Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-03-03T14:19:21Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jonas Francisco Scopel - 2015.pdf: 1854226 bytes, checksum: 9d48662eb3f8662b36ce1a088c29ac1c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-03-03T14:22:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jonas Francisco Scopel - 2015.pdf: 1854226 bytes, checksum: 9d48662eb3f8662b36ce1a088c29ac1c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-03T14:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Jonas Francisco Scopel - 2015.pdf: 1854226 bytes, checksum: 9d48662eb3f8662b36ce1a088c29ac1c (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Diagnostic imaging techniques play an important role in assessing the exact location, cause, and extent of a nerve lesion, thus allowing clinicians to diagnose and manage more effectively a variety of pathological conditions such as entrapment syndromes, traumatic injuries, and space-occupying lesions. Ultrasound and nuclear magnetic resonance imaging are becoming useful methods for this purpose, but they still lack spatial resolution. In this regard, recent phase contrast x-ray imaging experiments of peripheral nerve allowed the visualization of each nerve fiber surrounded by its myelin sheath as clearly as optical microscopy. In the present study, we attempted to produce high-resolution x-ray phase contrast images of a human sciatic nerve by using synchrotron radiation propagation-based imaging (PBI). The PBIs showed high contrast and high spatial resolution, allowing clear identification of each fascicle structure and surrounding connective tissue. The outstanding result is the detection of such structures by phase contrast x-ray tomography of a thick human sciatic nerve section. This may further enable the identification of diverse pathological patterns, such as Wallerian degeneration, inflammatory infiltration and amyloid deposits. To the best of our knowledge, this is the first successful phase contrast x-ray imaging experiment of a human peripheral nerve sample. Our long-term goal is to develop peripheral nerve imaging methods that could supersede biopsy procedures. / As técnicas de diagnóstico por imagem desempenham um importante papel na determinação da localização exata, causa, e extensão de lesões de nervos periféricos, permitindo que o diagnóstico e manejo sejam mais eficazes em uma série de condições patológicas, como síndromes de encarceramento, e lesões traumáticas e expansivas. A Ressonância Nuclear Magnética e a Ultrassonografia têm se mostrado úteis neste propósito, porém possuem resolução espacial relativamente baixa. Neste sentido, experimentos recentes utilizando Radiografia por Contraste de Fase permitiram observar fibras nervosas individuais recobertas por suas bainhas de mielina de forma tão detalhada quanto a microscopia óptica. No presente estudo, procuramos obter imagens de alta resolução de nervo ciático humano, utilizando método de Imagem Realçada por Refração. As imagens demonstraram alto contraste e resolução espacial, permitindo a identificação de cada fascículo nervoso e suas respectivas bainhas conjuntivas. Resultados promissores foram obtidos através de Tomografia por Contraste de Fase de um espesso fragmento de nervo ciático humano, onde tais estruturas foram igualmente identificadas. Tais resultados poderiam possibilitar a detecção de diversas alterações patológicas, como degeneração Walleriana, infiltrado inflamatório e depósitos de amiloide. Ao nosso conhecimento, este é o primeiro experimento bem sucedido de Imagem por Contraste de Fase de nervos periféricos humanos. Nosso objetivo a longo prazo é desenvolver métodos de diagnóstico por imagem que possam substituir procedimentos de biópsia.

Orientador: Carlos Manuel Giles Antunez de Mayolo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-19T11:26:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_ThaisDiniz_M.pdf: 31446941 bytes, checksum: 75f1c0838febdfa063257bf308ddba57 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Esta dissertação de mestrado teve como objetivo realizar imagens por contraste de fase de amostras in vitro de articulações e cartilagens utilizando duas técnicas: a Imagem Realçada por Difração (IRD) e o Método da Propagação. O sistema para a IRD foi montado no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (XRD2-LNLS), utilizando uma fonte de radiação síncrotron. O sistema para o Método da Propagação foi montado no Laboratório de Cristalografia Aplicada e Raios X (LCARX-UNICAMP), utilizando uma fonte de raios X microfoco, instalada dentro de uma cabana experimental blindada com chumbo. As amostras utilizadas foram corpos de provas e amostras de cartilagens e articulações fornecidos pelo grupo do Prof. Dr. William Dias Belangero da Faculdade de Ciências Médicas (FCM-UNICAMP). No Laboratório de Cristalografia foi realizado todo o processo de montagem e instalação da estação experimental com a fonte de raios X microfoco. Nessa estação foram realizadas imagens pelo método convencional e pelo método da propagação. No mesmo laboratório foi também realizado um estudo de caso em colaboração ao grupo da FCM, usando casos clínicos de implantes de próteses metálicas em articulações, estudou-se a regeneração do tecido ósseo após a lesão para fixação da prótese, utilizando amostras in vitro de patas lesionadas de ratos. Por último foram realizadas aquisições tomográficas no método convencional e de propagação de um joelho de rato e de um joelho de coelho. As imagens obtidas pelo método da propagação tanto dos corpos de prova quanto das amostras biológicas mostram que há uma melhor qualidade na imagem, com maior contraste nas bordas e visualização de estruturas que não são visíveis nas radiografias convencionais. O mesmo acontece com as reconstruções tomográficas, que mostram detalhes da anatomia da amostra, facilitando a visualização de danos em tecidos moles.Essa técnica é vantajosa por não precisar de nenhuma instrumentação ótica, sendo explorado somente o tamanho focal da fonte de raios X e a distância entre a amostra e o detector. No LNLS foi usada a linha XRD2 com 10,34 keV de energia para realizar imagens realçadas por difração usando o detector Pilatus. As imagens realçadas por difração obtidas no LNLS têm qualidade superior devido à utilização de um cristal analisador colocado após a amostra. Este cristal funciona como uma estreita fenda angular resultando em imagens com ganho de contraste em relação às imagens obtidas pelos métodos convencionais / Abstract: In this dissertation we have produced in vitro joint and cartilages images by two especific methods of phase contrast imaging: Diffraction enhanced imaging (DEI) method and Propagation method. The DEI setup was implemented at the XRD2 beamline of the Brazilian National Synchrotron Light Laboratory (LNLS) in Campinas. The propagation method setup was implemented at the X-ray applied Crystallography Laboratory (LCARX) using a microfocus source (5 µm), that was installed inside of an experimental hut shielded with lead. The samples used were test objects and specimens of joints and cartilages provided by the group of Dr. William Dias Belangero of School of Medical Sciences (FCM-UNICAMP). In the Crystallography Laboratory was built an experimental station to perform tomography with a microfocus source. At this station pictures were realized by the conventional method and the propagation method. At the same laboratory was realized a study in order to colaborate the FCM group, using clinical cases of metal implants in prosthetic joints, we studied the regeneration of bone tissue after the injury to fixation of the prosthesis, using in vitro samples of injured legs of rats. Finally, tomographic acquisitions of rat and rabbit knees were performed in the conventional method and propagation method. The images obtained by the propagation method of both test objects and biological samples show that there is a better image quality, with high contrast in the edges and visualization of structures that are not visible on conventional radiographs. The same happens with the tomographic reconstructions, showing details of the anatomy of the sample, facilitating the visualization of soft tissue damage. This technique has the advantage of not requiring any optical instrumentation, only exploring the focal size of the X-ray source and the distance between sample and detector. In the LNLS was used the XRD2 beamline with 10,34 keV of energy to perform diffraction enhanced images using the detector Pilatus. The diffraction enhanced images had higher quality because this system uses an analyzer crystal placed after the sample. This crystal serves as a narrow angular slit which resulted in images with gain in contrast as compared to the conventional images methods / Mestrado / Física / Mestra em Física

Orientador: Carlos Manuel Giles Antunez de Mayolo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-12T20:54:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mardegan_JoseRenatoLinares_M.pdf: 9598511 bytes, checksum: eff03242148c4fb5d74188492a5542d5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resuno: Esta dissertação de mestrado teve por objetivo a realização de imagens pela técnica de imagens por contraste de fase utilizando o método de imagens realçadas por difração (IRD) para analisar amostras histológicas de mama in vitro. Os sistemas para produção das IRD foram desenvolvidos utilizando um gerador convencional no Laboratório de Cristalografia Aplicada e Raios X (LCARX - UNICAMP) e também com radiação síncrotron no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (XRD2 - LNLS). As amostras estudadas foram corpos de provas, um inseto e tecidos de mama com carcinoma lobular invasivo e carcinoma ductal invasivo fornecidas pelo Centro de Atenção Integral a Saúde da Mulher (CAISM - UNICAMP). As imagens foram realizadas pelo método convencional e também pelo método de IRD. As imagens realçadas por difração de corpos de prova, do inseto e dos tecidos com câncer de mama mostraram resolução superior ao comparadas com imagens convencionais principalmente das interfaces entre tecidos em uma amostra, o que resulta em um diagnostico mais preciso do paciente. As imagens obtidas pelo método IRD apresentam contraste, visibilidade e razão-sinal ruído muito superiores quando comparados com as imagens obtidas pela técnica convencional de absorção. A imagem obtida do tecido com carcinoma lobular invasivo apresentou maiores detalhes ao compará-la com a imagem convencional porém não foi possível visualizar precisamente as bordas do tumor. As imagens realçadas por difração têm qualidade superior devido à utilização de um cristal analisador colocado após a amostra. Este cristal funciona como uma estreita fenda angular resultando em imagens com ganho de contraste em relação às imagens pelos métodos convencionais. Utilizando o algoritmo de tratamento das IRD foram obtidas as imagens de Absorção Aparente e Refração ajustando o cristal analisador em diferentes posições da curva de difração e não apenas na posição de meia altura da curva de refletividade. A escolha de diferentes posições da curva mostrou que as imagens de absorção aparente, refração e as imagens obtidas nestes flancos ganham em resolução quando ajustadas para posições distantes do topo. Valores calculados para os parâmetros sinal ruído borda e visibilidade em imagens obtidas em posições distantes do topo chegaram a ser cerca de dez vezes maiores que nas imagens convencionais para as amostras de corpos de prova. Isto ocorre porque o cristal analisador está selecionando diferentes feixes refratados na amostra. / Abstract: In this dissertation we have produced in vitro breast images by a phase contrast imaging technique using the diffraction enhanced imaging (DEI) method. The DEI setup was implemented both at the X-ray applied Crystallography Laboratory (LCARX) using a conventional generator and at the XRD2 beamline of the Brazilian National Synchrotron Light Laboratory (LNLS) in Campinas. Two types of breast cancer were investigated from breast tissues provided by the University Center for Women Health (CAISM-UNICAMP) through collaboration with a professional mastologist: invasive lobular carcinoma and invasive ductal carcinoma. Other images were performed on well characterized test objects and biological samples. The images obtained were compared with images obtained by the conventional absorption contrast method. The diffraction enhanced images of test objects, insect and breast tissues with cancer showed higher resolution as compared with the conventional images mainly from the boundaries of the sample. The tissue with invasive lobular carcinoma had details increased when compared with a conventional image, but it was not possible to clearly visualize the interfaces of the tumour in this case. The diffraction enhanced images had higher quality because this system uses an analyzer crystal placed after the sample. This crystal serves as a narrow angular slit which resulted in images with gain in contrast as compared to the conventional images methods. The DEI algorithm to obtain two new images so called "Apparent Absorption" and "Refraction" images were used to the breast tissue and test objects images taken at symmetrical half intensity sides of the rocking curve. Furthermore, this algorithm was also used to images taken at symmetrical positions of the analyzer further away from the top resulting in images with higher resolution and signal to noise ratio. / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Orientador: Carlos Manuel Giles Antunez de Mayolo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-24T07:15:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vescovi_RafaelFerreiradaCosta_M.pdf: 7268781 bytes, checksum: aad670a87e535324db78cc83c9c2ab07 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nos últimos anos houve um rápido desenvolvimento na área de imagens obtidas utilizando radiação coerente de raios-X, especialmente porque fontes coerentes ou parcialmente coerentes têm se tornado disponíveis. A vantagem de se usar um feixe de raios-X coerente está em evidenciar o contraste criado pela variação da fase do feixe ao atravessar a amostra. Mesmo quando a coerência do feixe não é completa ainda é possível obter informação da fase na interferência da onda que se propaga após ter atravessado da amostra. Esse método é chamado de Contraste de Fase por Propagação e ressalta principalmente a diferença do índice de refração (parte real e imaginária) na interface das estruturas internas da amostra. Este trabalho vai apresentar uma revisão do método e descrever a montagem de uma estação experimental para micro tomografias de raios-X utilizando o método de contraste de fase por propagação. Também é descrito como é feita a sincronização do experimento utilizando o software de controle EPICS e como é feito o tratamento, reconstrução e visualização das imagens tridimensionais. Serão apresentados resultados de radiografias e reconstruções tomográficas obtidas nesta estação experimental, ressaltando as melhoras obtidas pelo uso deste método, como a visualização de estruturas moles das amostras e definição das bordas / Abstract: In the last years, there has been a fast development on coherent x-ray imaging, especially because coherent or partially coherent sources are becoming more available. The advantage in using a coherent x-ray beam relies on the enhancement of contrast created by the change in the beam\'s phase after interacting with the sample. Even when the beam is not completely coherent is still possible to obtain phase information on the interference pattern of the wave propagating from the sample. This method is called Propagation Phase Contrast Image and improve the contrast on the difference of refraction index (real and imaginary part) from the sample interior interfaces. This work will show a study of the method and the assembly of an experimental station for x-ray micro tomography using this method. We also show how the experiment synchronization is done using the control software EPICS and how to treat, reconstruct and visualize the tridimensional images. An experiment results of radiographies and tomographic reconstructions obtained from this experimental station, showing the improvements obtained by the use of the propagation method, like the visualization of soft tissue and interface definition / Mestrado / Física / Mestre em Física