Modelagem e simulação de filme radiográfico através de programação paralela e distribuída orientada a objetos
Os filmes radiográficos analógicos ainda têm relevância em diversas aplicações, tanto na área médica quanto industrial. O comportamento de um filme radiográfico e suas características quando exposto a raios X podem ser estudados através da análise da curva sensitométrica. Nesse sentido, o uso de sim...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:www.bdtd.uerj.br:1/20083 |
| Acceso en línea: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/20083 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Radiography - Films - Mathematical models Parallel programming (Computer science) Object-oriented programming (Computer science) Radiographic film Parallel and distributed programming Object oriented programming Radiografia - Filmes – Modelos matemáticos Programação paralela (Computação) Programação orientada a objetos (Computação) Filme radiográfico Programação paralela e distribuída Programação orientada a objeto CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA |
| Sumario: | Os filmes radiográficos analógicos ainda têm relevância em diversas aplicações, tanto na área médica quanto industrial. O comportamento de um filme radiográfico e suas características quando exposto a raios X podem ser estudados através da análise da curva sensitométrica. Nesse sentido, o uso de simulações computacionais torna-se uma ferramenta valiosa para economizar tempo e recursos na análise do desempenho do filme em diferentes configurações. Apesar das vantagens, simulações que envolvem a ocorrência de uma grande quantidade de eventos aleatórios requerem técnicas como a de Monte Carlo que, embora de seja robusta, pode ser bastante lenta, necessitando em muitos casos de paralelização, como é no caso da simulação de um processo de sensibilização em um filme radiográfico discreto. Neste trabalho, é apresentada uma ferramenta computacional capaz de simular filmes radiográficos analógicos. Mais especificamente, simula-se a camada de emulsão contendo os cristais de haleto de prata, que são representados por bits nos pixels de um filme discretizado. O simulador fornece um mapa contendo a quantidade de grãos sensibilizados por pixel. Foram obtidas curvas sensitométricas com os dados fornecidos pelo simulador e comparadas com as curvas teóricas, objetivando a validação do modelo proposto. Para a construção desta ferramenta, utilizou-se a linguagem de programação Charm++ em um cluster composto por seis computadores de alto desempenho. As curvas sensitométricas são geradas a partir das sequências das imagens radiográficas simuladas para diferentes características de energia e fluência e confrontadas com as curvas teóricas correspondentes. As deduções para as modelagens formal e lógica do filme radiográfico nos feixes mono e policromáticos são apresentadas, levando-se em consideração um sistema no vácuo. Também são indicadas as alterações pertinentes nas equações utilizadas para se levar em consideração a atenuação devido à presença de ar seco e do escalímetro de lucite. As curvas características levantadas permitem averiguar que os resultados simulados coincidem com os teóricos, validando, assim, a modelagem de um filme radiográfico. Dentro dos limites da modelagem apresentada, considera-se que a ferramenta é adequada para a caracterização de filmes radiográficos, bem como para o treinamento de profissionais e previsão de comportamento de sistemas relacionados. Além disso, espera-se que essa modelagem possa abrir novas possibilidades de aplicação em simulação. |
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