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Simulação Monte Carlo do processo de aquisição de imagens de um tomógrafo de dupla energia (2018)

  • Authors:
  • Autor USP: PUERTO, LORENA PAOLA ROBAYO - IF
  • Unidade: IF
  • Sigla do Departamento: FNC
  • Assunto: TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA POR RAIOS X
  • Keywords: TOMOGRAFIA DE DUPLA ENERGIA; DECOMPOSIÇÃO BASEADA NAS PROJEÇÕES; IMAGENS DE CONCENTRAÇÃO DE MATERIAL; IMAGENS MONOENERGÉTICAS
  • Language: Português
  • Abstract: A Tomografia Computadorizada de Energia Dupla (DECT em inglês) é um dos campos das imagens tomográficas que mais evoluiu nos últimos anos. O DECT usa dois espectros para irradiar pacientes e é capaz de diferenciar tecidos com base na sua composição elementar. Apesar de serem semelhantes aos dispositivos padrão de tomografia, para essa modalidade é necessário o desenvolvimento de ferramentas específicas que permitam o estudo de suas propriedades de imagem. O objetivo deste trabalho era construir um sistema simulado de Tomografia Computadorizada (TC) com a capacidade de produzir imagens semelhantes às obtidas em dispositivos DECT reais. O TC simulado também permitiria explorar as propriedades das imagens de materiais de teste antes de sua construção física. Este trabalho presenta a simulação do processo de aquisição de imagens de um dispositivo DECT que funciona a partir da troca rápida de kV, o GE Discovery CT 750 HD. A geometria simulada foi baseada num dispositivo atualmente disponível no InRad (Instituto de Radiologia da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo). As simulações foram realizadas usando o código Monte Carlo PENELOPE/penEasy para simular o transporte de radiação através dos materiais e detectores. Também é apresentada uma comparação entre as imagens obtidas no dispositivo real e nas simulações. Para isso, foi preparado um objeto simulador cilíndrico contendo concentrações de materiais equivalentes a iodo e cálcio. As imagens de tal objeto simulador foram adquiridas no equipamento GE Discovery CT 750 HD. Um objeto simulador equivalente foi modelado e as suas imagens foram simuladas com o código PENELOPE/penEasy. As imagens foram adquiridas e reconstruídas de acordo com as possibilidades do equipamento clínico de tomografia.Imagens de concentração de material e imagens monoenergéticas foram obtidas a partir do dispositivo CT clínico e das simulações. O algoritmo BMD (Basis Material Decomposition em Inglês) baseado nas projeções foi implementado usando os coeficientes de atenuação mássicos da água e do iodo. Consequentemente, imagens de concentração dos materiais água e iodo foram obtidas. A concentração medida nos cilindros de iodo foi equivalente às esperadas tanto no dispositivo real quanto nas imagens simuladas. Foram observados artefatos de endurecimento de feixe nas imagens de concentração de material. Imagens monoenergéticas foram obtidas para diferentes energias. Tais imagens foram obtidas a partir da superposição das imagens de concentração de água e iodo, que foram ponderadas pelos seus respectivos coeficientes de atenuação mássicos. Verificou-se que para as imagens monoenergéticas simuladas e reais em altas energias a imagem de concentração da água é a componente dominante, produzindo imagens que apresentaram as cavidades de iodo como menos atenuantes do que a água. Por outro lado, para energias baixas, a componente dominante nas imagens monoenergéticas foi a imagem de concentração do iodo. O CNR foi analisado nas imagens monoenergéticas como função da energia. As curvas do CNR dos dispositivos simulado e real exibiram semelhanças em sua forma, mas com escala diferente devido à diferença no ruído. Foi possível concluir que o modelo DECT simulado apresenta resultados qualitativos semelhantes aos obtidos no dispositivo real. O sistema de TC simulado permite explorar as características das imagens com diferentes materiais e composições. Ele também pode ser usado como uma ferramenta didática para melhorar a compreensão da diferenciação de materiais em tomografia espectral e DECT.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 10.05.2018
  • Acesso à fonte
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    • ABNT

      ROBAYO PUERTO, Lorena Paola; COSTA, Paulo Roberto. Simulação Monte Carlo do processo de aquisição de imagens de um tomógrafo de dupla energia. 2018.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2018. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-16062018-092940/pt-br.php >.
    • APA

      Robayo Puerto, L. P., & Costa, P. R. (2018). Simulação Monte Carlo do processo de aquisição de imagens de um tomógrafo de dupla energia. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-16062018-092940/pt-br.php
    • NLM

      Robayo Puerto LP, Costa PR. Simulação Monte Carlo do processo de aquisição de imagens de um tomógrafo de dupla energia [Internet]. 2018 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-16062018-092940/pt-br.php
    • Vancouver

      Robayo Puerto LP, Costa PR. Simulação Monte Carlo do processo de aquisição de imagens de um tomógrafo de dupla energia [Internet]. 2018 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-16062018-092940/pt-br.php


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