A comparison of Sinogram Affirmed Iterative Reconstruction and filtered back projection on image quality and dose reduction in paediatric head CT: a phantom study

Background: Computed tomography (CT) is one of the most used modalities for diagnostics in paediatric populations, which is a concern as it also delivers a high patient dose. Research has focused on developing computer algorithms that provide better image quality at lower dose. The iterative reconstruction algorithm Sinogram-Affirmed Iterative Reconstruction (SAFIRE) was introduced as a new technique that reduces noise to increase image quality. Purpose: The aim of this study is to compare SAFIRE with the current gold standard, Filtered Back Projection (FBP), and assess whether SAFIRE alone permits a reduction in dose while maintaining image quality in paediatric head CT. Methods: Images were collected using a paediatric head phantom using a SIEMENS SOMATOM PERSPECTIVE 128 modulated acquisition. 54 images were reconstructed using FBP and 5 different strengths of SAFIRE. Objective measures of image quality were determined by measuring SNR and CNR. Visual measures of image quality were determined by 17 observers with different radiographic experiences. Images were randomized and displayed using 2AFC; observers scored the images answering 5 questions using a Likert scale. Results: At different dose levels, SAFIRE significantly increased SNR (up to 54%) in the acquired images compared to FBP at 80kVp (5.2-8.4), 110kVp (8.2-12.3), 130kVp (8.8-13.1). Visual image quality was higher with increasing SAFIRE strength. The highest image quality was scored with SAFIRE level 3 and higher. Conclusion: The SAFIRE algorithm is suitable for image noise reduction in paediatric head CT. Our data demonstrates that SAFIRE enhances SNR while reducing noise with a possible reduction of dose of 68%.

A narrative review on the reduction of effective dose to a paediatric patient by using different combinations of kVp, mAs and additional filtration whilst maintaining image quality

This paper reviews the literature for lowering of dose to paediatric patients through use of exposure factors and additional filtration. Dose reference levels set by The International Commission on Radiological Protection (ICRP) will be considered. Guidance was put in place in 1996 requires updating to come into line with modern imaging equipment. There is a wide range of literature that specifies that grids should not be used on paediatric patients. Although much of the literature advocates additional filtration, contrasting views on the relative benefits of using aluminium or copper filtration, and their effects on dose reduction and image quality can vary. Changing kVp and mAs has an effect on the dose to the patient and image quality. Collimation protects adjacent structures whilst reducing scattered radiation.

Reducing effective dose to a paediatric phantom by using different combinations of kVp, mAs and additional filtration whilst maintaining image quality

Purpose: To determine whether using different combinations of kVp and mAs with additional filtration can reduce the effective dose to a paediatric phantom whilst maintaining diagnostic image quality. Methods: 27 images of a paediatric AP pelvis phantom were acquired with different kVp, mAs and additional copper filtration. Images were displayed on quality controlled monitors with dimmed lighting. Ten diagnostic radiographers (5 students and 5 experienced radiographers) had eye tests to assess visual acuity before rating the images. Each image was rated for visual image quality against a reference image using 2 alternative forced choice software using a 5-point Likert scale. Physical measures (SNR and CNR) were also taken to assess image quality. Results: Of the 27 images rated, 13 of them were of acceptable image quality and had a dose lower than the image with standard acquisition parameters. Two were produced without filtration, 6 with 0.1mm and 5 with 0.2mm copper filtration. Statistical analysis found that the inter-rater and intra-rater reliability was high. Discussion: It is possible to obtain an image of acceptable image quality with a dose that is lower than published guidelines. There are some areas of the study that could be improved. These include using a wider range of kVp and mAs to give an exact set of parameters to use. Conclusion: Additional filtration has been identified as amajor tool for reducing effective dose whilst maintaining acceptable image quality in a 5 year old phantom.

Influence of attenuation correction in the MPI image reconstructed by the ‘Evolution for Cardiac’™

The acquisition of a Myocardial Perfusion image (MPI) is of great importance for the diagnosis of the coronary artery disease, since it allows to evaluate which areas of the heart aren’t being properly perfused, in rest and stress situations. This exam is greatly influenced by photon attenuation which creates image artifacts and affects quantification. The acquisition of a Computerized Tomography (CT) image makes it possible to get an atomic images which can be used to perform high-quality attenuation corrections of the radiopharmaceutical distribution, in the MPI image. Studies show that by using hybrid imaging to perform diagnosis of the coronary artery disease, there is an increase on the specificity when evaluating the perfusion of the right coronary artery (RCA). Using an iterative algorithm with a resolution recovery software for the reconstruction, which balances the image quality, the administered activity and the scanning time, we aim to evaluate the influence of attenuation correction on the MPI image and the outcome in perfusion quantification and imaging quality.

Quantification and viability analyses of Pseudokirchneriella subcapitata algal cells using image-based cytometry

This work aims to evaluate the feasibility of using image-based cytometry (IBC) in the analysis of algal cell quantification and viability, using Pseudokirchneriella subcapitata as a cell model. Cell concentration was determined by IBC to be in a linear range between 1 × 105 and 8 × 106 cells mL−1. Algal viability was defined on the basis that the intact membrane of viable cells excludes the SYTOX Green (SG) probe. The disruption of membrane integrity represents irreversible damage and consequently results in cell death. Using IBC, we were able to successfully discriminate between live (SG-negative cells) and dead algal cells (heat-treated at 65 °C for 60 min; SG-positive cells). The observed viability of algal populations containing different proportions of killed cells was well correlated (R 2 = 0.994) with the theoretical viability. The validation of the use of this technology was carried out by exposing algal cells of P. subcapitata to a copper stress test for 96 h. IBC allowed us to follow the evolution of cell concentration and the viability of copper-exposed algal populations. This technology overcomes several main drawbacks usually associated with microscopy counting, such as labour-intensive experiments, tedious work and lack of the representativeness of the cell counting. In conclusion, IBC allowed a fast and automated determination of the total number of algal cells and allowed us to analyse viability. This technology can provide a useful tool for a wide variety of fields that utilise microalgae, such as the aquatic toxicology and biotechnology fields.

Quantitative image analysis as a tool for Yarrowia lipolytica dimorphic growth evaluation in different culture media

Yarrowia lipolytica, a yeast strain with a huge biotechnological potential, capable to produce metabolites such as γ-decalactone, citric acid, intracellular lipids and enzymes, possesses the ability to change its morphology in response to environmental conditions. In the present study, a quantitative image analysis (QIA) procedure was developed for the identification and quantification of Y. lipolytica W29 and MTLY40-2P strains dimorphic growth, cultivated in batch cultures on hydrophilic (glucose and N-acetylglucosamine (GlcNAc) and hydrophobic (olive oil and castor oil) media. The morphological characterization of yeast cells by QIA techniques revealed that hydrophobic carbon sources, namely castor oil, should be preferred for both strains growth in the yeast single cell morphotype. On the other hand, hydrophilic sugars, namely glucose and GlcNAc caused a dimorphic transition growth towards the hyphae morphotype. Experiments for γ-decalactone production with MTLY40-2P strain in two distinct morphotypes (yeast single cells and hyphae cells) were also performed. The obtained results showed the adequacy of the proposed morphology monitoring tool in relation to each morphotype on the aroma production ability. The present work allowed establishing that QIA techniques can be a valuable tool for the identification of the best culture conditions for industrial processes implementation.

Image registration techniques with multiresolution analysis in satellite oceanography

En aquest article es fa una descripció dels procediments realitzats per enregistrar dues imatges geomètricament, de forma automàtica, si es pren la primera com a imatge de referència. Es comparen els resultats obtinguts mitjançant tres mètodes. El primer mètode és el d’enregistrament clàssic en domini espacial maximitzant la correlació creuada (MCC)[1]. El segon mètode es basa en aplicar l’enregistrament MCC conjuntament amb un anàlisi multiescala a partir de transformades wavelet [2]. El tercer mètode és una variant de l’anterior que es situa a mig camí dels dos. Per cada un dels mètodes s’obté una estimació dels coeficients de la transformació que relaciona les dues imatges. A continuació es transforma per cada cas la segona imatge i es georeferencia respecte la primera. I per acabar es proposen unes mesures quantitatives que permeten discutir i comparar els resultats obtinguts amb cada mètode.

Desenvolupament d'interfícies HW per a FPGA des de Matlab

Aquest projecte consisteix en el desenvolupament d’estructures hardware digitals, sintetitzables sobre FPGA i realitzades des d’un entorn gràfic de disseny a nivell de sistema (alt nivell). S'ha escollit el Simulink (entorn gràfic que treballa sobre el software matemàtic Matlab de Mathworks) com a entorn de disseny, i que gràcies a la interfície proporcionada per Altera (DSPBuilder) és capaç de generar codi VHDL sintetitzable. Concretament ens centrarem en la gestió d’un sistema capturador d'imatges de comptadors del cabal d'aigua, en el qual volem fer la caracterització del comptador. Aquest capturador consta bàsicament d'un sensor d'imatge i una FPGA. En aquesta caracterització el que es pretén es ajustar els diferents paràmetres del sistema per fer que la lectura sigui òptima per a cada model de comptador que existeixen al mercat, com ara l'exposició del sensor, el guany d'un color, la realització d'un filtrat de la imatge, etc.

Disseny i implementació hardware d'algorismes de reconeixement de caràcters per comptadors d'aigua

Aquest projecte consisteix en l'estudi, comparació i implementació en hardware d'algoritmes de reconeixement de caràcters per integrar en un sistema intel·ligent de captura d'imatges. Aquest sistema, integrat per una càmera amb format i característiques específiques i que anirà acoblat a un comptador d'aigua tradicional, en captarà imatges i les enviarà per RF al punt de recepció de la companyia. L'objectiu principal consisteix en aconseguir un disseny que redueixi al màxim la quantitat d'informació per transmetre, tenint en compte les limitacions de l'entorn.

BOI 2.0: disseny d'una implementació de JPEG 2000

JPEG 2000 és un estàndard de compressió d'imatges que utilitza tècniques estat de l’art basades en la transformada wavelet. Els principals avantatges són la millor compressió, la possibilitat d’operar amb dades comprimides i que es pot comprimir amb i sense pèrdua amb el mateix mètode. BOI és la implementació de JPEG 2000 del Grup de Compressió Interactiva d’Imatges del departament d’Enginyeria de la Informació i les Comunicacions, pensada per entendre, criticar i millorar les tecnologies de JPEG 2000. La nova versió intenta arribar a tots els extrems de l’estàndard on la versió anterior no va arribar.

GenRegion: aplicatiu de generació de màscares per a la codificació d'imatges amb regions d'interès

En aquest projecte, titulat "GenRegion: aplicatiu de generació de màscares per a la codificació d'imatges amb regions d'interès", presentem una aplicació multiplataforma que visualitza imatges PGM i PPM amb un mínim cost de memòria i sobre les quals podrem dibuixar regions d'interès. L'aplicació carregarà només la part de la imatge que podem visualitzar a la pantalla de treball permetent treballar amb imatges de gran tamany. Les regions definides seran accessibles en tot moment, podent modificar-les i esborrar-les. Finalment podrem generar ja sigui una màscara de la imatge actual amb les regions definides o bé una imatge idèntica a l'original però on es visualitzaran les regions definides.

Urban image classification with semisupervised multiscale cluster kernels

This paper presents a semisupervised support vector machine (SVM) that integrates the information of both labeled and unlabeled pixels efficiently. Method's performance is illustrated in the relevant problem of very high resolution image classification of urban areas. The SVM is trained with the linear combination of two kernels: a base kernel working only with labeled examples is deformed by a likelihood kernel encoding similarities between labeled and unlabeled examples. Results obtained on very high resolution (VHR) multispectral and hyperspectral images show the relevance of the method in the context of urban image classification. Also, its simplicity and the few parameters involved make the method versatile and workable by unexperienced users.

Autonomie et vulnérabilité : état des lieux et essai d'articulation

Résumé Ce travail a commencé avec une confrontation entre les pensées de P. Ricoeur et E. Levinas sur le thème du rapport à autrui, cette confrontation portant particulièrement sur la place accordée par Levinas, dans son éthique, au thème de la vulnérabilité (ainsi que sur celui de la passivité), tandis que P. Ricoeur reste, selon moi, prioritairement un philosophe de l'activité et qui met, dans la question du rapport à autrui, l'accent sur la reconnaissance de l'autre dans l'empire de ses capacités. Ce débat, et les points qui retenaient en particulier mon attention, m'ont semblé pouvoir être inséré dans le contexte plus large d'une opposition entre éthique de l'autonomie et éthique de la vulnérabilité sur la base de lectures que j'effectuais par ailleurs dans le domaine des éthiques féminines, ou de ce que l'on appelle les éthiques du « care ». Les éthiques féminines, qui se sont développées les 30 dernières années, veulent revenir sur ce qu'elles identifient comme le modèle anthropologique de la modernité, qui privilégie une approche de l'homme en termes d'activité, de rationalité et d'autonomie au mépris d'autres traits comme la passivité, l'affectivité, la dépendance ou la vulnérabilité. Sans nier la rationalité ou l'autonomie de l'homme, elles veulent plutôt compléter une image qu'elles considèrent comme étant incomplète. Sur la base de leur anthropologie alternative, les auteurs qui appartiennent à ce courant proposent une nouvelle définition de l'éthique. Les éthiques du « care » se situent d'une manière générale dans une relation critique avec les éthiques de la justice comme avec les conceptions de l'agent et du patient moral héritées de la philosophie kantienne. Disons brièvement que, plutôt que de faire de l'autonomie et de son respect l'axe de leur réflexion morale, les éthiciennes du « care » insistent sur la signification morale de nos rapports de responsabilité ou de sollicitude à l'égard des personnes vulnérables. Dans la première partie de ma thèse, je reviens sur la genèse de la notion d'autonomie dans la philosophie morale et politique de la pré-modernité, en mettant le développement de ce concept en lien non seulement avec ce que J. Scheewind appelle les « morales de l'autogouvernement », mais aussi avec la naissance des philosophies du sujet et un mouvement général d'intériorisation des sources morales. J'essaye ensuite de dégager le sens de l'idée d'autonomie, sur la base de la notion de liberté positive élaborée par Berlin, avant de distinguer ses différentes significations (autonomie politique, personnelle, morale/autonomie procédurale vs substantielle, autonomie comme capacité, comme droit ou comme idéal). Je me concentre particulièrement sur la conception hiérarchique de l'autonomie personnelle développée par Frankfurt et Dworkin, avant de revenir à la conception kantienne de l'autonomie morale. Je consacre ensuite une section aux conceptions relationnelles de l'autonomie, ce qui me permet de faire le lien avec le thème de la vulnérabilité. Pour le développement historique de cette notion dans la pensée contemporaine, j'insiste, outre sur les éthiques du « care », sur les développements de la bioéthique et la philosophie de H. Jonas. Après un travail de définition du concept de vulnérabilité, j'élabore les éléments d'une éthique de la vulnérabilité que j'essaie d'articuler à la notion d'autonomie. Dans la deuxième partie, je confronte les éthiques de Ricoeur et de Levinas dans la perspective de l'opposition autonomie/vulnérabilité, en montrant leurs limites respectives.