BR102017019121A2 - DEVICE FOR THE QUALITY CONTROL OF DIFFUSION TENSOR IMAGES, DIFFUSION-WEIGHT IMAGES FOR RECONSTRUCTION OF TREAT AND FIBER IMAGES AND OTHER PARAMETERS IN MAGNETIC RESONANCE - Google Patents

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BR102017019121A2
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Edna Marina De Souza
Gabriela Castellano
Eduardo Tavares Costa
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Universidade Estadual De Campinas - Unicamp
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Abstract

a presente invenção se insere no campo técnico de controle de qualidade e calibração de equipamentos de aquisição de imagens de ressonância magnética e em controle de qualidade e calibração aplicável a técnicas de aquisição de imagens do tensor de difusão (dti) e de imagens ponderadas por difusão (dwi) para reconstrução de tratos e fibras.The present invention is in the technical field of quality control and calibration of magnetic resonance imaging equipment and in quality control and calibration applicable to diffusion tensor (dti) and diffusion-weighted image acquisition techniques. (dwi) for tract and fiber reconstruction.

Description

DISPOSITIVO PARA O CONTROLE DE QUALIDADE DE IMAGENS DO TENSOR DE DIFUSÃO, DE IMAGENS PONDERADAS POR DIFUSÃO PARA RECONSTRUÇÃO DE IMAGENS DE TRATOS E FIBRAS E DE OUTROS PARÂMETROS EM RESSONÂNCIA MAGNÉTICADEVICE FOR THE QUALITY CONTROL OF DIFFUSION TENSOR IMAGES, WEIGHTED DIFFUSION IMAGES FOR RECONSTRUCTION OF TREATMENT AND FIBER IMAGES AND OTHER PARAMETERS IN MAGNETIC RESONANCE

CAMPO DA INVENÇÃO:FIELD OF THE INVENTION:

[001] A presente invenção se insere no campo técnico de controle de qualidade e calibração de equipamentos de aquisição de imagens de ressonância magnética (RM) e em controle de qualidade e calibração aplicável a técnicas de aquisição de imagens do tensor de difusão (DTI) e de imagens ponderadas por difusão (DWI) para reconstrução de tratos e fibras.[001] The present invention falls within the technical field of quality control and calibration of magnetic resonance imaging (RM) acquisition equipment and in quality control and calibration applicable to diffusion tensor (DTI) image acquisition techniques. and diffusion-weighted images (DWI) for tract and fiber reconstruction.

[002] A invenção proposta visa solucionar o problema técnico da inexistência de um Phantom (simulador, ou fantoma, em português) e de um protocolo de controle de qualidade (CQ) para avaliação da qualidade dos dados obtidos em imagens de ressonância magnética ponderadas por difusão (imagens DW ou DWI) e em imagens do tensor de difusão (imagens DT ou DTI). Adicionalmente, o dispositivo permite a avaliação de outros parâmetros de qualidade em RM, tais como: espessura de corte, razão sinal-ruído (SNR), resolução espacial e detecção de distorções geométricas, bem como o CQ em aquisições de DWI que tenham por objetivo reconstruir tratos e fibras de tecidos biológicos de humanos, animais, vegetais e até mesmo de objetos.[002] The proposed invention aims to solve the technical problem of the lack of a Phantom (simulator, or phantom, in Portuguese) and a quality control protocol (QC) to evaluate the quality of the data obtained in magnetic resonance images weighted by diffusion (DW or DWI images) and diffusion tensor images (DT or DTI images). Additionally, the device allows the evaluation of other quality parameters in MRI, such as: slice thickness, signal-to-noise ratio (SNR), spatial resolution and detection of geometric distortions, as well as the QC in DWI acquisitions that aim to reconstruct tracts and fibers of biological tissues of humans, animals, vegetables and even objects.

ESTADO DA TÉCNICA:TECHNICAL STATUS:

[003] Sabe-se que as imagens de ressonância magnética ponderadas por difusão ou simplesmente DWI, revelam aspectos microscópicos relacionados à fisiologia dos tecidos, com base nas características de difusão das moléculas de água[003] It is known that magnetic resonance images weighted by diffusion or simply DWI, reveal microscopic aspects related to tissue physiology, based on the diffusion characteristics of water molecules

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2/35 através deles. Nos tecidos biológicos, a difusão de moléculas de água se dá de forma isotrópica, com a mesma magnitude em todas as direções ou anisotrópica, seguindo uma direção preferencial. A aquisição das DWI envolve o uso, nas sequências de pulsos, de gradientes de ponderação por difusão.2/35 through them. In biological tissues, the diffusion of water molecules is isotropic, with the same magnitude in all directions or anisotropic, following a preferred direction. The acquisition of DWI involves the use, in pulse sequences, of diffusion weighting gradients.

[004] Nesse aspecto, é importante ressaltar que as DWI tiveram sua consagração na prática clínica para o diagnóstico do Acidente Vascular Cerebral (AVC) na fase aguda e para classificá-lo como isquêmico ou não isquêmico. A partir destas imagens é possível calcular os mapas de Coeficiente Aparente de Difusão (ADC) e também o tensor de difusão. Os mapas de ADC possuem este nome pois o valor medido para este coeficiente é inferior ao valor medido para a água livre, difundindo-se sem a presença de barreiras e compartimentos celulares. O cálculo destes mapas baseia-se nas DWI e na imagem ponderada por T2, como mostra a Equação 1.1:[004] In this respect, it is important to note that DWI was established in clinical practice for the diagnosis of stroke in the acute phase and to classify it as ischemic or non-ischemic. From these images it is possible to calculate the apparent diffusion coefficient (ADC) maps and also the diffusion tensor. ADC maps have this name because the value measured for this coefficient is lower than the value measured for free water, diffusing without the presence of barriers and cell compartments. The calculation of these maps is based on the DWI and the T2-weighted image, as shown in Equation 1.1:

Ç·Ç·

ADCt = - - ln — (1.1) b So ADCt = - - ln - (1.1) b S o

Onde b é o fator de sensibilização à difusão em s/mm2. Cumpre notar que em estudos cerebrais, os valores de b empregados variam tipicamente entre 700 s/mm2 e 800 s/mm2 para crianças e para adultos o valor mais empregado é 1000 s/mm2. Isso porque Si é a DWI obtida a partir de gradientes de difusão na direção i e S0 é uma imagem ponderada por T2. Em sequências de pulsos de difusão, o tempo ao eco (TE) deve ser longo para acomodar a duração dos gradientes de difusão. Consequentemente, as DWI têm como base a ponderação T2. Nas DWI, áreas que apresentam alto índice de difusão tendem aWhere b is the diffusion sensitization factor in s / mm 2 . It should be noted that in brain studies, the values of b used typically vary between 700 s / mm 2 and 800 s / mm 2 for children and for adults the most used value is 1000 s / mm 2 . This is because Si is the DWI obtained from diffusion gradients in the direction ie S0 is a T2-weighted image. In diffusion pulse sequences, the echo time (TE) must be long to accommodate the duration of the diffusion gradients. Consequently, DWI are based on T2 weighting. In DWI, areas with a high diffusion index tend to

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3/35 ser hipointensas e as áreas com baixo índice de difusão tendem a ser hiperintensas.3/35 are hypointense and areas with a low diffusion index tend to be hyperintense.

[005] No modelo tensorial, no qual se baseiam as DTI, ou imagens DT, a difusão é descrita como uma distribuição gaussiana multivariada, sendo o tensor uma matriz de covariância 3x3, como apresentado abaixo:[005] In the tensor model, on which DTI, or DT images, are based, diffusion is described as a multivariate Gaussian distribution, with the tensor being a 3x3 covariance matrix, as shown below:

/Dxx / D xx DXyD X y Dxz\D xz \ T = T = ( DyX (Dy X Dyy Dyy DyZ ),Dy Z ), (1.2 (1.2 \DZX \ D ZX DZyD Z y DZZJD ZZ J

[006] Esta matriz descreve os deslocamentos das moléculas de água em 3 dimensões normalizados pelo tempo de difusão. Os elementos da diagonal são as variâncias da difusão ao longo dos eixos x, y e z e os elementos fora da diagonal são os termos simétricos de covariância. Dada a simetria do tensor, para sua construção é necessária a aquisição de DWI em ao menos 6 direções para a obtenção das seis componentes independentes. No entanto, para aumentar a SNR, na maioria das aplicações emprega-se a aquisição de DWI em 16, 32 ou 64 direções. O tensor pode ser visualizado em forma de imagem, sendo esta técnica denominada DTI (Diffusion Tensor Imaging). Das imagens do tensor de difusão (também denominadas DTI) pode-se extrair parâmetros escalares (índices) como a anisotropia fracional (FA), uma medida da fração do tensor que é anisotrópica; a anisotropia relativa (RA), relação entre as magnitudes das porções isotrópica e anisotrópica do tensor; a difusividade média (MD), média dos autovalores provenientes da diagonalização do tensor; e a razão de volume (VR), uma medida que representa a razão entre[006] This matrix describes the displacements of water molecules in 3 dimensions normalized by the diffusion time. The diagonal elements are the diffusion variances along the x, y and z axes and the elements outside the diagonal are the symmetric covariance terms. Given the symmetry of the tensor, for its construction it is necessary to acquire DWI in at least 6 directions to obtain the six independent components. However, to increase the SNR, in most applications the acquisition of DWI is used in 16, 32 or 64 directions. The tensor can be viewed as an image, this technique being called DTI (Diffusion Tensor Imaging). From the images of the diffusion tensor (also called DTI) one can extract scalar parameters (indices) such as fractional anisotropy (FA), a measure of the fraction of the tensor that is anisotropic; the relative anisotropy (RA), the relationship between the magnitudes of the isotropic and anisotropic portions of the tensor; the mean diffusivity (MD), mean of the eigenvalues from the tensor diagonalization; and the volume ratio (VR), a measure that represents the ratio between

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4/35 o volume de um elipsoide e o volume de uma esfera, variando de 1 (difusão isotrópica) a 0 (difusão anisotrópica). As DTI também são empregadas para a reconstrução das imagens de fibras axonais, fibras musculares esqueléticas, cardíacas e da musculatura lisa, por meio da técnica denominada tractografia. Esta técnica pode também ser aplicada à caracterização de objetos que apresentem tratos e fibras.4/35 the volume of an ellipsoid and the volume of a sphere, ranging from 1 (isotropic diffusion) to 0 (anisotropic diffusion). DTIs are also used to reconstruct images of axonal fibers, skeletal muscle fibers, cardiac and smooth muscles, using a technique called tractography. This technique can also be applied to the characterization of objects that have tracts and fibers.

[007] Atualmente, sabe-se que as DTI e seus parâmetros são bastante sensíveis a fatores relacionados à aquisição e processamento de imagens. A confiabilidade dos resultados obtidos a partir dessas imagens depende da qualidade dos dados adquiridos. Baixa SNR, movimento do paciente durante o exame, deslocamento químico, não homogeneidade do campo magnético B0 (o campo magnético principal da RM), interferência de radiofrequência (RF), correntes parasitárias e efeitos de susceptibilidade magnética podem degradar a qualidade das DWI e das DTI. Phantoms padrão para o CQ de scanners de RM, têm difusividades e parâmetros de relaxação distintos dos tecidos biológicos e são isotrópicos. Podem ser úteis para a avaliação de parâmetros como homogeneidade de B0, SNR, razão contraste-ruído (CNR), detecção de estrutura de baixo contraste, uniformidade, presença de distorções geométricas, espessura de corte e a resolução espacial dessas imagens, mas não para o CQ das DTI. Além disso, as DWI e as DTI são mais sensíveis a degradações em comparação com as imagens de RM convencionais e consequentemente o corrompimento dos dados ocorre primeiro nestas imagens. Em outras palavras, quando um problema é detectado nas imagens T1, T2 e de densidade de prótons (PD), provavelmente as DWI e DTI já foram degradadas.[007] Currently, it is known that DTI and its parameters are quite sensitive to factors related to image acquisition and processing. The reliability of the results obtained from these images depends on the quality of the acquired data. Low SNR, patient movement during the examination, chemical displacement, inhomogeneity of the B0 magnetic field (the main magnetic field of MRI), radio frequency (RF) interference, parasitic currents and magnetic susceptibility effects can degrade the quality of DWI and DTI. Standard QC phantoms for MRI scanners, have diffusivities and relaxation parameters different from biological tissues and are isotropic. They can be useful for the evaluation of parameters such as B0 homogeneity, SNR, contrast-to-noise ratio (CNR), detection of low contrast structure, uniformity, presence of geometric distortions, cut thickness and the spatial resolution of these images, but not for the DTI QC. In addition, DWI and DTI are more sensitive to degradation compared to conventional MRI images and therefore data corruption occurs first in these images. In other words, when a problem is detected in T1, T2 and proton density (PD) images, the DWI and DTI have probably been degraded.

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5/35 [008] Em se tratando mais especificamente de phantoms para o CQ de imagens de RM, o documento CN102334991 descreve um phantom de teste abrangente para o CQ das DTI. O dispositivo compreende um invólucro que possui uma camada de teste e é preenchido com uma solução de teste. Este modelo de phantom compreende ainda uma região contendo feixes de fibras, uma região de teste que simula o cérebro humano e uma região de testes básicos de CQ de imagens de RM. A região destinada à avaliação das DTI emprega fibras de silicone e celulose que o tornam instável ao longo do tempo, dificultando assim o acompanhamento do comportamento do scanner de RM. Adicionalmente, a presença de diversas estruturas em espiral contribui para a ocorrência de efeitos de suscetibilidade magnética.5/35 [008] When dealing more specifically with phantoms for MRI QC, document CN102334991 describes a comprehensive test phantom for DTI QC. The device comprises a housing that has a test layer and is filled with a test solution. This phantom model also comprises a region containing bundles of fibers, a test region that simulates the human brain and a region for basic QC tests of MRI images. The region destined for the evaluation of DTI uses silicone and cellulose fibers that make it unstable over time, thus making it difficult to monitor the behavior of the MRI scanner. In addition, the presence of several spiral structures contributes to the occurrence of magnetic susceptibility effects.

[009] Ainda, como exemplo, é possível citar um outro phantom que permite medir a difusão anisotrópica, a difusão do eixo principal, a rota de difusão do eixo principal e avaliar a eficácia das DTI, tal como revelado no documento US7667458. Entretanto, tal dispositivo possui estruturas anisotrópicas fixas em posições específicas e arranjos em espiral que o tornam mais sensível a efeitos de suscetibilidade magnética. Ademais, o uso de microtubos à base de compostos orgânicos faz com que o dispositivo não seja estável à longo prazo, uma vez que estes sofrem degradação biológica.[009] Still, as an example, it is possible to mention another phantom that allows to measure the anisotropic diffusion, the diffusion of the main axis, the diffusion route of the main axis and to evaluate the effectiveness of DTI, as revealed in the document US7667458. However, such a device has anisotropic structures fixed in specific positions and spiral arrangements that make it more sensitive to the effects of magnetic susceptibility. In addition, the use of microtubes based on organic compounds makes the device not stable in the long term, since they undergo biological degradation.

[010] O documento US7521931 descreve um phantom dotado de um reservatório que compreende uma pluralidade de estruturas que simulam a anisotropia dos tecidos biológicos. O documento menciona a utilização de fibras para a formação destas estruturas. Porém, no referido phantom, os feixes de[010] US7521931 describes a phantom equipped with a reservoir that comprises a plurality of structures that simulate the anisotropy of biological tissues. The document mentions the use of fibers for the formation of these structures. However, in the aforementioned phantom, the

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6/35 microtubos montados são fixados na parede do container por adesivos, o que tende a levar à formação de bolhas de ar e consequentemente à geração de artefatos de suscetibilidade magnética, que também podem ser causados devido à estrutura em espiral no centro do phantom. Adicionalmente, não se trata de um dispositivo de grande estabilidade à longo prazo, já que contém materiais orgânicos e outros compostos de origem vegetal.6/35 mounted microtubes are fixed to the container wall by adhesives, which tends to lead to the formation of air bubbles and consequently to the generation of magnetic susceptibility artifacts, which can also be caused due to the spiral structure in the center of the phantom. Additionally, it is not a device of great stability in the long term, since it contains organic materials and other compounds of plant origin.

[011] Ainda um outro documento como, por exemplo, o US4829839 descreve um phantom de difusão anisotrópica e um método para calibração das imagens do tensor de difusão. O phantom compreende placas finas de vidro e microtubos de vidro dentre os quais a água se difunde. No entanto, tais estruturas microscópicas são mais sujeitas à suscetibilidade magnética, o que pode levar à degradação dos dados obtidos e/ou calibrações imperfeitas.[011] Yet another document, such as US4829839, describes an anisotropic diffusion phantom and a method for calibrating diffusion tensor images. The phantom comprises thin plates of glass and glass microtubes among which water diffuses. However, such microscopic structures are more subject to magnetic susceptibility, which can lead to degradation of the obtained data and / or imperfect calibrations.

[012] Um equipamento de construção mais complexa que permite a avaliação da espessura de corte, SNR, distorções geométricas e resolução espacial, foi descrito no documento US5036280 que revela um phantom que apresenta um padrão de furos, capaz de avaliar a espessura de corte, sendo dotado também de diversos discos com estruturas específicas para avaliação de diversos parâmetros. No entanto, a complexidade na fabricação, e a grande proximidade entre os diferentes discos pode levar à ocorrência de artefatos nas imagens. Além disto, o phantom proposto na patente US5036280 não faz qualquer menção à possibilidade de avaliação de aquisições de DWI e DTI.[012] A more complex construction equipment that allows the assessment of the cut thickness, SNR, geometric distortions and spatial resolution, was described in document US5036280 that reveals a phantom that presents a pattern of holes, capable of evaluating the cut thickness, it is also equipped with several disks with specific structures for evaluating different parameters. However, the complexity in manufacturing, and the great proximity between the different discs can lead to the occurrence of artifacts in the images. In addition, the phantom proposed in the US5036280 patent makes no mention of the possibility of evaluating DWI and DTI acquisitions.

[013] Em relação ao CQ das DTI, o artigo Wang et al., 2011 - A quality assurance protocol for diffusion tensor[013] Regarding the DTI QC, the article Wang et al., 2011 - A quality assurance protocol for diffusion tensor

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7/35 imaging using the head phantom from American College of Radiology”, descreve um procedimento para assegurar a qualidade das DTI utilizando um phantom desenvolvido pelo American College of Radiology (ACR). Entretanto, o phantom utilizado no presente artigo não possui módulos específicos que permitam a simulação da difusão isotrópica ou anisotrópica para a real avaliação da qualidade deste tipo de imagens e não possui elementos com parâmetros de difusão isotrópica, similares aos encontrados nos tecidos biológicos.7/35 imaging using the head phantom from American College of Radiology ”, describes a procedure to ensure the quality of DTI using a phantom developed by the American College of Radiology (ACR). However, the phantom used in this article does not have specific modules that allow the simulation of isotropic or anisotropic diffusion for the real evaluation of the quality of this type of images and does not have elements with parameters of isotropic diffusion, similar to those found in biological tissues.

[014] O phantom descrito no artigo de Teh et al., 2015 - Bíomímetíc Phantom for Cardiac Diffuslon MRI”, simula a difusão anisotrópica das moléculas de água nas células musculares cardíacas. O phantom compreende camadas de microfibras cilíndricas constituídas por policrapolactona e óxido de polietileno em bandas contínuas, sendo que em cada camada as fibras são mantidas unidas por um filamento de fibras Dyneema® de 20 pm de espessura. No entanto, o phantom proposto é de difícil fabricação, uma vez que dependendo da variação da voltagem aplicada na produção, feixes de diferentes espessuras podem ser gerados. Ademais, possui baixa estabilidade da montagem, usualmente 4 meses, dificultando o segmento de parâmetros do scanner de RM em longos intervalos de tempo com o emprego do mesmo dispositivo. Por fim, microestruturas como as empregadas em sua fabricação estão mais sujeitas a efeitos de suscetibilidade magnética e volume parcial, o que pode alterar os resultados obtidos.[014] The phantom described in the article by Teh et al., 2015 - Bíomímetíc Phantom for Cardiac Diffuslon MRI ”, simulates the anisotropic diffusion of water molecules in cardiac muscle cells. The phantom comprises cylindrical microfiber layers made up of poly-polyolactone and polyethylene oxide in continuous bands, with the fibers in each layer being held together by a 20 pm thick Dyneema® fiber filament. However, the proposed phantom is difficult to manufacture, since depending on the variation of the voltage applied in the production, beams of different thicknesses can be generated. In addition, it has low assembly stability, usually 4 months, making it difficult to set the parameters of the MR scanner over long periods of time using the same device. Finally, microstructures such as those used in their manufacture are more subject to the effects of magnetic susceptibility and partial volume, which can alter the results obtained.

[015] Por fim, o artigo de Fieremans et al.,[015] Finally, the article by Fieremans et al.,

2008 “Simulation and experimental verification of the diffusion2008 “Simulation and experimental verification of the diffusion

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8/35 in an anisotropic fiber phantom”, descreve um phantom composto por fibras hidrofóbicas e multifilamentos, o que é favorável para a simulação da anisotropia dos tecidos biológicos. As fibras, possuindo 20 pm de espessura, são dispostas em paralelo e compactadas no interior de um tubo de poliolefina. Entretanto, pode-se afirmar que o emprego de feixes de fibras de baixa densidade faz com que as mesmas se aglomerem no centro do tubo termoretrátril, o que, além de causar variações em parâmetros de DTI medidos, pode levar à maior ocorrência de efeitos de suscetibilidade magnética nas imagens.8/35 in an anisotropic fiber phantom ”, describes a phantom composed of hydrophobic and multifilament fibers, which is favorable for simulating the anisotropy of biological tissues. The fibers, having a thickness of 20 pm, are laid out in parallel and compacted inside a polyolefin tube. However, it can be said that the use of low density fiber bundles causes them to agglomerate in the center of the heat shrink tube, which, in addition to causing variations in measured DTI parameters, can lead to a greater occurrence of magnetic susceptibility in the images.

[016] Percebe-se, assim, que o atual estado da técnica carece de soluções que permitam, considerando a diversidade de métodos disponíveis (difusão, perfusão, imagens funcionais etc.), verificar a qualidade de diferentes técnicas de RM, utilizando o mesmo dispositivo.[016] It can be seen, therefore, that the current state of the art lacks solutions that allow, considering the diversity of available methods (diffusion, perfusion, functional images, etc.), to verify the quality of different MRI techniques, using the same device.

OBJETIVOS E VANTAGENS DA INVENÇÃO:OBJECTIVES AND ADVANTAGES OF THE INVENTION:

[017] Em função do exposto acima, a presente invenção visa, basicamente, solucionar o problema técnico da inexistência de um dispositivo (phantom) ou protocolo de CQ que permite: i) a avaliação da qualidade dos dados obtidos de imagens de ressonância magnética ponderadas por difusão, DWI, e de imagens do tensor de difusão, DTI, ii) a avaliação de espessura de corte, SNR, resolução espacial e detecção de distorções geométricas e iii) a avaliação da qualidade das DTI para reconstrução de tratos e fibras de tecidos biológicos de humanos, animais, vegetais e até mesmo de objetos.[017] In view of the above, the present invention basically aims to solve the technical problem of the lack of a device (phantom) or QC protocol that allows: i) the quality evaluation of the data obtained from weighted magnetic resonance images by diffusion, DWI, and images of the diffusion tensor, DTI, ii) the evaluation of section thickness, SNR, spatial resolution and detection of geometric distortions and iii) the evaluation of the quality of DTI for reconstruction of tracts and tissue fibers of humans, animals, vegetables and even objects.

Assim sendo, é um dos objetivos da presente invenção revelar um dispositivo para o CQ de imagens do tensor de difusão, de imagens ponderadas por difusão paraTherefore, it is one of the objectives of the present invention to reveal a device for the QC of diffusion tensor images, of diffusion-weighted images for

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9/35 reconstrução de imagens de tratos e fibras e de outros parâmetros em RM.9/35 reconstruction of tract and fiber images and other MRI parameters.

[018] É, portanto, um objetivo da presente invenção possibilitar a avaliação dos dados acima listados em um único dispositivo, sem demandar a disponibilidade, aquisição e/ou instalação de uma pluralidade de aparelhos distintos e que, assim sendo, possibilite a obtenção de um CQ para imagens de maneira simples e prática.[018] It is, therefore, an objective of the present invention to enable the evaluation of the data listed above in a single device, without requiring the availability, acquisition and / or installation of a plurality of different devices and, therefore, making it possible to obtain a QC for images in a simple and practical way.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO:BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION:

[019] Os objetivos acima mencionados são alcançados através do dispositivo para o controle de qualidade de imagens do tensor de difusão, de imagens ponderadas por difusão para reconstrução de imagens de tratos e fibras e de outros parâmetros em RM, o dispositivo compreendendo pelo menos um cilindro, um primeiro módulo disposto no cilindro, um segundo módulo disposto no cilindro, um terceiro módulo disposto no cilindro e cooperante com o primeiro e com o segundo módulos, pelo menos um fuso para a cooperação do primeiro, do segundo e do terceiro módulos com o cilindro, havendo ainda um quarto módulo disposto no cilindro, sendo que O dito dispositivo compreende ainda, uma tampa cooperante com o cilindro para a fixação dos fusos e uma solução líquida para permitir a difusão das moléculas de água.[019] The aforementioned objectives are achieved through the device for the quality control of images of the diffusion tensor, diffusion-weighted images for reconstruction of images of tracts and fibers and other parameters in MRI, the device comprising at least one cylinder, a first module disposed in the cylinder, a second module disposed in the cylinder, a third module disposed in the cylinder and cooperating with the first and the second modules, at least one spindle for the cooperation of the first, second and third modules with the cylinder, with a fourth module disposed in the cylinder, the said device also comprising, a cooperating cover with the cylinder for fixing the spindles and a liquid solution to allow the diffusion of the water molecules.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS:BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES:

[020] Para obter total e completa visualização do objeto desta invenção, são apresentadas figuras às quais se faz referência, conforme se segue.[020] To obtain total and complete visualization of the object of this invention, figures are presented which are referred to, as follows.

[021] A Figura 1.1 é uma representação tridimensional de uma das possíveis configurações do dispositivo para o controle de qualidade de imagens do tensor de difusão, de imagens ponderadas por difusão para reconstrução de imagens[021] Figure 1.1 is a three-dimensional representation of one of the possible configurations of the device for image quality control of the diffusion tensor, of diffusion-weighted images for image reconstruction

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10/35 de tratos e fibras e de outros parâmetros em ressonância magnética 100. Esta configuração inclui todos os módulos descritos neste documento;10/35 tracts and fibers and other parameters in magnetic resonance 100. This configuration includes all the modules described in this document;

[022] A Figura 1.2 é uma representação tridimensional de uma das possíveis configurações do dispositivo 100 apresentado na Figura 1.1. Nesta configuração, somente o módulo para avaliação de distorções geométricas 20 (com furos circulares 21) está representado;[022] Figure 1.2 is a three-dimensional representation of one of the possible configurations of device 100 shown in Figure 1.1. In this configuration, only the module for evaluating geometric distortions 20 (with circular holes 21) is represented;

[023] A Figura 1.3 é uma representação tridimensional de uma das possíveis configurações do dispositivo 100 apresentado na Figura 1.1. Nesta configuração, somente o módulo para avaliação de distorções geométricas 20 (com furos quadrados 21) está representado;[023] Figure 1.3 is a three-dimensional representation of one of the possible configurations of device 100 shown in Figure 1.1. In this configuration, only the module for evaluating geometric distortions 20 (with square holes 21) is represented;

[024] A Figura 1.4 é uma representação tridimensional de uma das possíveis configurações do dispositivo 100 apresentado na Figura 1.1. Nesta configuração, somente o módulo para avaliação da espessura de corte 30 e o módulo para avaliação da resolução espacial 50 estão representados;[024] Figure 1.4 is a three-dimensional representation of one of the possible configurations of device 100 shown in Figure 1.1. In this configuration, only the module for evaluating the slice thickness 30 and the module for evaluating the spatial resolution 50 are represented;

[025] A Figura 1.5 é uma vista da representação ilustrada na Figura 1.4. Nesta representação, o módulo de espessura de corte 30 foi aberto, de modo que os blocos 51, 52 e 53 para avaliação da resolução espacial possam ser visualizados;[025] Figure 1.5 is a view of the representation illustrated in Figure 1.4. In this representation, the section thickness module 30 was opened, so that blocks 51, 52 and 53 for the assessment of spatial resolution can be viewed;

[026] A Figura 1.6 é uma representação tridimensional de uma das possíveis configurações do dispositivo 100 apresentado na Figura 1.1. Nesta configuração, somente o módulo para CQ das DTI 40 está representado;[026] Figure 1.6 is a three-dimensional representation of one of the possible configurations of device 100 shown in Figure 1.1. In this configuration, only the DTI 40 QC module is represented;

[027] A Figura 1.7 é uma vista lateral do container principal 101 (cilindro) do dispositivo descrito na Figura 1.1.[027] Figure 1.7 is a side view of the main container 101 (cylinder) of the device described in Figure 1.1.

[028] A Figura 1.8 é uma representação da vista superior[028] Figure 1.8 is a representation of the top view

Petição 870170066292, de 06/09/2017, pág. 14/67Petition 870170066292, of September 6, 2017, p. 14/67

11/35 de uma das possíveis configurações da tampa 110 do container 101 (cilindro) do dispositivo representado na Figura 1.1. Nesta representação estão detalhadas as correspondentes dimensões da tampa 110 do dispositivo.11/35 of one of the possible configurations of the lid 110 of the container 101 (cylinder) of the device shown in Figure 1.1. In this representation, the corresponding dimensions of the cover 110 of the device are detailed.

[029] A Figura 1.9(A) é uma representação em vista superior de uma possível configuração da base 116 na qual é fixada a tampa do container 110 (cilindro), destacando suas correspondentes dimensões. A Figura 1.9(B), é uma representação da vista lateral da estrutura representada na Figura 1.9(A). Nela, destaca-se as possíveis dimensões da cavidade 121 na qual é inserido o anel de vedação O'ring 115 que evita que haja vazamentos de líquido do interior do container.[029] Figure 1.9 (A) is a representation in top view of a possible configuration of the base 116 in which the lid of the container 110 (cylinder) is fixed, highlighting its corresponding dimensions. Figure 1.9 (B), is a representation of the side view of the structure represented in Figure 1.9 (A). It highlights the possible dimensions of cavity 121 into which the O'ring 115 sealing ring is inserted, which prevents liquid leaks from inside the container.

[030] A Figura 1.10 é uma representação bidimensional isolada do módulo para avaliação de distorção geométrica 20. São apresentadas duas configurações possíveis deste módulo, neste caso constituído por uma placa de acrílico contendo furos 21 circulares (1.10(A)) ou furos 21 quadrados (1.10(B)).[030] Figure 1.10 is a two-dimensional representation isolated from the module for evaluating geometric distortion 20. Two possible configurations of this module are presented, in this case consisting of an acrylic plate containing 21 circular holes (1.10 (A)) or 21 square holes (1.10 (B)).

[031] A Figura 1.11 é uma representação bidimensional isolada das placas que compõem o módulo de espessura de corte 30 em uma de suas possíveis configurações. Em 1.11(A), 1.11(B) e 1.11(C) encontram-se as dimensões de cada placa 31, 32 e 33, e de suas correspondentes fendas 312,313, 322, 333, 332, 333, tal como empregado no dispositivo representado na Figura 1.1.[031] Figure 1.11 is an isolated two-dimensional representation of the plates that make up the section thickness module 30 in one of its possible configurations. In 1.11 (A), 1.11 (B) and 1.11 (C) are the dimensions of each plate 31, 32 and 33, and their corresponding slots 312,313, 322, 333, 332, 333, as used in the device represented in Figure 1.1.

[032] A Figura 1.12 é uma representação bidimensional isolada de um dos blocos 51 que compõem o módulo para avaliação da resolução espacial 50 de imagens de RM de diversas modalidades. Nela, são representadas as dimensões[032] Figure 1.12 is an isolated two-dimensional representation of one of the blocks 51 that make up the module for evaluating the spatial resolution 50 of MRI images of different modalities. In it, the dimensions are represented

Petição 870170066292, de 06/09/2017, pág. 15/67Petition 870170066292, of September 6, 2017, p. 15/67

12/35 e disposições dos furos 512 empregados na avaliação deste parâmetro, podendo estes apresentar formato circular (Figura 1.12(A)), quadrado ((Figura 1.12(B)), bem como qualquer outra configuração que se mostre útil para avaliação da resolução espacial das imagens. Também estão representados os correspondentes orifícios 511 para inserção de parafusos que fixam este bloco a uma das placas 31 do módulo de espessura de corte 30.12/35 and hole arrangements 512 used in the evaluation of this parameter, which may have a circular shape (Figure 1.12 (A)), square ((Figure 1.12 (B)), as well as any other configuration that is useful for evaluating the resolution The corresponding holes 511 for inserting screws that fix this block to one of the plates 31 of the cut thickness module 30 are also shown.

[033] A Figura 1.13 é uma representação bidimensional de um segundo bloco 52 que compõe o módulo para a avaliação da resolução espacial 50 das imagens de RM de diversas modalidades, semelhante ao representado na Figura 1.12. Também estão representados os correspondentes orifícios 521 para inserção de parafusos que fixam este bloco a uma das placas 32 do módulo de espessura de corte 30.[033] Figure 1.13 is a two-dimensional representation of a second block 52 that makes up the module for the evaluation of spatial resolution 50 of MRI images of different modalities, similar to that represented in Figure 1.12. Also shown are the corresponding holes 521 for inserting screws that secure this block to one of the plates 32 of the cut thickness module 30.

[034] A Figura 1.14 é uma representação bidimensional de um terceiro bloco 53 que compõe o módulo para a avaliação da resolução espacial das imagens de RM de diversas modalidades, semelhante ao representado nas Figuras 1.11 e 1.12. Também estão representados os correspondentes orifícios 531 para inserção de parafusos que fixam este bloco a uma das placas 33 do módulo de espessura de corte 30.[034] Figure 1.14 is a two-dimensional representation of a third block 53 that makes up the module for evaluating the spatial resolution of MRI images of different modalities, similar to that represented in Figures 1.11 and 1.12. Also shown are the corresponding holes 531 for inserting screws that secure this block to one of the plates 33 of the cutting thickness module 30.

[035] A Figura 1.15 é uma representação bidimensional das placas 41 e 42 que compõem o módulo para a avaliação de imagens do tensor de difusão e de imagens ponderadas por difusão para reconstrução de imagens de tratos e fibras de organismos vivos ou de objetos 40. Em 1.15(A) e 1.15(B) estão representadas, respectivamente, as placas que constituem o lado maior 41 e o lado menor 42 do módulo para avaliação de DTI em uma de suas possíveis configurações, bem como os furos[035] Figure 1.15 is a two-dimensional representation of the plates 41 and 42 that make up the module for the evaluation of diffusion tensor images and diffusion-weighted images for reconstruction of tract and fiber images of living organisms or objects 40. In 1.15 (A) and 1.15 (B) are represented, respectively, the plates that constitute the major side 41 and the minor side 42 of the module for evaluating DTI in one of its possible configurations, as well as the holes

Petição 870170066292, de 06/09/2017, pág. 16/67Petition 870170066292, of September 6, 2017, p. 16/67

13/35 para fixação de feixes de tratos e fibras.13/35 for fixing bundles of tracts and fibers.

[036] A Figura 2 é uma representação, na forma de imagens de RM, de módulos específicos para a avaliação da resolução espacial, espessura da fatia, distorções geométricas e SNR (vistas coronais e axiais);[036] Figure 2 is a representation, in the form of MRI images, of specific modules for the evaluation of spatial resolution, slice thickness, geometric distortions and SNR (coronal and axial views);

[037] A Figura 3 é uma representação, em imagens de RM, do módulo para a avaliação da espessura de corte (vista coronal), e também uma representação, na forma gráfica, dos perfis obtidos para a estimativa desse parâmetro;[037] Figure 3 is a representation, in MRI images, of the module for the assessment of the section thickness (coronal view), and also a representation, in graphical form, of the profiles obtained for the estimation of this parameter;

[038] A Figura 4 é uma representação, em imagem de RM (corte axial) do módulo para a medição da espessura da fatia e para a medição da SNR;[038] Figure 4 is a representation, in RM image (axial section) of the module for measuring slice thickness and for measuring SNR;

[039] A Figura 5 é uma representação, em vistas coronais, do módulo para avaliação das DTI e do módulo para avaliação de distorções geométricas;[039] Figure 5 is a representation, in coronal views, of the module for evaluating DTI and the module for evaluating geometric distortions;

[040] A Figura 6 é uma representação, em imagens de RM coronais, dos blocos que constituem o módulo para estimativa da resolução espacial;[040] Figure 6 is a representation, in coronal MRI images, of the blocks that constitute the module for estimating spatial resolution;

[041] A Figura 7 é uma representação gráfica dos valores médios de MD, FA, RA e VR, bem como dos correspondentes valores de coeficientes de variação (CV) para estes índices de DTI;[041] Figure 7 is a graphical representation of the mean values of MD, FA, RA and VR, as well as the corresponding values of coefficients of variation (CV) for these DTI indices;

[042] A Figura 8 é uma representação gráfica de valores médios de CS, CL e CP e dos correspondentes valores de CV para estes índices de DTI;[042] Figure 8 is a graphical representation of average values of CS, CL and CP and the corresponding CV values for these DTI indices;

[043] A Figura 9 é uma representação de tratos reconstruídos a partir de aquisições de DTI utilizando o dispositivo da Figura 1.1;[043] Figure 9 is a representation of reconstructed tracts from DTI acquisitions using the device in Figure 1.1;

[044] A Figura 10 é uma representação de outros tratos reconstruídos a partir de aquisições de DTI usando uma bobina[044] Figure 10 is a representation of other treatments reconstructed from DTI acquisitions using a coil.

Petição 870170066292, de 06/09/2017, pág. 17/67Petition 870170066292, of September 6, 2017, p. 17/67

14/35 de crânio de 32 canais;14/35 32-channel skull;

[045] A Figura 11 é uma representação de ainda outros tratos reconstruídos a partir de aquisições de DTI variando TE e NSA, para bobinas de crânio de 8 e 32 canais; e [046] A Figura 15 é uma representação de outros tratos reconstruídos a partir de aquisições utilizando bobinas de crânio 8 canais, para feixes de fibras envolvidos com tubos termoretráteis.[045] Figure 11 is a representation of yet other reconstructed tracts from DTI acquisitions ranging TE and NSA, for 8 and 32 channel skull coils; and [046] Figure 15 is a representation of other reconstructed tracts from acquisitions using 8-channel skull coils, for bundles of fibers wrapped with heat-shrink tubes.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO:DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION:

[047] O objeto da presente invenção passará a ser mais detalhadamente descrito e explicado com base nos desenhos apensos, que possuem caráter meramente exemplificativo e não limitativo, posto que adaptações e modificações podem ser feitas sem que, com isso, se fuja do escopo da proteção reivindicada.[047] The object of the present invention will now be described in more detail and explained based on the attached drawings, which are merely exemplary and non-limiting, since adaptations and modifications can be made without, therefore, escaping the scope of protection claimed.

[048] Como pode ser visto a partir das Figuras 1.1 e 1.2, o dispositivo 100 compreende, basicamente, pelo menos um container de qualquer forma geométrica, representado neste caso por um cilindro 101, no interior do qual são inseridos os módulos 20, 30, 40 e 50, que possibilitam avaliar diferentes aspectos de performance de um equipamento de RM. Cumpre notar que, em uma concretização preferencial, o cilindro 100 é fabricado em acrílico, possui uma altura compreendida entre 160 mm e 200 mm, preferencialmente 180 mm, diâmetro externo compreendido entre 150 mm e 190 mm, preferencialmente de 170 mm e diâmetro interno compreendido entre 140 mm e 180 mm, preferencialmente de 160 mm. As geometrias e dimensões empregadas na fabricação do cilindro encontram-se detalhadamente representadas nas Figuras 1.7, 1.8 e 1.9.[048] As can be seen from Figures 1.1 and 1.2, device 100 basically comprises at least one container of any geometric shape, represented in this case by a cylinder 101, into which modules 20, 30 are inserted , 40 and 50, which make it possible to evaluate different performance aspects of an MRI equipment. It should be noted that, in a preferred embodiment, cylinder 100 is made of acrylic, has a height between 160 mm and 200 mm, preferably 180 mm, external diameter between 150 mm and 190 mm, preferably 170 mm and internal diameter comprised between 140 mm and 180 mm, preferably 160 mm. The geometries and dimensions used in the manufacture of the cylinder are shown in detail in Figures 1.7, 1.8 and 1.9.

Petição 870170066292, de 06/09/2017, pág. 18/67Petition 870170066292, of September 6, 2017, p. 18/67

15/35 [049] Especificamente para o CQ das DTI, ou de outras técnicas que possibilitem a reconstrução de imagens de tratos e fibras do organismo ou objetos, utiliza-se no dispositivo 100, um primeiro módulo que consiste em um bloco 40, oco, contendo dois lados maiores 41 e dois lados menores 42. Sendo que cada um dos dois lados maiores 41 e dos dois lados menores 42 do bloco 40 compreendem uma pluralidade de furos 43 igualmente espaçados entre si (preferencialmente), como pode ser visto nas Figuras 1.1 e 1.6 e também nas representações fotográficas das Figuras 2, 3 e 4. A função precípua destes furos 43, é possibilitar a fixação de feixes de fibras 44 para simular tratos e fibras de diversas espessuras e em diferentes arranjos, tal como ilustrado nas Figuras 1.6, e nas representações fotográficas das Figuras 3 e 4. Além de fixar os feixes 44, os furos 43 do primeiro módulo servem também para a avaliação de distorções geométricas na imagem, distorções essas que podem levar à deterioração da forma de seus furos e que podem ser detectadas de modo qualitativo e quantitativo. Em uma concretização preferencial o bloco 40 do primeiro módulo é retangular, os dois lados maiores 41 possuem dimensão de 100 x 100 x 5 mm (50.000 mm3) e doze furos 43 circulares de 10 mm de diâmetro, já os dois lados menores 42 possuem dimensão de 60 x 60 x 5 mm (18.000 mm3) e nove furos 43 circulares de 10 mm de diâmetro cada um, como representado na Figura 1.15. Os furos 43 do primeiro módulo 40 possibilitam a fixação de feixes de fibras 44 de diferentes materiais para simular tratos e fibras de diversas espessuras e em diferentes arranjos. A concretização deste módulo e do dispositivo como um todo não se limitam às dimensões e geometrias descritas15/35 [049] Specifically for the QC of DTI, or other techniques that allow the reconstruction of images of tracts and fibers of the organism or objects, the device 100 is used, a first module consisting of a block 40, hollow , containing two major sides 41 and two minor sides 42. Each of the two major sides 41 and the two minor sides 42 of block 40 comprise a plurality of holes 43 equally spaced apart (preferably), as can be seen in the Figures 1.1 and 1.6 and also in the photographic representations of Figures 2, 3 and 4. The main function of these holes 43, is to enable the fixation of bundles of fibers 44 to simulate tracts and fibers of different thicknesses and in different arrangements, as illustrated in the Figures 1.6, and in the photographic representations of Figures 3 and 4. In addition to fixing the beams 44, the holes 43 of the first module are also used for the evaluation of geometric distortions in the image, which and they can lead to the deterioration of the shape of their holes and that can be detected in a qualitative and quantitative way. In a preferred embodiment, the block 40 of the first module is rectangular, the two largest sides 41 have dimensions of 100 x 100 x 5 mm (50,000 mm 3 ) and twelve circular holes 43 of 10 mm in diameter, while the two smaller sides 42 have dimension of 60 x 60 x 5 mm (18,000 mm 3 ) and nine 43 circular holes of 10 mm in diameter each, as shown in Figure 1.15. The holes 43 of the first module 40 make it possible to fix bundles of fibers 44 of different materials to simulate tracts and fibers of different thicknesses and in different arrangements. The implementation of this module and the device as a whole are not limited to the dimensions and geometries described

Petição 870170066292, de 06/09/2017, pág. 19/67Petition 870170066292, of September 6, 2017, p. 19/67

16/35 neste parágrafo.16/35 in this paragraph.

[050] Adicionalmente, a distorção geométrica pode ainda ser avaliada através de um segundo módulo 20 específico, e como pode ser visto nas Figuras 1.1, 1.2, 1.3, 1.10 e também nas representações fotográficas das Figuras 2 e 3, este módulo consiste de uma placa do segundo módulo 20, dotada de uma pluralidade de furos 21 do segundo módulo igualmente espaçados entre si. Em uma concretização preferencial a placa do segundo módulo 20 é retangular, possui 120 x 100 x 5 mm (60.000 mm3) de dimensão, é de acrílico, e os furos 21 são circulares e de 10 mm de diâmetro, como representado na Figura 1.10 (A). Na Figura 1.10(B) está representada uma outra forma de concretização deste módulo, empregando-se furos quadrados de 10 mm de lado, sendo que a concretização do dispositivo não se limita às dimensões e geometrias descritas neste parágrafo.[050] In addition, the geometric distortion can also be evaluated through a second specific module 20, and as can be seen in Figures 1.1, 1.2, 1.3, 1.10 and also in the photographic representations of Figures 2 and 3, this module consists of a second module plate 20, provided with a plurality of holes 21 of the second module equally spaced apart. In a preferred embodiment the plate of the second module 20 is rectangular, 120 x 100 x 5 mm (60,000 mm 3 ) in size, made of acrylic, and the holes 21 are circular and 10 mm in diameter, as shown in Figure 1.10 (THE). In Figure 1.10 (B) another form of embodiment of this module is shown, using square holes of 10 mm on the side, and the embodiment of the device is not limited to the dimensions and geometries described in this paragraph.

[051] Já em relação à avaliação da espessura de corte, esta pode ser realizada em três direções, axial, sagital e coronal, através da utilização de um terceiro módulo 30 composto por pelo menos uma primeira 31, uma segunda 32 e uma terceira 33 placas do terceiro módulo dotadas de fendas (312, 313, 322, 323, 332, 333), tal como pode ser visto nas Figuras 1.1, 1.4, 1.5, 1.11 e também nas representações fotográficas das Figuras 2 e 3. Pelo menos duas destas placas são fixadas na terceira, formando um U. Em uma concretização preferencial a primeira 31, a segunda 32 e a terceira 33 placas do terceiro módulo são quadradas, possuem 100 x 100 x 8 mm (80.000 mm3) de dimensão, e as fendas são diagonais e possuem 1 mm (312, 322, 332) e 2 mm de espessura (313, 323, 333) e 5 mm de profundidade. As placas 31, 32 e[051] Regarding the assessment of the section thickness, it can be performed in three directions, axial, sagittal and coronal, through the use of a third module 30 composed of at least one first 31, a second 32 and a third 33 plates of the third module equipped with slots (312, 313, 322, 323, 332, 333), as seen in Figures 1.1, 1.4, 1.5, 1.11 and also in the photographic representations of Figures 2 and 3. At least two of these plates are fixed on the third, forming a U. In a preferred embodiment the first 31, the second 32 and the third 33 plates of the third module are square, have 100 x 100 x 8 mm (80,000 mm 3 ) in dimension, and the slots they are diagonal and are 1 mm (312, 322, 332) and 2 mm thick (313, 323, 333) and 5 mm deep. The plates 31, 32 and

Petição 870170066292, de 06/09/2017, pág. 20/67Petition 870170066292, of September 6, 2017, p. 20/67

17/35 contêm cada uma delas 2 furos de 3,2 mm de diâmetro, sendo os pares de furos de cada placa rotulados como 351, 352 e 353. Tais furos são destinados à inserção de pares parafusos M3 rotulados respectivamente como 311, 321 e 331, preferencialmente de nylon, para fixação, em cada uma das placas, dos blocos 51, 52 e 53, constituintes do módulo de resolução espacial 50. No entanto, a concretização do dispositivo não se limita às dimensões, geometrias e opções de fixação descritas neste parágrafo.17/35 each contain 2 holes of 3.2 mm in diameter, the pairs of holes on each plate being labeled 351, 352 and 353. These holes are intended for the insertion of pairs of M3 screws labeled respectively 311, 321 and 331, preferably nylon, for fixing blocks 51, 52 and 53, which make up the spatial resolution module 50, on each of the plates. However, the implementation of the device is not limited to the dimensions, geometries and fixation options described in this paragraph.

[052] Para a avaliação da resolução espacial nos planos axial, coronal e sagital, foi idealizado um quarto módulo[052] For the assessment of spatial resolution in the axial, coronal and sagittal planes, a fourth module was devised

50, contendo pelo menos três blocos, cada bloco (51, 52 e 53) do quarto módulo contendo pelo menos quatro fileiras de furos, conforme ilustrado nas Figuras 1.4, 1.5, 1.12, 1.13 e 1.14, bem como nas representações fotográficas das Figuras 2 e 3. Cada fileira é composta por quatro furos igualmente espaçados (preferencialmente) e de mesmo diâmetro. Os conjuntos de furos de cada um dos três blocos são representados como 512, 522 e 532, em referência aos blocos50, containing at least three blocks, each block (51, 52 and 53) of the fourth module containing at least four rows of holes, as shown in Figures 1.4, 1.5, 1.12, 1.13 and 1.14, as well as in the photographic representations of Figures 2 and 3. Each row consists of four equally spaced holes (preferably) and of the same diameter. The sets of holes for each of the three blocks are represented as 512, 522 and 532, in reference to the blocks

51, 52 e 53, respectivamente. Em uma concretização preferencial os blocos 51, 52 e 53 do quarto módulo possuem 20 χ 25 χ 5 mm (2.500 mm3) de dimensão, o furo da primeira fileira sendo circular e de diâmetro igual a 0,5 mm, o furo da segunda fileira sendo circular e de diâmetro igual a 1 mm, o furo da terceira fileira sendo circular e de diâmetro igual a 2 mm e o furo da quarta fileira sendo circular e de diâmetro igual a 2,5 mm. Além da configuração deste módulo empregando-se furos circulares, como representado nas Figuras 1.12(A), 1.13(A) e 1.14(A), pode-se também utilizar furos quadrados, sendo seus lados idênticos aos diâmetros51, 52 and 53, respectively. In a preferred embodiment, blocks 51, 52 and 53 of the fourth module are 20 χ 25 χ 5 mm (2,500 mm 3 ) in size, the hole in the first row being circular and 0.5 mm in diameter, the hole in the second row being circular and of diameter equal to 1 mm, the hole of the third row being circular and of diameter equal to 2 mm and the hole of the fourth row being circular and of diameter equal to 2.5 mm. In addition to the configuration of this module using circular holes, as shown in Figures 1.12 (A), 1.13 (A) and 1.14 (A), square holes can also be used, their sides being identical to the diameters

Petição 870170066292, de 06/09/2017, pág. 21/67Petition 870170066292, of September 6, 2017, p. 21/67

18/35 dos furos circulares empregados, sendo esta configuração representada nas Figuras 1.12(B), 1.13(B) e 1.14(B). Cada um dos blocos apresenta ainda pares de furos 511, 512 e 513 para a fixação de cada um deles em uma das placas do módulo de espessura de corte 30, na configuração descrita no parágrafo anterior. Em uma configuração preferencial, a fixação é feita com parafusos de nylon M3. No entanto, a concretização deste módulo, bem como do dispositivo, não se limita às dimensões e geometrias descritas neste parágrafo.18/35 of the circular holes used, this configuration being represented in Figures 1.12 (B), 1.13 (B) and 1.14 (B). Each of the blocks also has pairs of holes 511, 512 and 513 for fixing each of them on one of the plates of the cut thickness module 30, in the configuration described in the previous paragraph. In a preferred configuration, fixation is done with M3 nylon screws. However, the implementation of this module, as well as the device, is not limited to the dimensions and geometries described in this paragraph.

[053] Para concretização preferencial do dispositivo 100, fazendo com que o cilindro 101 e os módulos 20, 30, 40 e 50 sejam devidamente posicionados, os módulos 20, 30, 40 e 50 5 são montados em conjunto em pelo menos dois fusos[053] For preferred embodiment of device 100, making cylinder 101 and modules 20, 30, 40 and 50 properly positioned, modules 20, 30, 40 and 50 5 are assembled together on at least two spindles

119, sendo estes fixados na tampa 110 do dispositivo 100. Estes fusos 119, ilustrados dentre outras na Figura 1.1, permitem que cada um dos módulos 20, 30, 40 e 50 seja posicionado na altura desejada no interior do cilindro 101, através de uma pluralidade de dispositivos de posicionamento119, these being fixed to the cover 110 of the device 100. These spindles 119, illustrated among others in Figure 1.1, allow each of the modules 20, 30, 40 and 50 to be positioned at the desired height inside the cylinder 101, through a plurality of positioning devices

120. Os módulos 20, 30, 40 e 50 podem ser utilizados em conjunto ou separadamente, de acordo com as características de performance do scanner que se deseje avaliar. A medida da SNR se dá a partir da imagem da porção do cilindro 101 que contém apenas o líquido que o preenche, sem a presença dos módulos 20, 30, 40 ou 50 descritos anteriormente. Os fusos 120 são fabricados preferencialmente em poliacetal e possuem 170 mm de comprimento e 6 mm de diâmetro. No entanto, esta não é a única configuração possível para a fixação e posicionamento dos módulos no interior do dispositivo.120. Modules 20, 30, 40 and 50 can be used together or separately, according to the performance characteristics of the scanner to be evaluated. The SNR measurement is made from the image of the cylinder portion 101 that contains only the liquid that fills it, without the presence of modules 20, 30, 40 or 50 described above. Spindles 120 are preferably made of polyacetal and are 170 mm long and 6 mm in diameter. However, this is not the only possible configuration for fixing and positioning the modules inside the device.

[054] O dispositivo 100 para avaliação das DTI e outras técnicas de reconstrução de fibras, montado com cinco feixes de fibras e uma referência, todos dispostos no interior do[054] Device 100 for assessing DTI and other fiber reconstruction techniques, assembled with five bundles of fibers and a reference, all arranged inside the

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19/35 cilindro 101, sendo este preenchido com água destilada. A Tabela 1.1 apresenta a descrição das características dos feixes de fibras empregados nos testes do dispositivo 100. Tabela 1.1: Características dos Feixes de Fibras Empregados nos Testes do Dispositivo 100.19/35 cylinder 101, which is filled with distilled water. Table 1.1 presents the description of the characteristics of the fiber bundles used in the tests of the device 100. Table 1.1: Characteristics of the fiber bundles used in the tests of the device 100.

Feixe de Beam Código Número Code Number Diâmetro Diameter Diâmetro Diameter Comprimento Length Fibras Fibers de in das of do Feixe Beam do Feixe Beam Fibras Fibers Fibras(mm) Fibers (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) REF REF Tubo termoretrátril de Heat shrink tube 5 mm de comprimento e 10 5 mm long and 10 mm

mm de diâmetro empregado como referênciamm diameter used as a reference

SPECTRA SPECTRA B1 B1 posicional 400 positional 400 0.178 0.178 8 8 100 100 DYNEEMA DYNEEMA 1 1 B2 B2 300 300 0.40 0.40 10 10 100 100 DYNEEMA DYNEEMA 2 2 B3 B3 300 300 0.35 0.35 10 10 100 100 DYNEEMA DYNEEMA 3 3 B4 B4 300 300 0.40 0.40 7 7 60 60 KEVLAR KEVLAR B5 B5 100 100 0.34 0.34 7 7 60 60

[055] Para simular tratos e fibras do corpo humano foram construídos feixes de fibras utilizando-se linhas de pesca multifilamento disponíveis comercialmente, tais como Dyneema®, Spectra® e Kevlar®. Para o presente dispositivo 100 optou-se pelo uso das linhas de pesca dada a maior disponibilidade das mesmas no mercado em relação à matériaprima, que as originam. Dyneema® e Spectra® são nomes comerciais do polietileno de ultra alto peso molecular, ou UHMWPE (sigla em inglês para ultra high molecular weight polyethylene), comumente utilizado para a fabricação de objetos de alta resistência. Segundo consta na literatura, fibras de UHMWPE são úteis para a construção de feixes que simulem tratos e fibras dos axônios dos neurônios. Por serem fibras compostas por múltiplos filamentos, mostram-se úteis, apresentam difusão anisotrópica, seguindo uma direção preferencial, de modo análogo ao que ocorre em tratos e[055] To simulate tracts and fibers of the human body, bundles of fibers were constructed using commercially available multifilament fishing lines, such as Dyneema®, Spectra® and Kevlar®. For the present device 100, we opted for the use of fishing lines given their greater availability on the market in relation to the raw materials, which originate them. Dyneema® and Spectra® are trade names of ultra high molecular weight polyethylene, or UHMWPE (acronym for ultra high molecular weight polyethylene), commonly used for the manufacture of high-strength objects. According to the literature, UHMWPE fibers are useful for the construction of bundles that simulate tracts and fibers in the axons of neurons. Because they are fibers composed of multiple filaments, they prove to be useful, have anisotropic diffusion, following a preferential direction, analogous to what occurs in tracts and

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20/35 fibras do organismo. Os parâmetros calculados a partir das imagens destes feixes situam-se na faixa de valores observada para os tratos axonais, ao contrário, por exemplo, de feixes construídos com o emprego de linho, poliamida e seda. Kevlar® é um polímero de alta resistência, fibra de poliaramida, também empregado na fabricação de equipamentos de proteção individual, pneus, equipamentos de uso militar e linhas de pesca de alta resistência. Este material mostrou-se útil para a construção de cateteres para uso em procedimentos intervencionistas guiados por RM, não causando distorções ou artefatos nas imagens.20/35 fibers of the organism. The parameters calculated from the images of these bundles are within the range of values observed for axonal tracts, unlike, for example, bundles constructed using linen, polyamide and silk. Kevlar® is a highly resistant polymer, polyamide fiber, also used in the manufacture of personal protective equipment, tires, military equipment and high-resistance fishing lines. This material proved to be useful for the construction of catheters for use in interventional procedures guided by MRI, without causing distortions or artifacts in the images.

Testes realizados [056] A avaliação do dispositivo 100 para o CQ em RM foi realizada utilizando um protocolo de aquisição elaborado que inclui imagens T1, T2, de densidade de prótons (PD) e do tensor de difusão. O scanner de RM empregado foi o Achieva® 3T, produzido pela emprega Philips. Os parâmetros de aquisição estão listados na Tabela 2.1. O tempo de aquisição total para o protocolo foi, em média, igual a 20 minutos. Tabela 2.1: Parâmetros de Aquisição Empregados nos Testes do Dispositivo.Tests performed [056] The evaluation of the device 100 for QC in MRI was performed using an elaborated acquisition protocol that includes T1, T2, proton density (PD) and diffusion tensor images. The MRI scanner used was the Achieva® 3T, produced by Philips. The acquisition parameters are listed in Table 2.1. The total acquisition time for the protocol was, on average, equal to 20 minutes. Table 2.1: Acquisition parameters used in device tests.

Parâmetros Imagens Adquiridas deParameters Images Acquired from

AquisiçãoAcquisition

T1 T1 T2 T2 DTI 1 DTI 1 DTI 2 DTI 2 Sequência de Sequence of SE SE SE SE SE-EPI SE-EPI SE-EPI SE-EPI Pulsos Wrists Campo de Field of 180 x 180 x 180x180x 180 x 180 x 180x180x 180 x 180 x 180x180x 180 x 180 180x180 Visão (FOV) Vision (FOV) 200 200 200 200 200 200 200 200 (mm3)(mm 3 ) Dimensão de Dimension of 2 x 2 x 2 2 x 2 x 2 2 x 2 x 2 2 x 2 x 2 2 x 2 x 2 2 x 2 x 2 2 x 2 x 2 2 x 2 x 2

Voxel (mm3)Voxel (mm 3 )

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21/3521/35

Espessura da Fatia (mm) Thickness of Slice (mm) 2 2 2 2 2 2 2 2 Número de fatias Number of slices 100 100 100 100 100 100 100 100 TR (ms) TR (ms) 400 - 700 400 - 700 65 65 7000 7000 7000 7000 TE (ms) TE (ms) 65 65 400 400 65 65 65 65 b (s/mm2)b (s / mm 2 ) 1000 1000 2500 2500

[057] Os módulos 20, 30, 40 e 50 do dispositivo 100 foram posicionados a uma distância de, pelo menos, 10 mm uns dos outros, de modo que pudessem ser ajustados conforme necessário. O primeiro módulo 40 para avaliação das DTI, continha ao menos três feixes de fibras paralelos, dois de linhas de pesca Dyneema® e um de linhas de pesca Spectra®.[057] The modules 20, 30, 40 and 50 of the device 100 were positioned at a distance of at least 10 mm from each other, so that they could be adjusted as needed. The first module 40 for assessing DTI, contained at least three bundles of parallel fibers, two from Dyneema® fishing lines and one from Spectra® fishing lines.

[058] A espessura da fatia foi medida utilizando as[058] The slice thickness was measured using the

imagens T1 T1 images do of dispositivo device 100, tomando o 100, taking the perfil dos profile of rasgos rips diagonais diagonal 312, 312, 313, 322, 313, 322, 323, 332 323, 332 e 333 and 333 das três of the three placas plates quadradas square 31, 31, 32 e 33 do 32 and 33 of terceiro third módulo module destinado destined a este to this fim. Dado end. Given away que as fatias that the slices desta this imagem Image tinham 2 had 2 mm de mm of

espessura, apenas as lacunas com esta dimensão (313, 323 e 333) foram utilizadas para esta avaliação. A espessura da fatia é definida pela largura à meia altura (FWHM), do perfil obtido em uma região de interesse (ROI), que inclui o correspondente rasgo da placa quadrada.thickness, only gaps with this dimension (313, 323 and 333) were used for this evaluation. The slice thickness is defined by the width at half height (FWHM), of the profile obtained in a region of interest (ROI), which includes the corresponding slot of the square plate.

[059] A SNR pode ser medida tomando-se o valor médio da intensidade do pixel em uma ROI e o ruído como o desvio padrão, σ, da intensidade do pixel de uma ou várias ROIs no ar. A SNR é então calculada usando a seguinte expressão:[059] SNR can be measured by taking the average value of the pixel intensity in an ROI and the noise as the standard deviation, σ, of the pixel intensity of one or more ROIs in the air. The SNR is then calculated using the following expression:

çç

SNR = 0,655 -, (3.3) σSNR = 0.655 -, (3.3) σ

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22/35 [060] O fator 0,655 é oriundo da distribuição de Rician do ruído de fundo em uma imagem de magnitude, tendendo a uma distribuição de Rayleigh à medida que a SNR tende a zero. Isso ocorre porque as variações de ruído, que podem ser negativas e positivas, são todas tomadas como positivas, o que reduz artificialmente σ. Neste estudo, a SNR foi avaliada utilizando a Equação 3.3, tomando-se uma fatia da imagem axial T1 adquirida. Esta fatia mostra apenas a água que preenche o cilindro, não contendo estruturas sólidas internas do dispositivo 100. Fatias contendo apenas o líquido de preenchimento do phantom podem também ser empregadas no CQ de cada uma das DWI adquiridas.22/35 [060] The factor 0.655 comes from the Rician distribution of background noise in a magnitude image, tending to a Rayleigh distribution as the SNR tends to zero. This is because the noise variations, which can be negative and positive, are all taken as positive, which artificially reduces σ. In this study, SNR was assessed using Equation 3.3, taking a slice of the acquired axial T1 image. This slice shows only the water that fills the cylinder, not containing solid internal structures of the device 100. Slices containing only the phantom filling liquid can also be used in the QC of each of the acquired DWI.

[061] Distorções geométricas devidas, por exemplo, à possível não homogeneidades de B0 ou instabilidades dos gradientes, foram avaliadas qualitativamente com as imagens da placa de padrão de furos 20 e do padrão de furos 43 presentes no bloco 40 onde os feixes de fibras 44 foram fixados. A geometria dos furos (21 e 43) foi analisada nas imagens T1 e T2.[061] Geometric distortions due, for example, to possible inhomogeneities of B0 or instability of the gradients, were qualitatively evaluated with the images of the hole pattern plate 20 and the hole pattern 43 present in block 40 where the fiber bundles 44 were fixed. The geometry of the holes (21 and 43) was analyzed in the T1 and T2 images.

[062] A resolução espacial foi estimada a partir dos blocos 51, 52 e 53, com diferentes tamanhos de furos (512, 522 e 532), localizados acima das placas quadradas utilizadas para medir a espessura da fatia. Avaliamos o menor tamanho de furo visualizado em cada bloco para definir a resolução espacial da imagem.[062] The spatial resolution was estimated from blocks 51, 52 and 53, with different hole sizes (512, 522 and 532), located above the square plates used to measure the slice thickness. We evaluated the smallest hole size displayed in each block to define the spatial resolution of the image.

[063] O CQ das aquisições de DTI, para avaliação de erro residual e detecção de outliers (distorções de sinais) significativos, foi feito usando o software ExploreDTI. Valores de índices de DTI foram calculados para cada feixe de fibras, para aquisições usando b = 1000 s/mm2 e b = 2500[063] The QC of DTI acquisitions, for the evaluation of residual error and detection of significant outliers (signal distortions), was performed using the ExploreDTI software. DTI index values were calculated for each fiber bundle, for acquisitions using b = 1000 s / mm 2 and b = 2500

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23/35 s/mm2. Os valores de coeficientes de variação (CV) destes índices foram então estimados para se avaliar a estabilidade do dispositivo mediante a variação de b foram reconstruídos.23/35 s / mm 2 . The values of coefficients of variation (CV) of these indexes were then estimated to assess the stability of the device by varying b and were reconstructed.

Resultados dos testes [064] A Figura 2 apresenta as imagens e então os tratosTest results [064] Figure 2 shows the images and then the treatments

T1 do dispositivo desenvolvido onde é possível verificar os parâmetros de desempenho do scanner, por meio de módulos específicos para avaliação da resolução espacial, espessura da fatia, distorções geométricas eT1 of the developed device where it is possible to check the performance parameters of the scanner, through specific modules for the evaluation of the spatial resolution, slice thickness, geometric distortions and

SNR, sendo que esta pode ser estimada usando a porção homogênea do dispositivo. Ainda em relação à Figura 2, é possível especificamente verificar:SNR, which can be estimated using the homogeneous portion of the device. Still in relation to Figure 2, it is possible to specifically verify:

Figura 2 (a):Figure 2 (a):

as rampas para calcular a espessura da fatia;the ramps to calculate the slice thickness;

Figura 2(b):Figure 2 (b):

o padrão de grade para avaliação das distorções geométricas;the grid pattern for evaluating geometric distortions;

Figura 2(c): o fundo para determinar SNR;Figure 2 (c): the bottom to determine SNR;

Figuras 2(d) e 2(e): os blocos para avaliar a resolução espacial e também os feixes de fibras (vistaFigures 2 (d) and 2 (e): the blocks to evaluate the spatial resolution and also the bundles of fibers (view

Figura uma seção de uma renderização tridimensional do dispositivo;A section of a three-dimensional rendering of the device is shown;

FigurasFigures

2(g), 2(h) e 2(i):2 (g), 2 (h) and 2 (i):

os feixes de fibras longitudinalmente;the bundles of fibers longitudinally;

Figura 2(j) o bloco onde as fibras são fixadas, o qual permite ainda detectar padrões de distorção geométrica.Figure 2 (j) the block where the fibers are fixed, which also allows the detection of geometric distortion patterns.

065] Adicionalmente, e como é possível verificar na065] Additionally, and as it is possible to verify in the

Figura 2, a imagemFigure 2, the image

T1 do dispositivo não apresenta artefatos significantes que poderiam comprometer a identificação das estruturas de cada módulo. Embora existam algumas regiões deT1 of the device does not present significant artifacts that could compromise the identification of the structures of each module. Although there are some regions of

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24/35 não-homogeneidades em segundo plano, estas podem ser minimizadas utilizando métodos de compensação e até soluções baseadas em Sulfato de Cobre II (CuSO4), que melhoram a SNR. Porém, cumpre notar que, antes de qualquer tipo de quantificação no presente ensaio, uma inspeção visual das imagens foi feita.24/35 non-homogeneities in the background, these can be minimized using compensation methods and even solutions based on Copper Sulfate II (CuSO4), which improve the SNR. However, it should be noted that, before any kind of quantification in the present test, a visual inspection of the images was made.

[066] Ainda, em todos os ensaios, optou-se por preencher o dispositivo com água destilada, dado que a difusão de moléculas de água é o objeto de estudo em DWI e DTI. Contudo, as soluções convencionais de preenchimento de phantoms de RM, tais como o CuSO4, podem melhorar a SNR e consequentemente a caracterização de outros parâmetros de RM avaliados com o phantom. A aceitabilidade dos parâmetros medidos foi baseada em padrões estabelecido para outros phantoms, tais como o phantom do American College of[066] In all tests, it was decided to fill the device with distilled water, given that the diffusion of water molecules is the object of study in DWI and DTI. However, conventional MRI phantom filling solutions, such as CuSO4, can improve the SNR and consequently the characterization of other MRI parameters evaluated with the phantom. The acceptability of the measured parameters was based on standards established for other phantoms, such as the phantom of the American College of

Radiology (ACR) e o da Associação Americana de Físicos emRadiology (ACR) and the American Association of Physicists in

Medicina (AAPM), embora as estruturas presentes no dispositivo aqui descrito difiram deles em tamanho e forma.Medicine (AAPM), although the structures present in the device described here differ from them in size and shape.

[067] A Figura 3 mostra a imagem T1 do terceiro módulo para avaliação da espessura de corte e os perfis obtidos para a estimativa desse parâmetro. Através da Figura 3(a) é possível identificar as ROIs nas áreas delimitadas em amarelo. Já os gráficos ilustrados nas Figuras 6(b) e 6(c) identificam os perfis encontrados para as ROIs no topo e na parte inferior da imagem, para a fenda diagonal de 2 mm.[067] Figure 3 shows the T1 image of the third module for assessing the section thickness and the profiles obtained to estimate this parameter. Through Figure 3 (a) it is possible to identify the ROIs in the areas delimited in yellow. The graphs illustrated in Figures 6 (b) and 6 (c) identify the profiles found for the ROIs at the top and bottom of the image, for the 2 mm diagonal gap.

[068] A espessura da fatia foi medida a partir da FWHM dos perfis das fendas de 2 mm. A média e o desvio padrão de FWHM em ambos as ROIs foram tomados. A partir das ROIs na imagem da Figura 2, obtivemos uma espessura de fatia de 2,005 ± 0,1768 mm, diferindo aproximadamente em 0,5% do valor real[068] The slice thickness was measured from the FWHM of the 2 mm crack profiles. The mean and standard deviation of FWHM in both ROIs were taken. From the ROIs in the image in Figure 2, we obtained a slice thickness of 2.005 ± 0.1768 mm, differing approximately 0.5% from the real value

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25/35 da espessura da fatia usada na aquisição das imagens, 2 mm. De acordo com a literatura, especificamente o “American College of Radiology. ACR 2015” e “American Association of Physícísts in Medicine. AAPM 2015”, diferenças de até 0,7 mm são aceitáveis, portanto o resultado apresentado está dentro dos padrões estabelecidos.25/35 the thickness of the slice used to acquire the images, 2 mm. According to the literature, specifically the “American College of Radiology. ACR 2015 ”and“ American Association of Physicists in Medicine. AAPM 2015 ”, differences of up to 0.7 mm are acceptable, so the result presented is within the established standards.

[069] A Figura 4 exibe imagens axiais T1 do dispositivo, empregadas para estimar outros parâmetros de desempenho do scanner de RM, indo além do CQ das DTI. Basicamente, é possível ver lateralmente as rampas para a medição da espessura da fatia e os fusos 119 de poliacetal, que não geraram qualquer tipo de artefatos de imagem. A SNR foi medida usando as ROIs mostradas no centro do dispositivo e fora do mesmo, como mostram as Figuras 7(a) e 7(b), respectivamente.[069] Figure 4 shows axial T1 images of the device, used to estimate other performance parameters of the MRI scanner, going beyond the DTI QC. Basically, it is possible to see laterally the ramps for measuring the slice thickness and the polyacetal spindles 119, which did not generate any kind of image artifacts. SNR was measured using the ROIs shown in the center of the device and outside the device, as shown in Figures 7 (a) and 7 (b), respectively.

[070] A partir da imagem e das ROI mostradas na Figura 4, foi obtido um valor SNR igual a 217, para um sinal de 1350 intensidade média na ROI do centro e um desvio padrão de fundo de 4, o qual é aceitável de acordo com as referências de SNR encontrada em Dietrich O, Raya JG, Reeder SB, Reiser MF, Schoenberg SO. Measurement of signal-to-noise ratios in MR images: influence of multichannel coils, parallel imaging, and reconstruction filters. J Magn Reson Imaging. 2007;262:375-85, segundo as quais este parâmetro deve estar na faixa 130-27.[070] From the image and the ROI shown in Figure 4, an SNR value of 217 was obtained, for a signal of 1350 average intensity in the center ROI and a background standard deviation of 4, which is acceptable according to with SNR references found in Dietrich O, Raya JG, Reeder SB, Reiser MF, Schoenberg SO. Measurement of signal-to-noise ratios in MR images: influence of multichannel coils, parallel imaging, and reconstruction filters. J Magn Reson Imaging. 2007; 262: 375-85, according to which this parameter must be in the range 130-27.

[071] Esta fatia de imagem também poderia ser utilizada para estimar a uniformidade integral da imagem, que deve ser calculada em ensaios futuros. Caso a homogeneidade da imagem não esteja adequada, a SNR poderá ser estimada mais precisamente utilizando-se o método descrito pela[071] This image slice could also be used to estimate the integral uniformity of the image, which should be calculated in future tests. If the homogeneity of the image is not adequate, the SNR can be estimated more precisely using the method described by

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26/35 instituição NEMA (National Electrical Manufacturers Association), que recomenda a aquisição de duas imagens consecutivas para o cálculo deste parâmetro por meio da subtração das mesmas.26/35 NEMA (National Electrical Manufacturers Association), which recommends the acquisition of two consecutive images for the calculation of this parameter by subtracting them.

[072] As Figuras 8(a) e 8(b) mostram as vistas coronais do bloco 40 que compõe o primeiro módulo para avaliação das DTI, cujo padrão de furos pode também ser útil para a detecção de distorções geométricas. A Figura 5(c) mostra a imagem do módulo de distorção geométrica, placa com um padrão de furos específica para avaliação de distorções 20.[072] Figures 8 (a) and 8 (b) show the coronal views of block 40 that makes up the first module for evaluating DTI, whose hole pattern can also be useful for detecting geometric distortions. Figure 5 (c) shows the image of the geometric distortion module, a plate with a specific hole pattern for assessing distortions 20.

[073] Verificou-se que tanto a placa com padrão de furos 20 como o bloco 40 onde os feixes de fibras 44 são fixados contribuem para avaliar este parâmetro de imagem. A imagem dos padrões de furos mostrou uma diferença de intensidade suave em uma de suas bordas devido à posição de suas estruturas na bobina de crânio, estruturas estas que estavam perto da borda da bobina, o que pode ser melhorado mudando sua posição no fuso. Os fusos 119 também permitem o uso de configuração completa ou apenas um ou mais módulos para o CQ. Mesmo quando se adquirem apenas dados de DTI, o bloco 40 para feixes de fibras 44 é útil para detectar distorções geométricas devido a correntes parasitárias, por exemplo, que podem degradar os resultados obtidos nas quantificações.[073] It was found that both the plate with hole pattern 20 and block 40 where the bundles of fibers 44 are attached contribute to evaluate this image parameter. The image of the hole patterns showed a smooth intensity difference in one of its edges due to the position of its structures in the skull coil, structures that were close to the edge of the coil, which can be improved by changing its position in the spindle. Spindles 119 also allow the use of complete configuration or just one or more modules for the QC. Even when only DTI data are acquired, block 40 for fiber bundles 44 is useful for detecting geometric distortions due to parasitic currents, for example, which can degrade the results obtained in the quantifications.

[074] Em relação à Figura 6, a mesma apresenta seções coronais do dispositivo, nas quais é possível identificar os pequenos blocos (51, 52 e 53) do quarto módulo para avaliação da resolução espacial, de acordo com o menor padrão de furos visualmente distinguível. Em ambas as fatias, dois dos três blocos são visualizados. O terceiro bloco é visto em fatias sagitais. Um módulo específico para verificar o desempenho[074] In relation to Figure 6, it has coronal sections of the device, in which it is possible to identify the small blocks (51, 52 and 53) of the fourth module to assess spatial resolution, according to the smallest hole pattern visually distinguishable. On both slices, two of the three blocks are displayed. The third block is seen in sagittal slices. A specific module to verify performance

Petição 870170066292, de 06/09/2017, pág. 30/67Petition 870170066292, of September 6, 2017, p. 30/67

27/35 dos protocolos na detecção de estruturas de baixo contraste também poderá ser implementado no futuro.27/35 of the protocols for the detection of low contrast structures may also be implemented in the future.

[075] A eficiência do módulo de DTI para o CQ desta técnica de imagem foi avaliada por análise dos índices de DTI obtidos, para a bobina de 8 canais, alterando o valor do fator de sensibilização à difusão b. As Figuras 10 e 11 mostram os gráficos de valores médios e CV para cada índice de DTI estimado neste estudo, para três dos feixes de fibras descritos na Tabela 2.1.[075] The efficiency of the DTI module for the QC of this imaging technique was evaluated by analyzing the DTI indices obtained, for the 8-channel coil, changing the value of the diffusion sensitization factor b. Figures 10 and 11 show the graphs of mean values and CV for each DTI index estimated in this study, for three of the fiber bundles described in Table 2.1.

[076] Adicionalmente, os gráficos da Figura 7 mostram que o feixe B2 apresenta valores mais altos de FA. Os valores de CV para todos os índices de DTI foram baixos para todos os feixes, indicando a estabilidade a longo prazo das estruturas, bem como a aplicabilidade das mesmas para estudos de calibração cruzada, design e melhoria do protocolo e também para o CQ de rotina em DTI. Os gráficos da Figura 7 ilustram, os índices de DTI e respectivos valores de CV para as aquisições de DTI com b = 1000 s/mm2 e b = 2500 s/mm2, utilizando o dispositivo, sendo que as Figuras 10(a) à 10(d) apresentam os valores médios encontrados para MD, FA, RA e VR e as Figuras 10(e) à 10(h) apresentam os valores CV para estes índices de DTI. Já os gráficos da Figura 8 ilustram, os índices de DTI e respectivos valores de CV para as aquisições de imagens DTI com b = 1000 s/mm2 e b = 2500 s/mm2, utilizando o dispositivo, sendo que as Figuras 11(a) à 11(c) apresentam os valores médios encontrados para CS, CL, CP e as Figuras 11(d) à 11(f) apresentam valores CV para estes índices de DTI.[076] Additionally, the graphs in Figure 7 show that beam B2 has higher FA values. CV values for all DTI indices were low for all beams, indicating the long-term stability of the structures, as well as their applicability for cross-calibration studies, protocol design and improvement and also for routine QC in DTI. The graphs in Figure 7 illustrate the DTI indices and respective CV values for DTI acquisitions with b = 1000 s / mm 2 and b = 2500 s / mm 2, using the device, with Figures 10 (a) to 10 (d) show the average values found for MD, FA, RA and VR and Figures 10 (e) to 10 (h) show the CV values for these DTI indexes. The graphs in Figure 8 illustrate the DTI indices and respective CV values for the acquisition of DTI images with b = 1000 s / mm 2 and b = 2500 s / mm 2 , using the device, and Figures 11 (a ) to 11 (c) show the average values found for CS, CL, CP and Figures 11 (d) to 11 (f) show CV values for these DTI indexes.

[077] O feixe de linhas de pesca Spectra® apresentou os valores de FA mais baixos, tendo também menor RA e maior MD[077] The Spectra® fishing line bundle had the lowest FA values, also having lower RA and greater MD

Petição 870170066292, de 06/09/2017, pág. 31/67Petition 870170066292, of September 6, 2017, p. 31/67

28/35 que os demais. Apesar do fato de as fibras de Dyneema® apresentarem os melhores valores de FA e SNR para o QC das DTI, simulando tratos e fibras axonais, linhas Spectra® foram também testadas por serem compostas por fibras de mesma natureza (UHMWPE). Linhas Spectra® mostraram-se úteis para a construção de estruturas que simulam fibras musculares cardíacas, sendo os valores de MD e aos destas fibras musculares.28/35 than the others. Despite the fact that Dyneema® fibers have the best FA and SNR values for DTI QC, simulating axonal tracts and fibers, Spectra® lines were also tested for being composed of fibers of the same nature (UHMWPE). Spectra® lines proved to be useful for the construction of structures that simulate cardiac muscle fibers, with the values of MD and those of these muscle fibers.

[078] A Figura 9 apresenta os[078] Figure 9 presents the

FA encontrados próximos tratos reconstruídos de fibras a partir de aquisições deFA found next reconstructed fiber tracts from acquisitions of

DTI com o emprego do dispositivo 100, sendo que para as Figuras 12(a) à 12(d) foram utilizadas aquisições comDTI using the device 100, and for Figures 12 (a) to 12 (d) acquisitions with

1000 s/mm2 e para as1000 s / mm 2 and for

Figuras 12(e) àFigures 12 (e) to

12(h) foram utilizadas aquisições com12 (h) acquisitions with

2500 s/mm2. Cumpre ainda notar que, os tratos ilustrados nas2500 s / mm 2 . It should also be noted that the treatments illustrated in

Figuras 12(a) à 12(e) foram corregistrados com imagensFigures 12 (a) to 12 (e) were registered with images

T1, os tratos ilustrados nas Figuras 12(b) e 12(f) foram corregistrados com as imagens T2, os tratos ilustrados nasT1, the treatments illustrated in Figures 12 (b) and 12 (f) were co-registered with the T2 images, the treatments illustrated in

Figuras 12(c) e 12(g) foram corregistrados com DWI e os tratos ilustrados nasFigures 12 (c) and 12 (g) were registered with DWI and the treatments illustrated in

Figuras 12(d) eFigures 12 (d) and

12(h) foram corregistrados com o mapa de ADC.12 (h) were registered with the ADC map.

079] Adicionalmente, o fato de o dispositivo 100 ter muitos outros módulos não interfere nas DTI e seus índices.079] Additionally, the fact that device 100 has many other modules does not interfere with DTI and its indexes.

Assim, os resultados encontrados no presente mostram que o dispositivo é útil para a múltiplas modalidades de imagens de RM. A ensaio/teste avaliação de mesma lógica explorada aqui pode ser aplicada ao desenvolvimento de phantoms que visam avaliar, por exemplo, os parâmetros aqui verificados e também espectroscopia, parâmetros funcionais ou angiográficos, bem como parâmetros de Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET), em scanners de PET/RM. MódulosThus, the results found in the present show that the device is useful for multiple modalities of MRI images. The assay / test evaluation of the same logic explored here can be applied to the development of phantoms that aim to evaluate, for example, the parameters verified here and also spectroscopy, functional or angiographic parameters, as well as positron emission tomography (PET) parameters, PET / RM scanners. Modules

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29/35 e ou compostos específicos para a avaliação das DWI também podem ser adicionados ao dispositivo, bem como módulos para avaliação da CNR e da capacidade do scanner de RM de identificar estruturas em condições de baixo contraste.29/35 and or specific compounds for the evaluation of DWI can also be added to the device, as well as modules for evaluating the CNR and the ability of the MRI scanner to identify structures in low contrast conditions.

[080] Outras reconstruções obtidas com feixes de fibras compostos por linhas de pesca Dyneema® são mostrados nas Figuras 13 e 14, onde foi utilizada uma bobina de crânio de 32 canais. Cumpre notar que as imagens ilustradas nas Figuras 13(a) à 13(e) apresentam tratos reconstruídos corregistrados com as imagens T2 e as imagens ilustradas nas Figuras 13(f) à 13(j) apresentam tratos reconstruídos corregistrados com mapas de ADC.[080] Other reconstructions obtained with bundles of fibers composed of Dyneema® fishing lines are shown in Figures 13 and 14, where a 32-channel skull coil was used. It should be noted that the images illustrated in Figures 13 (a) to 13 (e) show reconstructed tracts registered with the T2 images and the images illustrated in Figures 13 (f) to 13 (j) show reconstructed tracts registered with ADC maps.

[081] A Figura 11 apresenta tratos reconstruídos para aquisições de D|TI variando-se TE e o número de médias de sinal (NSA), para as bobinas de crânio de 8 e 32 canais. Os tratos estão corregistrados com as imagens T2, DWI, mapa de ADC e mapas FA direcionais do dispositivo, bem como são ilustrados isoladamente. As imagens correspondentes às Figuras 14(a) à 14(j) referem-se às aquisições de DTI variando TE e NSA, respectivamente, para a bobina de crânio de 8 canais e as imagens correspondentes às Figuras 14(k) à 14(t) referem-se a reconstruções equivalentes à bobina de crânio de 32 canais.[081] Figure 11 shows reconstructed treatments for D | TI acquisitions, varying TE and the number of signal averages (NSA), for skull coils of 8 and 32 channels. Treatments are registered with T2, DWI images, ADC map and directional FA maps of the device, as well as illustrated separately. The images corresponding to Figures 14 (a) to 14 (j) refer to the DTI acquisitions varying TE and NSA, respectively, for the 8-channel skull coil and the images corresponding to Figures 14 (k) to 14 (t ) refer to reconstructions equivalent to the 32-channel skull coil.

[082] A reconstrução de tratos para as aquisições utilizando a bobina de crânio de 8 canais, para feixes de fibras envolvidos com tubos termoretráteis, pode ser vista na Figura 15, sendo que as imagens ilustradas nas Figuras 15(a), 15(b), 15(c), 15(d) e 15(e) correspondem respectivamente às imagens corregistradas com T1, DWI, mapa de ADC, PD e mapas de cores direcionais de FA. Já a Figura[082] The reconstruction of treatments for acquisitions using the 8-channel skull coil, for bundles of fibers wrapped with heat-shrink tubes, can be seen in Figure 15, with the images shown in Figures 15 (a), 15 (b ), 15 (c), 15 (d) and 15 (e) correspond to the images registered with T1, DWI, ADC, PD map and directional FA color maps respectively. The Figure

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30/3530/35

15(f) corresponde apenas à imagem dos tratos reconstruídos.15 (f) corresponds only to the image of the reconstructed tracts.

[083] Os testes com o dispositivo de DTI objeto da presente invenção mostraram que é possível medir os índices de DTI e outros parâmetros de RM usando com um único dispositivo. Em uma aquisição de imagem, com tempo total de aproximadamente 20 minutos. Nos ensaios realizados, foi possível obter informações sobre a espessura da fatia, resolução espacial, distorção geométrica, SNR e também sobre a estabilidade dos índices de DTI calculados. O valor de SNR encontrado foi compatível com a aplicação do scanner na rotina clínica. A SNR também pode ser medido apenas com o cilindro de acrílico, sem estruturas internas, cheio com água destilada ou mesmo soluções à base de CuSO4. Neste caso é possível calcular este parâmetro para todas as fatias da imagem. A espessura das fatias e a resolução espacial foram compatíveis com a espessura da fatia e o tamanho do voxel do protocolo de imagem. Aquisições em todas as direções podem ser feitas para verificar esses parâmetros para todas as orientações de corte (axial, sagital e coronal). Em relação às distorções geométricas, tanto a placa de padrões de furos quanto os padrões de furos do bloco de DTI podem ser úteis para detectar este problema.[083] Tests with the DTI device object of the present invention showed that it is possible to measure DTI indices and other MR parameters using with a single device. In an image acquisition, with a total time of approximately 20 minutes. In the tests performed, it was possible to obtain information about the slice thickness, spatial resolution, geometric distortion, SNR and also about the stability of the calculated DTI indexes. The SNR value found was compatible with the application of the scanner in the clinical routine. SNR can also be measured only with the acrylic cylinder, without internal structures, filled with distilled water or even solutions based on CuSO4. In this case, it is possible to calculate this parameter for all slices in the image. The thickness of the slices and the spatial resolution were compatible with the thickness of the slice and the size of the voxel of the image protocol. Acquisitions in all directions can be made to check these parameters for all cutting orientations (axial, sagittal and coronal). Regarding geometric distortions, both the hole pattern plate and the hole pattern of the DTI block can be useful to detect this problem.

[084] Portanto, o dispositivo 100 desenvolvido mostrouse útil para o CQ de baixo custo e relativamente rápido de muitos parâmetros do scanner de RM. Os feixes de fibras utilizados apresentaram valores de FA próximos aos encontrados para os principais tratos cerebrais, os quais não apresentaram CV elevado quando o valor b foi alterado. De todas as linhas de pesca testadas, Dyneema® é a mais adequada para a construção de phantoms de DTI, concordando[084] Therefore, the developed device 100 proved to be useful for the low cost and relatively fast QC of many parameters of the MRI scanner. The fiber bundles used showed FA values close to those found for the main brain tracts, which did not show high CV when the b value was changed. Of all the tested fishing lines, Dyneema® is the most suitable for the construction of DTI phantoms, in agreement

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31/35 com resultados de estudos anteriores usando apenas fibras Dyneema® (matéria-prima). Para estas linhas, os índices de DTI são estáveis ao longo do tempo, para diversos comprimentos ou orientações de feixes de fibras. Além disso, este material tem pouca memória quando comparado a outros e, consequentemente, não introduz artefatos nas DTI.31/35 with results from previous studies using only Dyneema® fibers (raw material). For these lines, the DTI indices are stable over time, for different lengths or orientations of fiber bundles. In addition, this material has little memory when compared to others and, consequently, does not introduce artifacts in DTI.

[085] Conclui-se, portanto, que o dispositivo 100 para o controle de qualidade de imagens do tensor de difusão, de imagens ponderadas por difusão para reconstrução de imagens de tratos e fibras e de outros parâmetros em ressonância magnética da presente invenção soluciona os problemas técnicos aos quais se destina. Neste contexto desenvolve-se um dispositivo e consequentemente um protocolo de CQ para a avaliação da qualidade dos dados obtidos em aquisições de imagens de ressonância magnética ponderadas por difusão, DWI, e em imagens do tensor de difusão, DTI, que adicionalmente permite a avaliação de outros parâmetros de qualidade em ressonância magnética, tais como: espessura de corte, razão sinal-ruído, resolução espacial e detecção de distorções geométricas, bem como o CQ em aquisições de DWI que tenham por objetivo reconstruir tratos e fibras de tecidos biológicos de humanos, animais, vegetais e até mesmo de objetos, promovendo, portanto, resultados mais confiáveis com procedimentos mais práticos que aqueles alcançados com o uso das ferramentas conhecidas no atual estado da técnica.[085] It is concluded, therefore, that the device 100 for the quality control of images of the diffusion tensor, of diffusion-weighted images for reconstruction of images of tracts and fibers and of other parameters in magnetic resonance of the present invention solves the technical problems to which it is addressed. In this context, a device and consequently a QC protocol is developed to assess the quality of the data obtained in acquisition of diffusion-weighted magnetic resonance images, DWI, and in images of the diffusion tensor, DTI, which additionally allows the evaluation of other quality parameters in magnetic resonance, such as: section thickness, signal-to-noise ratio, spatial resolution and detection of geometric distortions, as well as the QC in DWI acquisitions that aim to reconstruct tracts and fibers of human biological tissues, animals, vegetables and even objects, promoting, therefore, more reliable results with more practical procedures than those achieved with the use of tools known in the current state of the art.

[086] Os versados na técnica valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outras variantes, abrangidas no escopo das reivindicações anexas.[086] Those skilled in the art will value the knowledge presented here and may reproduce the invention in the modalities presented and in other variants, covered by the scope of the attached claims.

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32/3532/35

LEGENDA DO RELATÓRIO DESCRITIVO E LISTA DE ELEMENTOS DASLEGEND OF THE DESCRIPTIVE REPORT AND LIST OF ELEMENTS OF THE

FIGURASFIGURES

100 - Dispositivo100 - Device

101 - Cilindro principal101 - Main cylinder

110 - Base superior do cilindro (tampa)110 - Upper cylinder base (cover)

111 - Parafusos de fixação da tampa no corpo do cilindro111 - Cover fixing screws on the cylinder body

112 - Parafusos de vedação dos orifícios de acesso ao cilindro112 - Sealing screws for the cylinder access holes

113 - Corpo do cilindro113 - Cylinder body

114 - Base para fixação do fuso114 - Base for fixing the spindle

115 - Anel de vedação O'ring115 - O'ring sealing ring

116 - Base para fixação da tampa do cilindro116 - Base for fixing the cylinder cover

117 - Superfície lateral do cilindro117 - Side surface of the cylinder

118 - Base inferior do cilindro118 - Lower cylinder base

119 - Fuso para fixação e posicionamento dos módulos no interior do cilindro119 - Spindle for fixing and positioning the modules inside the cylinder

120 - Rosca para posicionamento e fixação dos módulos no interior do cilindro120 - Thread for positioning and fixing modules inside the cylinder

121 - Cavidade para encaixe de O'ring121 - O'ring fitting cavity

122 - Orifícios de fixação de parafusos de vedação dos acessos existentes na tampa do cilindro122 - Fixing screw holes for access seals on the cylinder cover

123 - Orifícios para fixação de parafusos de fixação da tampa do cilindro no corpo123 - Holes for fixing screws for fixing the cylinder cover to the body

- Módulo para avaliação de distorções geométricas- Module for evaluation of geometric distortions

- Furos para avaliação de distorções geométricas- Holes for evaluation of geometric distortions

- Módulo para avaliação de espessura de corte- Module for evaluation of cutting thickness

- Primeira placa do módulo de espessura de corte- First cutting thickness module plate

311 - Parafusos de fixação dos blocos para avaliação de resolução espacial na placa 31311 - Block fixing screws for spatial resolution evaluation on the plate 31

312 - Fenda de 1 mm de espessura na placa 31 para312 - Slit 1 mm thick in plate 31 for

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33/35 avaliação de espessura de corte33/35 cutting thickness assessment

313 - Fenda de 2 mm de espessura na placa 31 para avaliação de espessura de corte313 - Slit 2 mm thick in the plate 31 to assess the thickness of the cut

351 - Furos para fixação de parafusos de posicionamento de um dos blocos de resolução espacial na placa 31 do módulo de espessura de corte351 - Holes for fixing screws for positioning one of the spatial resolution blocks on plate 31 of the cutting thickness module

- Segunda placa do módulo de espessura de corte- Second cutting thickness module plate

321 - Parafusos de fixação dos blocos para avaliação de resolução espacial na placa 32321 - Block fixing screws for evaluating spatial resolution on the plate 32

322 - 322 - Fenda Slit de 1 mm 1 mm de in espessura thickness na placa on the plate 32 32 para for avaliação de evaluation of espessura thickness de in corte cut 323 - 323 - Fenda Slit de 2 mm 2 mm de in espessura thickness na placa on the plate 32 32 para for avaliação de evaluation of espessura thickness de in corte cut

352 - Furos para fixação de parafusos de posicionamento de um dos blocos de resolução espacial na placa 32 do módulo de espessura de corte352 - Holes for fixing screws for positioning one of the spatial resolution blocks on plate 32 of the cutting thickness module

- Terceira placa do módulo de espessura de corte- Third cutting thickness module plate

331 - Parafusos de fixação dos blocos para avaliação de resolução espacial na placa 33331 - Block fixing screws for the evaluation of spatial resolution on the plate 33

332 - 332 - Fenda Slit de 1 mm 1 mm de in espessura thickness na placa on the plate 33 33 para for avaliação de evaluation of espessura thickness de in corte cut 333 - 333 - Fenda Slit de 2 mm 2 mm de in espessura thickness na placa on the plate 33 33 para for avaliação de evaluation of espessura thickness de in corte cut

353 - Furos para fixação de parafusos de posicionamento de um dos blocos de resolução espacial na placa 33 do módulo de espessura de corte353 - Holes for fixing screws for positioning one of the spatial resolution blocks on plate 33 of the cutting thickness module

- Módulo de DTI (bloco principal)- DTI module (main block)

- Lado maior do bloco que compõe o módulo de DTI- Larger side of the block that makes up the DTI module

- Lado menor do bloco que compõe o módulo de DTI- Smaller side of the block that makes up the DTI module

- Furos para fixação de dispositivos para avaliação- Holes for fixing devices for evaluation

Petição 870170066292, de 06/09/2017, pág. 37/67Petition 870170066292, of September 6, 2017, p. 37/67

34/35 das DWI e DTI34/35 of the DWI and DTI

- Feixes de fibras para avaliação das DTI- Fiber bundles for DTI assessment

- Módulo para avaliação da resolução espacial (não há uma estrutura física unindo diretamente os blocos que o compõem)- Module for the evaluation of spatial resolution (there is no physical structure directly joining the blocks that compose it)

- Bloco 1 do módulo de resolução espacial- Block 1 of the spatial resolution module

511 - Furos para encaixe de parafusos de fixação do bloco de resolução espacial na placa 31 de espessura de corte511 - Holes for fitting the screws for fixing the spatial resolution block on the cutting thickness plate 31

512 - Furos presentes no bloco 51 para avaliação da resolução espacial (furos de todas as dimensões empregadas)512 - Holes present in block 51 to assess spatial resolution (holes of all dimensions used)

- Bloco 2 do módulo de resolução espacial- Block 2 of the spatial resolution module

521 - Furos para encaixe de parafusos de fixação do bloco de resolução espacial na placa 32 de espessura de corte521 - Holes for fitting the screws for fixing the spatial resolution block on the cutting thickness plate 32

522 - Furos presentes no bloco 52 para avaliação da resolução espacial (furos de todas as dimensões empregadas)522 - Holes present in block 52 to assess spatial resolution (holes of all dimensions used)

- Bloco 3 do módulo de resolução espacial- Block 3 of the spatial resolution module

531 - Furos para encaixe de parafusos de fixação do bloco de resolução espacial na placa 33 de espessura de corte531 - Holes for fitting the screws for fixing the spatial resolution block on the cutting thickness plate 33

512 - Furos presentes no bloco 53 para avaliação da resolução espacial (furos de todas as dimensões empregadas)512 - Holes present in block 53 to assess spatial resolution (holes of all dimensions used)

AAPM - American Association of Physicists of Radiology ACR - American College of RadiologyAAPM - American Association of Physicists of Radiology ACR - American College of Radiology

ADC - Coeficiente Aparente de DifusãoADC - Apparent Diffusion Coefficient

AVC - Acidente Vascular Cerebral b - fator de sensibilização à difusãoStroke - Stroke b - diffusion sensitization factor

CL - Coeficiente de LinearidadeCL - Linearity Coefficient

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35/3535/35

CNR - Razão contraste ruído ou Relação contraste-ruídoCNR - Contrast to noise ratio or Contrast to noise ratio

CP - CP - Coeficiente Coefficient de in planicidade planicity CS - CS - Coeficiente Coefficient de in Esfericidade Sphericity CV - CV - Coeficiente Coefficient de in variação variation

DT/DTI - Imagens de tensor de difusão ou Diffusion TensorDT / DTI - Diffusion or Diffusion Tensioner images

ImagingImaging

DW/DWI - Imagens de ressonância magnética ponderadas por difusão ou Difusion-Weighted ImagingDW / DWI - Difusion-Weighted Imaging Weighted Magnetic Resonance Images

FA - Anisotropia fracionalFA - Fractional anisotropy

FWHM - Largura à meia alturaFWHM - Width at half height

MD - Difusividade Média do tensorMD - Average tensor diffusivity

NSA - Número de médias de sinalNSA - Number of signal averages

PD - Densidade de prótonsPD - Proton density

PET - Tomografia por Emissão de PósitronsPET - Positron Emission Tomography

RA - Anisotropia relativaRA - Relative anisotropy

RF - RadiofrequênciaRF - Radio Frequency

RM - Ressonância magnéticaMRI - Magnetic resonance imaging

ROI - Região de interesseROI - Region of interest

SNR -Razão sinal-ruído ou Relação sinal-ruídoSNR - Signal-to-noise ratio or Signal-to-noise ratio

TE - Tempo ao ecoTE - Time to echo

UHMWPE - Ultra-high molecular weight polietilene ouUHMWPE - Ultra-high molecular weight polyethylene or

Polietileno de Ultra-Alto Peso MolecularUltra High Molecular Weight Polyethylene

VR - Razão de volume σ - Desvio padrãoVR - Volume ratio σ - Standard deviation

Claims (3)

REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para o controle de qualidade de imagens do tensor de difusão, de imagens ponderadas por difusão para reconstrução de imagens de tratos e fibras e de outros parâmetros em ressonância magnética CARACTERIZADO pelo fato de compreender:1. Device for quality control of diffusion tensor images, diffusion-weighted images for reconstruction of tract and fiber images and other parameters in magnetic resonance FEATURED by the fact that it comprises: - pelo menos um cilindro (101);- at least one cylinder (101); - um primeiro módulo (40) disposto no cilindro (101);- a first module (40) arranged on the cylinder (101); - um segundo módulo (20) disposto no cilindro (101);- a second module (20) disposed on the cylinder (101); - um terceiro módulo (30) disposto no cilindro (101) e cooperante com o primeiro (40) e com o segundo (20) módulos;- a third module (30) disposed in the cylinder (101) and cooperating with the first (40) and the second (20) modules; - pelo menos dois fusos (119) para cooperação do primeiro (40), do segundo (20) e do terceiro (30) módulos com o cilindro (101);- at least two spindles (119) for cooperation of the first (40), the second (20) and the third (30) modules with the cylinder (101); - um quarto módulo (50) disposto no cilindro (101); e sendo que o dito dispositivo (100) compreende ainda, uma tampa (110) cooperante com o cilindro (101) para fixação dos fusos (119) e, uma solução líquida para permitir a difusão das moléculas de água.- a fourth module (50) arranged on the cylinder (101); and said device (100) further comprising a cap (110) cooperating with the cylinder (101) for fixing the spindles (119) and a liquid solution to allow the diffusion of water molecules. 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do cilindro (101) possuir uma altura2. Device according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the cylinder (101) has a height compreendida understood entre in between 160 mm 160 mm e 200 mm, and 200 mm, diâmetro diameter externo external compreendido understood entre in between 150 mm 150 mm e 190 mm, e and 190 mm, and diâmetro diameter interno internal compreendido understood entre in between 140 mm e 140 mm and 180mm. 180mm.
3. 3. Dispositivo Device de in acordo wake up com a reivindicação with claim 2, 2, CARACTERIZADO pelo CHARACTERIZED BY fato fact cilindro cylinder (101) possuir 180 mm (101) have 180 mm de in altura, height, diâmetro externo external diameter de 170 mm 170 mm e diâmetro interno de and internal diameter of 160 160 mm. mm. 4. 4. Dispositivo Device de in acordo wake up com a reivindicação with claim 1, 1, CARACTERIZADO pelo CHARACTERIZED BY fato fact de que that o primeiro módulo ( the first module ( 40) 40)
Petição 870170066292, de 06/09/2017, pág. 65/67Petition 870170066292, of September 6, 2017, p. 65/67 2/3 consiste em um bloco (40) dotado de dois lados menores (41) e de dois lados maiores (42), sendo que os lados maiores (41) e os lados menores (42) compreendem uma pluralidade de furos (43) igualmente espaçados entre si, de modo que os furos (43) possibilitem a fixação de feixes de fibras (44).2/3 consists of a block (40) with two smaller sides (41) and two larger sides (42), with the larger sides (41) and the smaller sides (42) comprising a plurality of holes (43) equally spaced, so that the holes (43) allow the fixation of fiber bundles (44). 5. Dispositivo 5. Device de in acordo c agreement c om om a The reivindicação claim 4, 4, CARACTERIZADO pelo fato CHARACTERIZED BY THE FACT de que os that the dois two lados maiores ( larger sides ( 41) 41) possuem dimensão de have dimension of 100 100 χ 100 χ χ 100 χ 5 5 mm mm e doze furos and twelve holes 43) 43) circulares de 10 mm 10 mm circular de in diâmetro, diameter, e and os the dois lados menores two smaller sides
(22) possuem dimensão de 60 χ 60 χ 5 mm e nove furos (43) circulares de 10 mm de diâmetro.(22) have a dimension of 60 χ 60 χ 5 mm and nine circular holes (43) with a diameter of 10 mm. 6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo módulo (20) possui uma pluralidade de furos (21) de segundo módulo igualmente espaçados entre si.6. Device according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the second module (20) has a plurality of holes (21) of the second module equally spaced apart. 7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo módulo (20) é retangular e possui dimensão de 120 x 100 x 5 mm e os furos (21) de segundo módulo (20) são circulares de 10 mm de diâmetro.7. Device according to claim 6, CHARACTERIZED by the fact that the second module (20) is rectangular and has a dimension of 120 x 100 x 5 mm and the holes (21) of the second module (20) are 10 mm circular in diameter. 8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o terceiro módulo (30) possui pelo menos uma primeira (31), uma segunda (32) e uma terceira (33) placas do terceiro módulo (30) dotadas de fendas (312), (313), (322), (323), (332), (333) e cooperantes entre si de modo a formar um U.8. Device according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the third module (30) has at least one first (31), a second (32) and a third (33) plates of the third module (30) equipped with slits (312), (313), (322), (323), (332), (333) and cooperating with each other in order to form a U. 9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira (31), a segunda (32) e a terceira (33) placas do terceiro módulo (30) são quadradas, de dimensão 100 χ 100 χ 8 mm e as fendas (312 e 9. Device according to claim 8, CHARACTERIZED by the fact that the first (31), the second (32) and the third (33) plates of the third module (30) are square, dimension 100 χ 100 χ 8 mm and the cracks (312 and Petição 870170066292, de 06/09/2017, pág. 66/67Petition 870170066292, of September 6, 2017, p. 66/67
3/33/3 313), (322 e 323), (332 e 333) são diagonais entre si, duas a duas conforme mencionado, e possuem 1 mm e 2 mm de espessura e 5 mm de profundidade.313), (322 and 323), (332 and 333) are diagonal to each other, two by two as mentioned, and are 1 mm and 2 mm thick and 5 mm deep. 10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o quarto módulo (50) possui pelo menos três blocos (51) (52) e (53), cada bloco dotado de pelo menos quatro fileiras contendo cada uma delas quatro furos igualmente espaçados e de mesmo diâmetro, sendo os furos de cada bloco rotulados como (512), (522) e (532).10. Device according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the fourth module (50) has at least three blocks (51) (52) and (53), each block with at least four rows containing each of them four holes equally spaced and of the same diameter, the holes in each block being labeled (512), (522) and (532). 11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os fusos (119) permitem que os módulos (20, 30, 40 e 50) sejam posicionados em altura desejada no interior do cilindro (101), através de uma pluralidade de dispositivos de posicionamento (120).11. Device according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that the spindles (119) allow the modules (20, 30, 40 and 50) to be positioned at the desired height inside the cylinder (101), through a plurality positioning devices (120). 12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de conter dois ou mais módulos que permitam avaliar o CQ de imagens DWI e DTI juntamente com outros parâmetros de performance do scanner de RM.12. Device according to claim 1, CHARACTERIZED by the fact that it contains two or more modules that allow to evaluate the QC of DWI and DTI images together with other performance parameters of the MRI scanner.
BR102017019121-4A 2017-09-06 2017-09-06 DEVICE FOR THE QUALITY CONTROL OF DIFFUSION TENSOR IMAGES, DIFFUSION-WEIGHT IMAGES FOR RECONSTRUCTION OF TREAT AND FIBER IMAGES AND OTHER PARAMETERS IN MAGNETIC RESONANCE BR102017019121A2 (en)

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