Caracterização do tomógrafo Gilardoni - Radiografia

Ruído

O ruído em radiografias e em tomogramas prejudica a qualidade das imagens e é resultante dos seguintes fatores:

• Variação da intensidade da fonte de raios X
• Flutuações no intensificador de imagens
• Flutuações nos tons de cinza da câmera

A figura 1a mostra um quadro adquirido com o sistema tomográfico desligado. Os parâmetros da câmera (saturação, contraste, ) foram deixados nos seus valores default. A figura 1b apresenta o histograma do quadro capturado, assim como a média e o desvio padrão dos tons de cinza da imagem.

(a)	(b)
[Fig. 1] (a) Imagem obtida com o sistema desligado (b) Histograma da radiografia.

Como explicado na seção qualidade de imagens, uma maneira de reduzir o ruído em uma imagem é capturar vários quadros e calcular a média. Assim, foi desenvolvido um pequeno programa que permite adquirir um determinado número de quadros da câmera CCD do sistema tomográfico e calcular a sua média. A figura 2 apresenta a janela principal deste programa.

[Fig. 2] Programa para calcular a média de diversos quadros.

A figura abaixo apresenta a média de 10 quadros adquiridos com o sistema tomográfico desligado, assim como o seu histograma. Observe-se que o desvio padrão da distribuição dos tons de cinza caiu para aproximadamente a metade.

(a)	(b)
[Fig. 3] (a) Média de 10 quadros capturados com o sistema desligado (b) Histograma da média.

O mesmo procedimento foi repetido com o gerador de raios X ligado. A tensão e a corrente do tubo de raios X foram ajustadas em 80 kV e 6 mA, respectivamente, de forma a produzir uma radiografia com luminosidade próxima ao branco total (256). A figura 4 apresenta um quadro obtido sem média e seu histograma. A figura 5 apresenta a média de 10 quadros e seu respectivo histograma.

(a)	(b)
[Fig. 4] (a) Radiografia obtida com o sistema ligado, V=80 kV e I=6mA (b) Histograma da radiografia.

(a)	(b)
[Fig. 5] (a) Média de 10 quadros capturados com o sistema ligado, V=80 kV e I=6 mA (b) Histograma da média.

Resolução de alto contraste

Para determinar a resolução de alto contraste em radiografia do tomógrafo industrial Gilardoni CT2000, construiu-se um pequeno phantom, apresentado na figura abaixo:

[Fig. 1] Phantom para resoluçao de alto contraste.

O phantom consiste em uma placa de acrílico com várias sequências de fios metálicos. Em cada sequência, os fios são idênticos e o espaçamento entre eles é igual ao seu diâmetro. Deste modo, a passagem fio-espaçamento representa uma transição de alto contraste. Para verificar o limite do sistema, o phantom possui várias sequências com diferentes diâmetros (e, consequentemente, diferentes espaçamentos).

Cada sequência é caracterizada por um valor de resolução espacial, geralmente expressa em pares de linha por milimetro (lp/mm - line pairs per milimeter). A figura 1 apresenta a resolução em lp/mm para cada sequência de fios.

Com este phantom, foram adquiridas várias radiografias de forma a verificar o limite de resolução de alto contraste do sistema. Os parâmetros variados foram os seguintes:

• Orientação do phantom: horizontal e vertical
• Posição do phantom em relação ao intensificador de imagens: perto, meio e longe
• Zoom do intensificador de imagens: 4'', 6'' e 9''

As imagens abaixo apresentam radiografias realizadas com o phantom na orientação horizontal.

A primeira, a segunda e a terceira linha de radiografias correspondem, respectivamente, ao phantom numa posição próxima do intensificador de imagens (ou distante da fonte de raios X), numa posição intermediária entre a fonte de raios X e o intensificador de imagens e numa posição distante do intensificador de imagens (ou próxima da fonte de raios X).

A primeira, a segunda e a terceira coluna referem-se, respectivamente, ao zoom do intensificador de imagens igual a 9'', 6'' e 4''.

(a)	(b)	(c)
(d)	(e)	(f)
(g)	(h)	(i)
[Fig. 2] Radiografias do phantom na orientação horizontal.

Após realizar as radiografias acima, o phantom foi colocado na orientação vertical, e um conjunto idêntico de radiografias foi adquirido, como mostra a figura 3.

(a)	(b)	(c)
(d)	(e)	(f)
(g)	(h)	(i)
[Fig. 3] Radiografias do phantom na orientação vertical.

Verifica-se que a sequência de maior resolução (2,60 lp/mm) é apenas levemente distinguível nas radiografias de maior magnificaçao (imagens (i)), correspondente ao zoom de 4'' do intensificador de imagens. Portanto, a resolução espacial de alto contraste do sistema situa-se entre 1,94 e 2,60 pares de linha por mm. A construção de um phantom com fios de diâmetros entre 0,198 e 0,258 mm permitiria a determinação da resolução com maior exatidão. Comparando as imagens (i) das figuras 2 e 3, observa-se também que a resolução espacial vertical do sistema é superior à resolução espacial horizontal.

(a)	(b)
(c)	(d)
(e)	(f)
(g)	(h)