Um algoritmo para segmentação de imagens micro-CT de tecidos ósseos esponjosos usados em modelos computacionais de exposição às radiações ionizantes

Resumen

Um desafio da dosimetria numérica é estimar a energia depositada nos tecidos moles ósseos, formados pelas células hematopoéticas da RBM (Red Bone Marrow) e pelas células osteogênicas das superfícies endeósteas trabeculares (Bone Surface Cells, BSC). Desde 2006, os autores participam de publicações sobre dosimetria baseadas em técnicas Monte Carlo (MC) de transporte da radiação através de voxels esponjosos obtidos de imagens micro-CT de cinco regiões do esqueleto adulto: crânio, espinha, esterno, pélvis e fêmur. As trabéculas de adultos têm dimensões lineares da ordem de 0,1 mm enquanto os simuladores antropomórficos (fantomas) utilizados em dosimetria são, tipicamente, constituídos de voxels cúbicos com aresta da ordem de 1 mm. Por isso o método micro-CT implementado nos Modelos Computacionais de Exposição (MCEs) dos autores utiliza amostras esponjosas para, em tempo de execução, avaliar se uma deposição de energia ocorreu na trabécula ou no tecido medular. Neste artigo é apresentado um algoritmo para transformar uma pilha micro-CT do crânio de um adulto na amostra esponjosa. As imagens disponíveis foram submetidas a técnicas de processamento para diminuir ruídos, cortar, corrigir curvatura 3D, rotacionar, aumentar contraste, polir, juntar e segmentar, com base na fração do volume trabecular, a amostra desejada. Usando como descritores de similaridade os erros relativos entre as contagens de voxels nas superfícies e nos volumes, e o coeficiente de correlação linear entre as contagens de voxels por fatia nas amostras, o algoritmo foi validado.