O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um modelo matemático dos sistemas térmico e respiratório humanos que permita, a partir das condições do ambiente e do nível de atividade física, determinar a distribuição da temperatura e das concentrações de oxigênio e dióxido de carbono ao longo do corpo. No modelo representou-se o corpo humano dividido em quinze segmentos: cabeça, pescoço, tronco, braços, antebraços, mãos, coxas, pernas e pés. Cada segmento contém um compartimento arterial e um compartimento venoso, os quais representam os grandes vasos. O sangue nos pequenos vasos foi considerado juntamente com os tecidos músculo, gordura, pele, osso, cérebro, pulmão, coração e vísceras. Os gases O2 e CO2 são transportados pelo sangue e armazenados nos tecidos, dissolvidos e reagidos quimicamente. Nos tecidos ocorre metabolismo, que consome oxigênio e produz dióxido de carbono e calor. A pele troca calor com o ambiente por condução, convecção, radiação e evaporação. O trato respiratório o faz pela ventilação, por convecção e evaporação. Nos pulmões ocorre transferência de massa, por difusão entre um compartimento alveolar e diversos compartimentos capilares pulmonares. Para modelar o transporte de massa e o transporte de calor nos tecidos foram usadas duas formas distintas. No caso da transferência de massa, os tecidos foram representados por compartimentos nos segmentos modelados. No caso da transferência de calor, foram representados por camadas nos segmentos, sendo que estes ora têm a geometria de um cilindro (seção transversal circular), ora a de um paralelogramo no caso das mãos e dos pés. O sistema regulador do corpo humano foi divido em quatro formas de atuação: metabolismo, circulação, ventilação e sudorese. O metabolismo varia com o calafrio (que depende da temperatura corporal) e a atividade física; a circulação depende da concentração dos gases no corpo, da temperatura e do metabolismo; a ventilação, da concentração dos gases; a sudorese, da temperatura. Para solucionar as equações diferenciais do modelo foram usados métodos numéricos implícitos. As equações diferenciais parciais foram discretizadas pelo método dos volumes finitos. Comparações com trabalhos experimentais encontrados na literatura mostraram que o modelo é adequado para representar variações climáticas, exposições a quantidades reduzidas de oxigênio e elevadas de dióxido de carbono, e situações de exercício físico. Outros resultados gerados pelo modelo demonstraram que acidentes de descompressão tornam-se mais severos quando associados à queda da temperatura ambiente, por causa do aumento do consumo de O2 pelo calafrio. Este também aumenta o risco de uma intoxicação por CO2, devido ao aumento da sua produção. O modelo mostrou-se ainda capaz de prever diversas interações entre os sistemas térmico e respiratório, como a diminuição da temperatura corpórea pelo aumento da ventilação (que depende das concentrações de O2 e CO2), ou a diminuição da pressão parcial dos gases nos segmentos mais extremos, em consequência do efeito da temperatura na capacidade do sangue de transportá-los. / The aim of this work is the development of a mathematical model of the human body respiratory and thermal systems. The model allows the determination of the temperature, oxygen and carbon dioxide distributions, depending on the ambient conditions and the physical activity level. The human body was divided into 15 segments: head, neck, trunk, arms, forearms, hands, thighs, legs and feet. Each segment contains an arterial and a venous compartment, representing the large vessels. The blood in the small vessels is considered together with the tissues muscle, fat, skin, bone, brain, lung, heart and viscera. The gases O2 and CO2 are transported by the blood and stored by the tissues dissolved and chemically reacted. Metabolism takes place in the tissues, where oxygen is consumed generating carbon dioxide and heat. The skin exchanges heat with the environment by conduction, convection, radiation and evaporation. The respiratory tract exchanges heat by convection and evaporation. In the lungs, mass transfer happens by diffusion between an alveolar compartment and several pulmonary capillaries compartments. Two different forms were used to model the transport of mass and heat in the tissues. For the mass transfer, the tissues were represented by compartments inside the segments. For the heat transfer, the tissues were represented by layers inside the segments, which have the geometry of a cylinder (circular cross-section) or a parallelogram hands and feet. The regulatory systems were divided into four mechanisms: metabolism, circulation, ventilation and sweating. The metabolism is modified by the shivering (which depends on the body temperature) and the physical activity; the circulation depends on the body gas concentrations, the temperature and the metabolism; the ventilation depends on the gas concentrations; the sweating depends on the temperature. Implicit methods were used to solve the differential equations. The discretization of the partial differential equations was obtained applying the finite volume method. Comparisons with experimental works found in literature show that the model is suitable to represent the exposure to cold and warm ambients, to low amounts of oxygen, to carbon dioxide, and physical activity. Other results of the developed model show that decompression accidents become more severe when associated to low ambient temperatures, because of the increase in the O2 consumption by shivering. The shivering also increases the danger of a CO2 intoxication, due to the increase of its production. The model showed as well the capacity to represent the several interactions between the thermal and respiratory systems, as the decrease of the body temperature because of the increase in the ventilation (which depends on the O2 and CO2 concentrations), or the decrease of the O2 and CO2 partial pressures in the more extreme segments, consequence of the temperature effect on their blood transport capacity.

A ressonância estocástica (RE) mostra que certos níveis de ruído ajudam na detecção e transmissão de sinais subliminares. Melhorias no desempenho do sistema somato-sensorial e motor (dentre outros) têm sido obtidos por meio da RE gerada pela utilização de sinais aditivos de intensidade ótima. O sinal aditivo (SA) mais comumente utilizado é o ruído branco gaussiano (RBG). Este estudo teve como objetivo verificar se é possível gerar RE no sistema sensorial tátil usando como SA um sinal senoidal e comparar estes resultados com os obtidos realizando o mesmo experimento com SA de tipo RBG. Os sinais usados no experimento foram definidos como sinal de estímulo (SE) de 3Hz a ser reconhecido com a ajuda dos SA, sinal aditivo senoidal (SAS) de 150Hz e sinal aditivo de ruido branco gaussiano (SARBG) filtrado a 150Hz. Na primeira parte do estudo foi feita uma simulação do modelo de neurônio de Hodgkin e Huxley para verificar se na teoria podia se obter RE para SE e SA senoidais. Foi injetado um sinal senoidal de 3Hz no modelo com uma intensidade para a qual o neurônio não conseguia gerar potencial de ação (PA). Quando a este sinal inicial foi adicionado um sinal senoidal de frequência superior, o neurônio conseguiu responder. A mesma resposta foi obtida quando o SA usado foi RBG, conseguindo mostrar de forma qualitativa a nossa hipótese a partir de um modelo simulado. Posteriormente foi realizado um estudo psicofísico com 20 voluntários (11 homens e 9 mulheres) para verificar o desempenho do SAS e comparar este com o desempenho de SARBG para a detecção sensorial do SE. Primeiro foi achado o limiar de detecção (LD) para cada um dos sinais usados e no experimento este valor foi usado para determinar a intensidade de estímulo. No caso do SE a intensidade foi definida como 80% do LD de cada voluntário. No caso dos SA a intensidade foi variando entre 0% até 80% do LD, com o objetivo de se encontrar a melhor proporção de SA adicionado para detectar o SE. Em 90% dos casos conseguiu-se gerar RE tanto empregando um sinal senoidal de frequência rápida como SA, quanto utilizando-se RBG. Ambos SAs apresentaram uma melhoria estatisticamente significativa na proporção de detecção (PD) do SE. Porém, nenhum dos SA apresentou um melhor desempenho em relação ao outro, de maneira que poderia ser usado tanto um quanto outro tipo de SA para gerar RE no sistema somato-sensorial. Este trabalho é pioneiro em usar uma combinação de senóides para gerar RE e abre as portas à elaboração e desenvolvimento de dispositivos biomédicos que contenham uma parte geradora de RE e consigam melhorar a estabilidade e controle postural em pessoas com deficiência motora ou somato-sensorial. / Stochastic ressonance (SR) shows that certain levels of noise help to detect and transmit subliminal signals. Improvements in the performance of the somatosensory and motor systems (among others) have been obtained through the SR generated using additive signals with optimal intensity. The most commonly used additive signal (AS) is white Gaussian noise (WGN). This study aimed to verify whether it is possible to generate SR in the tactile sensory system using a sinusoidal signal as the AS and, at the same time, compare the results when the AS was WGN. The signals used in the experiments were defined as 3Hz for the stimulus signal (SS), to be recognized with the aid of ASs. These were either a sinuoid of 150Hz additive sinusoidal signal (ASS) or a white Gaussian noise additive signal (WGNAS) filtered at 150Hz. In the first part of the study a simulation of the Hodgkin and Huxley neuron model was made to verify if it could undergo SR for the same types of SS and AS mentioned before. A 3Hz sine signal was injected into the model with an intensity at which the neuron could not generate action potentials. When a higher frequency sine wave was added to this initial signal, the neuron could respond. The same behaviour was obtained when the additive signal used was WGN, giving, hence, a qualitative confirmation of our hypothesis. A psychophysical study was then carried out with 20 volunteers (11 men and 9 women) to verify the performance of the ASS and compare it with the WGNAS for the sensory detection of the sinusoidal SS. Initially, the detection threshold (DT) was found for each of the signals used. During the experiment, this value was used to determine the stimulus intensity. In the case of the SS the intensity was defined as 80 % of the DT of each volunteer. In the case of ASs, the intensity varied from 0% to 80% of the DT, in order to find the best proportion of AS added to detect the SS. In 90% of the cases it was possible to generate SR using either a fast frequency ASS or the WGNAS. Both ASs showed a statistically significant improvement in the detection rate (DR) of the SS. However, none of ASs performed better than the other, so that both types could be used to generate SR in the somatosensory system. This work has pioneered the use of a combination of sinusoids to generate SR and opens the door to the development of biomedical devices that help generate SR to provide stability improvement and better postural control for people with motor or somatosensory impairment.

O objetivo desta pesquisa foi avaliar a inserção no mercado de trabalho dos egressos do mestrado acadêmico do curso de Pós-Graduação Interunidades Bioengenharia EESC-FMRP-IQSC-USP. Foi utilizado o sistema customizado em linguagem de programação especial \"Hypertext Preprocessor\" PHP com banco de dados MySQL para avaliar os dados. Foram avaliados 276 egressos do mestrado acadêmico em bioengenharia da USP formados no período de 1980 a 2012. Para avaliar o perfil dos egressos foram identificadas: a formação acadêmica, atividades profissionais, produção cientifica, opinião dos egressos sobre o curso e mercado de trabalho. Os resultados das variáveis de desfecho: ensino médio, graduação, formação geral, avaliação do curso pelo egresso, formação acadêmica, adequação da pesquisa, adequação da orientação, contribuição para a formação profissional, avaliação pelo egresso, mercado de trabalho. Os resultados mostram que 46% dos egressos são do sexo masculino e 54% do sexo feminino; 44% cursaram o ensino médio em escola pública; 76% graduação em período integral; 35% desenvolveram atividades culturais no país; 54,3% participaram de projeto de iniciação cientifica durante a graduação; 80% consideram positivamente o PPGIB para sua formação profissional, 44% apresentaram artigos em eventos científicos; 59% publicaram durante a permanência no PPGIB; 86% utilizaram sistema informatizado de bibliotecas; 25% consideram a pesquisa do PPGIB inovadora; 55% trabalham em IES na área do programa; 14% atuam em área diferente a do Programa; 12% exercem posições de liderança e estão trabalhando em IES; 14% estão insatisfeitos com salário oferecido. Conclui-se que o PPGIB oferece boas condições aos egressos para competirem profissionalmente. / The objective of this research was to evaluate the integration in the labor market for graduates of the academic Master Course Graduate Bioengineering Interunits EESC- USP-FMRP-IQSC. The custom system in special programming language \"Hypertext Preprocessor\" PHP with MySQL database was used to evaluate the data. 276 graduates of the academic master in bioengineering at USP graduated from 1980 to 2012 were analyzed. In order to evaluate the profile of the graduates education, professional activities, scientific production, opinion over the course of the graduates and the labor market were identified. The results of the outcome variables: high school, undergraduate, general education course evaluation by the enrolled student, academic training, adequacy of research, adequacy of guidance, contribution to training, evaluation by the enrolled student, the labor market. The results show that 46% of graduates are male and 54% female; 44% attended high school in a public school; 76% full-time undergraduate; 35% developed cultural activities in the country; 54.3% participated in undergraduate research project for graduation; 80% think positively PPGIB for their training, 44% had articles in scientific events; 59% published during the permanence in PPGIB; 86% used computerized library system; 25% consider the research of innovative PPGIB; 55% work in HEls in the program area; 14% work in a different area of the program; 12% are in leadership positions and are working in HEls; 14% are dissatisfied with the salary offered. We conclude that the PPGIB offers good conditions for graduates to compete professionally.

A diabetes mellitus (DM) está entre as 10 principais causas de morte global e é considerada um dos principais fatores de risco para as doenças cardiovasculares. Dados da Federação Internacional de Diabetes indicam que 425 milhões de pessoas possuem esta doença e seu tratamento é considerado uma das prioridades de saúde. No coração, as alterações a nível celular causadas pela DM levam ao surgimento de anormalidades estruturais e funcionais que resultam na chamada cardiomiopatia diabética. A DM pode ser estudada a partir de modelos experimentais em animais, como a DM induzida pela estreptozotocina, uma substância citotóxica para as células pancreáticas que produzem insulina. Objetivos: O objetivo este trabalho foi avaliar a existência de alterações cardíacas precoces na contratilidade de miócitos isolados, na morfologia e função cardíaca por ecocardiograma de alta resolução e na atividade elétrica do coração. Metodologia: Foram utilizados ratos Wistar machos para indução da DM com estreptozotocina. Os cardiomiócitos foram isolados por dissociação enzimática utilizando-se a preparação de Langendorff e a contratilidade estudada através da medição da variação do comprimento da célula e dos sarcômeros de cardiomiócitos estimulados eletricamente. A avaliação da morfologia e da função cardíaca foi feita por ecocardiografia de alta resolução e o eletrocardiograma foi obtido nos animais anestesiados. Resultados: A DM resultou em alteração da contratilidade dos cardiomiócitos medida pela variação do comprimento da célula e pela variação do comprimento do sarcômero. Comparados aos controles, os animais diabéticos apresentaram aumento dos intervalos de tempo para atingir o pico de contração (0,049 vs 0,068 s, e 0,043 vs 0,063 s, P<0,001) aumento do relaxamento (0,028 vs 0,038 s e 0,025 vs 0,035 s, P<0,03) e do intervalo até a máxima velocidade de encurtamento (0,019 vs 0,024 s, P<0,001) e relaxamento (0,021 vs 0,032 s e 0,020 vs 0,025 s, P<0,03) em relação ao grupo controle medidos pelo comprimento da célula e pelo comprimento do sarcômero, respectivamente. O ecocardiograma evidenciou mudanças morfológicas com aumento do diâmetro diastólico (24,4 vs 28,0 mm/kg, P<0,01) e sistólico (11,0 vs 18,2 mm/kg, P<0,01), aumento da massa do ventrículo esquerdo (1,9 vs 2,5 mg/g, P<0,02) e manutenção da espessura relativa da parede posterior, caracterizando um quadro de hipertrofia excêntrica. Foram também observadas mudanças funcionais, como a diminuição significativa da fração de ejeção (73,4 vs 62,1%, P<0,01), da fração de encurtamento (44,2 vs 34,7%, P<0,01) e da onda S\' (46,9 vs 38,1 mm/s, P<0,01) avaliada pelo Doppler tecidual, indicando uma disfunção sistólica inicial nesse modelo experimental. No eletrocardiograma foi possível verificar um aumento na duração da onda P (9,15 vs 14,15 ms, P<0,005). Conclusão: Os resultados obtidos permitiram identificar alterações precoces nesse modelo de DM. Foi observada uma correlação entre as alterações da contratilidade observadas diretamente ao nível celular através da medição da variação do comprimento da célula e do sarcômero com as alterações na morfologia e função cardíaca em decorrência da DM. / Diabetes mellitus (DM) is among the top 10 causes of global death and is considered a major risk factor for cardiovascular disease. Data from the International Diabetes Federation indicate that 425 million people have this disease and its treatment is considered one of the health priorities. In the heart, changes at the cellular level caused by DM lead to the appearance of structural and functional abnormalities that result in so-called diabetic cardiomyopathy. DM can be studied from experimental models in animals including induction by streptozotocin, a cytotoxic substance for pancreatic cells that produce insulin. Objectives: The objective of this study was to evaluate the existence of early cardiac changes in the contractility of isolated myocytes, in the morphology and cardiac function by high resolution echocardiogram and in the heart electrical activity . Method: Male Wistar rats were used for induction of DM with streptozotocin. Cardiomyocytes were isolated by enzymatic dissociation using the Langendorff preparation and the contractility studied by measuring cell and sarcomere length variation in electrically stimulated cardiomyocytes. The evaluation of cardiac morphology and function was performed by high resolution echocardiogram and eletrocardiogram was was obtained in anesthetized animals. Results: DM resulted in alteration of cardiomyocyte contractility with measurement of cell length variation and with sarcomere length variation. Compared to controls, diabetic animals presented an increase in the time intervals to reach the peak of contraction (0.049 vs 0.068 s and 0.043 vs 0.063 s, P<0.001) increase in relaxation (0.028 vs 0.038 s and 0.025 vs 0.035 s, P<0.03) and the intervals until the maximum shortening velocity (0.019 vs 0.024 s, P<0.001) and relaxation (0.021 vs 0.032 s and 0.020 vs 0.025 s, P<0.03) in relation to the control group measured by length and by sarcomere, respectively. The echocardiogram evidenced morphological changes with an increase in the diastolic (24.4 vs 28.0 mm/kg, P<0.01) and systolic diameter (11.0 vs 18.2 mm/kg, P<0.01) increase in left ventricle mass (1.9 vs 2.5 mg/g, P<0.02) and maintenance of the relative thickness of the posterior wall in relation to the control group, characterizing eccentric hypertrophy in DM. Functional changes were also observed, such as a significant reduction in ejection fraction (73.4 vs 62.1 %, P<0.01), of the fractional shortening (44.2 vs 34.7 %, P<0.01) and the S\' wave (46.9 vs 38.1 mm/s, P<0.01) evaluated by tissue Doppler, indicating an initial systolic dysfunction in this experimental model. With the electrocardiogram it was possible to verify an increase in P wave duration (9.15 vs 14.15 ms, P<0.005). Conclusion: The results obtained allowed to identify early changes in this model of DM. A correlation was observed between contractility changes observed directly at the cellular level by measuring cell and sarcomere variation with changes in cardiac morphology and function as a result of DM.

Devido à sua alta taxa de mortalidade as doenças cardiovasculares vem sendo foco de pesquisas nos últimos anos. Estima-se que neste grupo, 42% das mortes foram consequência de doença coronariana (CHD) em 2012. Para auxiliar o acompanhamento de pacientes com CHD, este estudo teve como objetivo investigar um método simples e robusto que segmenta de maneira semi-automática a área da neoíntima em Tomografias Intravasculares por Coerência Óptica no Domínio da Frequência (FD-IOCT), a mais recente técnica de imagear vasos internamente. O método foi dividido em duas etapas. A primeira segmenta a área contida pelo lúmen através de operações morfológicas com valores de intensidade e aplicação da limiarização Otsu. Na segunda, o foco foi segmentar a área contida por partes de stent onde duas estratégias foram desenvolvidas e comparadas. Ambas as etapas (segmentação de área de lúmen e de stent) obtiveram resultados acurados com aproximadamente 98% de Verdadeiro Positivo, enquanto o Falso Positivo foi próximo de 3% para o lúmen e 5% para stent, onde uma das estratégias (para delimitar a área contida por stent) apresentou um tempo de execução 50 vezes maior que a outra. O método foi utilizado em 443 imagens com diferentes características e os resultados são encorajadores. / Due to its high mortality rate cardiovascular diseases have been the focus of research in recent years. It is estimated that among these, 42% of deaths were due to coronary heart disease (CHD) in 2012. To monitor patients with CHD, the goal of this study was to investigate a simple and robust method that segments semi-automatically the neointimal area on Frequency Domain Intravascular Optical Coherence Tomography (FD-IOCT), the latest technology to view vessels internally. The method was divided into two steps. The first one segments the area contained by the lumen through morphological operations on intensity values and the Otsu threshold. In the second one, the focus was to segment the area contained by stent struts where two strategies were developed and compared. Both steps (lumen and stent strut area segmentation) obtained accurate results with true positives approximately 98%, while the false positives were close to 3% for the lumen and 5% for the stent, where one strategy (to delimit the area contained by stent struts) showed run time of 50 times the other. The method was executed on 443 images with different characteristics and the results are encouraging.

A avaliação da mecânica respiratória (AMR) busca descrever o comportamento mecânico do sistema respiratório, para melhor entender a sua fisiologia e a sua patofisiologia. O método quasi-estático é caracterizado pela AMR em condições nas quais a aceleração dos tecidos pode ser considerada desprezível. Esta dissertação de mestrado teve como objetivo avaliar a mecânica respiratória pelo método quasi-estático em roedores, utilizando um insuflador pulmonar para pequenos roedores (IPPR) construído no Laboratório de Engenharia Biomédica (LEB) da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (EPUSP). Uma extensa revisão da literatura sobre fisiologia e técnicas de AMR em humanos e roedores é apresentada. Uma documentação bastante detalhada sobre a implementação e o funcionamento do IPPR é fornecida, com o intuito de permitir que o dispositivo seja reproduzido. Testes de bancada foram executados, para avaliar o funcionamento do IPPR, e um protocolo experimental com modelo animal de doença, em ratos Wistar envenenados por Paraquat, foi realizado. Os resultados dos testes de bancada mostraram que o equipamento ainda carece de alguns ajustes, pois apresenta erros na indicação de volume, da ordem de 5%, mas que podem ser compensados na análise dos dados experimentais obtidos. No futuro, pretende-se sanar essa imprecisão, tornando o IPPR independente de um microcomputador com sistema operacional multitarefa. Os resultados da aplicação do modelo matemático exponencial, nos dados obtidos de curvas pressão-volume no protocolo experimental, trouxeram informações que estão de acordo com as características observadas no modelo animal de envenenamento por Paraquat. / The assessment of respiratory mechanics (AMR) aims to describe the mechanical behavior of the respiratory system in order to better understand its physiology and pathophysiology. The quasi-static method is characterized by the AMR under conditions where the tissue\'s acceleration can be considered negligible. The purpose of this master degree dissertation was to assess the respiratory mechanics by quasistatic method in rats using a lung insufflator for small rodents (IPPR) implemented in the Biomedical Engineering Laboratory (LEB) of Escola Politécnica of University of São Paulo (EPUSP). Abroad literature review on AMR techniques and on physiology in humans and rodents was presented. A fairly detailed documentation of the assembly and the operation of the IPPR was provided in order to allow the device to be reproduced. Bench tests were conducted to evaluate the behavior of the IPPR, and an animal disease model by Paraquat poisoning protocol was performed in Wistar rats. The bench tests results showed that the equipment still needs some tweaking, because it presents errors in volume indication of the order of 5%, but these errors can be compensated in the analysis of the experimental data. In the future, there is an intention to correct this inaccuracy turning the IPPR independent of a multitask microcomputer operating system. The results of the mathematical exponential modeling applied on the pressure-volume curves in the experimental protocol are in good agreement with the characteristics observed on Paraquat poisoning animal model.

Para se entender a biomecânica e implementar avanços nos parâmetros geométricoconstrutivos do elevador angulado de Seldin, foi construído o Novo Dispositivo de Ensaio de Elevadores Dentais (NDEED). Como em um dispositivo de mensuração, foi necessário calibrar-se todo o aparato para garantir que os dados obtidos fossem confiáveis. Para tanto, foram realizados testes estatísticos em relação ao deslocamento angular, torque e deslocamento vertical (LVDT). Para o torque, confrontado com as leituras obtidas, realizou-se o cálculo do índice de correlação linear de Pearson, o qual apresentou valor de 0,99958, indicando alta relação entre os parâmetros avaliados. Em relação ao deslocamento angular e ao deslocamento vertical, o índice de correlação linear de Pearson foi de -0,99995 e 0,99973, respectivamente, indicando alta relação entre as medidas para cada variável. O intervalo de confiança apresentou um erro máximo de ± 0,065 para o torque, ± 1,4 para o deslocamento angular e ± 0,71 para o deslocamento vertical. Com base nos resultados estatísticos, pode-se afirmar que a correlação entre as leituras dos aparelhos e os valores das medidas são extremamente confiáveis, indicando uma ótima relação entre a leitura e a medida. Também foi observado que os intervalos de predição foram pequenos, indicando que o NDEED afere com precisão as medidas em análise. Assim, pode afirmar-se que o Novo Dispositivo de Ensaio de Elevadores Dentais é uma excelente maneira de se aferir as variáveis em estudo. / In order to understand and optimize the construction of dental elevators, searching for adequate standards, a fully automatic new Elevator Essaying Device has been produced. As in every measurement device, it was a need to calibrate all the apparatus to guarantee that the data obtained was reliable. For this purpose, statistical analysis were used in order to evaluate the angular displacement, torque and vertical displacement. As for the torque, the Pearson\'s linear correlation index was used, with an obtained value of 0,99958, indicating a high relationship between the evaluated parameters. For the angular displacement and the vertical displacement, the value of the Pearson\'s linear correlation coefficient was -0,99995 and 0,99973, respectively. The confidence interval showed a maximum error of ± 0,065 for the torque, ±1,4 for the angular displacement and ± 0,71 for the vertical displacement. Based on the obtained statistical data, it is possible to affirm that the correlation between the readings and the measure values are extremely trustworthy. Also, it was observed that the prediction intervals indicated that the new Elevator Essaying device is able to measure the referred variables.

A leitura de livros, revistas e jornais tem importância fundamental na aquisição de informações e conhecimento sobre o mundo e a cultura, e está presente em diversas situações da vida (ambiente escolar, no trabalho e no domicílio). Porém, se para muitas pessoas a prática da leitura faz parte de um hábito cotidiano, para outras, ela é dificultada por uma conjunção de fatores sociais, econômicos ou devido a barreiras físicas de acesso ao manuseio dos materiais impressos. As pessoas com comprometimento funcional grave de membros superiores encontram limitações na realização de suas atividades cotidianas o que resulta na dependência de um cuidador. Os recursos de Tecnologia Assistiva têm sido cada vez mais utilizados para substituir ou apoiar uma função deficitária, permitir um desempenho autônomo e independente, aumentar a acessibilidade ambiental e melhorar a qualidade de vida e inclusão social de pessoas com deficiência. Objetivos: desenvolver o protótipo de um virador de página de materiais impressos, especificamente objetivou projetar e construir o protótipo de um virador de página. Materiais e Métodos: O método utilizado dividiu-se em três etapas. Na primeira etapa definiram-se as especificações do projeto (virar uma folha por vez e não danificá-las, ter velocidade de virada da folha adequada, posicionar o material aberto, não emitir sons que interfiram na leitura, adaptar-se a acionadores diferentes, ser leve e pequeno, ter interface e manutenção simples, ser seguro, manter a integridade dos usuários e ser de baixo custo de material); na segunda etapa determinou-se o modelo conceitual do protótipo e a terceira etapa consistiu na construção do protótipo. Resultados: O protótipo desenvolvido mostrou-se eficaz no atendimento dos requisitos de virar uma folha por vez sem danificá-las e com velocidade de até dez segundos, de manter o material de leitura aberto permitindo a visualização das informações impressas, de adaptar-se a acionadores diferentes, de ter interface simples, peso leve, dimensões compactas e ser confeccionado com materiais de baixo custo. Conclui-se como eficaz o projeto de especificação, conceituação e construção do protótipo de virador de páginas impressas, tendo resultados positivos no âmbito da definição da metodologia, da escolha dos materiais para confecção e no mecanismo de acionamento e funcionamento deste. Observa-se que será necessário o teste de bancada e futuros ajustes para permitir o avanço e o retrocesso das folhas, a adaptação de materiais de tamanho e gramatura diferentes e a inclinação do protótipo. / The reading of books, magazines and newspapers has fundamental importance in the acquisition of information and knowledge about the world and culture, and it is present in several situations of life as school environment, work and at home. Although reading practice for many people is an everyday habit for others it is difficult because of many social, economic, or yet due to physical barriers of access to printed materials handling. People with severe functional commitment of upper members face limitations to do their everyday activities which results in a caretaker. The resources of assistive technology have been used more and more to switch or to support a deficient function also to allow an autonomous and independent performance, to raise the environmental accessibility and to improve life quality and social inclusion of disabled. Objectives: develop a page turner prototype of printed materials, specifically it has objectified to project and build a page turner. Material and Methods: The used method has been divided in three steps: The first step has defined the project specifications as well as turning one sheet at a time and without causing any damage to it, having velocity of turning the proper sheet, positioning the material opened, do not producing sounds which interferes in the reading process, adapting to the different drivers, being light and compact, having simple interface and simple maintenance, being secure, keeping the users integrity and being made of low cost material. The second step has determined the conceptual model of the prototype. The third step has consisted of prototype construction. Results: the prototype developed has showed effective requirements of turning one page at a time without causing any damage to it and with velocity up to ten seconds, of keeping the reading material opened allowing the visualization of printed information, of adapting to different drivers, of having simple interface, light weight, compact dimensions, and being made with low cost materials. The specification, conceptualization and construction of a printed page turner prototype project have concluded to be effective having positive results in the definition of the methodology ambit, of choosing the material to make it and in its mechanism to operate and work. It has observed that seat tests and future sets will be necessary to allow the progress and backing of pages, different size and weight material adaptations as well as prototype inclination.

Neste trabalho é apresentada uma metodologia de projeto de bomba dinâmica por lâmina ondulante. Um algoritmo permite determinar variáveis de projeto da bomba que maximizem a eficiência energética. A bomba consiste em um canal de seção transversal quadrada, dentro do qual há uma lâmina flexível, articulada nas extremidades. Impõe-se deformação transversal nessa lâmina. A deformação deve ter forma senoidal que se propaga ao longo da lâmina. A amplitude e a freqüência de oscilação são controladas. Os campos de pressão e velocidade no canal foram estimados por simulação numérica, uma vez que não é possível obter uma solução analítica. O Método dos Elementos Finitos foi empregado para resolver a equação de Navier-Stokes. O movimento da lâmina foi representado através do conceito de fronteiras virtuais móveis. Uma vez obtidos os campos de pressão e velocidade, calcula-se a eficiência energética para avaliar quais variáveis de projeto geram maior eficiência energética. Doze atuadores eletromagnéticos aplicam forças a lâmina. O estado da lâmina é observado por cinco sensores de posição capacitivos. O comprimento da lâmina, a largura da lâmina, amplitude das oscilações, a freqüência das oscilações, altura do canal e largura do canal são variáveis de projeto. Uma tabela que relaciona variáveis de projeto e eficiência mecânica foi calculada. Os resultados de simulação numérica indicam que é possível obter eficiência energética média da ordem de 20%. Resultados experimentais mostram o escoamento na saída da bomba. Este escoamento ocorre por golfadas em lados alternados da lâmina ondulatória. / In the present work a design methodology of ondulatory pumps is proposed. An algorithm determines the design variables which maximize energy efficiency. The pump consists of a channel, with square transversal area, and a flexible blade hinged at its extremities. A sinusoidal transversal deformation is imposed by electromagnetic forces. The transversal deformation have sinusoidal shape and propagates along the channel, it resembles the movement of anguiliform fishes. The amplitude and frequency of oscillations are controled. The pressure and velocity fields in the channel are computed by numerical simulations since analytical solutions are not possible. The Finite Elements Method is used to solve the Navier-Stokes equations. The blade movement is represented through the concept of virtual moving boundaries. Once the pressure and velocity fields are computed, the mechanical efficiency of the pump is computed to determine which set of design parameters generates higher energy efficiency. Twelve electromagnetic actuators apply forces on the blade. The state of the blade is observed by five capacitive position sensors. Amplitude of oscillations and frequency of oscillations are design variables. A map from design variables space to efficiency was computed. The results from numerical simulations suggest that it is possible to generate energy efficiency close to 20%.Experimental results show the flow at the outlet of the pump. The flow is more intense on alternate sides of the ondulatory beam.

Cada vez mais, a infra-estrutura de segurança está assumindo um lugar de destaque na área de saúde, para garantir fatores críticos como confidencialidade, autenticidade, integridade, irretratabilidade e auditoria. Em particular, a integridade e a autenticidade de imagens médicas são fatores bastante críticos, na medida em que fornecem mecanismos para evitar e minimizar a adulteração de informações acerca do paciente, auxiliando a prevenir erros que podem causar prejuízos de ordem física e moral ao paciente. Entretanto, os trabalhos apresentados até agora nesta área apresentam limitações que devem ser solucionadas. Este trabalho tem por objetivo propor uma solução baseada em métodos criptográficos para prover autenticidade e integridade de imagens médicas, visando o uso em um ambiente real de Saúde. A partir da solução conceitual criada, foi proposto e codificado um algoritmo para atribuição e verificação da segurança nas imagens, para atender aos requisitos especificados. A implementação foi feita com sucesso, e testes comparativos de desempenho revelaram que o algoritmo possui uma boa relação custo-benefício, oferecendo um grau adicional de segurança à assinatura digital sem acarretar uma perda de performance significativa. É importante ressaltar que a abordagem proposta neste trabalho abre uma outra alternativa em termos de segurança, onde um usuário só poderá visualizar imagens que estejam íntegras e autênticas. Contudo, isso traz consigo uma vulnerabilidade, onde há uma facilidade maior para a destruição de dados, bastando introduzir uma adulteração mínima. Esse aspecto certamente deve ser levado em conta para implementações em ambiente de produção. A solução proposta é compatível com a arquitetura do padrão DICOM, podendo ser incorporado facilmente como extensão do padrão sem gerar dados adicionais a serem armazenados. Como passos futuros, deve-se otimizar o desempenho, bem como realizar avaliações quantitativas e qualitativas dentro de um ambiente de produção. / The importance of the security infrastructure in the healthcare field is increasingly growing, in order to provide critical features like confidentiality, authenticity, integrity, non-repudiation and auditing. Among them, authenticity and integrity are critical factors regarding the medical images, since they provide mechanisms to avoid and minimize modifications in the patient information, helping to prevent mistaken diagnosis that could potentially cause physical and moral damage to the patient. However, the works so far available present several limitations that must be addressed. The purpose of this work is to propose a cryptographic solution to provide authenticity and integrity of medical images, envisioning its use in a real healthcare environment. Based on the conceptual solution, an algorithm was devised and implemented to add and verify the two aforementioned security services. The implementation was done in a successful fashion and comparative performance tests showed that the proposed algorithm offers a good cost-benefit ratio, offering an addicional layer of security without compromising performance in a significative degree. It\'s important to emphasize the fact that the approach devised in this work opens a new paradigm, where a user will only see images that haven\'t been tampered with. On the other hand, this brings along a potential vulnerability, making it easier to destroy patient data by introducing the slightest adulteration. This issue must be taken into account when deploying this solution in a real environment. Also, the proposed solution is based on the DICOM architecture, making it easier for deployment as an extension, without any storage overhead. For the next steps, performance must be optimized and evaluation, both quantitative and qualitative, must be done in a production environment.