Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-09-11T17:25:50Z No. of bitstreams: 1 CARLOS BORGES DA SILVA D.PDF: 1636870 bytes, checksum: add9dec83838e16e49de59dc37b07783 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-11T17:25:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CARLOS BORGES DA SILVA D.PDF: 1636870 bytes, checksum: add9dec83838e16e49de59dc37b07783 (MD5) Previous issue date: 2007-05 / Os métodos de aquisição de imagem utilizados em medicina nuclear e na radiobiologia são valiosos na determinação da anatomia da glândula tireóide na busca de anormalidades associadas ao comportamento das células foliculares. A simulação baseada no método Monte Carlo (MC) também tem sido muito utilizada na solução de problemas relacionados à detecção da radiação visando o mapeamento de imagens médicas desde a evolução da capacidade de processamento dos computadores pessoais (PC). Este trabalho apresenta um estudo inovador para encontrar o tipo adequado de matriz cintiladora, que uma vez acoplada a um dispositivo CCD (Charge Coupled Device) através de uma placa de fibra ótica, pode ser aplicado no mapeamento de imagens de folículos da glândula tireóide. A metodologia utiliza a técnica de imageamento por emissão gama e a simulação MC, visando o desenvolvimento de um sistema capaz de obter uma imagem com resolução espacial de 10 m e boa eficiência do detector. A simulação do conjunto fonte-detector foi realizada por meio do programa MCNP4B (Monte Carlo para nêutron próton transporte) para diferentes energias, materiais detectores e geometrias, incluindo tamanho de “pixel” e tipos de materiais refletores. Os resultados alcançados mostram que utilizando o MCNP4B é possível estudar e avaliar parâmetros úteis relacionados aos sistemas utilizados em medicina nuclear, especificamente em radiobiologia aplicada a estudos da fisiologia endócrina no mapeamento de imagens de folículos tireoideanos. / The image acquisition methods applied to nuclear medicine and radiobiology are a valuable research study for determination of thyroid anatomy to seek disorders associated to follicular cells. The Monte Carlo (MC) simulation has also been used in problems related to radiation detection in order to map medical images since the improvement of data processing compatible with personnel computers (PC). This work presents an innovative study to find out the adequate scintillation inorganic detector array that could be coupled to a specific light photo sensor, a charge coupled device (CCD) through a fiber optic plate in order to map the follicles of thyroid gland. The goal is to choose the type of detector that fits the application suggested here with spatial resolution of 10 m and good detector efficiency. The methodology results are useful to map a follicle image using gamma radiation emission. A source - detector simulation is performed by using a MCNP4B (Monte Carlo for Neutron Photon transport) general code considering different source energies, detector materials and geometries including pixel sizes and reflector types. The results demonstrate that by using MCNP4B code is possible to searching for useful parameters related to the systems used in nuclear medicine, specifically in radiobiology applied to endocrine physiology studies to acquiring thyroid follicles images.

O uso de dispositivos móveis ou handheld devices na implementação de um sistema de Realidade Aumentada (RA) é denominado Handheld Augmented Reality ou simplesmente Handheld AR. Aplicações do tipo Handheld AR utilizam a câmera integrada no dispositivo móvel para reconhecer marcadores (inseridos no ambiente), o que permite a entrada de dados para o sistema de RA. As informações geradas nestas aplicações são apresentadas como imagens virtuais (gráficos 3D) nas telas dos dispositivos móveis. Já aplicações do tipo Handheld AR mais complexas e recentes, utilizam dispositivos sensores (com interfaces de comunicação sem fio) como RFID tags, Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) e sistemas de GPS (Global Positioning System), como fontes de entrada de dados dinâmicos para o sistema de RA, junto à câmera e os marcadores. Aplicações deste tipo apresentam características interessantes para áreas de aplicação como: sensoriamento, monitoramento, visualização e interação em ambientes inteligentes e ubíquos. Porém, a carência de documentação e a complexidade no desenvolvimento destas aplicações geram a necessidade de metodologias e ferramentas que colaborem para um rápido e simples processo de desenvolvimento. Neste sentido, esta dissertação apresenta uma Metodologia de Desenvolvimento para aplicações de realidade aumentada em dispositivos móveis, a qual visa ajudar no projeto e facilitar o processo de desenvolvimento de aplicações do tipo Handheld AR, em especial as que utilizem telefones celulares e dispositivos sensores com interfaces de comunicação sem fio, apresentando uma documentação bem definida e um roteiro claro sobre os requisitos e características no desenvolvimento de aplicações deste tipo. Já a nossa metodologia proposta apresenta um cenário geral de aplicação, uma arquitetura e orientações (guidelines) de desenvolvimento para aplicações do tipo Handheld AR. Além disso, são apresentados detalhes de implementação relativos: à aquisição dos dados gerados pelos dispositivos sensores (neste caso uma RSSF), a uma modelagem semântica destes dados (como parte da solução para facilitar a aquisição, armazenamento e gerenciamento de dados), à criação de perfis de usuário (para prover interfaces de interação intuitivas) e à disponibilização destas informações utilizando técnicas de RA, apresentando as informações geradas como objetos virtuais (imagens virtuais, efeitos de vibração e efeitos sonoros), os quais são sobrepostos em um cenário real utilizando o telefone celular como dispositivo de interação com o usuário. Finalmente, nós apresentamos um estudo de caso que desenvolve uma aplicação do tipo Handheld AR (protótipo) para o monitoramento da temperatura na sala de servidores do PAD (Grupo de Sistemas Pervasivos e de Alto Desempenho). Neste estudo de caso, são descritos os materiais, o cenário, os serviços oferecidos, o fluxo de desenvolvimento e as avaliações do protótipo. / Handheld Augmented Reality or Handheld AR is the implementation of Augmented Reality (AR) systems into handheld devices. Handheld AR applications use the handheld device\'s camera to recognize markers (inserted into the environment). This process enables data entry into AR system. The response generated for these applications are presented as virtual images (3D graphics) on the handheld device\'s display. New Handheld AR applications use a mobile phone camera, markers and wireless sensors (inserted into the environment) as elements for dynamic data entry into the AR system. These applications show interesting characteristics for: sensing, visualization and interaction in ambient intelligence (AmI) and ubiquitous environments. But, the lack of documentation and complexity development process produce the need for methodologies and tools for a fast and simple development model. For these reason, this work presents a Methodology for Design and development Handheld AR applications, which present an especial support for mobile phones and wireless sensor networks, making a description and clear roadmap of the requirements and characteristics in the Handheld AR development process model. Our methodology proposed presents a general scenario of application, a software architecture and application development guidelines. Moreover, we present implementation details over: acquisition data process, semantic modeling data, development of user profiles and visualization of the information using AR techniques, showing these information as virtual objects (virtual images, vibration effects and sound effects). These virtual objects use the handheld device as interaction interface between the user and real world. Finally, we present a case study that develops a Handheld AR application (prototype) to monitoring the temperature in the PAD (Pervasive and Distributed Computing Group) server\'s room. In this case study, we describe the materials, the scenario, the services offered, the development process and prototype evaluations.

O uso de dispositivos móveis ou handheld devices na implementação de um sistema de Realidade Aumentada (RA) é denominado Handheld Augmented Reality ou simplesmente Handheld AR. Aplicações do tipo Handheld AR utilizam a câmera integrada no dispositivo móvel para reconhecer marcadores (inseridos no ambiente), o que permite a entrada de dados para o sistema de RA. As informações geradas nestas aplicações são apresentadas como imagens virtuais (gráficos 3D) nas telas dos dispositivos móveis. Já aplicações do tipo Handheld AR mais complexas e recentes, utilizam dispositivos sensores (com interfaces de comunicação sem fio) como RFID tags, Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) e sistemas de GPS (Global Positioning System), como fontes de entrada de dados dinâmicos para o sistema de RA, junto à câmera e os marcadores. Aplicações deste tipo apresentam características interessantes para áreas de aplicação como: sensoriamento, monitoramento, visualização e interação em ambientes inteligentes e ubíquos. Porém, a carência de documentação e a complexidade no desenvolvimento destas aplicações geram a necessidade de metodologias e ferramentas que colaborem para um rápido e simples processo de desenvolvimento. Neste sentido, esta dissertação apresenta uma Metodologia de Desenvolvimento para aplicações de realidade aumentada em dispositivos móveis, a qual visa ajudar no projeto e facilitar o processo de desenvolvimento de aplicações do tipo Handheld AR, em especial as que utilizem telefones celulares e dispositivos sensores com interfaces de comunicação sem fio, apresentando uma documentação bem definida e um roteiro claro sobre os requisitos e características no desenvolvimento de aplicações deste tipo. Já a nossa metodologia proposta apresenta um cenário geral de aplicação, uma arquitetura e orientações (guidelines) de desenvolvimento para aplicações do tipo Handheld AR. Além disso, são apresentados detalhes de implementação relativos: à aquisição dos dados gerados pelos dispositivos sensores (neste caso uma RSSF), a uma modelagem semântica destes dados (como parte da solução para facilitar a aquisição, armazenamento e gerenciamento de dados), à criação de perfis de usuário (para prover interfaces de interação intuitivas) e à disponibilização destas informações utilizando técnicas de RA, apresentando as informações geradas como objetos virtuais (imagens virtuais, efeitos de vibração e efeitos sonoros), os quais são sobrepostos em um cenário real utilizando o telefone celular como dispositivo de interação com o usuário. Finalmente, nós apresentamos um estudo de caso que desenvolve uma aplicação do tipo Handheld AR (protótipo) para o monitoramento da temperatura na sala de servidores do PAD (Grupo de Sistemas Pervasivos e de Alto Desempenho). Neste estudo de caso, são descritos os materiais, o cenário, os serviços oferecidos, o fluxo de desenvolvimento e as avaliações do protótipo. / Handheld Augmented Reality or Handheld AR is the implementation of Augmented Reality (AR) systems into handheld devices. Handheld AR applications use the handheld device\'s camera to recognize markers (inserted into the environment). This process enables data entry into AR system. The response generated for these applications are presented as virtual images (3D graphics) on the handheld device\'s display. New Handheld AR applications use a mobile phone camera, markers and wireless sensors (inserted into the environment) as elements for dynamic data entry into the AR system. These applications show interesting characteristics for: sensing, visualization and interaction in ambient intelligence (AmI) and ubiquitous environments. But, the lack of documentation and complexity development process produce the need for methodologies and tools for a fast and simple development model. For these reason, this work presents a Methodology for Design and development Handheld AR applications, which present an especial support for mobile phones and wireless sensor networks, making a description and clear roadmap of the requirements and characteristics in the Handheld AR development process model. Our methodology proposed presents a general scenario of application, a software architecture and application development guidelines. Moreover, we present implementation details over: acquisition data process, semantic modeling data, development of user profiles and visualization of the information using AR techniques, showing these information as virtual objects (virtual images, vibration effects and sound effects). These virtual objects use the handheld device as interaction interface between the user and real world. Finally, we present a case study that develops a Handheld AR application (prototype) to monitoring the temperature in the PAD (Pervasive and Distributed Computing Group) server\'s room. In this case study, we describe the materials, the scenario, the services offered, the development process and prototype evaluations.