Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2015-05-22T12:26:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DEFESA_ManuelaOhanaMonteiroCabral_2015.pdf: 4212699 bytes, checksum: 0565846d62acd4775d2f7fbd325c2f1c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-22T12:26:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DEFESA_ManuelaOhanaMonteiroCabral_2015.pdf: 4212699 bytes, checksum: 0565846d62acd4775d2f7fbd325c2f1c (MD5) Previous issue date: 2015-02-24 / Devido à radiossensibilidade embrionária/fetal, a estimativa precisa da distribuição da dose absorvida na região abdominal é um problema adicional causado pela exposição de gestantes às radiações ionizantes em aplicações médicas. Modelos Computacionais de Exposição (MCEs) são utilizados para estimar a distribuição da dose absorvida em indivíduos expostos às radiações ionizantes, por meio de simulações Monte Carlo (MC). Para a caracterização de um MCE com resultados dosimétricos satisfatórios, o Grupo de Dosimetria Numérica (GDN) tem utilizado, fundamentalmente, fantomas de voxels acoplados a códigos MC bem referenciados, além de simuladores de fontes emissoras de fótons. Nestes MCEs, os fantomas foram predominantemente construídos a partir de pilhas de imagens de ressonância magnética ou tomografia computadorizada (obtidas da varredura de pacientes reais), ou a partir de técnicas de modelagem 3D. O fantoma apresentado neste trabalho partiu de dados primários virtuais. Para tanto, foram adquiridos objetos 3D em diversos formatos (*.obj, *.fbx, etc.) para representação anatômica de uma adulta não grávida. Para a construção da representação fetal foi utilizada a técnica Poly Modeling (modelagem poligonal) na versão 2015 do programa Autodesk 3ds Max. O fantoma nomeado MARIA (Modelo Antropomórfico para dosimetria das Radiações Ionizantes em Adultas) foi voxelizado, utilizando o software Digital Image Processing (DIP), e acoplado ao código MC EGSnrc. Para completar o MCE apresentado neste trabalho, foram utilizados algoritmos de fontes para radiodiagnóstico, já desenvolvidos pelo GDN, para simular os exames mais frequentes em gestantes. Os resultados dosimétricos foram comparados com similares obtidos com o software CALDose_X.

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:14:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8465_1.pdf: 3125970 bytes, checksum: 11f3471380cf5a868017f997139c6ce2 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Para o propósito de evitar os efeitos deletérios determinísticos e minimizar a ocorrência dos efeitos estocásticos, em pessoas expostas à radiação ionizante, se faz necessário conhecer as doses equivalentes ou absorvidas em órgãos e tecidos radiosensíveis do corpo humano. Entretanto, estes valores não podem ser medidos diretamente no indivíduo exposto e, por esta razão, são usados fantomas humanos, que são representações físicas ou computacionais, utilizados para determinar coeficientes de conversão entre a dose absorvida nos órgãos e tecidos e grandezas mensuráveis. O procedimento de uso dos fantomas físicos é sabido ser caro e demanda muito tempo, devido a um laborioso procedimento experimental e restrições de segurança. Com o advento dos métodos de simulação Monte Carlo e o surgimento dos computadores, tornou-se gradualmente possível estimar doses absorvidas em órgãos e tecidos em fantomas computacionais. Cada fantoma computacional define não somente as características exteriores do corpo humano, mas inclui detalhes sobre órgãos internos tais como seus volumes e formas. Quando são usadas informações sobre densidade e composição elementar dos tecidos, um fantoma computacional pode ser acoplado a um código de transporte de radiação Monte Carlo para simular interações teciduais e deposição de energia no corpo humano por diversos tipos de radiação. Embora a fonte da radiação tenha que ser matematicamente modelada, o procedimento computacional é, em geral, muito vantajoso em termos da sua versatilidade, eficiência, precisão e segurança. A mais recente geração de fantomas computacionais recebeu a denominação de fantomas mesh. Para sua construção não são essenciais imagens de tomografia computadorizada ou de ressonância magnética e sim a descrição anatômica detalhada das estruturas de interesse. Estes fantomas permitem representar o indivíduo em diferentes posturas e em diferentes estágios do desenvolvimento do corpo humano, e ainda evitam implicações éticas provocadas pelas técnicas de obtenção das imagens dos indivíduos. Neste trabalho são apresentados dois casais de fantomas mesh referenciais, para crianças com 5 anos e 10 anos de idade. Eles foram construídos utilizando-se ferramentas computacionais usadas pela comunidade de computação gráfica, para a criação de filmes de animação. Os parâmetros adotados para as massas dos diferentes órgãos e tecidos foram os recomendados pela publicação 89 da Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP), para estudos populacionais. Os volumes destes órgãos e tecidos foram calculados utilizando-se densidades fornecidas pela Comissão Internacional de Unidades e Medidas Radiológicas (ICRU). Quanto à disposição dos diferentes órgãos e tecidos, foram consultadas descrições da anatomia humana. As versões voxelizadas dos fantomas foram conectadas ao código Monte Carlo EGSnrc. As aplicações dosimétricas apresentadas mostram exemplos de que doses absorvidas para órgãos e tecidos, estimadas com estes fantomas infantis, são razoáveis e comparáveis com dados correspondentes obtidos em outros fantomas

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-03-03T14:06:42Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Marcelo Severo Alves.pdf: 9562145 bytes, checksum: 1265a897d4ccbb05cc57588d6306c571 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-03T14:06:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Marcelo Severo Alves.pdf: 9562145 bytes, checksum: 1265a897d4ccbb05cc57588d6306c571 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013 / Neste trabalho é apresentado um sistema computacional para edição de objetos 3D usados para modelagem de fantomas de malhas poligonais a serem acoplados a um Modelo Computacional de Exposição (MCE). Um MCE é composto por um fantoma computacional antropomórfico, um código Monte Carlo (MC) e um algoritmo simulador de uma fonte radioativa. O sistema computacional é composto, fundamentalmente, por aplicativos de código livres para edição dos objetos 3D, execução do MCE do tipo fantoma de voxel/EGSnrc e conversão entre imagens baseadas em voxels para malhas, e vice-versa, além de análise gráfica. O fantoma de voxel base utilizado foi o MASH3, do Departamento de Energia Nuclear da Universidade Federal de Pernambuco (DEN-UFPE), e os objetos 3D são propriedades do Grupo de Pesquisa em Dosimetria Numérica do Recife/PE (GDN). Ao MCE MASH3/EGSnrc foi acoplado um algoritmo representativo de uma fonte de 192Ir para simular um tratamento de braquiterapia de um câncer na porção média do esôfago. Para visualizar os objetos 3D e analisar os dados simulados foi desenvolvido o M3dDose, um aplicativo escrito na linguagem C# utilizando-se da tecnologia Windows Presentation Foundation (WPF), por meio do ambiente de desenvolvimento integrado Microsoft Visual Studio 2010. Para ilustrar as habilidades implementadas no M3dDose, é exibido um tumor no fantoma de malhas vetoriais e o resultado obtido por meio das avaliações dosimétricas realizadas no fantoma de voxels, além do mapeamento da dose na região tumoral, aqui referenciado como Mapa de dose Digital (MdD). Desta forma, utilizando-se de um aplicativo próprio desenvolvido para esta finalidade, o M3dDose, associado a alguns softwares livres como o Binvox, Blender, Fiji, Viewvox, EGSnrc e o DIP, propriedade do GDN, compôs-se um sistema computacional para edição e análise de resultados dosimétricos, em computadores equipados com o sistema operacional Windows.

Durante um procedimento cirúrgico cerebral existe o deslocamento das estruturas que é um problema tipicamente não-rígido e não-linear. A ultrassonografia intra-operatória é utilizada como guia cirúrgico e pode ser utilizada para correção das imagens pré- operatórias através do corregistro rígido entre estas e um sistema de rastreio. Isto torna possível a visualização do deslocamento das estruturas devida a remoção de parte delas durante o ato cirúrgico. O objetivo deste trabalho é um estudo do corregistro livre não-rígido a partir de um modelo in vitro experimental que simule uma situação cirúrgica de retirada de uma inclusão líquida, de forma controlada, para medir os deslocamentos das estruturas próximas, utilizando imagens de ultrassom. Alguns fantomas que simulam o tecido humano nas imagens de ultrassom, feitos de gelatina e parafina, foram escolhidos como modelo. Para realizar o corregistro foi escolhida a transformação geométrica por splines simples (B-Splines), o otimizador Limited- memory BroydenFletcherGoldfarbShanno (LBFGS) e a métrica de similaridade soma do quadrado das diferenças (SQD) e, utilizada a biblioteca Insight Segmentation and Registration Toolkit (ITK), assim como o estudo dos parâmetros adequados para a nossa tarefa. Foi demonstrado para as condições envolvidas que para as imagens em modo B as deformações até 5% e mapas de RF até 9%, sem nenhuma otimização dos parâmetros do corregistro, é factível sem uso excessivo de tempo computacional. Foi analisada a influência da grade em relação a dois tipos diferentes de deformação, ambas com valor de 2%. O tamanho da grade, levando em consideração o erro e o tempo, foram a 5x11 para as imagens em Modo B e 11x17 para os mapas de RF, independentemente do tipo de deformação. Os parâmetros do otimizador (Default Step Length, Gradient Convergence Tolerance e Line Search Accuraccy) também foram avaliados e os valores obtidos foram 1,6; 0,03 e 0,8 para as imagens modo B e 1,2; 0,05 e 1,0 para os mapas de RF. No entanto ao comparamos, utilizando os parâmetros propostos obtidos, os campos de deslocamentos esperados com os gerados pelo modo B e pelos mapas RF, foi demonstrado que os mapas de RF fornecem valores abaixo do esperado e que as imagens em modo B retratam mais fielmente os deslocamentos e isto se deve a escolha do conjunto de valores testados para o otimizador. Foram aplicados estes parâmetros em dois fantomas de parafina- gel e em dois de gelatina. Nos três primeiros fantomas foi retirada um inclusão líquida em várias etapas. Os deslocamentos das estruturas vizinhas foram avaliados durante as etapas de remoção para demonstrar os campos de sução e de torção. No último fantoma, que simula morfologicamente um cérebro humano, foram retiradas, em várias etapas, regiões sólidas, simulando a retirada de tecido e foram calculados os deslocamentos e demonstrados os campos provenientes deste tipo de intervenção. Os trabalhos futuros se concentrarão em utilizar os volumes para medir os movimentos das estruturas e em novos parâmetros do otimizador para os mapas de RF. / During a brain surgery there is the displacement of the structures that is a typical non- rigid and non-linear problem. Intraoperative ultrasound is used as a surgical guide and can be used for spatial correction of preoperative images through the rigid registration between these and a track system. This makes it possible to visualize the displacement of structures due to removal of some piece of them during surgery. This work is a study of the non-rigid free-from registration using an experimental in vitro model to simulate a surgical situation withdrawal of a fluid inclusion in a controlled manner, to measure the displacement of nearby structures, using ultrasound images. Some phantoms that simulate the human tissue in the ultrasound images made of gelatin and paraffin were chosen as a model. To perform the registration it was used the framework Insight Segmentation and Registration Toolkit (ITK) and were chosen a geometric transformation of simple splines (B-splines), the Limited-memory Broyden-Fletcher- Goldfarb-Shanno (LBFGS) optimizer and the similarity metric sum of the squared differences (SQD). The search for the suitable parameters for our task are done and it has been shown that for the conditions involved for B-mode images deformations up to 5% and RF maps up to 9% without any optimization of the parameters of registration, is feasible without excessive use of computational time. The influence of the grid was examined for two different types of deformation, both for 2%. The size of the grid, taking into account the error and time were the 5x11 for the images in B mode and 11x17 maps for RF, regardless of the type of deformation. The parameters of the optimizer (Default Step Length, Gradient Convergence Tolerance and Line Search Accuraccy) were also evaluated and the values obtained were 1.6, 0.03 and 0.8 for the B-mode images and 1.2, 0.05 and 1.0 for RF maps. However when comparing the expected displacement fields with the generated by B-mode images and the RF maps, using the obtained parameters, it have been shown that RF maps provide values are lower than expected and that the B-mode images portray more faithfully displacements. This is due to the choice set of values tested for the optimizer. Finally, image registration parameters for B-mode were applied in two paraffin-gel and two gelatin phantoms. In the first three phantoms the fluid inclusion was removed in several stages and the displacements of neighboring structures were evaluated during the removal steps to demonstrate the fields of suction and torsion. The last phantom, which morphologically mimics a human brain, a solid region was removed, also in several stages, simulating a surgery. The displacements were calculated and demonstrated the fields from this type of intervention. Future work will focus on using the volumes to measure the movements of the structures and new parameters test of the optimizer to RF maps.

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.

Durante um procedimento cirúrgico cerebral existe o deslocamento das estruturas que é um problema tipicamente não-rígido e não-linear. A ultrassonografia intra-operatória é utilizada como guia cirúrgico e pode ser utilizada para correção das imagens pré- operatórias através do corregistro rígido entre estas e um sistema de rastreio. Isto torna possível a visualização do deslocamento das estruturas devida a remoção de parte delas durante o ato cirúrgico. O objetivo deste trabalho é um estudo do corregistro livre não-rígido a partir de um modelo in vitro experimental que simule uma situação cirúrgica de retirada de uma inclusão líquida, de forma controlada, para medir os deslocamentos das estruturas próximas, utilizando imagens de ultrassom. Alguns fantomas que simulam o tecido humano nas imagens de ultrassom, feitos de gelatina e parafina, foram escolhidos como modelo. Para realizar o corregistro foi escolhida a transformação geométrica por splines simples (B-Splines), o otimizador Limited- memory BroydenFletcherGoldfarbShanno (LBFGS) e a métrica de similaridade soma do quadrado das diferenças (SQD) e, utilizada a biblioteca Insight Segmentation and Registration Toolkit (ITK), assim como o estudo dos parâmetros adequados para a nossa tarefa. Foi demonstrado para as condições envolvidas que para as imagens em modo B as deformações até 5% e mapas de RF até 9%, sem nenhuma otimização dos parâmetros do corregistro, é factível sem uso excessivo de tempo computacional. Foi analisada a influência da grade em relação a dois tipos diferentes de deformação, ambas com valor de 2%. O tamanho da grade, levando em consideração o erro e o tempo, foram a 5x11 para as imagens em Modo B e 11x17 para os mapas de RF, independentemente do tipo de deformação. Os parâmetros do otimizador (Default Step Length, Gradient Convergence Tolerance e Line Search Accuraccy) também foram avaliados e os valores obtidos foram 1,6; 0,03 e 0,8 para as imagens modo B e 1,2; 0,05 e 1,0 para os mapas de RF. No entanto ao comparamos, utilizando os parâmetros propostos obtidos, os campos de deslocamentos esperados com os gerados pelo modo B e pelos mapas RF, foi demonstrado que os mapas de RF fornecem valores abaixo do esperado e que as imagens em modo B retratam mais fielmente os deslocamentos e isto se deve a escolha do conjunto de valores testados para o otimizador. Foram aplicados estes parâmetros em dois fantomas de parafina- gel e em dois de gelatina. Nos três primeiros fantomas foi retirada um inclusão líquida em várias etapas. Os deslocamentos das estruturas vizinhas foram avaliados durante as etapas de remoção para demonstrar os campos de sução e de torção. No último fantoma, que simula morfologicamente um cérebro humano, foram retiradas, em várias etapas, regiões sólidas, simulando a retirada de tecido e foram calculados os deslocamentos e demonstrados os campos provenientes deste tipo de intervenção. Os trabalhos futuros se concentrarão em utilizar os volumes para medir os movimentos das estruturas e em novos parâmetros do otimizador para os mapas de RF. / During a brain surgery there is the displacement of the structures that is a typical non- rigid and non-linear problem. Intraoperative ultrasound is used as a surgical guide and can be used for spatial correction of preoperative images through the rigid registration between these and a track system. This makes it possible to visualize the displacement of structures due to removal of some piece of them during surgery. This work is a study of the non-rigid free-from registration using an experimental in vitro model to simulate a surgical situation withdrawal of a fluid inclusion in a controlled manner, to measure the displacement of nearby structures, using ultrasound images. Some phantoms that simulate the human tissue in the ultrasound images made of gelatin and paraffin were chosen as a model. To perform the registration it was used the framework Insight Segmentation and Registration Toolkit (ITK) and were chosen a geometric transformation of simple splines (B-splines), the Limited-memory Broyden-Fletcher- Goldfarb-Shanno (LBFGS) optimizer and the similarity metric sum of the squared differences (SQD). The search for the suitable parameters for our task are done and it has been shown that for the conditions involved for B-mode images deformations up to 5% and RF maps up to 9% without any optimization of the parameters of registration, is feasible without excessive use of computational time. The influence of the grid was examined for two different types of deformation, both for 2%. The size of the grid, taking into account the error and time were the 5x11 for the images in B mode and 11x17 maps for RF, regardless of the type of deformation. The parameters of the optimizer (Default Step Length, Gradient Convergence Tolerance and Line Search Accuraccy) were also evaluated and the values obtained were 1.6, 0.03 and 0.8 for the B-mode images and 1.2, 0.05 and 1.0 for RF maps. However when comparing the expected displacement fields with the generated by B-mode images and the RF maps, using the obtained parameters, it have been shown that RF maps provide values are lower than expected and that the B-mode images portray more faithfully displacements. This is due to the choice set of values tested for the optimizer. Finally, image registration parameters for B-mode were applied in two paraffin-gel and two gelatin phantoms. In the first three phantoms the fluid inclusion was removed in several stages and the displacements of neighboring structures were evaluated during the removal steps to demonstrate the fields of suction and torsion. The last phantom, which morphologically mimics a human brain, a solid region was removed, also in several stages, simulating a surgery. The displacements were calculated and demonstrated the fields from this type of intervention. Future work will focus on using the volumes to measure the movements of the structures and new parameters test of the optimizer to RF maps.

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.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-02-01T17:49:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Aline Dantas de Oliveira.pdf: 7187935 bytes, checksum: 2f865a50020bf3264c45bd86c0acd251 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-01T17:49:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Aline Dantas de Oliveira.pdf: 7187935 bytes, checksum: 2f865a50020bf3264c45bd86c0acd251 (MD5) Previous issue date: 2016-08-24 / CNPQ / Os tumores do Sistema Nervoso Central (SNC) representam o segundo grupo de neoplasias mais frequentes na infância. A técnica radioterápica crânio-espinhal é considerada padrão para pacientes diagnosticados com meduloblastoma e outros tumores cerebrais com tendências a disseminação liquórica. Este tratamento é realizado com dois campos craniais bilaterais e um ou dois campos espinhais póstero-anterior, com o paciente deitado em decúbito ventral e imobilizado com o auxílio de uma máscara termoplástica. É possível encontrar registros de pacientes pediátricos com sequelas radioinduzidas após serem submetidos a tratamentos radioterápicos do SNC, o que justifica a importância de avaliações dosimétricas. Modelos Computacionais de Exposição (MCE) são desenvolvidos com a finalidade de realizar avaliações dosimétricas e são compostos, em sua maioria, por um fantoma antropomórfico, um código Monte Carlo e um algoritmo de fonte radioativa. Neste trabalho foram desenvolvidos MCEs para os campos do tratamento crânio-espinhal e a distribuição de dose em órgãos e tecidos radiossensíveis foi avaliada por meio da dose absorvida/kerma incidente no ar. Foi desenvolvido um fantoma mesh feminino nomeado SARA (Simulador Antropomórfico para Dosimetria das Radiações Ionizantes em Adolescentes). O algoritmo da fonte Acelerador Linear (linac) foi implementado no código de usuário do EGSnrc e a sua distribuição de fótons foi dada por arquivos espaços de fase. Os resultados dosimétricos validam o acoplamento do fantoma a fonte desenvolvida e são parciais, visto que, o fantoma SARA ainda não possui os tecidos ósseos radiossensíveis segmentados. / The tumors of the Central Nervous System (CNS) represent the second group of most common cancer in childhood. The cranial spinal radiation treatment is considered standard for patients diagnosed with medulloblastoma and others brain tumors with tendency to liquoric dissemination. This treatment is performed with two bilateral cranial fields and one or two posterior-anterior spinal fields with the patient lying in prone position and immobilized with the help of a thermoplastic mask. It is possible to find records of pediatric patients with radiation-induced sequelae after undergoing radiotherapy treatment of CNS which justify the importance of dosimetric evaluations. Exposure Computational models (ECMs) are developed in order to perform dosimetric evaluations and are composed mostly by an anthropomorphic phantom, a Monte Carlo code and radioactive source algorithms. In this work ECMs for the cranial spinal treatment fields were developed and dose distribution in radiosensitive organs and tissues by means of absorbed dose/kerma incident in the air was evaluated. A female mesh phantom named SARA (Simulador Antropomórfico para Dosimetria das Radiações Ionizantes em Adolescentes - Anthropomorphic Simulator for Dosimetry of Ionizing Radiation in Adolescents) was developed. The Linear Accelerator (linac) source algorithm was implemented in the EGSnrc user code and its distribution of photons was given by phase spaces files. The dosimetric results validate the coupling of the phantom to the developed source and are partial since the SARA phantom does not yet have the segmented radiosensitive bone tissues.

La valoración de la calidad de la imagen de un fantoma radiográfico es uno de los ejes fundamentales en un completo programa de control de calidad de equipamiento radiográfico. Para poder realizar un diagnostico adecuado en radiodiagnóstico, es necesario que los objetos con bajo contraste y diámetro puedan ser distinguidos del fondo. Así pues, la evaluación de la calidad de la imagen obtenida en estos términos es muy útil para caracterizar las propiedades físicas en el proceso de la cadena de imagen. En esta tesis se ha desarrollado un método para analizar la calidad de la imagen digital de un fantoma mamográfico por medio de técnicas de proceso automáticas. Se han aplicado a unidades de mamografía convencional y a sistemas mamográficos de radiografía computarizada. El uso del sistema digital permite la adquisición de la imagen directamente, evitando así la digitalización necesaria para el análisis automático de la imagen obtenida por un equipo tradicional de revelado. Las técnicas usadas para el tratamiento de la imagen son técnicas estándares como la umbralización de la imagen para detectar los objetos, el crecimiento regional a través de pixeles semilla, la utilización de operadores morfológicos para determinar la forma y tamaño de los objetos, etc. Este estudio permite la obtención de la información sobre las características de los fantomas, muy difícil de obtener mediante la observación directa debido a su pequeño tamaño y moderado contraste. El objetivo final de este trabajo es obtener uno o más parámetros para caracterizar la referencia en la calidad de imagen del fantoma de una manera objetiva. Estos parámetros servirán para comparar las imágenes obtenidas en diversos centros mamográficos, así como para estudiar la evolución temporal de la calidad de la imagen producida por una instalación de diagnostico mamográfico determinada. / Campayo Esteban, JM. (2005). Indicadores de calidad en imágenes digitales en programas de control de calidad en mamografía [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1926

Considering the difficulties related to determination the dose delivered on the bladder during procedures of gynecological brachytherapy of high dose rate, this study presents a prototype of a dynamic simulator (phantom) suitable for experimental dosimetry of these organs during this type of procedure. In order to evaluate the phantom´s ability to simulate real clinical situations, a dosimetric study was conducted using radiochromic film and optically stimulated luminescence dosimeters (OSLDs). The phantom was constructed of polymethyl methacrylate (PMMA) and ácido polilático (PLA). Artificial bladders were printed in three dimensions, from computed tomography images (CT) of real patients with brachytherapy applicators already positioned. In the phantom, the artificial bladder can move in all directions. The films and OSLDs were placed on the artificial bladder walls and the applicators were placed according to the original CT image. The prototype phantom simulated the behavior of dose on the surface of each printed bladder. The dosimetric study showed agreement in most cases, with the results obtained from a computerized planning system. In this sense, the methodology presented in this study provides conditions for experimental investigations on the behavior of dose on the surface of the bladder due procedures of intracavitary brachytherapy of cervix. / Considerando as dificuldades relacionadas à determinação da dose experimentada pela bexiga urinária durante procedimentos de braquiterapia ginecológica de alta taxa de dose, este estudo apresenta um protótipo de um objeto simulador dinâmico (fantoma) apropriado para dosimetria experimental desse órgão nesses tipos de procedimentos. Com o intuito de avaliar a capacidade do fantoma em simular situações clínicas reais, um estudo dosimétrico foi realizado utilizando filme radiocrômico e dosímetros de luminescência opticamente estimulada (OSLDs). O fantoma foi construído de polimetilmetacrilato (PMMA) e ácido polilático (PLA). Bexigas artificiais foram impressas em três dimensões,a partir de imagens de tomografia computadorizada (TC) de pacientes reais com os aplicadores braquiterápicos já posicionados. No fantoma, após o posicionamento, uma bexiga artificial pode se mover em todas as direções. Os filmes e os OSLDs foram posicionados nas paredes das bexigas artificiais, e os aplicadores foram colocados de acordo com a imagem original TC. O fantoma protótipo simulou o comportamento da dose na superfície de cada bexiga impressa. Os estudos dosimétricos exibiram concordância, na maioria dos casos, com os resultados obtidos a partir de um sistema de planejamento computadorizado. Nesse sentido, a metodologia apresentada nesse estudo oferece condições para investigações experimentais sobre o comportamento da dose na superfície da bexiga devido procedimentos de braquiterapia intracavitária de colo do útero.