Desenvolvimento e construção de fantomas homogêneos pediátricos para otimização de imagens radiográficas de tórax

Abstract

A tarefa preliminar para a construção de um fantoma é a quantificação das espessuras médias de tecidos biológicos presentes na região de interesse. Para atingir esse objetivo, foi desenvolvido um algoritmo computacional capaz de classificar e quantificar os tecidos biológicos, obtidos a partir de imagens tomográficas. O algoritmo desenvolvido ainda converte as espessuras médias de tecidos biológicos (moles, adiposos e ósseos) em respectivas espessuras de materiais simuladores (polimetilmetacrilato e alumínio). A validação do método foi realizada, comparativamente, entre as espessuras de tecidos presentes no tórax de um fantoma antropomórfico (RANDO), pacientes adultos e materiais simuladores de um fantoma homogêneo (FEP). O processo de validação mostrou resultados satisfatórios para os tecidos avaliados, apresentando o maior desvio para o tecido ósseo do adulto padrão (em tomo de 18,80%) quando comparado ao RA DO. Uma vez validado o método, este foi aplicado em imagens tomográficas pediátricas do tórax de pacientes de O a 1 ano de vida. O resultado desta pesquisa mostrou que um único fantoma pode representar todas as faixas de DAPs pediátricas (8,5 - 13,0)cm, avaliadas neste estudo. O fantoma desenvolvido foi calibrado para tensões normalmente utilizadas, na realização de exames de tórax pediátricos (55, 60, 65 e 70)kVp, a partir de curvas sensitométricas. Essas curvas foram utilizadas para quantificação de parâmetros fisicos, que influenciam na qualidade final da imagem. O resultado dessa avaliação mostrou que as curvas apresentam compOliamentos similares, diferindo somente em quantidade de exposição para produção de Densidades Óticas (DO) desejáveis. O resultado desta pesquisa provê contribuições ongmals quanto ao desenvolvimento e construção de fantoma pediátrico, contribuindo com a menor relação risco-beneficio para o paciente pediátrico

The first task to phantom construction is to quantify the average thickness of biological tissue in the region of interesting. To reach this aim, we have developed one compLltedalgoritlun that makes possible to classify and quantify the biological tissues gotten from tomographic images. The algoritlun developed stilI convert the average thickness of biological tissues (soft, fat and bone) in the respective thickness of simulator materiaIs (polymethylmethacrylate and aluminum). The validation of method was carried tlu'ough by companson between the thickness of tissues present in the thorax of anthropomorphic phantom (RA DO), standard adult and simulator materiaIs of the homogeneous phantom (PEP). The process of validation showed satisfactory results for tissues evaluated. The biggest deviation for bone tissue, belongs to standard adult, was around of 18.80%, when compared to RANOO. After the validation method, it was applied to pediatric tomographic images of thorax for patients who are O to 1 years old. The results of this research showed that one phantom can represent alI pediatric OAP bands (8,5 - 13,0) cm, evaluated in this study. The phantom developed was calibrated for voltages general1y used in the accomplishment of pediatric thorax examinations (55, 60, 65 and 70) kVp, from sensitometric curves. These curves had been used for quantification of physical parameters, which has intluence in the quality of images. The result of this evaluation showed that this curves present the same behaviors. The difference is only in the amoLlntof exposition, which is capable to produce the Optical Oensity (DO) desirable. The results of this research provide original contributions for the process of development and construction of pediatric phantom. ln additional this research contributes with the smalIest risk-benefit relationship to pediatric patient