Neste trabalho, foram desenvolvidos modelos semianalíticos para estudar os parâmetros de qualidade da imagem (contraste objeto, SC, e razão contraste-ruído, CNR) e a dose glandular normalizada (DgN ) em mamografia convencional e digital. As características de 161 amostras de tecidos mamários (coeficiente de atenuação linear e densidade) e os espectros de raios X mamográficos foram determinados experimentalmente, visando construir uma base de dados consistente destas grandezas para serem utilizadas nos modelos. Os coeficientes de atenuação linear foram determinados utilizando um feixe de raios X polienergético e um detector de Si(Li), e as densidades foram medidas utilizando o método da pesagem hidrostática. Os espectros de raios X de um equipamento industrial, que simula as qualidades de radiação de mamografia, foram medidos utilizando detectores de Si(Li), CdTe e SDD. A resposta de cada detector foi determinada por simulação Monte Carlo (MC). Os modelos semianalíticos desenvolvidos neste trabalho permitem calcular a deposição de energia na mama e no receptor de imagem, e foram utilizados para estudar o SC, a CNR e a DgN, para diferentes tipos de mama (espessura e glandularidade) e características do espectro incidente (combinação ânodo/filtro, potencial do tubo e camada semirredutora), bem como permitem avaliar a figura de mérito (FOM) em mamografia convencional e digital. Os resultados de coeficiente de atenuação e densidade para os diferentes grupos de tecidos mamários, mostram que os tecidos normais fibroglandulares e neoplásicos possuem características similares, enquanto tecidos normais adiposos apresentam menores valores destas grandezas. Os espectros medidos com cada detector, e devidamente corrigidos por suas respostas, mostram que os três tipos de detectores podem ser usados para determinar espectros mamográficos. Com base nos resultados de SC e CNR, foram estimados limites de detecção de nódulos em mamografia convencional e digital, que se mostraram similares entre si. Os resultados de SC, CNR e DgN obtidos também destacam a importância da escolha do modelo da mama e da base de dados de coeficiente de atenuação e espectros de raios X utilizados, uma vez que estes são responsáveis por uma grande variação nas grandezas estudadas. Além disso, os resultados de FOM mostram que, para mamas finas, a combinação Mo/Mo, tradicionalmente utilizada, apresenta o melhor desempenho, enquanto as combinações W/Rh e W/Ag são as mais indicadas para mamas espessas. Para mamas de espessuras médias, a melhor combinação depende da técnica utilizada (convencional ou digital). Finalmente, verificou-se que os modelos semianalíticos desenvolvidos permitem a obtenção de resultados de forma prática e rápida, com valores similares aos obtidos por simulação MC. Desta forma, estes modelos permitirão estudos futuros a respeito da otimização da mamografia, para outros tipos de mama e condições de irradiação. / In this work, semianalytical models were developed to study the image quality parameters (subject contrast, SC, and contrast-to-noise ratio, CNR) and the normalized average glandular dose (DgN) in conventional and digital mammography. The characteristics of 161 breast tissue samples (linear attenuation coefficient and density), and the mammographic x-ray spectra were determined experimentally, aiming to establish a consistent experimental database of these quantities to be used in the models. The linear attenuation coefficients were determined using a polyenergetic x-ray beam and a Si(Li) detector, and the densities were measured using the buoyancy method. The x-ray spectra from an industrial equipment, which reproduces the mammographic qualities, were measured using Si(Li), CdTe and SDD detectors. The responses of the detectors were determined using Monte Carlo (MC) simulation. The semianalytical models developed in this work allow computing the energy deposited in the breast and in the image receptor, and they were employed to study the SC, CNR and DgN, for different types of breast (thickness and glandularity) and incident x-ray spectra (anode/filter combination, tube potential and half-value layer). These models also allow evaluating the figure of merit (FOM) for conventional and digital mammography. The results of attenuation coefficient and density for the tissues analyzed show similar characteristics for the normal fibroglandular and neoplasic breast tissues, while the adipose tissue presents lower values of these quantities. From the x-ray spectra obtained using each detector, and corrected by their respective responses, it is observed that the three types of detectors can be used to determine mammographic spectra. Detection limits for nodules were estimated from the results of SC and CNR, and they were similar for both cases. The results of SC, CNR and DgN also show the importance of the choice of the breast model, and of the database of attenuation coefficient of breast tissues and x-ray spectra, since they largely influence the studied quantities. Besides, the results for FOM show that, for thin breasts, the Mo/Mo spectrum exhibits the better performance, while the W/Rh and W/Ag spectra are recommended for thicker breasts. For average thickness breasts, the more indicated spectra depend on the employed technique (conventional or digital). Finally, it was verified that the semianalytical models developed in this work provided results in a fast and simple way, with a good agreement with those obtained by using MC simulation. Therefore, these models allow further studies, regarding optimization of mammography, for other breast characteristics and irradiation parameters.

Esta tese propõe um método de avaliação de sistemas de obtenção de imagem radiológica através das Funções de Transferência simuladas para qualquer região do campo de radiação. Esse processo de simulação reflete as mudanças sofridas pelo ponto focal e, portanto, pela Função de Espalhamento de Ponto (FEP) ao longo do campo. A avaliação utiliza informações obtidas de Funções de Transferência ótica bi-dimensionais calculadas através da aplicação de Transformadas de Fourier sobre as Funções de Espalhamento de Ponto simuladas. O método permite realizar um mapeamento da resposta em freqüências espaciais dos sistemas radio1ógicos para todo o campo de radiação, comparar a nitidez da imagem de sistemas distintos com relação a regiões equivalentes e estudar uma região especifica para prever as distorções que serão inseridas na imagem. / In this work a method of evaluation for the radiological imaging systems performance by simulated transfer functions for any X-ray field region is proposed. The simulation procedures provide information of the changes of the focal spot sizes and, therefore, of the Point Spread Function (PSF) along the field. The evaluation yields the bi-dimensional optical Transfer Functions calculated from Fourier Transformation of the simulated PSFs. This method provides: the spatial frequency response for the entire radiation field of the radiological systems; comparisons of the image sharpness relative to equivalent field regions for different systems; and the study of a singular region in order to predict image distortions.

Orientador: Eduardo Tavares Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-13T16:14:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leao_TiagoFreireCarneiro_M.pdf: 2505362 bytes, checksum: 6d6b07198f62fd7206b28e629cc5ba41 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Novas tecnologias e sistemas de detecção de radiação para a geração de imagens radiográficas odontológicas vêm sendo disponibilizados como alternativa aos filmes radiográficos. Sistemas baseados em tecnologia do tipo PSPL parecem superar algumas das restrições encontradas nos sistemas baseados em tecnologia CCD, tais como volume do detector, cabos de conexão, tamanho limitado da imagem e limitação da latitude. É importante que seja possível comparar sistemas de imagem concorrentes (diferentes tecnologias ou diferentes fabricantes com mesma tecnologia), utilizando ferramentas e protocolos de controle e certificação de qualidade. Foi desenvolvido um pacote computacional e um conjunto de simuladores e foi realizada a análise de dois sistemas comerciais baseados na tecnologia PSPL, de forma a validar o sistema desenvolvido. O programa desenvolvido permite obter e analisar: curva sensitométrica, função de transferência de modulação (MTF), densidade espectral de potência (NPS), quanta equivalente de ruído (NEQ) e eficiência na detecção de quanta (DQE). Os resultados mostraram que o pacote computacional e o conjunto de simuladores permitem realizar o controle de qualidade de sistemas de radiografia digital odontológica de maneira quantitativa e objetiva, facilitando a análise comparativa entre diferentes sistemas comerciais. Palavras-chave: Radiologia digital odontológica, controle de qualidade em radiodiagnóstico, curva sensitométrica, detecção equivalente de quanta, função de transferência de modulação, densidade espectral de ruído, quanta equivalente de ruído. / Abstract: New systems and technologies for radiation detection intended for dental radiology have become available as an alternative to dental radiographic film. Systems based on PSPL technology seems to overcome some of the restrictions of systems based on CCD technology such as the bulky detector, connecting wire, limited image size and limited exposure latitude. It is important that competing imaging systems can be compared (different technologies or different manufacturers of the same technology) by means of quality control tools and quality certification protocols. A software package and a set of specific phantoms were developed and the analyses of two competing PSPL systems were conducted to validate the developed system. The software allows the user to obtain and analyze: the characteristic curve, modulation transfer function (MTF), noise power spectrum (NPS), noise equivalent quanta (NEQ) and detective quantum efficiency (DQE). The results have shown that the developed software and phantom set allow quality control of digital dental radiology systems in a very objective and quantitative way, facilitating comparative analysis of competing commercial systems. Keywords: Digital dental radiology, quality assurance in radiodiagnostic, characteristic curve, detective quantum efficiency, modulation transfer function, noise power spectrum, noise equivalent quanta. / Mestrado / Engenharia Biomedica / Mestre em Engenharia Elétrica

Os exames radiológicos são importantes recursos no auxílio da elaboração um diagnóstico odontológico preciso. Contudo, só devem ser realizados quando houver uma real indicação clínica, visto que os efeitos das radiações ionizantes no organismo humano são cumulativos. Falhas na execução de procedimentos radiológicos resultam em imagens com qualidade diagnóstica duvidosa, sendo necessária, muitas vezes, a repetição de exames. Desta forma, métodos para minimizar a rejeição imagens radiológicas devem ser observados. A fim de colaborar para a diminuição dos erros de posicionamentos e consequente rejeição de exames de imagem na área da odontologia, este estudo teve por objetivo a criação de um guia de referência para aplicação em exames extraorais odontológicos. Para a elaboração e estruturação deste guia, foi realizado um estudo com o intuito de identificar os motivos de rejeição de radiografias panorâmicas em um serviço de radiologia odontológica digital. O estudo foi retrospectivo e por meio de uma busca no software de aquisição de imagens, foram selecionadas 2306 radiografias panorâmicas digitais, correspondentes a 10% do total de exames realizados entre os anos de 2013 a 2015. A partir da amostra, foram identificados os exames rejeitados e as causas da rejeição. Ainda para colaborar com o desenvolvimento do guia de referência, foi aplicado um questionário aos profissionais técnicos/tecnólogos atuantes no setor de radiologia onde a pesquisa foi realizada. O questionário contou com nove perguntas relacionadas à rotina de trabalho do setor. Com os resultados obtidos na pesquisa foi possível a elaboração do guia de referência com imagens radiográficas para aplicação em exames odontológicos. / The radiological exams are important resources in aid of drafting a dental diagnosis. However, should only be performed when there is a real clinical indication, since the effects of ionizing radiation on the human body are cumulative. Flaws in the implementation of radiological procedures result in doubtful quality diagnostic images, being necessary, many times, the repetition of exams. In this way, methods to minimize radiological images rejection must be observed. In order to contribute to the reduction of errors of positioning and consequent rejection of imaging examinations in the area of dentistry, this study had as its objective the creation of a reference guide for application in dental extraoral examinations. For the preparation and structuring of this guide, a study was conducted with the aim of identifying the reasons for the rejection of panoramic radiographs in a digital dental radiology service. The study was retrospective and by means of a search in the software of image acquisition, were selected 2306 digital panoramic radiographs, corresponding to 10% of the total number of examinations performed between the years of 2013 and 2015. From the sample, were identified the rejected exams and the causes of rejection. To collaborate with the development of the reference guide, a questionnaire was applied at technical professionals working in the radiology sector where the research was conducted. The questionnaire was attended by nine questions related to routine work in the sector. With the results obtained in the study it was possible to do the preparation of the guide of reference with radiographic images for application in dental examinations.

CAPES / A dosimetria em tomografia computadorizada (TC) envolve desde a determinação de grandezas dosimétricas específicas de TC até a estimativa de dose absorvida e dose efetiva. Entretanto, deve-se considerar que por envolver radiação ionizante no seu processo, este procedimento apresenta riscos inerentes e sua utilização deve ponderar o custo e o benefício propiciado pelo procedimento. A proteção de pacientes submetidos a exames radiológicos, de uma maneira geral, é determinada pelos princípios da “justificação” e “otimização”. Desta forma, torna-se importante o conhecimento dos níveis de radiação nas exposições durante um procedimento tomográfico. Estes níveis foram observados através da estimativa das grandezas específicas para tomografia computadorizada, tais como o Índice de kerma no ar (C100,ar), o Índice de kerma ponderada (Cw) e o produto kerma comprimento (PKL,CT), e em estimados os níveis de dose efetiva e risco para o estudo tomográfico computadorizado de crânio, tórax e abdômen realizado com múltipla varredura. Os valores obtidos foram comparados com os obtidos por simulação computacional por Monte Carlo. Eles foram utilizados, neste estudo, no cálculo da Dose Efetiva e risco e para comparação com o nível de referência de dose estabelecido pela Comunidade Européia. Utilizando-se o programa de simulação computacional Dosecal X_CT e o protocolo ICRP 103, foram determinadas as grandezas de radioproteção relevantes para o estudo que são os valores de dose efetiva referente ao procedimento. O nível do Produto kerma comprimento (PKL,CT), utilizando-se o C100,ar previamente estabelecido, foi também obtido e comparado com o nível de referência de dose estabelecido pela comunidade europeia. Os valores encontrados até agora estão dentro dos limites dos Níveis de Referência. / The computed tomography (CT) dosimetry involves measurements of specific quantities of CT, which are part of CT quality control procedures, as well as calculation of absorbed and effective doses to a patient submitted to CT examinations. Since CT uses ionizing radiation, it should be considered that a precise balance between risks and benefits must be achieved in order to justify the adoption of such technique. Radiation protection of patients undergoing radiological exams is established based on the justification and optimization principles. Nowadays, it is important to know the dose radiation levels to which a patient is exposed during a tomographic procedure. Those are given by the estimation of specific dosimetric quantities called the computed tomography kerma index in air, C100,air, the weighted computed tomography kerma index Cw, kerma length product, PKL,CT and then the levels of effective dose and risk to the computerized CT scan study of skull, thorax and abdomen with a multiple scanning. The values obtained were compared with those obtained by computer simulation using Monte Carlo method. The protection quantities organ absorbed dose, effective dose and risk for comparison with the reference dose level established by the European Community. Using computational simulation program of the Dosecal X_CT and the ICRP 103 Protocol, were certain quantities of radiation protection relevant to study which are the values of effective dose for the procedure. The dose length product PKL,CT level was calculated from the C100,air and compared to the reference dose level established by the European Community. The values found so far are within the limits of the reference levels.

A busca pela qualidade radiográfica com a menor dose de radiação absorvida é uma constante na comunidade radiológica. Juntamente com o princípio ALARA (As Low As Reasonably Achievable), os filtros de alumínio são peças fundamentais para barrar os fótons de baixa energia que não contribuem para a imagem e depositam dose de radiação para o paciente. De acordo com a Portaria n°453, a Agência Nacional de Vigilância Sanitária decretou que todos os equipamentos de raios X odontológicos intrabucais devem possuir a filtração adicional. Nesse sentido, os filtros são peças fundamentais para a proteção radiológica do paciente. Este estudo tem por objetivo caracterizar a composição elementar dos filtros de raios X de equipamentos de raios X odontológicos intrabucais. O estudo também relaciona a composição elementar com a qualidade das imagens radiográficas. A análise dos filtros foi realizada por meio do método de Espectroscopia de Fluorescência de raios X por Energia Dispersiva (EDXRF). Foram analisados, qualitativa e quantitativamente, dez filtros de alumínio. Para avaliar a qualidade das imagens, foram realizadas 30 radiografias periapicais dos dentes molares com 0,3 s de tempo de exposição (dez radiografias) e incisivos com 0,2 s e 0,3 s (vinte radiografias) com os diferentes filtros em um equipamento com os parâmetros de 66 kV e 6,5 mA. Os filtros e as radiografias foram identificadas, para que fosse possível distinguir a que filtro cada radiografia pertencia no momento das avaliações. Todas as radiografias foram feitas sob as mesmas condições. As radiografias foram submetidas à análise das densidades óticas por um densitômetro e posteriormente, enviadas a cirurgiões dentistas radiologistas que fizeram a análise subjetiva. Foram selecionadas três regiões para análise do densitômetro (diferenciadas entre dentes molares e incisivos) e uma região para análise subjetiva (diferentes regiões para dentes molares e incisivos). Os dados obtidos foram correlacionados com a avaliação dos efeitos da composição elementar dos filtros na qualidade das imagens radiográficas. Os elementos encontrados na análise dos filtros foram: Al, S, Cl, Ti, Mn, Fe, Cu, Zn e Zr. Os filtros apresentaram maiores concentrações de alumínio, com mais de 96% sendo os outros elementos contaminantes ou elementos que foram adicionados para melhorar a estabilidade mecânica do filtro. As densidades óticas das radiografias seguiram um padrão nas regiões analisadas, exceto as regiões enegrecidas do filme. A análise subjetiva revelou que muitas das radiografias realizadas poderiam ser aceitas para diagnóstico. Porém, imagens consideradas com baixo contraste obtiveram o mesmo valor de densidade ótica. Os resultados mostraram que a composição elementar dos filtros não modificou a qualidade da imagem. Por conseguinte, os filtros convencionais pesquisados oferecem uma opção aceitável para a produção de imagens de qualidade em radiologia odontológica, apesar das diferenças na composição das ligas. / The quest for radiographic quality with the lowest dose of radiation absorbed is a constant in the radiology community. Along with the ALARA principle (As Low As Reasonably Achievable), the aluminum filters are essential parts to bar the low energy photons do not contribute to the image and cause radiation dose to the patient. According to standard Portaria No. 453, the Agência Nacional de Vigilância Sanitária decreed that all equipment intraoral dental X-rays must have an additional filtration. Acording this, the filters are essential parts to radiological protection of patients. This study aims to characterize the elemental composition of filters used in intraoral X-ray equipment. We also intend to relate them to the quality of the radiographic images. The analysis of the filters was made using the method Energy Dispersive X-ray Fluorescence (EDXRF). Ten aluminum filters were analyzed (qualitatively and quantitatively). To evaluate the quality of images, 30 periapical radiographs of molars to 0.3 s (ten radiographs) and the incisor teeth 0.2 and 0.3 s (twenty radiographs) were performed with different filters. All filters and all radiographs were identified, it was possible to distinguish which folder each radiograph belonged at the time of the evaluations. All radiographs were performed under the same conditions. Radiographs were subjected to analysis of optical density by a densitometer and later, two dentists radiologists realized a subjective analysis. Three regions for analysis of the densitometer (differentiated between molars and incisors) and a region for subjective analysis (for different regions molars and incisors) were selected. The data were correlated with the assessment of the effects of the elemental composition of all filters in the quality of radiographic images. From the results, the elements of the filters in the analysis were: Al, S, Cl, Ti, Mn, Fe, Cu, Zn and Zr. The filters had higher aluminum concentrations (over 96%), other elements were contaminants or components that are added to improve the mechanical stability of the filter. The optical densities of radiographs followed a pattern for the regions analyzed except blackened regions of the film. Subjective analysis revealed that many of the radiographs were accepted for diagnosis. But considered low-contrast images obtained the same value of optical density. Therefore, it is concluded that the elemental composition of filters do not change the image quality. Consequently, conventional filters were evaluated option to produce an acceptable image quality in dental radiology, despite differences in the composition of the alloys.

Em muitos países, os sistemas de radiologia computadorizada (CR) representam a maioria dos equipamentos usados em mamografia digital. Este estudo apresenta um método para a otimização da qualidade da imagem e da dose em mamografia digital CR para pacientes com mamas de espessuras entre 45 e 75. As espessuras das mamas foram simuladas com placas de polimetilmetacrilato (PMMA). Técnicas de exposição otimizadas (tensão (kV), produto corrente-tempo (mAs) e combinação alvo/filtro) foram definidas como aquelas que fornecem uma razão contraste-ruído (CNR) ideal, denominada CNR alvo, que permite atingir o limiar de contraste das imagens do detalhe de diâmetro de 0,10 mm no simulador CDMAM (versão 3.4 Artinis Medical Systems, Netherlands) com um padrão de Dose Glandular Média (DGM) aceitável. Os resultados foram utilizados para os ajustes do Controle Automático de Exposição (CAE) pela equipe de manutenção. Um estudo retrospectivo de dois grupos de pacientes (Grupo 1-antes do ajuste do CAE e Grupo 2- após o ajuste do CAE) foi realizado. Os parâmetros de exposição foram reproduzidos nos simuladores para a determinação da CNR, da DGM e do limiar de contraste. As imagens clínicas destes pacientes foram analisadas por três radiologistas especialistas em mamografia que responderam questões sobre as estruturas anatômicas, ruído e contraste em áreas de valores de pixels altos ou baixos, sobre nitidez e contraste da imagem. Os resultados mostram que o método proposto foi efetivo para todas as espessuras de mama avaliadas. O ajuste do CAE proporcionou a concentração de valores da CNR no Grupo 2 mais próximas ao CNR alvo e que, mesmo como aumento do nível de ruído nas imagens clínicas, as análises do CDMAM mostraram que não houve prejuízo na identificação do objeto de 0,10 mm de diâmetro. Finalmente, este estudo conclui que o uso dos CAE das unidades de raios X baseados em fornecer uma dose constante ao detector pode ocasionar algumas dificuldades para alguns sistemas CR operarem nas condições ótimas. / In many countries, computed radiography (CR) systems represent the majority of equipments used in digital mammography. This study presents a method for optimizing image quality and dose in CR mammography of patients with breast thicknesses between 45 to 75mm. The breast thicknesses were simulated with polymethylmetacrylate (PMMA). Optimazed exposure parameters ((voltage (kV), mA and time product (mAs) and target/filter combination)) was defined as giving an ideal contrast to noise ratio (CNR), defined as target CNR, to reach the threshold contrast of CDMAM (version 3.4) phantom (Artinis Medical Systems, Netherlands) images for acceptable mean glandular dose (MGD). These results were used for adjustments in the automatic exposure control (AEC) by the maintenance team. A retrospective study of two groups of patients (Group 1-before AEC adjustment and Group 2- after AEC adjustment) were done. The exposure parameters were reproduced in the phantoms to determine of CNR, MGD and threshold contrast. The clinical images of these patients were analyzed by three experienced radiologists who answered questions about anatomical structures, noise and contrast in low and high pixel value areas and image sharpness and contrast. The results showed that the proposed method was effective for all breast thickness evaluated. The AEC adjustment showed a concentration of CNR in Group 2 nearer of target CNR, and that the increasing of noise in clinical images, the CDMAM analysis showed that this level of noise did not disturb the detail of 0,1 mm diameter. Finally, this study also concluded that the use AEC of X rays unit based on constant dose to the detector may bring some difficulties to CR systems operate in optimal conditions.

Em muitos países, os sistemas de radiologia computadorizada (CR) representam a maioria dos equipamentos usados em mamografia digital. Este estudo apresenta um método para a otimização da qualidade da imagem e da dose em mamografia digital CR para pacientes com mamas de espessuras entre 45 e 75. As espessuras das mamas foram simuladas com placas de polimetilmetacrilato (PMMA). Técnicas de exposição otimizadas (tensão (kV), produto corrente-tempo (mAs) e combinação alvo/filtro) foram definidas como aquelas que fornecem uma razão contraste-ruído (CNR) ideal, denominada CNR alvo, que permite atingir o limiar de contraste das imagens do detalhe de diâmetro de 0,10 mm no simulador CDMAM (versão 3.4 Artinis Medical Systems, Netherlands) com um padrão de Dose Glandular Média (DGM) aceitável. Os resultados foram utilizados para os ajustes do Controle Automático de Exposição (CAE) pela equipe de manutenção. Um estudo retrospectivo de dois grupos de pacientes (Grupo 1-antes do ajuste do CAE e Grupo 2- após o ajuste do CAE) foi realizado. Os parâmetros de exposição foram reproduzidos nos simuladores para a determinação da CNR, da DGM e do limiar de contraste. As imagens clínicas destes pacientes foram analisadas por três radiologistas especialistas em mamografia que responderam questões sobre as estruturas anatômicas, ruído e contraste em áreas de valores de pixels altos ou baixos, sobre nitidez e contraste da imagem. Os resultados mostram que o método proposto foi efetivo para todas as espessuras de mama avaliadas. O ajuste do CAE proporcionou a concentração de valores da CNR no Grupo 2 mais próximas ao CNR alvo e que, mesmo como aumento do nível de ruído nas imagens clínicas, as análises do CDMAM mostraram que não houve prejuízo na identificação do objeto de 0,10 mm de diâmetro. Finalmente, este estudo conclui que o uso dos CAE das unidades de raios X baseados em fornecer uma dose constante ao detector pode ocasionar algumas dificuldades para alguns sistemas CR operarem nas condições ótimas. / In many countries, computed radiography (CR) systems represent the majority of equipments used in digital mammography. This study presents a method for optimizing image quality and dose in CR mammography of patients with breast thicknesses between 45 to 75mm. The breast thicknesses were simulated with polymethylmetacrylate (PMMA). Optimazed exposure parameters ((voltage (kV), mA and time product (mAs) and target/filter combination)) was defined as giving an ideal contrast to noise ratio (CNR), defined as target CNR, to reach the threshold contrast of CDMAM (version 3.4) phantom (Artinis Medical Systems, Netherlands) images for acceptable mean glandular dose (MGD). These results were used for adjustments in the automatic exposure control (AEC) by the maintenance team. A retrospective study of two groups of patients (Group 1-before AEC adjustment and Group 2- after AEC adjustment) were done. The exposure parameters were reproduced in the phantoms to determine of CNR, MGD and threshold contrast. The clinical images of these patients were analyzed by three experienced radiologists who answered questions about anatomical structures, noise and contrast in low and high pixel value areas and image sharpness and contrast. The results showed that the proposed method was effective for all breast thickness evaluated. The AEC adjustment showed a concentration of CNR in Group 2 nearer of target CNR, and that the increasing of noise in clinical images, the CDMAM analysis showed that this level of noise did not disturb the detail of 0,1 mm diameter. Finally, this study also concluded that the use AEC of X rays unit based on constant dose to the detector may bring some difficulties to CR systems operate in optimal conditions.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) / Os sistemas de ultrassom para imagens médicas sempre estão em evolução. Na área de imagem Doppler, em que se pode observar o movimento do objeto, principalmente o fluxo sanguíneo, encontram-se algumas técnicas para obtenção de melhor qualidade de imagem. Os principais problemas da técnica Doppler são a complexidade e a quantidade de dados a serem processados para a formação das imagens. Este trabalho buscou avaliar dois métodos para processamento de imagens Doppler. Inicialmente, foram realizados estudos com o beamforming tradicional gerado pela plataforma de pesquisas ULTRA-ORS no laboratório de ultrassom. Após, foram realizados estudos com o equipamento Verasonics Vantage™ utilizando geração de onda de ultrassom planas, plane-wave, com um transdutor linear modelo L11-4v de 128 elementos. Os phantoms utilizados foram o CIRS Doppler String Phantom model 043 e o Doppler Flow Phantoms & Pumping Systems da ATS. Foram implementados algoritmos para reconstrução das imagens em modo B no Matlab® utilizando os métodos delay-and-sum e f-k migration, com a geração de imagens Doppler colorido e Power Doppler. Os dados para geração de imagem modo B com plane-wave foram adquiridos com variação de 1 a 75 ângulos, na faixa entre -8,88° e 8,88°, com passo de 0,24°. Os resultados obtidos com o f-k migration apresentaram maior resolução, com erros de 1,0 % e 0,8 % para as resoluções lateral e axial, respectivamente, enquanto o método DAS apresentou erros de 12,0 % para resolução lateral e 10,0 % para resolução axial. Para geração das imagens Doppler com plane-wave os dados foram adquiridos com variação de 1 a 21 ângulos, na faixa entre -15,0° e 15,0°, com passo de 1,5°. A estimação da velocidade através da técnica Doppler apresentou melhores resultados utilizando-se o método DAS, com erro de 8,3 %, enquanto o método f-k migration apresentou erro de 16,6 %. Analisando-se os resultados obtidos, foi possível verificar que a técnica plane-wave permite a geração de imagens com maior taxa de quadros por segundo do que os métodos tradicionais. Também pode se observar que o método f-k migration gera imagens de maior qualidade com menor número de ângulos de aquisição, cerca de 9 ângulos, porém possui pior desempenho para geração de imagens Doppler quando comparado ao DAS. / The medical ultrasound equipment is always evolving. In the field of Doppler imaging, which object movement and mainly blood flow of vessels can be measured, there are some techniques to improve image quality. The main problems of the Doppler technique are the complexity and the amount of data to be processed for the image reconstruction. The aim of this work was to evaluate two methods for Doppler images processing. Initially, studies were carried out with the traditional beamforming technique, generated by the research platform ULTRA-ORS in the ultrasound laboratory. Then, with the Verasonics Vantage™ equipment, it was generated ultrasound plane waves with a linear transducer L11-4v of 128 elements. Two Doppler phantoms were used, the CIRS Doppler String Phantom model 043 and the Doppler Flow Phantoms & Pumping Systems from ATS. Algorithms for B mode image reconstruction were developed in Matlab® using the methods Delay-and-Sum and f-k Migration to generate Color Doppler and Power Doppler images. The B mode images with plane-wave were generated from the data acquired with 1 to 75 angles, ranging from -8.88° to 8.88° and 0.24º step. The f-k migration’s results presented higher resolutions than DAS method, with errors of 1.0 % and 0.8 % for lateral and axial resolutions, respectively, while the DAS method presented errors of 12.0 % for lateral resolution and 10.0 % for axial resolution. The data for color Doppler images with plane-wave generation were acquired with 1 to 21 angles, ranging from -15.0° to 15.0°and 1.5° step. The Doppler velocity estimation using the DAS method showed better results (error of 8.3 %) than the f-k migration (error of 16.6 %). Analyzing the obtained results, it was possible to see that the plane wave imaging technique allows the improvement of the frame-rate, being faster than traditional methods. Additionally, it was verified that f-k migration method produces images with better quality using less steering angles, approximately 9 angles, but it shows worse performance when generating Doppler images.

A inspeção de defeitos de soldagem em imagens radiográficas de tubulações é bastante subjetiva e está sujeita a erros de interpretação por parte do inspetor laudista. Dentro desse contexto, nos últimos anos tem-se visto um grande esforço no desenvolvimento de métodos automáticos e semiautomáticos de detecção de defeitos em juntas soldadas. Este trabalho apresenta um método automatizado para detecção e classificação de defeitos em imagens radiográficas de juntas soldadas de tubulações obtidas pela técnica de exposição radiográfica parede dupla vista dupla (PDVD), obtidas em reais situações de campo e que, geralmente, têm uma qualidade mais baixa do que as imagens usadas em outros estudos. O método proposto identifica na imagem a região do cordão de solda, detecta as descontinuidades e classifica as mesmas em defeitos e não defeitos, destacando na imagem o resultado. São avaliados classificadores a partir de métodos de classificação por redes neurais Multilayer Perceptron (MLP), redes neurais Extreme Learning Machines (ELM) e classificador estatístico Support Vector Machines (SVM). O método proposto para identificação da região de interesse atingiu 100% de precisão na segmentação do cordão de solda. O classificador SVM apresentou um desempenho melhor que os classificadores MLP e ELM em todos os cenários testados. Com a utilização de ensembles de ELMs obteve-se um F-score de 85,7% para o banco de padrões de teste, resultados satisfatórios quando comprados com trabalhos semelhantes. O uso de ensembles de ELMs representa um ganho de apenas 0,5% no F-score em comparação com o melhor resultado de rede treinada individualmente, entretanto, com o uso de faixas de limiares de decisão do ensemble, o uso do método permite mostrar as descontinuidades sobre as quais o ensemble não tem certeza, destacando na imagem estas descontinuidades. A imagem resultate da aplicação do método serve como auxílio ao especialista na elaboração de laudos. / The inspection of radiographic images of welded joints is very subjective and is subject to errors of interpretation by the inspector. In this context, a great effort has been made in the last years to develop automatic and semiautomatic methods for detecting defects in welded joints. This research work presents an automated method for the detection and classification of defects in radiographic images of welded joints of pipes obtained by the double wall double image (DWDI) exposure technique obtained in real field situations and which generally have a lower quality than the images used in other studies. The proposed methos identifies the region of the weld bead, detects the discontinuities and classifies them as defects and non-defects, highlighting in the image the result. Classifiers are evalueted using methods of classification by multilayer perceptron (MLP) neural networks, extreme learning machines (ELM) neural networks, and Support Vector Machines (SVM). The proposed method for identifying the region of interest reached 100% precision in the segmentation od the weld bead. The SVM classifier performed better than the MLP and ELM classifiers in all scenarios tested. Using ELM ensembles, an F_score of 85,7% was obtained for a test patterns database, satisfactoryresults when compared to similar works. The use of ensembles of ELMs represents a gain of only 0,5% in the F-score compared to the best result of the individually trained network, however, with the use of ensemble decision threshold ranges, the presented method allows to show the discontinuities about which the ensemble is not sure, highlighting in the image these discontinuities as a region of uncertainty, leaving to the specialist the final evaluation of these discontinuities. The image resulting from the application of the method serves as an aid to the expert in the elaboration of reports.