PyTomography: A Python Library for Quantitative Medical Image Reconstruction

Background: There is a scarcity of open-source libraries in medical imaging dedicated to both (i) the development and deployment of novel reconstruction algorithms and (ii) support for clinical data. Purpose: To create and evaluate a GPU-accelerated, open-source, and user-friendly image reconstruction library, designed to serve as a central platform for the development, validation, and deployment of novel tomographic reconstruction algorithms. Methods: PyTomography was developed using Python and inherits the GPU-accelerated functionality of PyTorch for fast computations. The software uses a modular design that decouples the system matrix from reconstruction algorithms, simplifying the process of integrating new imaging modalities or developing novel reconstruction techniques. As example developments, SPECT reconstruction in PyTomography is validated against both vendor-specific software and alternative open-source libraries. Bayesian reconstruction algorithms are implemented and validated. Results: PyTomography is consistent with both vendor-software and alternative open source libraries for standard SPECT clinical reconstruction, while providing significant computational advantages. As example applications, Bayesian reconstruction algorithms incorporating anatomical information are shown to outperform the traditional ordered subset expectation maximum (OSEM) algorithm in quantitative image analysis. PSF modeling in PET imaging is shown to reduce blurring artifacts. Conclusions: We have developed and publicly shared PyTomography, a highly optimized and user-friendly software for quantitative image reconstruction of medical images, with a class hierarchy that fosters the development of novel imaging applications.Comment: 26 pages, 7 figure

ESTÁGIO SUPERVISIONADO CIÊNCIAS CONTÁBEIS: INDÚSTRIA DE PALETES OTIMIZA LTDA

O presente trabalho foi apresentado para conclusão do componente curricular do Estágio Superviosionado no curso de Ciências Contábeis. Para tanto, consituiu-se uma empresa de responsabilidade limitada, com atividade industrial e forma de tributação do Lucro Real, com razão social Indústria de Paletes Otimiza Ltda, voltada para a fabricação dos paletes de face simples e de face dupla. Na primeira fase do estágio,  por meio de pesquisa junto a empresas do ramo, foi possível a elaboração da ficha técnica dos produtos e do processo produtivo, da estrutura de produção e de pesssoal. Também buscou-se compreender a legislação federal e estadual inerentes a atividade e aos produtos. Ainda foi necessário identificar os custos com pessoal, com material, gastos gerais de fabricação e despesas, cálculo da margem de contribuição, do preço de venda e do ponto de equilíbrio. Na segunda fase do trabalho de estágio, ocorreu a escrituração via sistema contábil/fiscal com as informações apuradas na fase inicial, a partir de um roteiro pré-determinado, que inclui muitas das operações encontradas no dia a dia de uma empresa, para levantamento das Demonstrações Contábeis num período trimestral. Dessa forma, nas atividades de estágio foi possível desenvolver habilidades e competências inerentes ao profissional contábil e determinar os resultados de uma empresa que indutrializa paletes com base na realidade pesquisada

Complete vertebrate mitogenomes reveal widespread repeats and gene duplications

Abstract: Background: Modern sequencing technologies should make the assembly of the relatively small mitochondrial genomes an easy undertaking. However, few tools exist that address mitochondrial assembly directly. Results: As part of the Vertebrate Genomes Project (VGP) we develop mitoVGP, a fully automated pipeline for similarity-based identification of mitochondrial reads and de novo assembly of mitochondrial genomes that incorporates both long (> 10 kbp, PacBio or Nanopore) and short (100–300 bp, Illumina) reads. Our pipeline leads to successful complete mitogenome assemblies of 100 vertebrate species of the VGP. We observe that tissue type and library size selection have considerable impact on mitogenome sequencing and assembly. Comparing our assemblies to purportedly complete reference mitogenomes based on short-read sequencing, we identify errors, missing sequences, and incomplete genes in those references, particularly in repetitive regions. Our assemblies also identify novel gene region duplications. The presence of repeats and duplications in over half of the species herein assembled indicates that their occurrence is a principle of mitochondrial structure rather than an exception, shedding new light on mitochondrial genome evolution and organization. Conclusions: Our results indicate that even in the “simple” case of vertebrate mitogenomes the completeness of many currently available reference sequences can be further improved, and caution should be exercised before claiming the complete assembly of a mitogenome, particularly from short reads alone

Anthropomorphic phantoms for quantification of ¹⁸F-PET and ¹⁷⁷Lu-SPECT imaging in radiopharmaceutical therapies

The full abstract for this thesis is available in the body of the thesis, and will be available when the embargo expires.Science, Faculty ofPhysics and Astronomy, Department ofGraduat

Quantitative PET/CT Imaging for Enhanced Evaluation of Prostate Cancer and Lymphoma

Positron Emission Tomography (PET) scans offer valuable insight into the progression of diseases, such as cancer. However, there is evidence that quantitative imaging metrics can enhance the prognostic value of PET and its ability to effectively guide treatment decisions. This thesis aims to improve the accuracy and reproducibility of tumour metrics as determined through PET images. To achieve this, we implemented both physical and simulated experiments using anthropomorphic phantoms. We evaluated two contrasting domains within nuclear medicine: (a.) Prostate cancer, in which prostate-specific membrane antigen (PSMA) PET imaging is used for detection of focal lesions, as well as (b.) Primary mediastinal B-cell lymphoma, in which [18F]FDG PET is used to detect bulky, heterogeneous lymph node conglomerates. For PSMA PET imaging, we propose and evaluate SUVapex, a segmentationfree metric for determining tumour tracer concentration. We also introduce the Canadian PET Prostate Phantom for Oncology (C3PO) - a PET/CT/MRI-compatible phantom designed for harmonization of PSMA PET imaging. Within the context of PMBCL PET, our results suggest that the 25% fixed threshold provides better accuracy for tumour volume quantification. Ideally, this study will lead to improved clinical reporting of tumour volume, which will result in improved outcome prediction and disease management of lymphoma within British Columbia.Science, Faculty ofPhysics and Astronomy, Department ofUnreviewedUndergraduat

ESTÁGIO SUPERVISIONADO CIÊNCIAS CONTÁBEIS: INDÚSTRIA DE PALETES OTIMIZA LTDA

O presente trabalho foi apresentado para conclusão do componente curricular do Estágio Superviosionado no curso de Ciências Contábeis. Para tanto, consituiu-se uma empresa de responsabilidade limitada, com atividade industrial e forma de tributação do Lucro Real, com razão social Indústria de Paletes Otimiza Ltda, voltada para a fabricação dos paletes de face simples e de face dupla. Na primeira fase do estágio,  por meio de pesquisa junto a empresas do ramo, foi possível a elaboração da ficha técnica dos produtos e do processo produtivo, da estrutura de produção e de pesssoal. Também buscou-se compreender a legislação federal e estadual inerentes a atividade e aos produtos. Ainda foi necessário identificar os custos com pessoal, com material, gastos gerais de fabricação e despesas, cálculo da margem de contribuição, do preço de venda e do ponto de equilíbrio. Na segunda fase do trabalho de estágio, ocorreu a escrituração via sistema contábil/fiscal com as informações apuradas na fase inicial, a partir de um roteiro pré-determinado, que inclui muitas das operações encontradas no dia a dia de uma empresa, para levantamento das Demonstrações Contábeis num período trimestral. Dessa forma, nas atividades de estágio foi possível desenvolver habilidades e competências inerentes ao profissional contábil e determinar os resultados de uma empresa que indutrializa paletes com base na realidade pesquisada