Estudio de respuesta a radiaciones ionizantes en zebrafish (Danio rerio) : diseño de sistemas de irradiación, dosimetría e imágenes

En este trabajo se desarrolló un sistema automatizado para la adquisición de imágenes radiográficas de muestras biológicas con resolución microscópica, utilizando dispositivos de producción masiva, bajo costo y fácil automatización, tales como sensores CMOS, motores paso a paso y sistemas de control...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor principal: Lado, Gerardo M.
Formato: Tesis NonPeerReviewed
Lenguaje:Español
Publicado: 2022
Materias:
Biología
Física
Medicina
Radiography (micro)
Radiografía (micro)
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Dosimetría
Images
Imágenes
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Bio-imaging
Bio-imágenes
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Procesamiento digital]
Acceso en línea:http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1067/1/1Lado.pdf
Aporte de:
Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) de Instituto Balseiro
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spelling I25-R131-10672022-04-26T17:56:54Z Estudio de respuesta a radiaciones ionizantes en zebrafish (Danio rerio) : diseño de sistemas de irradiación, dosimetría e imágenes Study of response to ionizing in zabrafish (Danio rerio): desing of irradiation, dosimetry and imaging systems Lado, Gerardo M. Biología Física Medicina Radiography (micro) Radiografía (micro) Dosimetry Dosimetría Images Imágenes X-rays Rayos-X [ Zebrafish Bio-imaging Bio-imágenes CMOS sensors Sensores CMOS Digital processing Procesamiento digital] En este trabajo se desarrolló un sistema automatizado para la adquisición de imágenes radiográficas de muestras biológicas con resolución microscópica, utilizando dispositivos de producción masiva, bajo costo y fácil automatización, tales como sensores CMOS, motores paso a paso y sistemas de control basados en Arduino y Raspberry- Pi. Luego de elegir los componentes, el sistema fue construido, calibrado y optimizado para su uso con una fuente de rayos X con ánodo de tungsteno y otra con ánodo de cobre. Se evaluaron distintos algoritmos de procesamiento (filtrado y stitching) para la reconstrucción de imágenes y se estudió la relación contraste-ruido mínima necesaria para realizar reconstrucciones adecuadas para análisis anatómicos. Se tomaron imágenes por atenuación de rayos X de peces Zebrafish (Danio rerio) adultos y se evaluó el uso de compuestos de europio, gadolinio y iodo como agentes de contraste. Además, se tomaron radiografías de otras muestras biológicas para estudiar la aplicabilidad del método a otras muestras de interés. Los experimentos realizados permitieron obtener imágenes con resoluciones comparables a los sistemas comerciales e identificar estructuras internas en los peces. Este trabajo constituye un punto de partida para el desarrollo de sistemas mas complejos como, por ejemplo, sistemas de micro-tomografías por atenuación de rayos X. También permitiría ampliar los estudios realizables con Zebrafish, en particular aquellos sobre los efectos de radiación ionizante y sobre absorción de contaminantes en los tejidos de los peces. In this work, an automated system for the acquisition of microscopic resolution radiographic images of biological samples was developed. Mass-produced, low-cost and easily automated devices were used, such as CMOS sensors, stepper motors and control systems based on Arduino and RaspberryPi. The system was calibrated and optimized for use with X-ray sources. Different processing algorithms (filtering and stitching) for image reconstruction were evaluated and the minimum contrast-to-noise ratio necessary to perform suitable reconstructions for anatomical analysis was studied. X-ray attenuation images of adult Zebrafish (Danio rerio) were taken and the use of europium, gadolinium and iodine compounds as contrast agents was evaluated. In addition, radiographs of other biological samples were taken to study the applicability of the method to other samples of interest. The experiments carried out allowed us to to obtain images with resolutions comparable to commercial systems and to identify internal structures in the fish. This work constitutes a starting point for the development of more complex systems such as X-ray attenuation micro-tomography systems. It would also bring the possibility to expand the studies that can be carried out with Zebrafish, particularly those on the effects of ionizing radiation and absorption of heavy metal contaminants in fish tissues. 2022-03-25 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1067/1/1Lado.pdf es Lado, Gerardo M. (2022) Estudio de respuesta a radiaciones ionizantes en zebrafish (Danio rerio) : diseño de sistemas de irradiación, dosimetría e imágenes / Study of response to ionizing in zabrafish (Danio rerio): desing of irradiation, dosimetry and imaging systems. Maestría en Ciencias Físicas, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1067/
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