Yes / Digital image processing used in modern cardiac interventional x-ray systems may have the potential to enhance image quality such that it allows for lower radiation doses. The aim of this research was to quantify the reduction in radiation dose facilitated by image processing alone for percutaneous coronary intervention (PCI) patient angiograms, without reducing the perceived image quality required to confidently make a diagnosis. Incremental amounts of image noise were added to five PCI patient angiograms, simulating the angiogram having been acquired at corresponding lower dose levels (by 10-89% dose reduction). Sixteen observers with relevant background and experience scored the image quality of these angiograms in three states - with no image processing and with two different modern image processing algorithms applied; these algorithms are used on state-of-the-art and previous generation cardiac interventional x-ray systems. Ordinal regression allowing for random effects and the delta method were used to quantify the dose reduction allowed for by the processing algorithms, for equivalent image quality scores. The dose reductions [with 95% confidence interval] from the state-of-the-art and previous generation image processing relative to no processing were 24.9% [18.8- 31.0%] and 15.6% [9.4-21.9%] respectively. The dose reduction enabled by the state-of-the-art image processing relative to previous generation processing was 10.3% [4.4-16.2%]. This demonstrates that statistically significant dose reduction can be facilitated with no loss in perceived image quality using modern image enhancement; the most recent processing algorithm was more effective in preserving image quality at lower doses. / The study was funded by Philips Healthcare (the Netherlands).

D. Tech. Mechanical Engineering. / The level and quality of vibration experienced by motor vehicle occupants are issues of increasing concern and will probably be among the major challenges of the automotive industry in the twenty-first century. The vibration behaviour of door panels that enclose the passenger cabin can affect low-frequency noise in the cabin. This thesis presents the theory necessary for the development and simulation of a vibroacoustic door mount system and, thereafter, investigates its potential. Compared to the existing design, a perceivable noise reduction of 6.15 dB(A) was achieved by using the proposed sensitivity analysis procedure.

Esse trabalho apresenta uma nova metodologia para a correção do espectro de potência do ruído no processo de simulação de aquisições de imagens de tomossíntese digital mamária (Digital Breast Tomosynthesis - DBT) com doses reduzidas de radiação. A simulação é realizada por meio da inserção de ruído quântico dependente do sinal em imagens previamente adquiridas com a dose padrão de radiação. A DBT utiliza a mesma tecnologia de raios X que a mamografia digital, porém com a capacidade de prover ao médico exames do volume tridimensional da mama, minimizando o problema de superposição de tecidos. Apesar de ser o sucessor da mamografia, estudos têm mostrado que a otimização da relação entre a dose de radiação e a qualidade da imagem adquirida ainda não está bem estabelecida na DBT. Devido à impossibilidade de realizar diversas exposições de radiação a uma mesma paciente para os estudos de otimização da dose de radiação, é desejável que exista um método capaz de simular com exatidão diversas exposições tendo como base uma imagem clínica de referência. Embora existam diversos métodos para a simulação da redução de dose em exames mamográficos, o mesmo não pode ser dito quanto a imagens de DBT. O método desenvolvido para simulação da redução da dose de radiação em imagens de DBT se baseia em uma abordagem de inserção de ruído por meio de uma transformada de estabilização de variância, que já foi utilizada para simulação da redução de dose em exames de mamografia digital. Porém, esse trabalho propõe a inclusão da correção do espectro de potência do ruído para otimizar o desempenho do método de inserção de ruído para exames de DBT. Os resultados obtidos mostraram que, quando comparando a imagens de referência, a as imagens simuladas apresentaram erro menores que 1% para a análise do valor médio e desvio padrão e erro próximo de 5% para a análise do espectro de potência, apresentado resultados até 64% melhores que métodos não otimizados para DBT. / This work presents a new methodology for noise power spectrum correction in the simulation of digital breast tomosynthesis (DBT) images with reduced dose of radiation. The simulation is performed by inserting a signal-dependent quantum noise into previously acquired images with the standard dose of radiation. Using the same X-ray technology as a standard mammography, the DBT is capable of reconstructing the inner tissues of the patients\' breasts as a three-dimensional volume, providing more resources for cancer detection than its bi-dimensional counterpart and minimizing tissue overlapping. Despite being the successor to mammography, studies have shown that the optimization of the relationship between radiation dose and image quality is not well established in DBT yet. Due to the impossibility of exposing the same patient to multiple exams with different doses each, a simulation method able to mimic clinical images with high reliability is desirable. Despite the number of methods proposed for dose reduction simulation in mammography, scarcely any may be used in DBT. The method developed for simulation of radiation dose reduction in DBT images is based on a noise insertion approach using a variance-stabilizing transformation, which has already been used to simulate dose reduction in digital mammography exams. However, this work proposes the inclusion of the noise power spectrum correction to optimize the performance of the noise insertion method for DBT exams. The results showed that, when compared with reference images, the simulated images achieved less than 1% error for mean and standard deviation values and close to 5% error for power spectrum analysis, improving in up to 64% when compared with non-optimized for DBT simulation methods.

Orientador: Michael John Brennan / Resumo: Vazamentos em tubulações de água enterradas são considerados um importante problema já que uma grande quantidade de água é desperdiçada entre a planta de tratamento e os consumidores. Para lidar com tal problema, companhias de saneamento utilizam dispostivos para localizar vazamentos nas tubulações. Dispositivos de escuta e correlacionadores de ruídos são os equipamentos mais utilizados em campo pelas companhias de sanemaneto ao redor do mundo. Correlacionadores de ruídos são dispositivos usados na localização de vazamentos em tubulações enterradas através da estimativa do tempo de atraso entre os sinais medidos pelos sensores posicionados em ambos os lados de um suposto vazamento. Uma vez que as companhias de saneamento devem decidir qual tipo de correlacionador é o mais compatível com a sua rede de tubulações, elas devem realizar alguns testes para ajudar em tal decisão e para treinar os funcionários que operam estes dispositivos, os quais devem ser expostos a diferentes condições, tais como tubos de diferentes materiais e geometrias, diferentes tipos de solo, vazamentos com diferentes intensidades, etc. Neste contexto, o principal objetivo desta pesquisa é contribuir com esta necessidade através da elaboração de um dispositivo de bancada capaz de reproduzir as vibrações de um tubo causadas por um vazamento. O dispositivo, chamado de simulador virtual de vazamentos, é composto por um computador, um amplificador de potência com dois canais e dois shakers. Ruídos de vazamento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Leakage in buried water pipes is an important problem since a large amount of water is wasted between the treatment plant and the consumers. To deal with such a problem, water companies have used some devices to localize leaks in the pipe network. Listening devices and leak noise correlators are the most popular equipment used in the field by the water companies around the world. Leak noise correlators are important devices used to localize leaks in buried pipes by calculating the time delay between the signals measured by the sensors positioned either side of a suspected leak. Since water companies have to decide which leak noise correlator is more suitable for each pipe network, they have to carry out some field tests to assist in this decision and to train the personnel that handles such a device, which ideally must be exposed to different conditions, such as pipes with different materials and geometries, different types of soil, different leak strengths, etc. The main objective of this research project is to contribute with the necessity of the water companies by designing an indoor bench-top device capable to reproduce the pipe vibrations generated by a leak in the field. The device, called virtual pipe test rig, comprises a computer and a dual-channel power amplifier supplying two shakers. In the computer, leak noise is synthesized by using a model of a buried leaking pipe implemented using the software Matlab®. Since the systems, composed by the power amplifiers and th... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Esse trabalho apresenta uma nova metodologia para a correção do espectro de potência do ruído no processo de simulação de aquisições de imagens de tomossíntese digital mamária (Digital Breast Tomosynthesis - DBT) com doses reduzidas de radiação. A simulação é realizada por meio da inserção de ruído quântico dependente do sinal em imagens previamente adquiridas com a dose padrão de radiação. A DBT utiliza a mesma tecnologia de raios X que a mamografia digital, porém com a capacidade de prover ao médico exames do volume tridimensional da mama, minimizando o problema de superposição de tecidos. Apesar de ser o sucessor da mamografia, estudos têm mostrado que a otimização da relação entre a dose de radiação e a qualidade da imagem adquirida ainda não está bem estabelecida na DBT. Devido à impossibilidade de realizar diversas exposições de radiação a uma mesma paciente para os estudos de otimização da dose de radiação, é desejável que exista um método capaz de simular com exatidão diversas exposições tendo como base uma imagem clínica de referência. Embora existam diversos métodos para a simulação da redução de dose em exames mamográficos, o mesmo não pode ser dito quanto a imagens de DBT. O método desenvolvido para simulação da redução da dose de radiação em imagens de DBT se baseia em uma abordagem de inserção de ruído por meio de uma transformada de estabilização de variância, que já foi utilizada para simulação da redução de dose em exames de mamografia digital. Porém, esse trabalho propõe a inclusão da correção do espectro de potência do ruído para otimizar o desempenho do método de inserção de ruído para exames de DBT. Os resultados obtidos mostraram que, quando comparando a imagens de referência, a as imagens simuladas apresentaram erro menores que 1% para a análise do valor médio e desvio padrão e erro próximo de 5% para a análise do espectro de potência, apresentado resultados até 64% melhores que métodos não otimizados para DBT. / This work presents a new methodology for noise power spectrum correction in the simulation of digital breast tomosynthesis (DBT) images with reduced dose of radiation. The simulation is performed by inserting a signal-dependent quantum noise into previously acquired images with the standard dose of radiation. Using the same X-ray technology as a standard mammography, the DBT is capable of reconstructing the inner tissues of the patients\' breasts as a three-dimensional volume, providing more resources for cancer detection than its bi-dimensional counterpart and minimizing tissue overlapping. Despite being the successor to mammography, studies have shown that the optimization of the relationship between radiation dose and image quality is not well established in DBT yet. Due to the impossibility of exposing the same patient to multiple exams with different doses each, a simulation method able to mimic clinical images with high reliability is desirable. Despite the number of methods proposed for dose reduction simulation in mammography, scarcely any may be used in DBT. The method developed for simulation of radiation dose reduction in DBT images is based on a noise insertion approach using a variance-stabilizing transformation, which has already been used to simulate dose reduction in digital mammography exams. However, this work proposes the inclusion of the noise power spectrum correction to optimize the performance of the noise insertion method for DBT exams. The results showed that, when compared with reference images, the simulated images achieved less than 1% error for mean and standard deviation values and close to 5% error for power spectrum analysis, improving in up to 64% when compared with non-optimized for DBT simulation methods.