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Imagens das propriedades viscoelásticas por ressonância magnética e ultrasson (2009)

  • Authors:
  • Autor USP: VIEIRA, SILVIO LEÃO - FFCLRP
  • Unidade: FFCLRP
  • Sigla do Departamento: 591
  • Subjects: IMAGEM POR RESSONÂNCIA MAGNÉTICA (PROPRIEDADES FÍSICAS); DOSIMETRIA; ULTRASSONOGRAFIA
  • Language: Português
  • Abstract: Em tecidos biológicos lesados, a viscoelasticidade é a propriedade física que mais se modifica em relação ao tecido normal. Palpação manual é geralmente usada para identificar estas lesões, tais como nódulos e cistos. Recentemente, vários estudos envolvendo técnicas ultrassônicas e de ressonância magnética, denominadas elastografia, tem sido empregadas para avaliar as propriedades viscoelásticas dessas lesões. Uma das dificuldades neste tipo de estudo está relacionada no desenvolvimento de simuladores de tecidos biológicos com inclusões equivalentes, uma vez que, essas estruturas lesadas originam-se a partir do próprio tecido biológico. Com base nessas motivações, técnicas quantitativas de elastografia por ressonância magnética e ultrassom foram exploradas para avaliar lesões simuladas em fantomas viscoelásticos. Estas lesões, com diferentes propriedades viscoelásticas, foram geradas no interior de um fantoma usando radiação ionizante. Os fantomas, também conhecidos como gel dosimétrico, foram desenvolvidos a base de pele animal, e irradiados utilizando um sistema de terapia de radiação convencional. Imagens de relaxometria por ressonância magnética (RRM) foram adquiridas nestes fantomas e usadas como referência padrão da dose absorvida e de sua distribuição. Os perfis da distribuição de dose avaliados nessas imagens de RRM e pelo sistema de planejamento radioterápico TPS '3D POT. ®' foram comparados aos de rigidez das imagens elastográficas. O estudo elastográficonestes fantomas foi realizado utilizando os métodos de vibroacustografia (VA), vibrometria de dispersão da onda transversal por ultrassom (VU) e elastografia por ressonância magnética (ERM). Diferentes modalidades de VA, incluindo onda contínua, pulsada e multifrequencial, com amplitude modulada, foram empregadas. As imagens foram geradas a partir da fase e amplitude do som emitido pela vibração do elemento de volume irradiado pelo feixe ultrassônico focalizado. Os resultados mostraram que a técnica de imagem por VA tem potencial aplicação em visualizar a distribuição de doses elevadas de polímero gel dosimétrico. O método de VU foi empregado com o objetivo de determinar as propriedades mecânicas internas dos fantomas e correlacioná-las com a dose absorvida. Assim, a natureza dispersiva da velocidade da onda transversal foi estudada nos fantomas de gel dosimétrico e o mecanismo de contraste e estimativa da velocidade da onda transversal foi investigado em função da dose absorvida. Ondas superficiais foram geradas a partir de dois métodos de excitação: por força da radiação ultrassônica focalizada e empregando um atuador eletromecânico. Foi observado que a velocidade de grupo variou de forma ascendente com o aumento da dose absorvida, tanto na região irradiada quanto na não-irradiada. O método baseado na força de radiação acústica tem a vantagem de não ser de contato e pode ser realizada tanto na superfície, quanto no interior das amostras. Noentanto, os resultados foram limitados a doses absorvidas de até 20 Gy por limitação da potência acústica utilizada. Testes realizados empregando o atuador eletromecânico foram capazes de produzir movimento significativo em comparação com a força de radiação por ultrassom. O nível de movimento induzido foi suficiente para avaliar as inclusões geradas com dose de até 50 Gy. Os resultados mostraram que é possível estimar as propriedades mecânicas do gel dosimétrico, e conseqüentemente o nível e a distribuição da dose, empregando essas técnicas de vibrometria. Elastografla por ressonância magnética foi empregada como alternativa para visualizar e estimar propriedades viscoelásticas de regiões irradiadas no interior do gel dosimétrico. Essas características foram investigadas através da dependência entre a dose observada e a rigidez transversal do meio. Ondas transversais foram induzidas na superfície dos fantomas usando um atuador eletromecânico. As imagens de deslocamento de fase resultantes da propagação das ondas através do volume foram obtidas utilizando o método de contraste de fase da técnica de imagem por MR Diferentes freqüências de vibração, variando entre 100 e 300 Hz, foram empregadas afim de explorar as propriedades viscoelásticas do gelo Foi observado que a resposta do gel no domínio da freqüência segue uma tendência quase linear para os fantomas de controle, 10 e 20 Gy. Para os fantomas de dose absorvida de 40 e 50 Gy, a taxa derelaxação e a rigidez transversal estimadas, acumularam pouca variação em comparação com os de doses inferiores. Os resultados mostraram que os elastogramas obtidos por ERM foram os que apresentaram melhor correlação com os mapas de distribuição de dose avaliados pela taxa de relaxação transversal. Neste caso, os índices de correlação variaram entre 0,990 e 0,997. O segundo objetivo desta tese foi explorar a viabilidade de existência de speckle em imagens de vibroacustografia. Para testar essa idéia, um modelo tridimensional (3D) para a função de espalhamento de ponto (PSF) do sistema de VA foi simulada. O código da simulação foi desenvolvido em ambiente 'MATLAB POT. ®' e empregando sub-rotinas do programa Field 'II POT. ®' para simulação numérica dos transdutores. Imagens de ultrassom modo-B (IUSB) e vibroacustografia foram simuladas usando esse modelo de PSF-3D para um transdutor esférico e confocal, respectivamente. Essas IUSB foram simuladas para servir como um parâmetro comparativo com as imagens geradas por VA. As imagens de ultrassom foram exibidas em um plano tomográfico que corresponde ao plano de imagem da VA. As simulações foram realizadas utilizando um c/uster de computadores de alto desempenho. Todas as imagens foram simuladas empregando um modelo de fantoma virtual inhomogêneo com dimensões de (10 x 10 x 50) 'mm POT. 3'. Os resultados preliminares mostraram um padrão de interferência nas imagens de VA obtidas empregando otransdutor confocal. Estas imagens foram produzidas a partir de espalhadores localizados no interior do volume da célula de resolução da PSF-3D
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 16.10.2009
  • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      VIEIRA, Sílvio Leão; CARNEIRO, Antônio Adilton Oliveira. Imagens das propriedades viscoelásticas por ressonância magnética e ultrasson. 2009.Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2009. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-22042010-093544/?&lang=pt-br >.
    • APA

      Vieira, S. L., & Carneiro, A. A. O. (2009). Imagens das propriedades viscoelásticas por ressonância magnética e ultrasson. Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-22042010-093544/?&lang=pt-br
    • NLM

      Vieira SL, Carneiro AAO. Imagens das propriedades viscoelásticas por ressonância magnética e ultrasson [Internet]. 2009 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-22042010-093544/?&lang=pt-br
    • Vancouver

      Vieira SL, Carneiro AAO. Imagens das propriedades viscoelásticas por ressonância magnética e ultrasson [Internet]. 2009 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59135/tde-22042010-093544/?&lang=pt-br

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