Pesquisa quantitativa do tipo exploratório-descritivo, prospectivo, de caráter não experimental. O objetivo consistiu em conhecer as reações adversas imediatas ao contraste iodado intravenoso em pacientes internados, submetidos a tomografia computadorizada num hospital escola, sendo campo do estudo a Unidade de Tomografia do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. A coleta de dados ocorreu através de planilha de registros preenchida pela equipe de enfermagem atuante na Unidade, durante as 24 horas de funcionamento do setor, no período entre outubro e dezembro de 2004, totalizando 351 pacientes observados. Os registros incluíram dados relativos à dinâmica do exame, características da clientela e ocorrência dos eventos em estudo. Para o tratamento dos dados, recorreu-se à estatística descritiva e descritiva, com emprego dos softwares SPSS, EPI INFO e PEPI. Os eventos adversos foram considerados imediatos quando ocorreram até 30 minutos após a injeção do contraste. Durante o período do estudo, todas as reações adversas apresentaram intensidade leve, manifestando-se com freqüência de 12,5% entre os 160 pacientes que receberam contraste iodado iônico e 1,0% entre os 191 pacientes que receberam contraste não iônico (p=0,000). O emprego do meio não iônico mostrou-se eficaz na prevenção de reações adversas ao contraste iodado, mesmo na presença de condições clínicas que aumentam o risco para ocorrência desses eventos. A administração intravenosa do contraste através de bomba injetora aumentou significativamente o percentual de reações adversas, em comparação com a injeção manual (p=0,013). O extravasamento de contraste, considerado um evento adverso local, ocorreu em 2,2% das 317 injeções em veia periférica, e os volumes extravasados oscilaram entre 1 e 15 mililitros, com média equivalente a 4,4 mililitros, não ocasionando complicações em nenhum dos casos. A administração intravenosa de contraste através de cateter plástico ocasionou freqüência significativamente menor de extravasamentos do que o emprego de agulha metálica (p=0,041). Os índices evidenciados no presente estudo encontram-se dentro dos limites que constam na revisão de literatura, apesar das pesquisas internacionais apresentarem diferenças entre si na seleção das amostras ou critérios para definição das reações adversas imediatas. Entre as recomendações, sugere-se que os serviços de tomografia conheçam as próprias taxas de reações adversas ao contraste iodado e as condições em que elas ocorrem, a fim de obter evidências para avaliação dos respectivos processos assistenciais. / Investigación cuantitativa del tipo exploratorio-descriptivo, prospectivo, de carácter no experimental. El objetivo consistía en conocer las reacciones adversas inmediatas al contraste yodado intravenoso en pacientes internados, sometidos a tomografía computarizada en un hospital escuela, siendo el campo de estudio la Unidad de Tomografía del Hospital de Clínicas de Porto Alegre. La recolección de datos ocurrió a través de planilla de registros completada por el equipo de enfermería que actúa en la Unidad, durante las 24 horas de funcionamiento del sector, en el período entre octubre y diciembre de 2004, totalizando 351 pacientes observados. Los registros incluían datos relativos a la dinámica del examen, características de la clientela y ocurrencia de los eventos en estudio. Para el tratamiento de los datos, se utilizó la estadística descriptiva y analítica, con empleo de los softwares SPSS, EPI INFO e PEPI. Los eventos adversos fueron considerados inmediatos cuando tuvieron lugar hasta 30 minutos después de la inyección del contraste. Durante el período del estudio, todas las reacciones adversas presentaron intensidad leve, manifestándose con una frecuencia del 12,5% entre los 160 pacientes que recibieron contraste yodado iónico y del 1,0% entre los 191 pacientes que recibieron contraste no iónico (p=0,000). La utilización del medio no iónico se mostró eficaz en la prevención de reacciones adversas al contraste yodado, aún en la presencia de condiciones clínicas que aumentan el riesgo para ocurrencia de esos eventos. La administración intravenosa del contraste a través de bomba inyectora aumentó significativamente el porcentaje de reacciones adversas, en comparación con la inyección manual (p=0,013). La extravasación del contraste, vena periférica, y los volúmenes extravasados oscilaron entre 1 y 15 mililitros, con promedio equivalente a 4,4 mililitros, no ocasionando complicaciones en ninguno de los casos. La administración intravenosa de contraste a través de catéter plástico ocasionó frecuencia significativamente menor de extravasaciones que el empleo de aguja metálica (p=0,041). Los índices evidenciados en el presente estudio se mantuvieron dentro de los límites que constan en la revisión de literatura, a pesar de que las investigaciones internacionales presentan diferencias entre sí en la selección de las muestras o criterios para definición de las reacciones adversas inmediatas. Entre las recomendaciones, se sugiere que los servicios de tomografía conozcan los propios índices de reacciones adversas al contraste yodado y las condiciones en que ocurren, con la finalidad de obtener evidencias para evaluación de los respectivos procesos asistenciales.

Pesquisa quantitativa do tipo exploratório-descritivo, prospectivo, de caráter não experimental. O objetivo consistiu em conhecer as reações adversas imediatas ao contraste iodado intravenoso em pacientes internados, submetidos a tomografia computadorizada num hospital escola, sendo campo do estudo a Unidade de Tomografia do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. A coleta de dados ocorreu através de planilha de registros preenchida pela equipe de enfermagem atuante na Unidade, durante as 24 horas de funcionamento do setor, no período entre outubro e dezembro de 2004, totalizando 351 pacientes observados. Os registros incluíram dados relativos à dinâmica do exame, características da clientela e ocorrência dos eventos em estudo. Para o tratamento dos dados, recorreu-se à estatística descritiva e descritiva, com emprego dos softwares SPSS, EPI INFO e PEPI. Os eventos adversos foram considerados imediatos quando ocorreram até 30 minutos após a injeção do contraste. Durante o período do estudo, todas as reações adversas apresentaram intensidade leve, manifestando-se com freqüência de 12,5% entre os 160 pacientes que receberam contraste iodado iônico e 1,0% entre os 191 pacientes que receberam contraste não iônico (p=0,000). O emprego do meio não iônico mostrou-se eficaz na prevenção de reações adversas ao contraste iodado, mesmo na presença de condições clínicas que aumentam o risco para ocorrência desses eventos. A administração intravenosa do contraste através de bomba injetora aumentou significativamente o percentual de reações adversas, em comparação com a injeção manual (p=0,013). O extravasamento de contraste, considerado um evento adverso local, ocorreu em 2,2% das 317 injeções em veia periférica, e os volumes extravasados oscilaram entre 1 e 15 mililitros, com média equivalente a 4,4 mililitros, não ocasionando complicações em nenhum dos casos. A administração intravenosa de contraste através de cateter plástico ocasionou freqüência significativamente menor de extravasamentos do que o emprego de agulha metálica (p=0,041). Os índices evidenciados no presente estudo encontram-se dentro dos limites que constam na revisão de literatura, apesar das pesquisas internacionais apresentarem diferenças entre si na seleção das amostras ou critérios para definição das reações adversas imediatas. Entre as recomendações, sugere-se que os serviços de tomografia conheçam as próprias taxas de reações adversas ao contraste iodado e as condições em que elas ocorrem, a fim de obter evidências para avaliação dos respectivos processos assistenciais. / Investigación cuantitativa del tipo exploratorio-descriptivo, prospectivo, de carácter no experimental. El objetivo consistía en conocer las reacciones adversas inmediatas al contraste yodado intravenoso en pacientes internados, sometidos a tomografía computarizada en un hospital escuela, siendo el campo de estudio la Unidad de Tomografía del Hospital de Clínicas de Porto Alegre. La recolección de datos ocurrió a través de planilla de registros completada por el equipo de enfermería que actúa en la Unidad, durante las 24 horas de funcionamiento del sector, en el período entre octubre y diciembre de 2004, totalizando 351 pacientes observados. Los registros incluían datos relativos a la dinámica del examen, características de la clientela y ocurrencia de los eventos en estudio. Para el tratamiento de los datos, se utilizó la estadística descriptiva y analítica, con empleo de los softwares SPSS, EPI INFO e PEPI. Los eventos adversos fueron considerados inmediatos cuando tuvieron lugar hasta 30 minutos después de la inyección del contraste. Durante el período del estudio, todas las reacciones adversas presentaron intensidad leve, manifestándose con una frecuencia del 12,5% entre los 160 pacientes que recibieron contraste yodado iónico y del 1,0% entre los 191 pacientes que recibieron contraste no iónico (p=0,000). La utilización del medio no iónico se mostró eficaz en la prevención de reacciones adversas al contraste yodado, aún en la presencia de condiciones clínicas que aumentan el riesgo para ocurrencia de esos eventos. La administración intravenosa del contraste a través de bomba inyectora aumentó significativamente el porcentaje de reacciones adversas, en comparación con la inyección manual (p=0,013). La extravasación del contraste, vena periférica, y los volúmenes extravasados oscilaron entre 1 y 15 mililitros, con promedio equivalente a 4,4 mililitros, no ocasionando complicaciones en ninguno de los casos. La administración intravenosa de contraste a través de catéter plástico ocasionó frecuencia significativamente menor de extravasaciones que el empleo de aguja metálica (p=0,041). Los índices evidenciados en el presente estudio se mantuvieron dentro de los límites que constan en la revisión de literatura, a pesar de que las investigaciones internacionales presentan diferencias entre sí en la selección de las muestras o criterios para definición de las reacciones adversas inmediatas. Entre las recomendaciones, se sugiere que los servicios de tomografía conozcan los propios índices de reacciones adversas al contraste yodado y las condiciones en que ocurren, con la finalidad de obtener evidencias para evaluación de los respectivos procesos asistenciales.

Pesquisa quantitativa do tipo exploratório-descritivo, prospectivo, de caráter não experimental. O objetivo consistiu em conhecer as reações adversas imediatas ao contraste iodado intravenoso em pacientes internados, submetidos a tomografia computadorizada num hospital escola, sendo campo do estudo a Unidade de Tomografia do Hospital de Clínicas de Porto Alegre. A coleta de dados ocorreu através de planilha de registros preenchida pela equipe de enfermagem atuante na Unidade, durante as 24 horas de funcionamento do setor, no período entre outubro e dezembro de 2004, totalizando 351 pacientes observados. Os registros incluíram dados relativos à dinâmica do exame, características da clientela e ocorrência dos eventos em estudo. Para o tratamento dos dados, recorreu-se à estatística descritiva e descritiva, com emprego dos softwares SPSS, EPI INFO e PEPI. Os eventos adversos foram considerados imediatos quando ocorreram até 30 minutos após a injeção do contraste. Durante o período do estudo, todas as reações adversas apresentaram intensidade leve, manifestando-se com freqüência de 12,5% entre os 160 pacientes que receberam contraste iodado iônico e 1,0% entre os 191 pacientes que receberam contraste não iônico (p=0,000). O emprego do meio não iônico mostrou-se eficaz na prevenção de reações adversas ao contraste iodado, mesmo na presença de condições clínicas que aumentam o risco para ocorrência desses eventos. A administração intravenosa do contraste através de bomba injetora aumentou significativamente o percentual de reações adversas, em comparação com a injeção manual (p=0,013). O extravasamento de contraste, considerado um evento adverso local, ocorreu em 2,2% das 317 injeções em veia periférica, e os volumes extravasados oscilaram entre 1 e 15 mililitros, com média equivalente a 4,4 mililitros, não ocasionando complicações em nenhum dos casos. A administração intravenosa de contraste através de cateter plástico ocasionou freqüência significativamente menor de extravasamentos do que o emprego de agulha metálica (p=0,041). Os índices evidenciados no presente estudo encontram-se dentro dos limites que constam na revisão de literatura, apesar das pesquisas internacionais apresentarem diferenças entre si na seleção das amostras ou critérios para definição das reações adversas imediatas. Entre as recomendações, sugere-se que os serviços de tomografia conheçam as próprias taxas de reações adversas ao contraste iodado e as condições em que elas ocorrem, a fim de obter evidências para avaliação dos respectivos processos assistenciais. / Investigación cuantitativa del tipo exploratorio-descriptivo, prospectivo, de carácter no experimental. El objetivo consistía en conocer las reacciones adversas inmediatas al contraste yodado intravenoso en pacientes internados, sometidos a tomografía computarizada en un hospital escuela, siendo el campo de estudio la Unidad de Tomografía del Hospital de Clínicas de Porto Alegre. La recolección de datos ocurrió a través de planilla de registros completada por el equipo de enfermería que actúa en la Unidad, durante las 24 horas de funcionamiento del sector, en el período entre octubre y diciembre de 2004, totalizando 351 pacientes observados. Los registros incluían datos relativos a la dinámica del examen, características de la clientela y ocurrencia de los eventos en estudio. Para el tratamiento de los datos, se utilizó la estadística descriptiva y analítica, con empleo de los softwares SPSS, EPI INFO e PEPI. Los eventos adversos fueron considerados inmediatos cuando tuvieron lugar hasta 30 minutos después de la inyección del contraste. Durante el período del estudio, todas las reacciones adversas presentaron intensidad leve, manifestándose con una frecuencia del 12,5% entre los 160 pacientes que recibieron contraste yodado iónico y del 1,0% entre los 191 pacientes que recibieron contraste no iónico (p=0,000). La utilización del medio no iónico se mostró eficaz en la prevención de reacciones adversas al contraste yodado, aún en la presencia de condiciones clínicas que aumentan el riesgo para ocurrencia de esos eventos. La administración intravenosa del contraste a través de bomba inyectora aumentó significativamente el porcentaje de reacciones adversas, en comparación con la inyección manual (p=0,013). La extravasación del contraste, vena periférica, y los volúmenes extravasados oscilaron entre 1 y 15 mililitros, con promedio equivalente a 4,4 mililitros, no ocasionando complicaciones en ninguno de los casos. La administración intravenosa de contraste a través de catéter plástico ocasionó frecuencia significativamente menor de extravasaciones que el empleo de aguja metálica (p=0,041). Los índices evidenciados en el presente estudio se mantuvieron dentro de los límites que constan en la revisión de literatura, a pesar de que las investigaciones internacionales presentan diferencias entre sí en la selección de las muestras o criterios para definición de las reacciones adversas inmediatas. Entre las recomendaciones, se sugiere que los servicios de tomografía conozcan los propios índices de reacciones adversas al contraste yodado y las condiciones en que ocurren, con la finalidad de obtener evidencias para evaluación de los respectivos procesos asistenciales.

La reabsorción radicular es el proceso de eliminación de cemento y / o dentina a través de la actividad fisiológica o patológica. La reabsorción radicular patológica puede ocurrir en asociación con varias afecciones como el trauma, reimplantación, terapia de ortodoncia, erupción tardía e irregular de dientes o tumores y quistes en expansión. La reabsorción radicular localizada en un diente asociado a una lesión apical crónica de origen inflamatorio pos-trauma, podría ocasionar un ápice abierto. Es importante establecer un correcto diagnóstico, plan de tratamiento y controles para estos casos. El tratamiento indicado para un diente con ápice abierto, lesión apical crónica de origen inflamatorio pos-trauma, es realizar un tope apical para evitar la extrusión de las soluciones de irrigantes y los materiales de relleno hacia la zona periapical. En la actualidad el uso de los cementos biocerámicos es recomendado para realizar topes apicales mostrando excelentes resultados en biocompatibilidad y micro-dureza; existiendo diferentes cementos biocerámicos para conseguir tal propósito. El objetivo de este reporte de caso es presentar el manejo clínico de una reabsorción con ápice abierto realizando un tope apical con el cemento biocerámico NeoMta ™ Plus ®. / Root resorption is the process of separating cement and / or dentin through physiological or pathological activity. Pathological root resorption can result in association with various conditions such as trauma, reimplantation, orthodontic therapy, late and irregular eruption of teeth, or expanding tumors and cysts. Localized root resorption in a tooth associated with a chronic apical lesion of inflammatory origin after trauma, could cause an open apex. It is important to establish a correct diagnosis, treatment plan and controls for these cases. The treatment indicated for a tooth with an open apex, chronic apical lesion of inflammatory origin after trauma, an apical stop is made to avoid the extrusion of irrigant solutions and filling materials into the periapical area. Currently, the use of bioceramic cements is recommended to make apical stops showing excellent results in biocompatibility and micro-hardness; there are different bioceramic cements to achieve this purpose. The objective of this case report is to present the clinical management of an open apex resorption by executing an apical stop with the NeoMta ™ Plus ® bioceramic cement. / Trabajo académico

Tesis por compendio / [ES] La prueba médica de Tomografía Computarizada (TC) es esencial actualmente en la práctica clínica para el diagnóstico y seguimiento de múltiples enfermedades y lesiones, siendo una de las pruebas de imagen médica más importante por la gran cantidad de información que es capaz de aportar. Sin embargo, a diferencia de otros métodos de diagnóstico por imagen que son inocuos, la prueba de TC utiliza rayos X, que son ionizantes, por lo que suponen un riesgo para los pacientes. Es por ello que es necesario desarrollar métodos que permitan reducir la dosis de radiación a la que se expone a los pacientes que se realizan un estudio, sin comprometer la calidad de imagen puesto que sino se estaría sometiendo a un riesgo a estas personas sin que un diagnóstico de calidad esté garantizado. Durante el desarrollo de esta tesis se han investigado métodos de reconstrucción de imagen TC que se basan en reducir el número de proyecciones usadas, con el objetivo de reducir el tiempo de exposición a los rayos X. Esta estrategia de reducción de dosis está en fase de investigación, a diferencia de otras que están implantadas en la práctica clínica y ya han sido desarrolladas por los propios fabricantes de los escáneres. Por tanto, nos hemos centrado en los llamados métodos algebraicos de reconstrucción, que son los más apropiados para este tipo de adquisición de proyecciones puesto que son capaces de trabajar con menos información que los métodos clásicos conservando una buena calidad de imagen. En concreto, se ha estudiado a fondo el comportamiento del método LSQR para la resolución de este problema, combinado con una técnica de filtrado llamada Soft Thresholding Filter y una técnica de aceleración llamada FISTA. Además, se ha introducido el filtro de imagen Bilateral que es capaz de mejorar la calidad de las imágenes cuando se combina con los métodos anteriores. El estudio multiparamétrico realizado se ha llevado a cabo en un entorno de computación distribuida Grid, para analizar cómo los distintos parámetros que intervienen en el proceso de reconstrucción pueden influir sobre la imagen resultado. Dicho estudio se ha diseñado para hacer uso de la potencia de cómputo de la plataforma distribuida aunque el software que se necesita no esté disponible. La instalación de dicho software se puede realizar en el tiempo de ejecución de los trabajos, o en se puede empaquetar en una imagen que estará instalada en un contenedor Docker, lo que es una opción muy interesante para sistemas donde no tengamos privilegios. El esquema seguido para la creación y lanzamiento de los trabajos es fácilmente reproducible. Por otra parte, se han planteado dos métodos algebraicos directos para la reconstrucción de TC basados en la factorización de la matriz que modela el sistema. El primero es el método SVD, que se ha probado mediante la librería SLEPc, obteniendo mayores tasas de uso de memoria principal, por lo que ha sido descartado en favor del método QR. La primera aproximación a la resolución se ha hecho mediante la librería SuiteSparseQR, desarrollando después un método propio siguiendo la técnica Out-Of-Core que permite almacenar las matrices en el propio disco duro en lugar de cargarlas en memoria, por lo que el tamaño del problema puede aumentar sin que el coste del hardware sea muy alto. Dicho método obtiene reconstrucciones de alta calidad cuando el rango de la matriz factorizada es completo. En los resultados se muestra como para una resolución alta, garantizar el rango completo todavía supone una reducción del número de proyecciones con respecto a métodos tradicionales. Por tanto, en esta tesis se ha llevado a cabo la investigación y el posterior desarrollo mediante librerías y técnicas de computación de Altas Prestaciones de varios métodos algebraicos de reconstrucción de TC basados en la reducción de proyecciones que permiten mantener una buena calidad de imagen. Dichos métodos han sido optimizados para lograr los menores tiempos de reconstrucción posibles, con el fin de hacerlos competitivos y que algún día puedan ser instaurados en la práctica clínica. / [CA] Actualment, la prova mèdica de tomografia computeritzada (TC) és essencial en la pràctica clínica per al diagnòstic i el seguiment de múltiples malalties i lesions, sent una de les proves d'imatge mèdica més importants a causa de la gran quantitat d'informació que és capaç d'oferir. Tanmateix, a diferència d'altres mètodes d'imatge médica, la prova CT utilitza raigs X, que són ionitzants i suposen un risc per als pacients. Per això, és necessari desenvolupar mètodes que permetin reduir la dosi de radiació a la qual estan exposats els pacients sotmesos a un estudi, sense comprometre la qualitat de la imatge, ja que en cas contrari estarien sotmetent a aquestes persones a un risc sense que es garantís l'avantatge d'un diagnòstic d'alta qualitat. Durant el desenvolupament d'aquesta tesi, s'han investigat diversos mètodes de reconstrucció d'imatges CT basats en la reducció del nombre de projeccions utilitzades, amb l'objectiu de reduir el temps d'exposició als raigs X. Aquesta estratègia de reducció de dosis es troba en fase investigació, a diferència d'altres que s'implementen a la pràctica clínica i que ja han estat desenvolupades pels propis fabricants d'escàners. Per tant, ens hem centrat en els anomenats mètodes de reconstrucció algebraica, que són els més adequats per a aquest tipus d'adquisició de projecció, ja que són capaços de treballar amb menys informació que els mètodes clàssics mantenint una bona qualitat d'imatge. Concretament, s'ha estudiat a fons el comportament del mètode LSQR per resoldre aquest problema, combinat amb una tècnica de filtratge anomenada Soft Thresholding Filter i una tècnica d'acceleració anomenada FISTA. A més, s'ha introduït un filtre d'imatges anomenat filtre bilateral, que és capaç de millorar la qualitat de les imatges quan es combina amb els mètodes anteriors. L'estudi multiparamètric de LSQR es va dur a terme en un entorn informàtic distribuït Grid, per analitzar com els diferents paràmetres implicats en el procés de reconstrucció poden influir en la imatge resultant. Aquest estudi ha estat dissenyat per fer ús de la potència de càlcul de la plataforma distribuïda encara que el programari requerit no estigui disponible. La instal·lació d'aquest programari es pot fer en el moment d'executar els treballs o es pot empaquetar en una imatge que s'instal·larà en un contenidor Docker, que és una opció molt interessant per a sistemes on no tenim privilegis. L'esquema seguit per a la creació i el llançament dels treballs es pot reproduir fàcilment per a estudis multiparamètrics d'aquest tipus. D'altra banda, s'han proposat dos mètodes algebraics directes per a la reconstrucció CT basats en la factorització de la matriu que modela el sistema. El primer és el mètode SVD, que s'ha provat mitjançant la biblioteca SLEPc, obtenint taxes d'ús més alt de memòria principal, motiu pel qual s'ha descartat a favor del mètode QR. La primera aproximació a la resolució s'ha fet a través de la biblioteca SuiteSparseQR, desenvolupant posteriorment la nostra pròpia implementació mitjançant la tècnica Out-Of-Core que permet emmagatzemar les matrius al disc dur en lloc de carregar-les a la memòria, de manera que la mida de el problema pot augmentar sense que el cost del maquinari sigui molt alt. Aquest mètode obté reconstruccions d'alta qualitat quan el rang de la matriu factoritzada és complet. En els resultats es demostra que per a una alta resolució, garantir el rang complet encara significa una reducció del nombre de projeccions en comparació amb els mètodes tradicionals. Per tant, en aquesta tesi s'ha dut a terme la investigació i el desenvolupament posterior de diversos mètodes de reconstrucció algebraica de CT mitjançant biblioteques i tècniques de computació d'altes prestacions. Aquests mètodes basats en la reducció de projeccions, que permeten mantenir una bona qualitat d’imatge, s’han optimitzat per aconseguir els temps de reconstrucció més breus possibles, per tal de fer-los competitius perquè algun dia puguin implementarse a la pràctica clínica. / [EN] The Computerized Tomography (CT) medical test is currently essential in clinical practice for the diagnosis and monitoring of multiple diseases and injuries, being one of the most important medical imaging tests due to the large amount of information it is capable of providing. However, unlike other safe imaging methods, the CT test uses X-rays, which are ionizing, posing a risk to patients. That is why it is necessary to develop methods that allow reducing the radiation dose to which patients undergoing a study are exposed, without compromising image quality since otherwise they would be subjecting these people to a risk without the benefit of a high-quality diagnosis being guaranteed. During the development of this thesis, several CT image reconstruction methods that are based on reducing the number of projections used have been investigated, with the aim of reducing the time of exposure to X-rays. This dose reduction strategy is in research phase, unlike others that are implemented in clinical practice and have already been developed by the scanner manufacturers themselves. Therefore, we have focused on the algebraic reconstruction methods, which are the most appropriate for this type of projection acquisition since they are capable of working with less information than the classical methods while maintaining good image quality. Specifically, the behavior of the LSQR method to solve this problem has been thoroughly studied, combined with a filtering technique called Soft Thresholding Filter and an acceleration technique called FISTA. In addition, the so-called Bilateral filter has been introduced, which is capable of improving the quality of images when combined with the above methods. The multiparametric LSQR study was carried out in a Grid distributed computing environment, to analyze how the different parameters involved in the reconstruction process can influence the resulting image. This study has been designed to make use of the computing power of the distributed platform even if the software required is not available. The installation of said software can be done at the time of execution of the jobs, or it can be packaged in an image that will be installed in a Docker container, which is a very interesting option for systems where we do not have privileges. The scheme followed for the creation and launch of the jobs is easily reproducible for multiparametric studies of this type. On the other hand, two direct algebraic methods have been proposed for CT reconstruction based on the factorization of the matrix that models the system. The first is the SVD method, which has been tested using the SLEPc library, obtaining higher rates of main memory usage, which is why it has been discarded in favor of the QR method. The first approximation to the resolution has been made through the SuiteSparseQR library, later developing our own implementation using the Out-Of-Core technique that allows the matrices to be stored on the hard drive itself instead of loading them in memory, so the size of the problem can increase without the cost of the hardware being very high. This method obtains high-quality reconstructions when the rank of the factored matrix is complete. In the results it is shown that for a high resolution, guaranteeing the full rank still means a reduction in the number of projections compared to traditional methods. Therefore, in this thesis, research and subsequent development of several algebraic CT reconstruction methods has been carried out using libraries and High Performance Computing techniques. These methods based on the reduction of projections, which allows maintaining good image quality, and have been optimized to achieve the shortest possible reconstruction times, in order to make them competitive so that one day they can be implemented in clinical practice. / This research has been supported by Universitat Politècnica de València and partially funded by TIN2015-66972-C5-4-R, ENE2014-59442-P-AR and TIN2013-44390-R projects of the "Ministerio de Economía y Competitividad" of Spain, as well as the Spanish ”Generalitat Valenciana” PROMETEOII/2014/008, PROMETEO/2018/035 projects and ACIF/2017/075 predoctoral grant. This work has also been co-financed by FEDER and FSE funds, and the “Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities” under Grant RTI2018-098156-B-C54 / Chillarón Pérez, M. (2021). Análisis y desarrollo de algoritmos de altas prestaciones para reconstrucción de imagen médica TAC 3D basados en la reducción de dosis [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/180116 / Compendio

[ES] Desde su creación en la década de 1950, las imágenes tomográficas han resultado muy valiosas en el ámbito médico ayudando tanto en el diagnóstico como en el tratamiento de múltiples enfermedades. Dentro de la imagen molecular, los escáneres PET (Tomografía por Emisión de Positrones) generan información detallada de la interacción de los radio-trazadores con el tejido de estudio, pudiendo combinar dicha información con imagen anatómica de escáneres TC (Tomografía Computarizada) o RM (Resonancia Magnética). Con el fin de aumentar las prestaciones de estos equipos, como la sensibilidad y la resolución espacial, los PET de cuerpo completo recientemente aumentan su cobertura axial. Sin embargo, el precio de estos dispositivos se multiplica, dificultando su compra en muchos hospitales y centros de investigación. Como alternativa, los escáneres PET específicos de órganos manejan un menor número de detectores haciéndolos más económicos. El objetivo de este tipo de escáneres es mejorar el rendimiento de los dispositivos acercando los detectores al paciente lo máximo posible, optimizando su diseño para un órgano en específico. Otra ventaja es la posible portabilidad de los aparatos. En esta tesis introducimos dos posibles diseños de PET específicos orientados a distintos órganos y con diferente tecnología y geometría y además un escáner preclínico con una geometría novedosa. El primer escáner fue construido de un proyecto nacional llamado PROSPET, fue diseñado y optimizado para hacer imagen de la próstata, debido a la conocida elevada tasa de cáncer de próstata en hombres. El 17% de la población masculina sufrirá cáncer de próstata. El detector escogido para este diseño está compuesto por cristales centelladores monolíticos acoplados a una matriz de fotomultiplicadores de silicio. Inicialmente se pensó en crear un escáner compuesto por dos palas. Sin embargo, los resultados con pacientes no fueron satisfactorios debido a la falta de información angular y la ausencia de información temporal precisa en los detectores. Por tanto, se construyó una configuración de anillo con un diámetro reducido en comparación con escáneres de cuerpo completo. Se apreció un aumento en la sensibilidad y la resolución espacial, así como una buena calidad de imagen utilizando fantomas. El segundo escáner, llamado proyecto CardioPET, está orientado a visualizar el corazón cuando el paciente está sometido a condiciones de estrés farmacológico. Para este dispositivo se utilizó el diseño de dos palas, pero usando cristales pixelados, mejorando la resolución temporal, permitiendo implantar algoritmos de tiempo de vuelo. Se han montado y testeado dos palas tanto con simulaciones como experimentalmente con buenas prestaciones. Además, se procedió a registrar el movimiento de las fuentes de radiación con el fin de aplicar correcciones de movimiento con la ayuda de una cámara externa y unos marcadores ARUCO. Los algoritmos de corrección de movimiento fueron testeados, demostrando un buen funcionamiento. El último dispositivo fue diseñado para optimizar la configuración PET de anillo lo máximo posible. Para ello, se eliminaron los espaciados entre detectores en un escáner pequeño de animales, creando un único detector centellador de forma cilíndrica. Con esto se busca aumentar la sensibilidad, pues ya no se pierden interacciones en los huecos, y también la resolución espacial. Dos prototipos fueron testeados con simulaciones, y validados experimentalmente. El primero con caras de salida planas y el segundo totalmente cilíndrico. En ambos diseños se observaron efectos debidos a la curvatura del detector que necesariamente han de ser compensados con una calibración. / [CA] Des de la seua creació en la dècada de 1950, les imatges tomogràfiques hi han resultat molt valuoses en àmbit mèdic ajudant tant en el diagnòstic com en el tractament de moltes malalties. Dins de la imatge molecular, els escàners PET (Tomografia per Emissió de Positrons) generen informació detallada de la interacció dels traçadors amb el teixit del pacient, podent combinar aquesta informació amb imatge anatòmica d'escàners TC (Tomografia Axial Automatitzada) o RM (Ressonancia Magnètica). Amb el fi d'augmentar les prestacions d’aquests equips, els PET de cos complet augmenten la seua cobertura axial, multiplicant el preu dels dispositius i dificultant la seua compra en hospitals i centres d’investigació. Com a alternativa, els escàners PET específics d'òrgans utilitzen un menor nombre de detectors resultant així un preu més econòmic. Un altre avantatge és la possible portabilitat dels aparells. En aquesta tesi abordem tres possibles dissenys de PET específics orientats a diferents òrgans i amb diferent tecnologia i geometria. El primer de tots, un projecte nacional denominat PROSPET, ha sigut dissenyat i optimitzat per a fer imatge de la pròstata, ja que és molt coneguda l'elevada taxa de càncer de pròstata en homes. El 17% de población masculina patirà càncer de pròstata. El detector escollit per a aquest disseny està format per cristals centellejadors monolítics acoblats a una matriu de fotomultiplicadors de silici. De primeres es va pensar a crear un escàner compost per dues pales, ja que permetria disposar els detectors molt a prop del pacient. El resultat no va ser molt satisfactori a causa de la falta d'informació angular i l'absència d'informació temporal precisa. Per tant, l'última iteració va consistir en una configuració d'anell amb un diàmetre reduït en comparació amb els escàners de cos complet. Es va observar una millora en la sensibilitat i la resolució espacial, així com una qualitat d'imatge acceptable. El segon dispositiu va ser dissenyat per a optimitzar la configuració d'anell el màxim possible. Per això es van llevar els espaiats entre detectors, creant un únic detector de forma cilíndrica. Amb aquest disseny es busca augmentar la sensibilitat, ja que no es perden interaccions en els espaiats, i també la resolució espacial. Dos prototips van ser testejats amb simulacions i validats experimentalment. El primer amb cares d'eixida planars i el segon totalment cilíndric. En els dos dissenys es va observar efectes deguts a la curvatura del detector que necessàriament ha de ser compensat amb una calibració. L’últim escàner, denominat projecte CardioPET, està orientat a visualitzar el cor durant el pacient quan és sotmés a condicions d'estrés farmacologic. escàner, denominat projecte CardioPET, està orientat a visualitzar el cor durant el pacient quan és sotmés a condicions d'estrés. Es va recuperar el disseny de les pales per aquest dispositiu, però utilitzant cristals pixelats, millorant la resolució temporal. Dues pales van ser muntades i testejades tant amb simulacions com experimentalment amb bones prestacions. A més, es va registrar el moviment de les fonts de radiació amb la fi d'aplicar correcció de moviment amb l'ajuda d'una càmera externa i uns marcadors ARUCO. Els algoritmes de correcció de moviment també van ser testejats, demostrant un bon funcionament. L'últim dispositiu va ser dissenyat per a optimitzar la configuració d'anell el màxim possible. Per això es van llevar els espaiats entre detectors, creant un únic detector de forma cilíndrica. Amb aquest disseny es busca augmentar la sensibilitat, ja que no es perden interaccions en els espaiats, i també la resolució espacial. Dos prototips van ser testejats amb simulacions i validats experimentalment. El primer amb cares d'eixida planars i el segon totalment cilíndric. En els dos dissenys es va observar efectes deguts a la curvatura del detector que necessàriament ha de ser compensat amb una calibració. / [EN] Since their introduction in the 1950-decade, tomographic images have become very valuable in the medical field helping both in diagnostics and in a variety of illnesses treatment. In the molecular imaging field, Positron Emission Tomography (PET) provides accurate information of the radio-tracers interactions with the patient tissue. Moreover, it is possible to combine this information with anatomical images provided by CT (Computed Tomography) or MR (Magnetic Resonance) scanners. With the aim to improve PET systems performance, such as the spatial resolution and the sensitivity, whole body (WB) PET scanners with large axial coverage are recently proposed. However, the system cost increases and, thus, makes difficult their installation in many hospitals or research centers. Organ-dedicated PET scanners, as an alternative to such large systems, use a lower number of detectors, so their price is considerably more economical. The goal of this kind of systems is to boost PET performance by placing the detectors as close as possible to the patient, optimizing the design for a specific organ instead of a large volume. Other advantage of these scanners is their portability. In this thesis we have worked in the design and validation of two organ-dedicated PET scanners with different geometries and technologies, as well as in a novel pre-clinical PET. The first scanner was the result from a national project called PROSPET. A PET system was designed and optimized to image the prostate area. Notice there is a high incidence rate of prostate cancer in the male population. 17% of male population will suffer prostate cancer. For this scanner, the detector modules were composed by a monolithic LYSO scintillation block coupled to a photosensor array based on silicon photomultipliers (SiPM). The first design configuration was made by two panels. However, patient results were not satisfactory due to the lack of angular information and the poor detector time resolution. Therefore, it was rebuilt in a ring configuration with a reduced diameter in comparison with WB-PET scanners. A high sensitivity and spatial resolution were found, as well as a good image quality using phantoms. The second PET scanner, called CardioPET, also arose from a national grant, and it was implemented to visualize the heart area when the patient is under stress condition. The two panels geometry was also implemented for this system, but using pixelated crystals, therefore improving the detector time resolution and allowing to use time of flight (TOF) reconstruction algorithms. Two panels were mounted and tested with both simulation and experimental data with good results. Furthermore, the patient motion was registered applying movement correction techniques with the help of an external optical camera device and ARUCO markers. These algorithms were tested showing a good performance. The last device that we worked within this PhD thesis was designed to optimize the classical ring PET configuration as much as possible. To do so, the gaps between the detector modules in a small animal PET were eliminated by building a single detector with a cylindrical scintillator shape. The goal is to improve the sensitivity, given that there are no event losses in the gaps and to also boost the spatial resolution since there are not edges. Two prototypes were tested with simulations, and experimentally validated as well. The first of them was built with planar outer faces whereas the second was fully cylindrical. In both designs some effects originated from the detector curvature were observed and successfully corrected during the calibration. / This thesis was supported by a FPI grant under 2017-08582 reference in the PhD program: “Programa de Doctorado en Tecnologías para la Salud y el Bienestar” belonging to the Polytechnic University of Valencia. The grant was supported by the “Consejo Superior de Investigaciones Científicas” together with the “Agencia Estatal de Investigación” and the “Fondo Social Europeo”. / Cañizares Ledo, G. (2022). Characterization of Dedicated PET Equipment with Non-Conventional Geometry [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/184977