Os métodos de controle de qualidade tradicionais aplicados ao radiodiagnóstico, é a melhor maneira de garantir a boa qualidade das imagens produzidas. No entanto, a investigação de particularidades oriundas do processo de formação de imagens radiológicas requer ferramentas computacionais complementares, em função do número de variáveis envolvidas. Entretanto, os fantomas computacionais baseados em voxels não conseguem representar as variações morfométricas necessárias para a simulação de exames cujo diagnóstico é baseado em imagem. Neste trabalho foi desenvolvido um novo tipo de fantoma computacional, baseado em modelagem 3D, que possui as vantagens apresentadas pelos fantomas computacionais tradicionais sem os problemas encontados nestes. A ferramenta de modelagem utilizada, o Blender, é disponibilizada gratuitamente na internet. A técnica utilizada foi a box modeling, que consiste na deformação de uma primitiva básica, nesse caso um cubo, até que apresente a forma da estrutura que se deseja modelar. Para tanto, foram utilizadas como referencia, imagens obtidas de atlas de anatomia e fotografias de um esqueleto fornecido pela Universidade de Mogi das Cruzes. Foram modelados o sistema ósseo, os órgãos internos e a anatomia externa do corpo humano. A metodologia empregada permitiu a alteração de parâmetros do modelo dentro da ferramenta da modelagem. Essa possibilidade foi mostrada através da variação, dos formatos do intestino e do aumento da quantidade de tecido adiposo da malha referente a pele. A simulação das imagens radiológicas foi realizada a partir de coeficientes de atenuação de massa de materiais, ossos e tecidos e de modelos com diversas características físicas. Essa versatilidade permite prever a influência que as diferenças morfométricas entre os indivíduos provocam nas imagens, propriciando dessa forma, uma ferramenta relevante complementar aos métodos de controle de qualidade tradicionais. / The conventional methods of quality control applied to radio diagnosis are the best way to have assured good quality of the produced images. Due the amount of variables to consider, the study of particular issues of the process of formation of radiological images requires complementary computational tools. However, the computational voxel based phantoms are not suitable to represent the morphometrical variations, intended for test simulations with image based diagnosis. This work developed a new type of computational phantom, based on 3D modelling. It has the same advantages of the conventional ones, without some of their restrictions. The modeling tool employed, Blender, is available on internet for free download. The project uses the technique called box modeling, which consists in the deformation of a primitive form (a cube, in this case) until it presents a similar form to that it is wanted to model. In order to achieve it, some images, obtained from anatomy atlas and a skeleton pictures obtained from University of Mogi das Cruzes, were used as reference. Were built models from skeletal system, internal organs and external human body anatomy. The applied methodology allowed model´s parameter settings on the modelling tool. This option was presented by means of intestine format variation and increase of adipose tissue on the mesh that represents skin. The simulation of radiological images was done by means of x-ray mass attenuation coefficients, bones and tissues and models with diferent physical characteristics. This flexibility allows the analysis and forecasting of the influences that morphometrical differences of individual implies on images, revealing an important tool that complements the conventional quality control tools.

Os métodos de controle de qualidade tradicionais aplicados ao radiodiagnóstico, é a melhor maneira de garantir a boa qualidade das imagens produzidas. No entanto, a investigação de particularidades oriundas do processo de formação de imagens radiológicas requer ferramentas computacionais complementares, em função do número de variáveis envolvidas. Entretanto, os fantomas computacionais baseados em voxels não conseguem representar as variações morfométricas necessárias para a simulação de exames cujo diagnóstico é baseado em imagem. Neste trabalho foi desenvolvido um novo tipo de fantoma computacional, baseado em modelagem 3D, que possui as vantagens apresentadas pelos fantomas computacionais tradicionais sem os problemas encontados nestes. A ferramenta de modelagem utilizada, o Blender, é disponibilizada gratuitamente na internet. A técnica utilizada foi a box modeling, que consiste na deformação de uma primitiva básica, nesse caso um cubo, até que apresente a forma da estrutura que se deseja modelar. Para tanto, foram utilizadas como referencia, imagens obtidas de atlas de anatomia e fotografias de um esqueleto fornecido pela Universidade de Mogi das Cruzes. Foram modelados o sistema ósseo, os órgãos internos e a anatomia externa do corpo humano. A metodologia empregada permitiu a alteração de parâmetros do modelo dentro da ferramenta da modelagem. Essa possibilidade foi mostrada através da variação, dos formatos do intestino e do aumento da quantidade de tecido adiposo da malha referente a pele. A simulação das imagens radiológicas foi realizada a partir de coeficientes de atenuação de massa de materiais, ossos e tecidos e de modelos com diversas características físicas. Essa versatilidade permite prever a influência que as diferenças morfométricas entre os indivíduos provocam nas imagens, propriciando dessa forma, uma ferramenta relevante complementar aos métodos de controle de qualidade tradicionais. / The conventional methods of quality control applied to radio diagnosis are the best way to have assured good quality of the produced images. Due the amount of variables to consider, the study of particular issues of the process of formation of radiological images requires complementary computational tools. However, the computational voxel based phantoms are not suitable to represent the morphometrical variations, intended for test simulations with image based diagnosis. This work developed a new type of computational phantom, based on 3D modelling. It has the same advantages of the conventional ones, without some of their restrictions. The modeling tool employed, Blender, is available on internet for free download. The project uses the technique called box modeling, which consists in the deformation of a primitive form (a cube, in this case) until it presents a similar form to that it is wanted to model. In order to achieve it, some images, obtained from anatomy atlas and a skeleton pictures obtained from University of Mogi das Cruzes, were used as reference. Were built models from skeletal system, internal organs and external human body anatomy. The applied methodology allowed model´s parameter settings on the modelling tool. This option was presented by means of intestine format variation and increase of adipose tissue on the mesh that represents skin. The simulation of radiological images was done by means of x-ray mass attenuation coefficients, bones and tissues and models with diferent physical characteristics. This flexibility allows the analysis and forecasting of the influences that morphometrical differences of individual implies on images, revealing an important tool that complements the conventional quality control tools.

Computational modeling offers better insight into a wide range of bioelectrical and biomechanical problems with improved tools for the design of medical devices and the diagnosis of pathologies. Electromagnetic modeling at low and high frequencies is particularly necessary. Modeling electromagnetic, structural, thermal, and acoustic response of the human body to different internal and external stimuli is limited by the availability of numerically efficient computational human models. This study describes the development to date of a computational full-body human model - Visible Human Project (VHP) - Female Model. Its unique feature is full compatibility both with MATLAB and specialized FEM computational software packages such as ANSYS HFSS/Maxwell 3D. This study also describes progress made to date in using the newly developed tools for segmentation. A visualization tool is implemented within MATLAB and is based on customized version of the constrained 2D Delaunay triangulation method for intersecting objects. This thesis applies a VHP - Female Model to a specific application, transcranial Direct Current Stimulation (tDCS). Transcranial Direct Current Stimulation has been beneficial in the stimulation of cortical activity and treatment of neurological disorders in humans. The placement of electrodes, which is cephalic versus extracephalic montages, is studied for optimal targeting of currents for a given functional area. Given the difficulty of obtaining in vivo measurements of current density, modeling of conventional and alternative electrode montages via the FEM has been utilized to provide insight into the tDCS montage performance. An insight into future work and potential areas of research, such as study of bone quality have been presented too.