Publicação: Desenvolvimento e aprimoramento de Phantoms antropomórficos mamográficos
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA BIOMEDICA
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Considerando o alto custo, a acessibilidade limitada e a baixa reprodutibilidade dos phantoms
mamográficos disponíveis no mercado, vários estudos propuseram modelos alternativos
utilizando materiais mais acessíveis, como o Maria Phantom. Esse modelo foi originalmente
projetado para simular diferentes densidades mamárias utilizando camadas de parafina em gel
e filmes de PVC (Policloreto de Vinila) dispostos aleatoriamente. No entanto, as placas se
deformavam com o tempo e variavam em tamanho, resultando em bordas irregulares durante a
aquisição da imagem. Para resolver essas limitações, este estudo teve como objetivo melhorar
o Maria Phantom, reduzindo a deformação das camadas com cera de abelha, padronizando a
geometria das placas e minimizando as irregularidades com moldes impressos em 3D. O novo
modelo foi chamado de Phantom “BeeMamma”. A parafina em gel e a cera de abelha foram
testadas como materiais equivalentes ao tecido adiposo, com a cera de abelha demonstrando
maior durabilidade, facilidade de manuseio e comportamento radiológico semelhante ao tecido
adiposo e à parafina em gel. Placas representando diferentes densidades mamárias foram
fabricadas variando as quantidades de filme de PVC, e placas adicionais contendo
microcalcificações simuladas e nódulos impressos em 3D foram incorporadas. As imagens do
Phantom BeeMamma foram adquiridas em diferentes sistemas de mamografia e analisadas
usando descritores de textura, incluindo as 14 características de Haralick, assimetria e curtose.
Análises iniciais mostraram que a cera de abelha apresenta características radiográficas
comparáveis ao tecido adiposo e oferece melhor estabilidade estrutural durante a fabricação e
o armazenamento. A análise de atributos indicou que o Phantom BeeMamma reproduz tecidos
mamários de densidades variadas de forma eficaz, preservando as características texturais
observadas no Maria Phantom, ao mesmo tempo que supera as limitações relacionadas com
irregularidades de forma, deformação e dificuldades de manuseamento. Além disso, o Phantom
BeeMamma exibiu padrões de textura semelhantes aos das imagens mamográficas reais,
comprovando a sua adequação para testar novas técnicas de processamento de imagens e validar
esquemas CAD e CADx.
Abstract
Considering the high cost, limited accessibility, and low reproducibility of commercially
available mammographic phantoms, several studies have proposed alternative models using
more accessible materials, such as the Maria Phantom. This model was originally designed to
simulate different breast densities using layers of gel paraffin and PVC (polyvinyl chloride)
films arranged randomly. However, the plates deformed over time and varied in size, resulting
in irregular edges during image acquisition. To address these limitations, this study aimed to
improve the Maria Phantom by reducing layer deformation using beeswax, standardizing plate
geometry, and minimizing irregularities using 3D-printed molds. The new model was named
“BeeMamma” Phantom. Gel paraffin and beeswax were tested as adipose-equivalent materials,
with beeswax demonstrating greater durability, ease of handling, and radiological behavior like
adipose tissue and gel paraffin. Plates representing different breast densities were fabricated by
varying PVC film quantities, and additional plates containing simulated microcalcifications and
3D-printed nodules were incorporated. BeeMamma Phantom images were acquired on different
mammography systems and analyzed using texture descriptors, including the 14 Haralick
features, Skewness, and Kurtosis. Initial analyses showed that Beeswax presents radiographic
characteristics comparable to adipose tissue and offers improved structural stability during
manufacturing and storage. Attribute analysis indicated that BeeMamma Phantom reproduces
breast tissues of varying densities effectively, preserving the textural characteristics observed
in the Maria Phantom while overcoming limitations related to shape irregularities, deformation
and handling difficulties. Furthermore, BeeMamma Phantom exhibited texture patterns like
those of real mammographic images, supporting its suitability for testing new image-processing
techniques and validating CAD and CADx schemes.
Palavras-chave
Análise de materiais, Análise de textura de imagem, Materials Analysis, Image texture analysis, CADx, Câncer de mama, Breast Cancer, Phantom mamográfico, Mammographic Phantom
Citação
SANTOS, Maria Clara Mendes dos. Desenvolvimento e aprimoramento de Phantoms antropomórficos mamográficos. 2025. 100 f. Dissertação (Mestrado em Ciências) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.5550.
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