A new method for voxelizing mesh phantoms through cross-sectional images

Raniele Costa de Matos dos Santos; Whoody Alem Wanderley Araripe Farias; José Wilson VIEIRA; Pedro Henrique Avelino de ANDRADE; Jefferson Melo Gonçalves PENA; Vanildo Júnior de Melo LIMA; Fernando Roberto de Andrad LIMA

doi:10.15392/2319-0612.2025.2912

Autores

Raniele Costa de Matos dos Santos UFPE , Universidade de Pernambuco
Whoody Alem Wanderley Araripe Farias UFPE , Universidade de Pernambuco
José Wilson VIEIRA IFPE e UPE , Universidade de Pernambuco , Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco
Pedro Henrique Avelino de ANDRADE IFPE , Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco
Jefferson Melo Gonçalves PENA IFPE , Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Pernambuco
Vanildo Júnior de Melo LIMA UFPE , Universidade Federal de Pernambuco
Fernando Roberto de Andrad LIMA CRCN , Centro Regional de Ciências Nucleares do Nordeste

DOI:

https://doi.org/10.15392/2319-0612.2025.2912

Palavras-chave:

Fantomas, Voxelização, Monte Carlo, Radiação ionizante

Resumo

Modelos Computacionais de Exposição (MCEs) utilizam algoritmos de fontes de radiação ionizante e códigos Monte Carlo (MC) para simular o transporte da radiação, sua interação com a matéria e avaliar a energia depositada em volumes de interesse (VOIs) representados por um fantoma. O GDN (Grupo de Pesquisa em Dosimetria Numérica) (CRCN-NE) e Grupo de Pesquisa em Dosimetria Computacional e Sistemas Embarcados (IFPE)) têm desenvolvido técnicas e softwares para criar fantomas antropomórficos Boundary Representation (BREP), os quais normalmente são construídos por malhas poligonais devido a melhor representação anatômica de órgãos e tecidos. Para acoplar os fantomas BREP aos códigos MC, o GDN desenvolveu um método que converte malhas poligonais em voxels. Esse processo é realizado por meio do software in-house DIP (Digital Image Processing), que converte arquivos mesh.obj em voxels.sgi (simulações gráficas interativas). Neste estudo é apresentada uma nova técnica de voxelização a partir de imagens coronais geradas de um fantoma mesh utilizando o aplicativo Blender e os softwares in-house DIP e PHAntoms Manufacturing. Essencialmente, o método consiste em usar um plano para seccionar o volume que contém o fantoma no sentido anteroposterior, salvando a imagem de cada corte. O total de imagens geradas é ajustado para reproduzir a altura do fantoma de 176 cm, visando voxels cúbicos com arestas de 0,12 cm, o que correspondeu a 272 imagens. As imagens produzidas representam uma coleção de VOIs segmentados com identificadores unívocos empilhadas no DIP, criando um arquivo SGI. O resultado dessa voxelização foi comparado com o método anterior do GDN para análises dosimétricas das radiações ionizantes.

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