilização de diagnóstico precoce pode contribuir para a redução das taxas de mortalidade e aumentar as opções de tratamento. Diagnósticos assistidos por computador (Computer Aided Detection/Diagnosis) estão sendo propostos e usados visando auxiliar os profissionais da área de saúde. Morfologia Matemática é uma teoria de processamento não linear amplamente utilizada no processamento de imagens digitais. É baseada na teoria matemática da intersecção e união de conjuntos. Máquinas de Aprendizado Extremo (Extreme Learning Machines, ELMs) são máquinas de aprendizado compostas por pelo menos uma camada escondida, com nodos com kernels configuráveis e pesos aleatórios, e uma camada de saída, composta por nodos com kernels lineares cujos pesos são ajustados de forma não iterativa, por meio da pseudoinversa de Moore-Penrose. Neste trabalho são propostas as Máquinas Morfológicas de Aprendizado Extremo (Morphological Extreme Learning Machines, mELMs), ou seja, ELMs com neurônios na camada escondida baseados nos operadores morfológicos não lineares básicos de erosão e dilatação. O método proposto foi avaliado uilizando 2.796 imagens de mamografias da base de dados IRMA (Image Retrieval in Medical Applications). Através dos experimentos realizados foi verificado que as mELMs de erosão e dilatação, no que concerne à acurácia e ao índice kappa, apresentaram desempenho de classificação equivalente ou superior, quando comparados com os resultados obtidos pelos classificadores clássicos do estado da arte. A base de dados IRMA é dividida em quatro tipos de tecidos (adiposo, fibroso, heterogeneamente denso e extremamente denso). Foram realizados experimentos com cada tipo de tecido e com toda a base de dados. Os atributos foram extraídos usando momentos de Haralick e Wavelets. / According to the World Health Organization, breast cancer is the most common form of cancer among adult women worldwide, being one of the most fatal types of cancer. Studies show that providing early diagnosis can contribute to a reduction in mortality rates and increase as treatment options. Computer Assisted Diagnostics are being proposed and used in the health area. Mathematical Morphology is a nonlinear theory widely used in the processing of digital images. It is a based on the mathematical theory of intersection and union of sets. Extreme Learning Machines (ELMs) are learning machines composed of at least one hidden layer, with nodes with configurable kernels and random weights, and an output layer composed of nodes with linear kernels whose weights are adjusted in a non-iterative way, by means of the Moore-Penrose's pseudoinverse. In this work are proposed as Morphological Machines of Extreme Learning (mELMs), that is, ELMs with neurons in the hidden layer based on the basic non-linear morphological operators of erosion and dilation. The proposed method was evaluated using 2,796 mammography images from the IRMA database (Image Recovery in Medical Applications). Through experiments carried out with verified that as mELMs of erosion and dilatation, we presented performance of equivalent or superior classification, when compared with the results obtained by classifiers classic of the state of the art. An IRMA database is divided into four tissue types (adipose, fibrous, heterogeneously dense and dense extremity). Experiments were performed with each type of tissue and with all database. The attributes were extracted using moments from Haralick and Wavelets.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-16T16:57:50Z No. of bitstreams: 1 2017_FernandaCardosoLemos.pdf: 3984347 bytes, checksum: 7468cb916dc16e5ff95b4389d6bd98ba (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-12-01T21:45:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_FernandaCardosoLemos.pdf: 3984347 bytes, checksum: 7468cb916dc16e5ff95b4389d6bd98ba (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-01T21:45:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_FernandaCardosoLemos.pdf: 3984347 bytes, checksum: 7468cb916dc16e5ff95b4389d6bd98ba (MD5) Previous issue date: 2017-12-01 / O avanço tecnológico tem propiciado novas técnicas de avaliação da neoplasia mamária com ações preventivas, sendo assim, a Tomossíntese Mamária Digital (TMD) representa um novo procedimento de diagnóstico para o rastreamento do câncer de mama, especialmente no estágio inicial da doença. Dessa maneira, são imprescindíveis novos estudos científicos mais específicos e abrangentes em torno desta nova técnica. Esta pesquisa foi desenvolvida por meio de uma Revisão Sistemática (RS), onde realizou a análise crítica da literatura a fim de indicar a efetividade e a aplicabilidade do método de TMD para o rastreamento da neoplasia mamária em relação à Mamografia Digital (MD). Os resultados encontrados foram analisados e baseados em sete artigos científicos com alto fator de impacto. Estes artigos foram analisados seguindo os critérios da escala PEDro, e a qualidade da pesquisa foi validada de acordo com a escala AMSTAR. A RS foi realizada de forma randomizada e retrospectiva, em que o primeiro grupo foi composto por três artigos que considerou a TMD mais eficiente na precisão do diagnóstico que a MD, ou seja, 43%.O segundo grupo, composto também por três artigos, apresentou a precisão e a acurácia da TMD superior em relação a MD, ou seja, 43%.O terceiro grupo não obteve resultado estatístico necessário para se chegar a um valor de precisão, tornando seus dados inconclusivos com 14% do índice estatístico.Assim, pode observar que grande parte da coleta dos dados por meio da RS demonstrou que a eficiência da aplicação da TMD,concomitante ou não à MD, apresentou resultados positivos para os achados mamários, enquanto uma pequena parcela não obteve dados necessários, devido alguns percalços que dificultaram a análise de informações. / Technological advances have provided new techniques for the evaluation of breast cancer with preventive actions, in which Digital Breast Tomosynthesis (DBT) represents a new diagnostic procedure for screening, especially, at the initial stage. In this way, more specific and comprehensive scientific studies are needed around this new technique. This research was developed through a Systematic Review (SR) in which a critical analysis of the literature was performed in order to indicate the effectiveness and applicability of the DBT method for the screening of breast cancer in relation to Digital Mammography (DM). The results were analysed based on seven scientific articles with high impact factor. These articles were analysed according to the criteria of the PEDro scale and the research quality was validated according to the AMSTAR scale. The SR was performed randomly and retrospectively, in which the first group consisted of three articles that considered the DBT more efficient in the diagnostic accuracy than the DM that was 43%. The second group, also composed by three articles, presented the precision and accuracy of the DBT higher in relation to DM that was 43%. The third group did not obtain statistical results needed to achieve a desirable precision value, in which its data was inconclusive with 14% of the statistical index. Thus, it can be observed that a large part of the data collection through SR has shown that the application of DBT, concomitant or not to DM, presented positive results for the breast findings, whereas a small portion did not obtain necessary data due to some mishaps that hampered the information analysis.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-04-15T15:22:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Aline Carvalho da Silva Xavier.pdf: 7741739 bytes, checksum: a144ef1082bc63af0c0c529b5b83b059 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T15:22:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Aline Carvalho da Silva Xavier.pdf: 7741739 bytes, checksum: a144ef1082bc63af0c0c529b5b83b059 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / FACEPE / A mamografia é o método de diagnóstico mais eficaz na detecção precoce de doenças mamárias. Os sistemas digitais permitem obter radiografias com melhor qualidade de imagem, mas nem sempre estão associadas a protocolos de aquisição otimizados, resultando em doses absorvidas mais elevadas nas glândulas mamárias. Neste sentido, tornam-se pertinentes levantamentos dosimétricos e avaliações da proteção radiológica nas instituições que realizam mamografias. O presente trabalho tem como objetivo estimar a dose glandular média (DGM) em pacientes que realizaram mamografias em sistemas digitais de Recife, Brasil e avaliar a qualidade das imagens obtidas. Foram avaliados: um mamógrafo Siemens, modelo Mammomat 3000 Nova e leitora CR Carestream, modelo Kodak DirectView; dois mamógrafos digitais DR Lorad, modelo Hologic Selenia e um equipamento analógico (telafilme) Lorad M-IV com uma processadora de filmes Kodak, modelo X-Omat 2000. As DGMs foram estimadas a partir da metodologia descrita por Dance e colaboradores, em pacientes com idades entre 40 e 64 anos, com espessuras de mama comprimida que variaram entre 2 e 9 cm. Foram levadas em conta apenas as incidências de rotina (CCD, CCE, MLOD, MLOE). Ao todo, foram coletados os seguintes parâmetros de irradiação de 5200 mamografias: tensão (kV); carga (mAs); combinação anodo/filtro, bem como, a espessura da mama comprimida, força de compressão utilizada e idade da paciente. Em relação à qualidade da imagem, foram analisadas a função da transferência de modulação (MTF), a razão sinal-ruído (SNR) e a razão contraste-ruído (CNR) para diferentes espessuras de simuladores de mama, de acordo com o documento Humam Health Series 17, da Agência Internacional de Energia Atômica. Paralelamente, utilizando os mesmos critérios de avaliação, médicos radiologistas analisaram 50 imagens mamográficas. Os resultados mostraram que os valores das DGMs foram de: 2,70±0,50 mGy para o equipamento tela-filme, 3,91±0,72 mGy para o equipamento CR, 2,86±0,53 mGy para o DR1 e 3,83±0,70 mGy para o DR2. As espessuras médias das mamas foram, respectivamente: 4,82 cm; 6,73 cm; 6,02 cm; 6,11 cm. A força de compressão foi menor do que o indicado para os equipamentos digitais e maior para o tela-filme. Os valores de DGM obtidos com o simulador de mama foi menor que os obtidos para paciente com espessura de mama equivalente. O parâmetro SNR foi considerado adequado para todos os equipamentos. A razão contraste-ruído não foi satisfatória para mamas mais espessas, porém a DGM se mostrou bem abaixo do limite recomendado para este tipo de mama, fazendo-se necessário o ajuste no controle automático de exposição. A MTF foi satisfatória tanto para o equipamento CR quanto para o DR1. A avaliação das imagens clínicas identificou falhas no posicionamento, indicando a necessidade de treinamento para os operadores dos equipamentos de mamografia digital. De maneira geral, espera-se, com este estudo, despertar e educar os profissionais envolvidos sobre a importância dos conceitos de proteção radiológica em mamografias digitais. / The mammography is the most effective diagnostic method for breast disease detection. Digital systems improve image quality, but not always follow optimization protocols for image acquisition and it may result in higher doses absorbed by the mammary glands. Therefore, it is important to conduct radiological protection studies in patients. Thus, this study aims to estimate the mean glandular dose (MGD) in patients who underwent mammograms in digital systems in Recife, Brazil, and to analyze the image quality. This study was conducted with: one Siemens mammography unit and a Carestream CR reader, Kodak DirectView; two Lorad Hologic Selenia digital mammography DR, and one Lorad M-IV analogic equipment with a Kodak film processor, X-Omat 2000. In order to evaluate the MGD, tests were conducted in patients with ages between 40 and 64 years old and breast thickness between 2 and 9 cm. Only the routine incidents were taken into account (RCC, LCC, RMLO, LMLO). The irradiation parameters of 5200 mammograms were analyzed among these four equipment. were recorded (kV, mAs, anode/filter), as well as the thickness of the compressed breast and the patient’s age. The MGD was calculated using the methodology described by Dance et al. The image quality was assessed through the modulation transfer function (MTF), the signal to noise ratio (SNR) and contrast to noise ratio (CNR) for different thicknesses of phatom, according to Humam Health Series 17 document of the International Atomic Energy Agency. Furthermore, the quality of 50 mammograms were evaluated by radiologists. The results showed that the value of MGD was 2.70±0.50 mGy to screen-film equipment, 3.91±0.72 mGy for CR equipment, 2.86±0.53 mGy for the DR1 and 3.83±0.70 mGy for the DR2. The average thicknesses were, respectively: 4.82 cm; 6.73 cm; 6.02 cm; 6.11 cm. The compression force was smaller than indicated for the digital equipment and greater for screen-film. The MGD values obtained with the phantom were lower than those obtained for patients with breast equivalent thickness. The SNR was suitable for all equipment. In most thicker breasts, CNR was not satisfactory, but DGM was below the recommended range for this type of breast, allowing to conclude that an adjustment in automatic exposure control is needed to improve the CNR, even though MGD might increase. The MTF was satisfactory for both CR and DR1 equipment. The evaluation of clinical images showed failure in positioning which indicates lack of training of mammography technicians. In general this study expects to awake and educate professionals of this field about the importance of radiation protection concepts in digital mammograms.

Orientador: Prof. Dr. Harki Tanaka / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2015. / Esse trabalho visou realizar um estudo para auxiliar gestores de tecnologias médicas por meio da denição de critérios de avaliação de tecnologia em saúde na escolha de um equipamento de mamograa. O gestor de tecnologias médicas na atualidade encontra no mercado três tipos de tecnologias de mamograa diferentes: mamograa convencional, mamograa computadorizada e mamograa digital. Primeiramente foi realizado um estudo sobre a cadeia de imagem de cada tecnologia. A partir do conhecimento da cadeia de imagem de cada tecnologia, foi possível identicar cada processo característico de todas as tecnologias e com isso identicar a especicidade do custo gerado por essas modalidades em cada ponto. Alguns valores como custo de aquisição, custo de manutenção e custo de insumos foram coletados da Bolsa Eletrônica de Compras do Estado de São Paulo e no Diário Ocial da União. Características relacionadas à epidemiologia, sensibilidade e especicidade foram coletadas em estudos cientícos. Um estudo sobre a desinstalação e descarte foi realizado, levando-se em consideração as diretrizes para cada tecnologia. A m de nos aproximar da realidade do funcionamento de um mamógrafo, as diferentes tecnologias em mamograa foram inseridas em um contexto de uma clínica de imagens radiológicas. Para auxiliar a análise econômica foram desenvolvidas planilhas de cálculo eletrônico. A vida útil considerada para cada equipamento foi de 10 anos. O custo que representou maior impacto econômico foi o de recursos humanos em todas as tecnologias. A mamograa que apresentou o menor custo por exame foi a mamograa computadorizada sem impressão do lme (CRP), embora o custo de aquisição dos seus equipamentos seja aproximadamente quatro vezes maior que a mamograa convencional. A mamograa computadorizada quando existe a impressão do lme apresentou o maior valor por exame. Os estudos de acurácia e sensibilidade mostraram que a mamograa digital tem um pequeno ganho apenas em mulheres abaixo de 50 anos quando comparada à mamograa convencional. / This study aimed to help medical technology managers to choose mammography equipment through criteria of health technology assessment. The manager of medical technologies nds on the market today three dierent types of mammography technologies: conventional mammography, computerized mammography and digital mammography. First, we conducted a study on the image chain for each technology. From the knowledge of the image chain for each technology, it was possible to identify each characteristic process of all technologies and thereby identifying the specicity of the costs generated by such arrangements on each point. Some values as acquisition cost, maintenance cost and cost of inputs were collected from Electronic Trading Platforms of São Paulo state and in the Ocial Gazette of Brazil. Characteristics related to epidemiology, sensitivity and specicity were collected in scientic studies. A study on uninstalling and disposal was carried out, taking into account the guidelines for each technology. In order to approach the reality of the operation of a mammography unit, the dierent technologies in mammography were inserted in a context of clinical radiological images. To assist the economic analysis, electronic spreadsheets were developed. The lifetime considered for each equipment was 10 years. The greater economic impact was the cost of human resources in all technologies. A mammogram that showed the lowest cost per exam was computerized mammography without screen-lm (CRP), although the cost of purchasing of the equipment is approximately four times higher than conventional mammography. Computerized mammography, when there is the impression of the lm, has the highest cost per exam. The accuracy and sensitivity studies have shown that digital mammography has a small gain only in women under 50 years of age, when compared to conventional mammography.

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.

A recente inserção e forte avanço da mamografia digital no Brasil como ferramenta de rastreamento do câncer mamário e as evidências de outras condições de otimização, quando comparadas à mamografia convencional (tela filme), requerem que novos parâmetros de qualidade sejam incluídos e estudados, bem como que as condições de otimização sejam revistas. O objetivo deste trabalho foi determinar a técnica radiográfica otimizada para dois sistemas de detecção (CR e DR) em uso em três unidades de mamografia: Mammomat 3000 Nova (Siemens), Senographe DMR (GE) e Senographe 2000D (GE). A otimização foi conduzida para uma variedade de combinações de fatores técnicos e configurações de simuladores de mama, tais como valores de kilovoltagem (26 a 32 kV), combinações anodo/filtro (Mo/Mo, Mo/Rh e Rh/Rh), material simulador de mama de várias espessuras (2 a 8 cm) e lesões simuladas como massas e calcificações, usando uma figura de mérito (FOM) como parâmetro. Verificou-se que o uso da combinação anodo/filtro que gera os espectros mais energéticos em cada equipamento proporcionou os maiores valores de FOM para todas as espessuras de simulador de mama e voltagens, devido a redução da dose. As combinações anodo/filtro que deram esses resultados foram Mo/Rh para o equipamento da marca Siemens e Rh/Rh para ambos os equipamentos da marca GE, correspondentes aos espectros mais energéticos de cada unidade. Foi observada ainda uma tendência de aumento do kV que maximiza FOM com o aumento da espessura. / The recent introduction and intense advance of digital mammography in Brazil as a tool in breast cancer screening and the evidences of new optimization conditions when compared to conventional mammography (screen-film) require adding and studying novel quality parameters, as well as revisiting optimization conditions. The objective of this work was to determine optimized radiographic technique for two detection systems (CR and DR) in use in three mammography units: Mammomat 3000 Nova (Siemens), Senographe DMR (GE) and Senographe 2000D (GE). Optimization was conducted for various combinations of technique factors and breast phantom configurations, such as kilovoltage settings (26 to 32 kV), target/filter combinations (Mo/Mo, Mo/Rh and Rh/Rh), breast equivalent material in various thicknesses (2 to 8 cm) and simulated mass and calcification lesions, using a figure of merit (FOM) as a parameter. When using anode/filter combination which generates higher energy spectra in each equipment, it was verified that higher FOM values were achieved for all voltages and phantom thicknesses, due to dose reduction. Anode/filter combinations which led to those results were Mo/Rh for Siemens equipment and Rh/Rh for both GE equipments, corresponding to the higher energy spectra in each unity. It was also observed an increasing tendency of kV which maximizes FOM with the increase of thickness.

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.

O câncer de mama é a doença que mais acomete as mulheres em todo o mundo, sendo o tratamento mais eficaz se for diagnosticada em estágio inicial. A partir de 2011, nos programas de rastreamento de países desenvolvidos, vem sendo empregada uma nova modalidade de exame, a tomossíntese digital mamária (Digital Breast Tomosynthesis - DBT), que possui diversas vantagens se comparada à mamografia digital. No exame, o médico radiologista busca por sinais suspeitos na imagem, como: nódulos, microcalcificações e distorção arquitetural mamária (DAM). Sendo que, este último pode representar o estágio mais inicial de um câncer em formação, podendo se manifestar antes da formação de qualquer outra lesão. No entanto, a DAM é difícil de ser detectada pois modifica o tecido mamário de forma sutil, não havendo qualquer formação de massa ou a borda definida. Os sistemas computacionais de auxílio ao diagnóstico (Computer-Aided Detection - CAD) vêm apresentando alto desempenho na detecção de nódulos e microcalcificações mamárias, mas para o caso da DAM, o desempenho ainda é insatisfatório. Algumas limitações são normalmente reportadas nos algoritmos adotados para detectar automaticamente a DAM. O presente trabalho tem por objetivo propor novas abordagens para aumentar a precisão dos métodos computacionais de detecção: o uso de descritores de micro-padrões local para discriminação de áreas suspeitas; redução de falsos-positivos; uso do volume 3D fornecido pelo exame de DBT e; uso de arquitetura de aprendizagem profunda para discriminação e classificação de regiões suspeitas. Os diversos testes efetuados em cada proposta mostraram que é possível melhorar as taxas de detecção da DAM, mesmo para imagens de DBT onde ainda não há um esquema computacional de detecção bem estabelecido. / Breast cancer is the disease that most affects women worldwide and is the most effective treatment if it is diagnosed at early stages. Since 2011, in developed countries screening programs has been employed a new exam, the digital breast tomosynthesis (DBT), which has several advantages compared to the digital mammography. In the exam, the radiologist looks for suspicious signs in the image such as masses, microcalcifications and architectural distortion of breast (ADB). Since the later may represent the earliest sign of a cancer in formation, it may manifests before the formation of any other lesion. However, ADB is difficult to be detected due to its subtly changes the breast tissue, with no mass or defined shape. Computer-aided detection (CAD) systems have shown good results in the detection of masses and microcalcifications, however, for ADB the performance is still poor. Several weakness are reported in the pipeline adopted to automatic detection of ADB. The present work aims to propose new approaches to increase the accuracy of the current CAD pipeline: the use of local micro-pattern descriptors to discriminate suspicious areas; false-positives reduction; automatic detection of ADB in DBT images using and tridimensionality of the exam and; use of deep learning architecture to discriminate and classify suspicious regions. The several tests performed on each proposal showed that it is possible to improve the detection rates even for DBT images where there is no established CAD pipeline.

A recente inserção e forte avanço da mamografia digital no Brasil como ferramenta de rastreamento do câncer mamário e as evidências de outras condições de otimização, quando comparadas à mamografia convencional (tela filme), requerem que novos parâmetros de qualidade sejam incluídos e estudados, bem como que as condições de otimização sejam revistas. O objetivo deste trabalho foi determinar a técnica radiográfica otimizada para dois sistemas de detecção (CR e DR) em uso em três unidades de mamografia: Mammomat 3000 Nova (Siemens), Senographe DMR (GE) e Senographe 2000D (GE). A otimização foi conduzida para uma variedade de combinações de fatores técnicos e configurações de simuladores de mama, tais como valores de kilovoltagem (26 a 32 kV), combinações anodo/filtro (Mo/Mo, Mo/Rh e Rh/Rh), material simulador de mama de várias espessuras (2 a 8 cm) e lesões simuladas como massas e calcificações, usando uma figura de mérito (FOM) como parâmetro. Verificou-se que o uso da combinação anodo/filtro que gera os espectros mais energéticos em cada equipamento proporcionou os maiores valores de FOM para todas as espessuras de simulador de mama e voltagens, devido a redução da dose. As combinações anodo/filtro que deram esses resultados foram Mo/Rh para o equipamento da marca Siemens e Rh/Rh para ambos os equipamentos da marca GE, correspondentes aos espectros mais energéticos de cada unidade. Foi observada ainda uma tendência de aumento do kV que maximiza FOM com o aumento da espessura. / The recent introduction and intense advance of digital mammography in Brazil as a tool in breast cancer screening and the evidences of new optimization conditions when compared to conventional mammography (screen-film) require adding and studying novel quality parameters, as well as revisiting optimization conditions. The objective of this work was to determine optimized radiographic technique for two detection systems (CR and DR) in use in three mammography units: Mammomat 3000 Nova (Siemens), Senographe DMR (GE) and Senographe 2000D (GE). Optimization was conducted for various combinations of technique factors and breast phantom configurations, such as kilovoltage settings (26 to 32 kV), target/filter combinations (Mo/Mo, Mo/Rh and Rh/Rh), breast equivalent material in various thicknesses (2 to 8 cm) and simulated mass and calcification lesions, using a figure of merit (FOM) as a parameter. When using anode/filter combination which generates higher energy spectra in each equipment, it was verified that higher FOM values were achieved for all voltages and phantom thicknesses, due to dose reduction. Anode/filter combinations which led to those results were Mo/Rh for Siemens equipment and Rh/Rh for both GE equipments, corresponding to the higher energy spectra in each unity. It was also observed an increasing tendency of kV which maximizes FOM with the increase of thickness.

O objetivo deste trabalho é apresentar um novo método para a remoção do ruído Poisson em imagens de mamografia digital adquiridas com baixa dosagem de radiação. Sabe-se que a mamografia por raios X é o exame mais eficiente para a detecção precoce do câncer de mama, aumentando consideravelmente as chances de cura da doença. No entanto, a radiação absorvida pela paciente durante o exame ainda é um problema a ser tratado. Estudos indicam que a exposição à radiação pode induzir a formação do câncer em algumas mulheres radiografadas. Apesar desse número ser significativamente baixo em relação ao número de mulheres que são salvas pelo exame, existe a necessidade do desenvolvimento de meios que viabilizem a diminuição da dose de radiação empregada. No entanto, uma redução na dose de radiação piora a qualidade da imagem pela diminuição da relação sinal-ruído, prejudicando o diagnóstico médico e a detecção precoce da doença. Nesse sentido, a proposta deste trabalho é apresentar um método para a filtragem do ruído Poisson que é adicionado às das imagens mamográficas quando adquiridas com baixa dosagem de radiação, fazendo com que ela apresente qualidade equivalente àquela adquirida com a dose padrão de radiação. O algoritmo proposto foi desenvolvido baseado em adaptações de algoritmos bem estabelecidos na literatura, como a filtragem no domínio Wavelet, aqui usando o Shrink-thresholding (WTST), e o Block-matching and 3D Filtering (BM3D). Os resultados obtidos com imagens mamográficas adquiridas com phantom e também imagens clínicas, mostraram que o método proposto é capaz de filtrar o ruído adicional incorporado nas imagens sem perda aparente de informação. / The aim of this work is to present a novel method for removing the Poisson noise in digital mammography images acquired with reduced radiation dose. It is known that the X-ray mammography is the most effective exam for early detection of breast cancer, greatly increasing the chances of healing the disease. However, the radiation absorbed by the patient during the exam is still a problem to be treated. Some studies showed that mammography can induce breast cancer in a few women. Although this number is significantly low compared to the number of women who are saved by the exam, it is important to develop methods to enable the reduction of the radiation dose used in the exam. However, dose reduction led to a decrease in image quality by means of the signal to noise ratio, impairing medical diagnosis and the early detection of the disease. In this sense, the purpose of this study is to propose a new method to reduce Poisson noise in mammographic images acquired with low radiation dose, in order to achive the same quality as those acquired with the standard dose. The method is based on well established algorithms in the literature as the filtering in Wavelet domain, here using Shrink-thresholding (WTST) and the Block-matching and 3D Filtering (BM3D). Results using phantom and clinical images showed that the proposed algorithm is capable of filtering the additional noise in images without apparent loss of information.