Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A projeção de incisivos e expansão dos arcos dentários são uma alternativa valiosa à extração dentária, especialmente quando se considera a estética facial em pacientes adultos. O efeito da projeção ortodôntica dos incisivos inferiores sobre o periodonto é controverso devido às avaliações em exames bidimensionais e os aspectos multi-fatoriais que envolvem as recessões gengivais. O objetivo deste estudo foi comparar as modificações na altura da borda alveolar dos dentes ântero-inferiores de pacientes, que foram submetidos à projeção ortodôntica, com pacientes tratados sem projeção; e correlacionar estas modificações com o grau de inclinação dentária, com as alterações da distância bicanina e com o biotipo gengival. Pacientes adultos com mais de 3 mm de falta de espaço no arco inferior e curva de Spee moderada ou acentuada compuseram o grupo experimental (n=15). O grupo controle (n=7) consistiu de pacientes com bons arcos inferiores, que não necessitavam de grandes movimentos dentários. Estes pacientes foram submetidos a alinhamento e nivelamento dentário até o fio de aço .020". Tomografias computadorizadas de feixe cônico (TCFC) foram obtidas antes do tratamento e ao final da fase de alinhamento e nivelamento. As alturas das bordas alveolares (BA) de incisivos e caninos inferiores foram medidas nas TCFC em reconstruções 3D e comparadas entre os grupos e entre os tempos pelos testes-t de Student não pareado e pareado, respectivamente. As BA foram correlacionadas com o grau de inclinação dentária (IMPA), com a distância intercaninos (DIC) e com o biotipo gengival (BG) pelo teste de correlação de Pearson. Os resultados demonstraram que os caninos inferiores do grupo experimental apresentaram perda óssea significativa (p<0,005), quando comparados com o grupo controle, em média 2,5 mm. As BA dos dentes 43, 33 e 32 ao final do alinhamento e nivelamento eram significativamente maiores do que ao início do tratamento no grupo experimental (p<0,001). Não foram encontradas diferenças significativas entre as medidas iniciais e finais das BA de todos os dentes do grupo controle. Apesar destes resultados, não foram encontradas correlações entre a remodelação da BA e o IMPA, a DIC e o BG. Pode-se concluir que o aumento no comprimento do arco inferior com arcos ortodônticos contínuos aumenta a inclinação dos incisivos inferiores e a DIC. O aumento da DIC parece exercer maior efeito sobre a BA dos caninos inferiores do que a inclinação de incisivos sobre a BA dos incisivos inferiores. No entanto, as modificações da BA não estão associadas ao grau de inclinação dos incisivos, a quantidade de expansão do arco inferior e ao biotipo gengival. / Incisor proclination and dental arch expansion are a valuable choice of treatment instead of extraction, especially when considering facial aesthetics in adult patients. The effect of orthodontic projection of the lower incisors on the periodontium is controversial because of evaluation in two-dimensional exams and the multi factorial aspects of gingival recessions. The aim of this study was to compare alveolar height modifications in the lower arch of patients that were treated with orthodontic proclination, with patients treated without proclination, and correlate these modifications with the degree of dental projection, with the changes in the lower intercanine width and with gingival biotype. Adult patients with lower arch discrepancy of more than 3 mm and moderate or pronounced curve of Spee composed the experimental group (n=15). The control group (n=7) consisted of patients with good lower arches, that did not need large dental movements. These patients had their dental arches aligned and leveled up to a .020 wire. Cone beam computed tomography (CBCT) was taken before treatment and after leveling and alignment. The height of the alveolar border (AB) of the lower incisors and canines were measured on CBCT with 3D reconstruction, and compared between groups, and between times, by paired and independent Students t-test, respectively. The AB were correlated with the degree of dental inclination (IMPA), intercanine width (ICW) and gingival biotype (GB) by the Pearson correlation test. Results showed that the lower canines of the experimental group presented significant bone loss (p<0,005) when compared with the control group, with a mean of 2.5 mm. The AB of teeth 43, 33 and 32 at the end of alignment were significantly greater than at beginning of treatment for the experimental group (p<0,001). No significant differences were found between initial and final AB measurements for all control group teeth. Despite these results, no correlation was found between remodeling of AB and IMPA, ICW and GB. It can be concluded that the increase of lower arch length with continuous orthodontic archwires increases lower incisor inclination and ICW. The increase of the ICW seems to exert more effect over the AB of lower canines, than the incisor inclination over the AB of the incisors. However, AB modifications are not associated with the degree of incisors inclination, neither the amount of lower arch expansion, nor to the gingival biotype.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Imagens de tomografia computadorizada (TC) permitem a visualização, sem distorções ou sobreposições, do complexo maxilo-facial, principalmente do osso alveolar. Estudos demonstraram boa reprodutibilidade e precisão da mensuração da altura da borda alveolar, todavia a influência da espessura óssea ainda é pouco descrita. Através da comparação com a mensuração direta, o objetivo deste estudo foi avaliar a precisão, reprodutibilidade e a influência da espessura óssea, na mensuração da altura da borda alveolar em imagens volumétricas e imagens bidimensionais multiplanares em TC de feixe cônico (TCFC) e em TC espiral (TCE). Utilizando 10 mandíbulas secas de humanos, 57 dentes anteriores foram tomografados em equipamentos iCAT (Imaging Science International, Hatfield, PA, EUA) e Brilliance 64 canais (Philips Eletronics, Eindhoven, Holanda), ambos utilizando voxels de 0,25 mm. Através de imagens volumétricas (3D) e imagens bidimensionais (2D) de cortes multiplanares, foi comparada a mensuração da altura da borda alveolar dessas imagens com a mensuração direta nas mandíbulas, feita por vestibular e lingual, por três avaliadores, com o auxílio de um paquímetro, totalizando 114 bordas alveolares medidas. Alta reprodutibilidade intra-avaliador (0,999 a 0,902) e interavaliador (0,998 e 0,868) foi observada através do índice de correlação intraclasse (ICC). Observou-se alta correlação entre a mensuração direta e indireta da altura da borda alveolar em imagens 2D, sendo r=0,923** e 0,916**, e em imagens 3D, com r=0,929** e 0,954*, em TCFC e TCE, respectivamente. Imagens 2D superestimam a altura da borda alveolar em 0,32 e 0,49 mm e imagens 3D em 0,34 e 0,30 mm, em TCFC e TCE respectivamente. Quando o osso alveolar apresenta espessura de no mínimo 0,6 mm a média da diferença entre medidas diretas e indiretas é de 0,16 e 0,28 mm em imagens 2D e de 0,12 e 0,03 mm em imagens 3D para TCFC e TCE respectivamente, sendo que 95% do limite de concordância varia de -0,46 a 0,79 mm e -0,32 a 0,88 mm em imagens 2D, e de -0,64 a 0,67 mm e -0,57 a 0,62 mm em imagens 3D, para TCFC e TCE respectivamente. Quando o osso alveolar é mais fino do que 0,6 mm a TC é imprecisa, pois 95% do limite de concordância variou de -1,74 a 5,42 mm e -1,64 a 5,42 mm em imagens 2D, e de -3,70 a 4,28 mm e -3,49 a 4,25 mm em imagens 3D, para TCFC e TCE respectivamente. Conclui-se que a mensuração da altura da borda alveolar através de imagens tomográficas apresenta alta reprodutibilidade, sendo que quando a borda alveolar apresenta pelo menos 0,6 mm, a precisão da mensuração é alta, todavia quando esta espessura é menor do que 0,6 mm a técnica é imprecisa. / Computerized tomogoraphy (CT) images allow for visualization, with no distortions or superimpostions, of the maxillo-facial complex, especially of the alveolar margins. Studies have demonstrated good reproducibility and precision of the alveolar bone height, however the influence of bone thickness is still scarcely described. The purpose of this study was, by comparing the direct measurement of alveolar bone height, to evaluate the precision, reproducibility and the influence of bone thickness on the same measurement in cone beam CT (CBCT) and spiral CT (SCT) volumetric and biplane images. Ten dry human mandibles, with a total of 57 anterior teeth were tomographed with an iCAT (Imaging Science International, Hatfield, PA, EUA) and a 64 channels Brilliance 64 tomograph (Philips Eletronics, Eindhoven, Holland), both using voxels of 0.25 mm. Alveolar bone height was measured on volumetric (3D) and bidimensional (2D) images of tomograms and compared with direct caliper measurements performed on the dry mandibles, on the buccal and lingual sides, by three raters in a total of 114 measurements. High intra-rater (0.999 a 0.902) and inter-rater (0.998 e 0.868) reproducibility was observed using the intraclass correlation coefficient (ICC). A high correlation was also observed between the direct and indirect measurements of alveolar bone height in 2D (r=0.923** e 0.916**), and 3D images (r=0.929** e 0.954*), for CBCT and SCT, respectively. Two-dimensional images overestimate alveolar bone height in 0.32 and 0.49 mm and 3D images in 0.34 and 0.30 mm, for CBCT and SCT, respectively. When alveolar bone thickness is at least 0.6 mm the mean difference is of 0.16 and 0.28 mm in 2D images and of 0.12 and 0.03 mm in 3D images for CBCT and SCT, respectively, with 95% limits of agreement ranging from -0.46 to 0.79 mm and -0.32 to 0.88 mm in 2D images, and of -0.64 to 0.67 mm and -0.57 to 0.62 mm in 3D images, for CBCT and SCT, respectively. When alveolar bone thickness is smaller than 0.6 mm CT evaluation is inaccurate, since 95% limits of agreement vary from -1.74 to 5.42 mm and -1.64 to 5.42 mm in 2D images, and from -3.70 to 4.28 mm and -3.49 to 4.25 mm on 3D images, for CBCT and SCT, respectively. It can be concluded that measurement of alveolar bone height on CT images presents high reproducibility. When alveolar bone thickness is greater than 0.6 mm measurement precision is high, and when this thickness is less than 0.6 mm the technique is inaccurate

O presente trabalho analisou numericamente e experimentalmente as características mecânicas de alças ortodônticas com geometria delta, com e sem helicóide superior. Estudos dessa natureza sobre alças delta sem o helicóide superior ainda não se encontram na literatura. O material utilizado na confecção das alças foi uma liga formada por titânio-molibdênio, comum em aplicações ortodônticas. As simulações numéricas foram realizadas através do método dos elementos finitos (MEF) utilizando elementos tridimensionais e análise para grandes deslocamentos, diferentemente das análises encontradas até o momento para este tipo de alça que são exclusivamente bidimensionais. As alças foram simuladas de acordo com uma situação real de uso clínico, com ativação horizontal (direção x). Nas análises experimentais, onde foram obtidas as forças e momentos reativos, utilizou-se uma plataforma com extensômetros montados em ponte completa de Wheatstone, os quais fornecem valores de tensões elétricas de saída correspondentes à deformação aplicada na alça (corpo de prova). Para a leitura das variações de tensões elétricas foi utilizado um sistema de aquisição de dados da National Instruments, o qual, através do programa Labview, fornece valores de tensões elétricas que são convertidos em forças e momentos calibrando-se a plataforma. Cada valor de força e momento reativo foi tabulado desde a ativação nula até seu valor máximo de ativação, isto é, um pouco antes de atingir o escoamento do material da alça. Além de forças e momentos reativos, foram determinadas as relações momento força (M/F). Tais relações, segundo a literatura, definem o tipo de movimentação dentária em um caso clínico. Os resultados obtidos mostraram que as forças reativas no eixo x nas alças sem helicóide são maiores que nas alças com helicóide. Já as forças reativas de intrusão/extrusão dentária atuantes no eixo y apresentaram valores similares para os dois tipos de alças, sendo muito pequenas e por isso desconsideras nesta pesquisa devido à sua pouca influência nos resultados. Obteve-se uma curva da variação de tensões ao longo das alças em função da ativação, e observou-se que alças sem helicóide apresentam tensões mais altas em um mesmo valor de ativação e consequentemente maior tendência a plastificação. A relação M/F predominante neste trabalho foi a relação Mz/Fx a qual estabelece a maioria dos tipos de movimentos dentários encontrados na literatura e a única para o tipo delta até então. Os tipos de movimentos dentários originados com o uso das alças delta com e sem helicóide, de acordo com a relação Mz/Fx, no plano xy são de rotação de raiz, rotação de coroa e de translação. Partindo-se dos valores de My/Fx infere-se que não há movimentação dentária para este tipo de alça. Outro fator não explorado na literatura e presente nesta pesquisa é a variação angular entre as extremidades e seu impacto nos resultados finais de forças, momentos e relação M/F. / This study analyzed numerically and experimentally the mechanical characteristics of orthodontic springs with delta geometry with and without an upper loop. To our knowledge this kind of study of delta springs without an upper loop has not yet been described in the literature. The material used to make the springs was a titanium-molybdenum alloy commonly used in orthodontic applications. Numerical simulations were performed with finite element modeling (FEM) using three-dimensional elements and large-displacement analysis, unlike the analyses found in the literature to date for this type of spring, which are exclusively two-dimensional. The springs were simulated to reflect a real clinical situation with horizontal activation (in the x direction). In the experimental analysis to determine the reactive forces and moments, a platform with strain gauges mounted on a full Wheatstone bridge whose output voltages corresponded to the strain applied to the spring (the test specimen) was used. The voltage variations were read with the aid of a National Instruments data acquisition system, which, when used with the LabVIEW program, provides voltage values which are converted into forces and moments to calibrate the platform. Each value of force and reactive moment was recorded in a table, from zero activation to the maximum value, i.e., just before the yield strength of the material was reached. In addition to the reactive forces and moments, the moment-to-force ratios (M:F) were measured. According to the literature, these ratios define the type of tooth movement in a clinical case. The results show that the reactive forces along the x-axis in the springs without a loop were greater than in the springs with a loop. In contrast, the reactive intrusive/extrusive forces in the y-axis, which were very small and could be neglected in this study because they had little influence on the results, were similar for both types of spring. A curve showing the change in stress along the spring as a function of activation was plotted. This showed that springs without a loop had higher stresses for a given activation value and therefore a greater tendency to deform plastically. The predominant M:F ratio in this study was the Mz/Fx ratio, which is the moment-to-force ratio that produces most types of tooth movements described in the literature and is to date the only moment-to-force ratio described in the literature for the delta spring. The tooth movements in the xy-plane as a result of the Mz/Fx moment-to-force ratio produced by delta springs with and without a loop are root rotation, crown rotation and translation. Based on the values of My/Fx observed, it can be inferred that this type of spring does not produce any tooth movement in the xz-plane. Another factor that is not explored in the literature but that was considered here is the variation in the angle between the extremities of the spring and its impact on the final forces, moments and M:F ratio.

CNPq; CAPES / A termografia permite a visualização de valores de temperatura de um corpo por meio de imagens. Na área médica, encontra aplicações em oncologia, análise de queimaduras, doenças vasculares, doenças respiratórias, doenças de pele e como forma geral de verificação da vitalidade dos tecidos. A termografia 3D consiste de uma malha 3D com uma textura térmica projetada em sua superfície, oferecendo uma visualização mais precisa dos padrões de temperatura das estruturas anatômicas. Propõe-se, por meio do presente trabalho, um sistema capaz de combinar imagens termográficas 2D com sua malha 3D correspondente e, como resultado, entregar uma imagem termográfica 3D para aplicações médicas. Para isso foram utilizadas as técnicas de Otimização por Enxame de Partículas (PSO) e de reconstrução 3D Structure from Motion (SfM). Diferentemente de outros trabalhos na literatura, a malha 3D e as imagens térmicas não precisam ser adquiridas simultaneamente, não sendo necessário um arranjo mecânico dedicado. A malha 3D pode ter origem em um scanner 3D ou em uma imagem de ressonância magnética, por exemplo. Para avaliar os resultados, um phantom, isto é, um objeto estático de avaliação, com propriedades conhecidas, foi construído. Para tal, uma técnica inédita, utilizando placas de circuito impresso foi desenvolvida. Como resultado, comparações entre a saída do método proposto e o phantom, apresentaram um erro máximo de 3,73 mm e médio de 1,41 mm, com desvio padrão de 0,74 mm, em um phantom de 100 x 150 x 103,2 mm. / Thermography is an imaging method that allows temperature visualization of various regions of an object. In medicine, it finds applications related to oncology, burn trauma, vascular, respiratory and skin diseases, and as a general tissue vitality checking tool. 3D thermography adds tridimensional information to the conventional 2D thermography. It is made from a 3D mesh wrapped by thermal texture, enabling a more precise visualization of thermal patterns of anatomical structures. We propose a system capable of combining 2D thermal images with their corresponding 3D mesh, delivering a 3D thermogram for medical applications as a result. We used Particle Swarm Optimization (PSO) for mesh alignment and Structure from Motion (SfM) for 3D reconstruction in the present method. In contrast to most research found in the literature, the 3D mesh and the thermal images do not need to be acquired simultaneously, and a mechanical support for the thermal camera and the 3D scanner is not required. The 3D mesh may be acquired, for instance, from a 3D scanner or a magnetic resonance imaging machine. In order to evaluate the results, a phantom, that is, a static assessment object of known properties has been built. For this purpose, a novel technique using printed circuit boards has been developed. As a result, comparison between the output of the method and the phantom shows a maximum error of 3.73 mm and a mean error of 1.41 mm with 0.74 mm of standard deviation in phantom of 100 x 150 x 103.2 mm. / 5000

CNPq / O tratamento e cuidados com úlceras de pé diabético é uma questão de saúde pública. As técnicas atuais utilizadas para o acompanhamento do processo de cicatrização de úlceras abertas são baseadas principalmente em medidas aproximadas da área da ferida e envolvem contato direto, o que representa riscos de contaminação para o paciente. Neste trabalho é proposto o uso de técnicas de visão computacional para medir não apenas a área, mas o volume de úlceras abertas, fornecendo informação objetiva sobre o processo de cicatrização para os médicos, evitando contato direto com a ferida durante o procedimento de medição. A técnica proposta envolve a aquisição de uma sequência de imagens da ferida com iluminação estruturada usando um laser de baixa potência em linha, seguida de reconstrução da profundidade a partir da geometria do dispositivo de aquisição. É identificada a região da ferida de forma semiautomática e construída uma superfície fictícia do que seria a pele natural para servir de base para o cálculo do volume, que corresponde à quantidade de tecido faltante. Experimentos controlados ex-vivo utilizando um modelo de borracha de um Pé Diabético e um joelho de porco com uma ferida artificial representando a pele humana demonstram a viabilidade da técnica proposta. / Treatment and follow-up of Diabetic Foot ulcers is a major public health issue. Current techniques used for following up the healing process of open ulcers are mostly based on approximate area measurements of the wound and involve direct contact, which poses risks of contamination for the patient. This work proposes the use of computer vision techniques to measure not just the area, but the volume of open ulcers, providing additional objective information about the healing process to physicians while avoiding direct contact with the wound during the measurement procedure. The proposed technique involves acquiring a sequence of images of the wound with structured illumination using a low-power laser beam line, followed by depth reconstruction from the geometry of the acquisition device. The wound region is identified in a semi-automatic way and a fictitious surface of what would be the normal skin surface is then used to compute the volume, which corresponds to the missing amount of tissue. Controlled ex-vivo experiments using a rubber model of a Diabetic Foot and a knuckle of pork with an artificial wound representing the human skin demonstrate the viability of the proposed technique. / 5000

O presente trabalho analisou numericamente e experimentalmente as características mecânicas de alças ortodônticas com geometria delta, com e sem helicóide superior. Estudos dessa natureza sobre alças delta sem o helicóide superior ainda não se encontram na literatura. O material utilizado na confecção das alças foi uma liga formada por titânio-molibdênio, comum em aplicações ortodônticas. As simulações numéricas foram realizadas através do método dos elementos finitos (MEF) utilizando elementos tridimensionais e análise para grandes deslocamentos, diferentemente das análises encontradas até o momento para este tipo de alça que são exclusivamente bidimensionais. As alças foram simuladas de acordo com uma situação real de uso clínico, com ativação horizontal (direção x). Nas análises experimentais, onde foram obtidas as forças e momentos reativos, utilizou-se uma plataforma com extensômetros montados em ponte completa de Wheatstone, os quais fornecem valores de tensões elétricas de saída correspondentes à deformação aplicada na alça (corpo de prova). Para a leitura das variações de tensões elétricas foi utilizado um sistema de aquisição de dados da National Instruments, o qual, através do programa Labview, fornece valores de tensões elétricas que são convertidos em forças e momentos calibrando-se a plataforma. Cada valor de força e momento reativo foi tabulado desde a ativação nula até seu valor máximo de ativação, isto é, um pouco antes de atingir o escoamento do material da alça. Além de forças e momentos reativos, foram determinadas as relações momento força (M/F). Tais relações, segundo a literatura, definem o tipo de movimentação dentária em um caso clínico. Os resultados obtidos mostraram que as forças reativas no eixo x nas alças sem helicóide são maiores que nas alças com helicóide. Já as forças reativas de intrusão/extrusão dentária atuantes no eixo y apresentaram valores similares para os dois tipos de alças, sendo muito pequenas e por isso desconsideras nesta pesquisa devido à sua pouca influência nos resultados. Obteve-se uma curva da variação de tensões ao longo das alças em função da ativação, e observou-se que alças sem helicóide apresentam tensões mais altas em um mesmo valor de ativação e consequentemente maior tendência a plastificação. A relação M/F predominante neste trabalho foi a relação Mz/Fx a qual estabelece a maioria dos tipos de movimentos dentários encontrados na literatura e a única para o tipo delta até então. Os tipos de movimentos dentários originados com o uso das alças delta com e sem helicóide, de acordo com a relação Mz/Fx, no plano xy são de rotação de raiz, rotação de coroa e de translação. Partindo-se dos valores de My/Fx infere-se que não há movimentação dentária para este tipo de alça. Outro fator não explorado na literatura e presente nesta pesquisa é a variação angular entre as extremidades e seu impacto nos resultados finais de forças, momentos e relação M/F. / This study analyzed numerically and experimentally the mechanical characteristics of orthodontic springs with delta geometry with and without an upper loop. To our knowledge this kind of study of delta springs without an upper loop has not yet been described in the literature. The material used to make the springs was a titanium-molybdenum alloy commonly used in orthodontic applications. Numerical simulations were performed with finite element modeling (FEM) using three-dimensional elements and large-displacement analysis, unlike the analyses found in the literature to date for this type of spring, which are exclusively two-dimensional. The springs were simulated to reflect a real clinical situation with horizontal activation (in the x direction). In the experimental analysis to determine the reactive forces and moments, a platform with strain gauges mounted on a full Wheatstone bridge whose output voltages corresponded to the strain applied to the spring (the test specimen) was used. The voltage variations were read with the aid of a National Instruments data acquisition system, which, when used with the LabVIEW program, provides voltage values which are converted into forces and moments to calibrate the platform. Each value of force and reactive moment was recorded in a table, from zero activation to the maximum value, i.e., just before the yield strength of the material was reached. In addition to the reactive forces and moments, the moment-to-force ratios (M:F) were measured. According to the literature, these ratios define the type of tooth movement in a clinical case. The results show that the reactive forces along the x-axis in the springs without a loop were greater than in the springs with a loop. In contrast, the reactive intrusive/extrusive forces in the y-axis, which were very small and could be neglected in this study because they had little influence on the results, were similar for both types of spring. A curve showing the change in stress along the spring as a function of activation was plotted. This showed that springs without a loop had higher stresses for a given activation value and therefore a greater tendency to deform plastically. The predominant M:F ratio in this study was the Mz/Fx ratio, which is the moment-to-force ratio that produces most types of tooth movements described in the literature and is to date the only moment-to-force ratio described in the literature for the delta spring. The tooth movements in the xy-plane as a result of the Mz/Fx moment-to-force ratio produced by delta springs with and without a loop are root rotation, crown rotation and translation. Based on the values of My/Fx observed, it can be inferred that this type of spring does not produce any tooth movement in the xz-plane. Another factor that is not explored in the literature but that was considered here is the variation in the angle between the extremities of the spring and its impact on the final forces, moments and M:F ratio.

CNPq; CAPES / A termografia permite a visualização de valores de temperatura de um corpo por meio de imagens. Na área médica, encontra aplicações em oncologia, análise de queimaduras, doenças vasculares, doenças respiratórias, doenças de pele e como forma geral de verificação da vitalidade dos tecidos. A termografia 3D consiste de uma malha 3D com uma textura térmica projetada em sua superfície, oferecendo uma visualização mais precisa dos padrões de temperatura das estruturas anatômicas. Propõe-se, por meio do presente trabalho, um sistema capaz de combinar imagens termográficas 2D com sua malha 3D correspondente e, como resultado, entregar uma imagem termográfica 3D para aplicações médicas. Para isso foram utilizadas as técnicas de Otimização por Enxame de Partículas (PSO) e de reconstrução 3D Structure from Motion (SfM). Diferentemente de outros trabalhos na literatura, a malha 3D e as imagens térmicas não precisam ser adquiridas simultaneamente, não sendo necessário um arranjo mecânico dedicado. A malha 3D pode ter origem em um scanner 3D ou em uma imagem de ressonância magnética, por exemplo. Para avaliar os resultados, um phantom, isto é, um objeto estático de avaliação, com propriedades conhecidas, foi construído. Para tal, uma técnica inédita, utilizando placas de circuito impresso foi desenvolvida. Como resultado, comparações entre a saída do método proposto e o phantom, apresentaram um erro máximo de 3,73 mm e médio de 1,41 mm, com desvio padrão de 0,74 mm, em um phantom de 100 x 150 x 103,2 mm. / Thermography is an imaging method that allows temperature visualization of various regions of an object. In medicine, it finds applications related to oncology, burn trauma, vascular, respiratory and skin diseases, and as a general tissue vitality checking tool. 3D thermography adds tridimensional information to the conventional 2D thermography. It is made from a 3D mesh wrapped by thermal texture, enabling a more precise visualization of thermal patterns of anatomical structures. We propose a system capable of combining 2D thermal images with their corresponding 3D mesh, delivering a 3D thermogram for medical applications as a result. We used Particle Swarm Optimization (PSO) for mesh alignment and Structure from Motion (SfM) for 3D reconstruction in the present method. In contrast to most research found in the literature, the 3D mesh and the thermal images do not need to be acquired simultaneously, and a mechanical support for the thermal camera and the 3D scanner is not required. The 3D mesh may be acquired, for instance, from a 3D scanner or a magnetic resonance imaging machine. In order to evaluate the results, a phantom, that is, a static assessment object of known properties has been built. For this purpose, a novel technique using printed circuit boards has been developed. As a result, comparison between the output of the method and the phantom shows a maximum error of 3.73 mm and a mean error of 1.41 mm with 0.74 mm of standard deviation in phantom of 100 x 150 x 103.2 mm. / 5000

CNPq / O tratamento e cuidados com úlceras de pé diabético é uma questão de saúde pública. As técnicas atuais utilizadas para o acompanhamento do processo de cicatrização de úlceras abertas são baseadas principalmente em medidas aproximadas da área da ferida e envolvem contato direto, o que representa riscos de contaminação para o paciente. Neste trabalho é proposto o uso de técnicas de visão computacional para medir não apenas a área, mas o volume de úlceras abertas, fornecendo informação objetiva sobre o processo de cicatrização para os médicos, evitando contato direto com a ferida durante o procedimento de medição. A técnica proposta envolve a aquisição de uma sequência de imagens da ferida com iluminação estruturada usando um laser de baixa potência em linha, seguida de reconstrução da profundidade a partir da geometria do dispositivo de aquisição. É identificada a região da ferida de forma semiautomática e construída uma superfície fictícia do que seria a pele natural para servir de base para o cálculo do volume, que corresponde à quantidade de tecido faltante. Experimentos controlados ex-vivo utilizando um modelo de borracha de um Pé Diabético e um joelho de porco com uma ferida artificial representando a pele humana demonstram a viabilidade da técnica proposta. / Treatment and follow-up of Diabetic Foot ulcers is a major public health issue. Current techniques used for following up the healing process of open ulcers are mostly based on approximate area measurements of the wound and involve direct contact, which poses risks of contamination for the patient. This work proposes the use of computer vision techniques to measure not just the area, but the volume of open ulcers, providing additional objective information about the healing process to physicians while avoiding direct contact with the wound during the measurement procedure. The proposed technique involves acquiring a sequence of images of the wound with structured illumination using a low-power laser beam line, followed by depth reconstruction from the geometry of the acquisition device. The wound region is identified in a semi-automatic way and a fictitious surface of what would be the normal skin surface is then used to compute the volume, which corresponds to the missing amount of tissue. Controlled ex-vivo experiments using a rubber model of a Diabetic Foot and a knuckle of pork with an artificial wound representing the human skin demonstrate the viability of the proposed technique. / 5000

Este trabalho tem como objetivo o estudo de uma área da robótica chamada robótica móvel. Um robô móvel deve realizar uma navegação segura e esta é a principal motivação deste trabalho. Para tal foi desenvolvido um simulador de robótica móvel com visualização em 3D. Um dos grandes interesses na área de robótica móvel é a utilização de algoritmos de inteligência artificial. O objetivo deste trabalho é a utilização e simulação de inteligência artificial para o controle destinado ao desvio de obstáculos. As simulações são dinâmicas, ou seja, o robô não tem informação previa do cenário. Os algoritmos de inteligência artificial implementadas neste trabalho são lógica Fuzzy e Neurofuzzy. As contribuições do simulador são: a simulação e visualização em 3D com o cenário modelado em um programa CAD/3D, permite testar diversas configurações antes de testar o robô real, simula o ruído de sensores, utiliza lógica fuzzy e neurofuzzy para o desvio de obstáculos. Os resultados mostram a capacidade do sistema fuzzy para lidar com os dados ruidosos dos sensores assim como a influência das variáveis antecedentes e conseqüentes do sistema fuzzy de no comportamento do robô móvel para o desvio de obstáculos além da capacidade do sistema neurofuzzy de aprender a partir dos dados de treinamento mostrando uma melhoria no resultado das simulações. / This work has as objective the study of an area of the robotics named mobile robotics. A mobile robot must navigate in a safe way and this is the main motivation of this work. To do that a mobile robotics simulator with 3D visualization was developed. One of the great interests in mobile robotics is using artificial intelligence algorithms. The main point of this work is using and simulate artificial intelligence applied in obstacle avoidance control. The simulations are dynamics it means that the robot do not have previous information about the scenery. The artificial intelligence algorithms developed in this work are Fuzzy and Neurofuzzy logics. The simulator contributions are that the simulation and 3D visualization where the scenery is a 3D model from a CAD/3D software besides allows to test many configurations before testing the real robot and simulates noise from sensors and uses fuzzy and neurofuzzy logics to obstacle avoidance. The results show the fuzzy system capability to deal with the noisy data from sensors and how fuzzy variables influences the mobile robot behavior in obstacle avoidance besides the ability of neurofuzzy system to learn from training data showing improvements in the simulation results.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Imagens de tomografia computadorizada (TC) permitem a visualização, sem distorções ou sobreposições, do complexo maxilo-facial, principalmente do osso alveolar. Estudos demonstraram boa reprodutibilidade e precisão da mensuração da altura da borda alveolar, todavia a influência da espessura óssea ainda é pouco descrita. Através da comparação com a mensuração direta, o objetivo deste estudo foi avaliar a precisão, reprodutibilidade e a influência da espessura óssea, na mensuração da altura da borda alveolar em imagens volumétricas e imagens bidimensionais multiplanares em TC de feixe cônico (TCFC) e em TC espiral (TCE). Utilizando 10 mandíbulas secas de humanos, 57 dentes anteriores foram tomografados em equipamentos iCAT (Imaging Science International, Hatfield, PA, EUA) e Brilliance 64 canais (Philips Eletronics, Eindhoven, Holanda), ambos utilizando voxels de 0,25 mm. Através de imagens volumétricas (3D) e imagens bidimensionais (2D) de cortes multiplanares, foi comparada a mensuração da altura da borda alveolar dessas imagens com a mensuração direta nas mandíbulas, feita por vestibular e lingual, por três avaliadores, com o auxílio de um paquímetro, totalizando 114 bordas alveolares medidas. Alta reprodutibilidade intra-avaliador (0,999 a 0,902) e interavaliador (0,998 e 0,868) foi observada através do índice de correlação intraclasse (ICC). Observou-se alta correlação entre a mensuração direta e indireta da altura da borda alveolar em imagens 2D, sendo r=0,923** e 0,916**, e em imagens 3D, com r=0,929** e 0,954*, em TCFC e TCE, respectivamente. Imagens 2D superestimam a altura da borda alveolar em 0,32 e 0,49 mm e imagens 3D em 0,34 e 0,30 mm, em TCFC e TCE respectivamente. Quando o osso alveolar apresenta espessura de no mínimo 0,6 mm a média da diferença entre medidas diretas e indiretas é de 0,16 e 0,28 mm em imagens 2D e de 0,12 e 0,03 mm em imagens 3D para TCFC e TCE respectivamente, sendo que 95% do limite de concordância varia de -0,46 a 0,79 mm e -0,32 a 0,88 mm em imagens 2D, e de -0,64 a 0,67 mm e -0,57 a 0,62 mm em imagens 3D, para TCFC e TCE respectivamente. Quando o osso alveolar é mais fino do que 0,6 mm a TC é imprecisa, pois 95% do limite de concordância variou de -1,74 a 5,42 mm e -1,64 a 5,42 mm em imagens 2D, e de -3,70 a 4,28 mm e -3,49 a 4,25 mm em imagens 3D, para TCFC e TCE respectivamente. Conclui-se que a mensuração da altura da borda alveolar através de imagens tomográficas apresenta alta reprodutibilidade, sendo que quando a borda alveolar apresenta pelo menos 0,6 mm, a precisão da mensuração é alta, todavia quando esta espessura é menor do que 0,6 mm a técnica é imprecisa. / Computerized tomogoraphy (CT) images allow for visualization, with no distortions or superimpostions, of the maxillo-facial complex, especially of the alveolar margins. Studies have demonstrated good reproducibility and precision of the alveolar bone height, however the influence of bone thickness is still scarcely described. The purpose of this study was, by comparing the direct measurement of alveolar bone height, to evaluate the precision, reproducibility and the influence of bone thickness on the same measurement in cone beam CT (CBCT) and spiral CT (SCT) volumetric and biplane images. Ten dry human mandibles, with a total of 57 anterior teeth were tomographed with an iCAT (Imaging Science International, Hatfield, PA, EUA) and a 64 channels Brilliance 64 tomograph (Philips Eletronics, Eindhoven, Holland), both using voxels of 0.25 mm. Alveolar bone height was measured on volumetric (3D) and bidimensional (2D) images of tomograms and compared with direct caliper measurements performed on the dry mandibles, on the buccal and lingual sides, by three raters in a total of 114 measurements. High intra-rater (0.999 a 0.902) and inter-rater (0.998 e 0.868) reproducibility was observed using the intraclass correlation coefficient (ICC). A high correlation was also observed between the direct and indirect measurements of alveolar bone height in 2D (r=0.923** e 0.916**), and 3D images (r=0.929** e 0.954*), for CBCT and SCT, respectively. Two-dimensional images overestimate alveolar bone height in 0.32 and 0.49 mm and 3D images in 0.34 and 0.30 mm, for CBCT and SCT, respectively. When alveolar bone thickness is at least 0.6 mm the mean difference is of 0.16 and 0.28 mm in 2D images and of 0.12 and 0.03 mm in 3D images for CBCT and SCT, respectively, with 95% limits of agreement ranging from -0.46 to 0.79 mm and -0.32 to 0.88 mm in 2D images, and of -0.64 to 0.67 mm and -0.57 to 0.62 mm in 3D images, for CBCT and SCT, respectively. When alveolar bone thickness is smaller than 0.6 mm CT evaluation is inaccurate, since 95% limits of agreement vary from -1.74 to 5.42 mm and -1.64 to 5.42 mm in 2D images, and from -3.70 to 4.28 mm and -3.49 to 4.25 mm on 3D images, for CBCT and SCT, respectively. It can be concluded that measurement of alveolar bone height on CT images presents high reproducibility. When alveolar bone thickness is greater than 0.6 mm measurement precision is high, and when this thickness is less than 0.6 mm the technique is inaccurate