Desenvolvimento de um simulador radiográfico homogênio equivalente ao tórax canino para procedimentos de otimização de imagens radiográficas

Abstract

The use of digital radiographic imaging in veterinary practice are increasing. The use of radiation demands responsibility to maintain high image quality and as low as reasonable achievable doses. With the fast advances in radiography systems, techniques that have been traditionally considered optimum for analog systems may no longer be considered optimal for digital systems. Homogeneous phantoms are widely used in optimization procedures. These phantoms are made with polymethyl methacrylate (Lucite) and aluminum by classification and quantification of tissues from Computed Tomography (CT) exams. The aim of this study is to construct homogeneous canine chest phantoms for optimize X-rays exams. It was developed an automatic computational methodology to classify and quantify tissues (lung, adipose, muscular, and bones) in chest canine CT exams. The thickness of each tissue was converted in simulator materials (Lucite, aluminum and air). Dogs were separated in groups of 20 animals according to their weights (Small, Medium, Large and Giant). In the same canine group, it was noted variations due to the difference in nutritional statuses, breed and age. Furthermore, deviations in the mean air thickness resulted from changes in lung volume during inspiration and expiration. The statistical analysis by one-way ANOVA revealed a significant difference between canine groups for all simulator materials. As a result, four phantoms were constructed. In conclusion, the methodology presented herein allows develop phantoms of canine chest. The developed phantom is a practical tool, which will be employed in future works to optimize veterinary X-ray procedures

O uso de métodos digitais de imageamento radiográfico está crescendo na medicina veterinária. Uma rotina que utiliza radiação demanda responsabilidade em manter uma qualidade de imagem alta e as doses tão baixas quanto exequíveis. Com o rápido avanço dos sistemas de radiografia, técnicas que eram anteriormente consideradas ótimas para sistemas analógicos podem não ser mais consideradas ótimas para sistemas digitais. Fantomas (ou Simuladores Radiográficos) Homogêneos são amplamente utilizados em procedimentos de otimização de técnicas e imagem. Esses fantomas são constituídos por polimetilmetacrilato (Lucite) e alumínio a partir da classificação e quantificação dos tecidos biológicos presentes em exames de tórax de Tomografia Computadorizada (TC). A proposta desse estudo é construir simuladores radiográficos homogêneos de tórax para futuras aplicações em otimizações de exames de raio-X. Para tanto, foi desenvolvido um algoritmo computacional para classificar e quantificar tecidos (pulmonar, adiposo, muscular e ósseo - trabecular e cortical) em exames de TC de tórax de cães. A espessura de cada tecido foi convertida em espessura de materiais simuladores (Lucite, alumínio e ar). Os pacientes caninos foram divididos em grupos de 20 animais de acordo com seu peso (Pequenos, Médio, Grandes e Gigantes). Dentro de um mesmo grupo canino, notou-se variações de resultados devido às diferenças de estado nutricionais, raças e idade dos animais. Além disso, desvios na média da espessura de ar podem resultar de alterações no volume pulmonar durante inspiração e expiração. A análise estatística por ANOVA One-way revelou diferença significativa entre grupos caninos para todos os materiais simuladores. Como resultado, quatro fantomas foram construídos. O fantoma desenvolvido é uma ferramenta prática que pode ser empregada em futuros trabalhos de otimização de imagens veterinárias