Este trabalho tem por objetivo a investigação do comportamento de equipamentos de radiodiagnóstico em termos da qualidade da imagem produzida e a subseqüente aplicação desses resultados na otimização do desempenho de esquemas computacionais de auxílio ao diagnóstico, também conhecidos como esquemas CAD (do inglês, Computer-Aided Diagnosis). A principal meta consiste no desenvolvimento de técnicas de pré-processamento para imagens mamográficas digitalizadas que as realçasse de acordo com as características e limitações dos equipamentos utilizados na sua aquisição. A proposta está dividida em duas etapas. Na primeira, foram determinadas as características relativas tanto à resolução espacial como à resolução de contraste de diversos equipamentos mamográficos, avaliadas respectivamente pelas funções de transferência óptica e espectros de Wiener do ruído. Isto permitiu, numa segunda etapa, o desenvolvimento de um filtro digital específico para o pré-processamento de diferentes conjuntos de mamogramas digitais, separados de acordo com os equipamentos utilizados no processo de aquisição. Dessa forma, cada imagem mamográfica teve sua qualidade melhorada de acordo com as características do equipamento que a gerou, determinadas na primeira etapa. Essas imagens, depois de realçadas, foram utilizadas em um esquema CAD previamente desenvolvido, onde pôde ser observada uma melhora em até 12% no seu desempenho quando comparado aos resultados obtidos com imagens mamográficas não realçadas. / The purpose of this work is to evaluate the quality of radiological equipment and their images in order to use these evaluations to improve the performance of a computer-aided diagnosis (CAD) scheme. The mean idea is about the development of image processing techniques to enhance digital mammograms according to the characteristics of the X-ray unit used for image acquisition. This work is basically divided in two parts. In the first one, it were determined the characteristics related to spatial and contrast resolution of several mammographic equipment, evaluated respectively from the optical transfer function and noise Wiener spectrum. This evaluation allowed, in a second part, the development of a preprocessing technique to enhance different set of digital mammographic images, gathered according to the equipment used on its acquisition process. Thus, each mammographic image had its quality improved in conformity with the characteristics of the equipment used on its acquisition, determined in the first part of this work. These images, after the enhancement process, were used on a previously developed CAD scheme. It was observed an improvement of 12% on the CAD performance using pre-processed mammograms compared to the results obtained when using non-enhanced mammographic images.

A distribuição angular de fótons espalhados (perfil de espalhamento) pode fornecer informações sobre as estruturas que compõe um tecido biológico, permitindo, a partir da análise desta, identificar a presença de anormalidades no tecido. A proposta deste trabalho foi desenvolver um procedimento experimental de medidas do perfil de espalhamento de tecidos mamários normais e alterados e, posteriormente, correlacionar as informações contidas neste com informações histopatológicas do tecido. Os perfis de espalhamento foram medidos no intervalo de momento transferido entre 0,2<= ? <=6,2 nm-1, utilizando um difractômetro Siemens D-5005, com ânodo de cobre e operando no modo reflexão. As amostras de tecidos mamários, foram previamente classificadas como tecidos normais, fibroadenomas e carcinomas. As intensidades medidas foram corrigidas por atenuação, efeitos geométricos e pela variação angular do feixe incidente. A eficácia do procedimento experimental foi validada através do uso de dados de referência para amostras de água. Os resultados mostraram que o perfil de espalhamento é uma característica única de cada tipo de tecido, sendo sua forma relacionada à morfologia microscópica do tecido. Na região em que x<=0,35 nm-1, verificou-se estatisticamente que as informações contidas nos perfis de espalhamento permitem a diferenciação entre tecidos normais e alterados. / Angular distribution of photons scattered by tissues (scattering profile) gives detailed information of structures within them and provides an alternative mean of distinguishing pathologies. The proposal of this work was to develop an experimental procedure to determine scattering profiles from breast tissues (normal and neoplastic) and to correlate the information contained in these profiles with histopathological information. The scattering profiles were measured in the interval of momentum transfer 0,2 ? ? ? 6,2 nm-1, using a powder diffractomer apparatus (Siemens D-5005), with copper anode and operation in reflection mode. The breast samples were previously histopathologically classified as normal tissues, fibroadenomes and carcinomas. The measured angular distribution was corrected by attenuation, geometric effect and the angular variation of the incident beam. The effectiveness of the experimental procedure was validated through the use of water reference data. The results shown that, scattering profile is unique impression of each type of tissue, being correlated with the microscopic morphological features. In the region where ? ? 0,35 nm-1, were statistically verified that the information contained in the scattering profiles allow the differentiation between normal and neoplastic breast tissues.

A técnica de mamografia por dupla energia tem se mostrado uma ferramenta eficiente para aumentar a visualização e detecção de microcalcificações, uma vez que permite, por meio da combinação de imagens obtidas com energias diferentes (baixa e alta energia), suprimir o ruído estrutural. Por outro lado, pesquisas recentes sugerem que esta técnica permite a obtenção de imagens quantitativas das espessuras de microcalcificações e frações glandulares presentes nos tecidos mamários. O presente trabalho tem como objetivo, o estudo e otimização de imagens quantitativas obtidas através da técnica de mamografia por dupla energia. Este estudo foi realizado por simulação computacional, utilizando o código PENELOPE (Penetrarion and Energy Loss of Positrons and Electrons), o qual foi adaptado para fornecer imagens mamográficas digitais e dados relevantes para o estudo da formação da imagem, bem como fornecer as grandezas dosimétricas de interesse nesta técnica. Para isto, a geometria de um típico exame clínico foi simulado,considerando desde o equipamento mamográfico digital (fonte, placa compressora, suporte e detector), até a mama (pele, gordura, tecidos glandulares e microcalcificações). A validação das adaptações ao código foi feita através da comparação entre os valores de razão espalhado-primário (SPR) e dose glandular normalizada (DgN) gerados neste trabalho, com aqueles presentes na literatura. Finalmente, todos os elementos da cadeia da formação de imagens quantitativas foram implementados e avaliados, consistindo de (i) um algoritmo de pré-processamento, que permite corrigir a contribuição do espalhamento nas imagens, com desempenho superior a 95%; (ii) um algoritmo de pós-processamento nas imagens combinadas (baixa e alta energia) que permite corrigir o aumento do ruído decorrente do pré-processamento e da combinação das imagens, com desempenho de 90%. Os resultados de otimização foram adquiridos para diversas características de mama (espessuras de 2 a 6 cm e frações glandulares entre 25 e 75%) e avaliados para diferentes tamanhos de calcificações. As combinações ótimas de energias (baixa;alta) para mamas com espessuras de 2, 4 e 6 cm foram (16;62), (19;56) e (22;56) keV, respectivamente. As combinações escolhidas como ótimas conseguiram estimar as espessuras das microcalcificações com exatidão superior a 92% e a fração glandular com exatidão superior a 95%. / The dual-energy mammography technique has proven to be an efficient tool to increase the visualization and detection of microcalcifications, since it allows, by combining images obtained with different energies (low and high energy), suppress the structural noise. Moreover, recent researches suggests that this technique would allow obtaining quantitative images of microcalcifications thicknesses or glandular fractions present in the breast tissues. This current work aims the study and optimization of quantitative images obtained through dual-energy mammography technique, and was carried out by computer simulation using the PENELOPE code (Penetrarion and Energy Loss of Positron and Electrons), wich was adapted to provide digital mammographic images, and relevant data used in the study of the formation of images and provide the dosimetric quantities of interest in this technique. For this, the model of a typical clinical examination was simulated, from considering the digital mammography equipment (source, compressing plate holder and detector), until the breast (skin, fat, glandular tissues and calcifications). The validation of code adaptation was evaluated by comparing the values of scatter-primary ratio (SPR) and normalized glandular dose (DgN) acquired in this work, with the data in the literature. Finally, all elements of the data chain of the quantitative images were implemented and evaluated, which consist of (i) a pre-processing algorithm that corrects the scattering contribution in the images, with a performance superior to 95%; (ii) a post-processing algorithm in the combined images (low and high energy) that allows to correct the increased noise from the pre-processing and from the combination of the images, with a performance of 90%. The optimization results were obtained for different breast characteristics and evaluated in different calcifications sizes. The optimum combinations of energies (low;high) for breasts with thicknesses of 2, 4 and 6 cm were (16;62), (19;56) and (22;56) keV , respectively. The combinations chosen as optimal was able to estimate the thickness of microcalcifications with an accuracy higher than 92% and the glandular fraction with an accuracy upper to 95% .

Estudos mostram que a maior parte dos erros de diagnóstico mamográfico estão ligados a dificuldades de classificação e não de detecção (MEYER, EBERLEIN, et al., 1990; KARSSEMEIJER, 2011; SCHIABEL, 2014). Uma possível solução a este problema é a estruturação de um esquema CADx (Computer-aided Diagnosis), ou seja, um sistema computacional que analisa as informações disponíveis e tenta apresentar um diagnóstico com base nos dados fornecidos pela imagem processada. Este trabalho tem como intuito apresentar um esquema CADe/Dx completo e funcional para uso por radiologistas. O software final poderá ser usado em qualquer sistema operacional, ou mesmo via Internet, permitindo que qualquer médico interessado acesse e utilize o sistema como segunda opinião sem restrições. A formação da biblioteca JAVA também visa a permitir que outros desenvolvedores possam fazer uso das ferramentas desenvolvidas em projetos futuros, facilitando ampliações e melhorias no esquema CADx. Vários módulos de processamento previamente desenvolvidos para o protótipo do esquema CADx-LAPIMO tiveram que ser reconstruídos, e outros elaborados completamente, produzindo novos resultados que são analisados neste trabalho, assim como suas vantagens e limitações. Estes módulos estão divididos em duas partes: o pré-processamento, que inclui a correção baseada na curva característica do digitalizador (técnica BCC), amplamente testada neste trabalho, e o processamento propriamente, incluindo detecção de microcalcificações e detecção e classificação de nódulos. O programa CADx desenvolvido neste trabalho foi separado em duas versões (cada uma com uma versão online correspondente): um é o esquema CADe/Dx que envolve tanto a detecção como a classificação da estrutura encontrada e o outro é um esquema CADx semiautomático, cujas regiões que devem ser classificadas são previamente demarcadas pelo usuário. Os principais resultados obtidos neste trabalho estão associados ao detector de microcalcificações e ao classificador de nódulos. Para o detector de microcalcificações atingiu-se 89% de sensibilidade com 1,4 falso-positivo por imagem quando usado em imagens digitais de sistemas FFDM e 99% de sensibilidade com 5,4 falsos-positivos quando usado em imagens digitalizadas de mamas densas . Já o classificador de nódulos apresentou 72% de acurácia, usando apenas 4 atributos associados a contorno, densidade e textura, resultando em um sistema robusto e de fácil treinamento. / Studies show that most diagnostic errors are linked to classification difficulties and not detection (MEYER, EBERLEIN, et al., 1990; KARSSEMEIJER, 2011; SCHIABEL, 2014). A possible solution for this problem is the construction of a CAD (Computer aided Diagnosis), a computational system that analyses the available information e tries to present a diagnosis based on the data offered by the processed image. This thesis presents a complete and functional mammographic CADe/Dx scheme for radiologist use. The software is designed to function in any operational system, or even online, allowing any interested radiologist to access the software as a second opinion. The formation of a JAVA library also allows any future developers can use all tools developed for this system, easing future improvements in the CADx scheme. Several modules of the scheme previously developed for the CADx-LAPIMO prototype had to be rebuilt or completely developed, generating new results that are analyzed in here, as are their advantages and limitations. Those modules are divided in two parts, the preprocessing, that includes the scanner\'s characteristic curve based correction, detailed tested in this thesis and the processing itself, including detection of microcalcifications, and detections and classification of masses. The CADx scheme developed here was separated in two versions (each one with a corresponding online version): one is a CADe/Dx scheme that involves both detection and classification of the found structures and the other is a CADx semi-automatic scheme, where the classified regions are previously marked by the user. The main results obtained in this thesis are associated with the microcalcifications detector and the mass classification. The microcalcifications detector obtained a 89% sensibility with 1,4 false-positives per image when used in digital FFDM systems and 99% sensibility with 5,4 false-positives per image in digitalized images of dense breasts. The mass classification module presented a 72% accuracy, using only 4 attributes associated to contour, density and texture, resulting in a robust system and of easy training.

M.Tech. / Mammography is most important in the detection of breast cancer but due to its intimate nature and the perception that it is uncomfortable and painful, many women do not optimally support mammography as a diagnostic and screening tool for breast cancer. Many factors influence the mammogram experience of patients. This research explored the preferences and perceptions of patients regarding mammographer gender and personality traits as well as student involvement in mammogram procedures. To promote positive perceptions of mammography and to ensure the availability of adequately trained mammographers to meet the future demands of the profession, the preferences and perceptions of patients and training needs of students should be carefully balanced. The study was empirical in nature and data was collected using a valid and reliable self-formulated questionnaire. The approach was quantitative and a small qualitative component added dimension to the quantitative results. A nonprobability, convenience sampling method was employed and questionnaires were distributed in radiography training centres affiliated to the University of Johannesburg. Data analysis indicated that while many women accept males in the mammography setting, most prefer female mammographers and -students. In general, women accept student presence during mammogram procedures. Personality traits that enhance effective communication and promote patient emotions such as trust, being safe and being cared for are favoured by patients. This research adhered to stipulations of the South African Patients' Rights Charter and the call of the Breast Cancer Advocacy Coalition for South African research into breast health care. The findings serve as benchmarks for patient opinions regarding mammography staff and will be of use in various fields concerning mammography, such as human resources, training and education and quality assurance of care.

A report on my thesis developing an algorithm to automatically classify a mammogram image as containing an implant or not and segmenting and masking any present breast implant in the image.

Orientador: Luis Otavio Zanatta Sarian / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-27T23:07:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Espinola_JulianaPinho_M.pdf: 1240354 bytes, checksum: 34a7239599b84aef026d5c350942383d (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Introdução: O estadiamento do câncer de mama envolve a avaliação adequada da extensão local e distante da doença, e deve ser feito de maneira precisa, a fim de levar a um correto diagnóstico, e indicação de terapia adequada. Os tumores são classificados de acordo com o American Joint Comitee on Cancer (AJCC), tanto clínica, quanto patologicamente, não sendo levadas em consideração as características moleculares. Ainda não se sabe como a avaliação das características dos pacientes e seus tumores pode limitar a avaliação correta do estadiamento clínico do câncer de mama. Neste estudo, foram examinados fatores que podem, em teoria, ser associadas a uma discrepância entre o estadiamento clínico e patológico dos tumores de mama em mulheres virgens de tratamento. Objetivo: Avaliar a concordância entre o estadiamento clínico e patológico do câncer de mama em função das características clinicas e moleculares das pacientes. Sujeitos e métodos: Estudo de corte transversal, sendo coletados dados clínicos, epidemiológicos e anátomo-patológico de 226 pacientes operadas no Hospital da Mulher Prof. Dr. José Aristodemo Pinotti Hospital ¿ CAISM- UNICAMP, de janeiro de 2008 a setembro de 2010. Foram incluídas mulheres submetidas a tratamento cirúrgico primário de câncer de mama, com carcinoma ductal invasivo ou carcinoma lobular invasivo. Foram excluídas da análise pacientes submetidas a quimioterapia neoadjuvante, metastáticas ou já tratados para câncer de mama anteriormente. Resultados: As pacientes que foram subestadiadas eram mais jovens (idade ao diagnóstico = 52,2 anos; p < 0,01) e sintomáticas ao diagnóstico (p = 0,04) em relação às pacientes corretamente estadiadas ou superestadiadas. O subtipo clinico-patológico, status menopausal, paridade, história prévia de câncer de mama, a terapia hormonal e histologia (se ductal ou não-ductal) não foram associados com a diferença no estadiamento clinico e patológico. Detectamos que as mulheres com menos de 57 anos de idade foram clinicamente subestadiadas principalmente devido à subestimação do T (p < 0,001) assim como as mulheres na pré-menopausa (p < 0,01). Por outro lado, as pacientes cujo diagnóstico foi realizado por queixa clínica, e não rastreamento, foram clinicamente subestadiadas devido à subestimação do N (p < 0,001). Conclusão: O estudo nos mostra que o subtipo clinico-patológico não está associado a diferenças de estadiamento, enquanto mulheres mais jovens, e que tiveram seu diagnóstico por queixa clínica e não por rastreamento, tendem a ter seus tumores mais frequentemente subestadiados / Abstract: Background: The staging of breast cancer involves the proper assessment of local and distant extent of disease, and should be done accurately in order to lead to a correct diagnosis and indication of appropriate therapy. Tumors are classified according to the American Joint Committee on Cancer (AJCC), both clinically and pathologically, not taking into account molecular characteristics. It is unclear how the evaluation of patient characteristics and their tumors may limit the correct evaluation of the clinical stage of breast cancer. In this study, we examined factors that can, in theory, be associated with a discrepancy between clinical and pathological staging of breast tumors in women undergoing surgery. Objective: To evaluate the concordance between clinical and pathological staging of breast cancer on the basis of clinical and molecular features. Subjects and Methods: This was a cross-sectional study developed at Women's Hospital Prof. Dr. Jose Aristodemo Pinotti ¿ UNICAMP, from January 2008 to September 2010. We included 226 women undergoing primary surgical treatment for breast cancer, whose histological samples could provide material for the accurate diagnosis of cancer and its staging. Patients undergoing neoadjuvant chemotherapy, with metastasis or treated previously for breast cancer were excluded from the analysis. Results: The understaged patients were younger (age at diagnosis = 52.2 years; p <0.01) and symptomatic at diagnosis (p = 0.04) compared with correctly staged or overstaged patients. The clinical-pathological surrogates subtype, menopausal status, parity, previous history of breast cancer, hormone therapy and histology (if ductal or non-ductal) were not associated with a difference in clinical and pathological staging. We found that women under 57 years of age were clinically understaged mainly due to underestimation of T (p <0.001) as well as women in pre-menopause (p < 0.01). On the other hand, patients whose diagnosis was made by clinical complaints, and not by screening, were clinically understaged due to underestimation of N (p < 0.001). Conclusion: The study shows that clinical-pathological surrogates subtypes were not associated with understaging, whereas younger women, and who had their diagnosis by clinical complaints and not by screening, tend to have their tumors more often understaged / Mestrado / Oncologia Ginecológica e Mamária / Mestra em Ciências da Saúde

O tratamento conservador do câncer de mama é hoje uma realidade em pacientes com estádio inicial da doença. Estudos randomizados demonstraram a importância da radioterapia após a cirurgia conservadora do câncer de mama. A radioterapia externa (RT) envolve 5 a 6 semanas de radioterapia com uma dose total de 50Gy, e um reforço de 10Gy no leito cirúrgico. A radioterapia intra-operatória com feixe de elétrons (IORT) tem se mostrado uma alternativa factível e viável em relação à RT e consiste na aplicação de dose única de 21 Gy no leito tumoral, durante o procedimento cirúrgico. Objetivo: Comparar os achados mamográficos encontrados em pacientes submetidas à RT com aqueles encontrados em pacientes submetidas à IORT. Pacientes e Métodos: De janeiro de 2004 a dezembro de 2007 foram comparados os achados mamográficos, em seguimento de 12 e 24 meses, de 30 pacientes submetidas à IORT e de 30 pacientes submetidas à RT após a cirurgia conservadora do câncer de mama. A média de idade das pacientes foi de 64 anos no grupo IORT e de 54 anos no grupo RT , ambos grupos apresentando tamanho tumoral menor que 3 cm. Resultados: Os dados do estudo demonstram que, apesar de se encontrar mais edema, distorção arquitetural, espessamento cutâneo e necrose gordurosa nas pacientes do grupo IORT, estas diferenças não foram estatisticamente significantes. Conclusão: Os achados mamográficos após o tratamento conservador do câncer de mama com a radioterapia externa são os mesmos esperados nas pacientes submetidas à radioterapia intra-operatória com feixe de elétrons. / Radiotherapy following conservative surgery for breast cancer decreases the risks of local recurrence. Because 85% of breast cancers relapse in or around the surgical bed there has been some debate on the need for irradiating the whole breast. Intraoperative electron radiation has been used as a viable alternative for conventional external radiotherapy. While the former requires a single dose of 21 Gy in the tumoral bed, the latter requires five to six weeks of irradiation with a total dose of 50 Gy and a boost of 10 Gy that irradiates the surgical bed. Herein, we investigated whether any significant differences exist between the mammography findings obtained from patients submitted to one of the two techniques. Two groups of 30 patients each were included in this study. All patients had mammographies taken at 12 and 24 months after finishing treatment. The mammography findings evaluated were: cutaneous thickness (> 2mm), architectural distortion secondary to fibrosis, edema, calcifications (both benign and malignant), and fat necrosis. For all variables studied, there was no statistical difference between the two groups. This indicates that the mammography findings obtained in either 12- or 24-month followup periods after breast cancer conservative surgery are similar, regardless of which of the two radiotherapy techniques (intraoperative electron radiation or conventional external radiotherapy) is employed as a treatment for breast cancer.

Bröstcancer är ett stort hälsoproblem och den vanligaste cancertypen hos kvinnor. De Europeiska riktlinjerna rekommenderar ett deltagande vid mammografiscreening på 70% för att se en signifikant minskning i bröstcancer mortaliteten. Syftet med denna studie var att belysa vilka orsaker som påverkar deltagandet vid en mammografiscreening. Författarna har gjort en litteraturstudie och använde sig av en databas vid sökningen av vetenskapliga artiklar, med sökord och sökkriterier. Kvalitetsgranskning av artiklarna gjordes enligt CASP med eget poängsystem. Dataanalys gjordes med en kvalitativ innehållsanalys där författarna följde riktlinjer från två olika källor. Arbetet har följt ett etiskt förhållningssätt. Resultatet visar fem kategorier som redovisar kvinnors olika anledningar till deltagande eller icke-deltagande. Dessa var fysiska och emotionella upplevelser av en mammografiundersökning, kännedom om och nyttan med mammografiundersökning och bröstcancer, påverkan från närstående och personal, sociodemografisk påverkan, individuella personliga barriärer. Arbetets slutsats påvisade blandade orsaker, då kvinnors erfarenheter är unika. Röntgensjuksköterskan måste därmed vara medveten och påläst på olika situationer vid bemötande, för att förstå hur kvinnorna påverkas och deras begränsningar. Detta inkluderar en förbättring av hälsokontrollerna såsom spridning av information kring bröstcancer och screening. Författarna hoppas att arbetet kommer leda till vidare forskning inom ämnesområdet för att öka deltagar-statistiken och därmed minska bröstcancer mortaliteten.

What are things occurring in peoples mind when thinking about ‘mammography’? Some might not be entirely sure about what mammography is, some might get a feeling of discomfort and some may be very familiar with this method of finding breast cancer tumors. But why is it that many women get ner-vous when thinking about mammography and common words used when describing it are: discomfort, loneliness, pain and “ouch”?  This thesis project started by exploring methods for diagnosing and treating breast cancer. What are current technologies and procedures - And can we improve these methods and the experience of using them? The result, Nina, is an approach to improve the most common method used in breast cancer diagnostics: Mammography. Through study visits at hospitals, dia-logues with doctors, nurses and former breast cancer patients this project tried to identify areas for improving the mammog-raphy experience. Together with physical prototyping, participatory workshops and user feedback the result reflects three core values driving the design and final concept of the project: Appearance, comfort and patient-nurse relationship. The Appearance is made smaller through nano X-ray technology creating a lighter and friendlier look compared to contempo-rary machines. Comfort is improved by softer and more inviting shapes and with smarter breast compression.   Having patient and nurse close (Pa-tient-nurse relationship) forms a bond and shared experience helping patients feel more calm and relaxed.  The concept is supported by the website “Squeeze please” - A platform to facilitate mammography appointments as well as to provide information about breast cancer and the mammography experience. Nina is simply an approach to turn mam-mography into a more pleasant and positive experience and to further improve breast cancer diagnostics.