Orientador: Dirceu Barnabé Raveli / Banca: Francisco Antonio Bertoz / Banca: Ary dos Santos-Pinto / Resumo: Este estudo prospectivo teve como objetivo avaliar tridimensionalmente a rotação e deslocamento dos primeiros molares permanentes induzidos pelo uso do aparelho Herbst bandado em pacientes com Classe II divisão 1, tratados após o surto de crescimento pubertário. A amostra constituída por 24 pacientes leucodermas -, 10 do gênero feminino e 14 do gênero masculino, com idade cronológica média de 16 anos e 1 mês. Os pacientes foram tratados com aparelho de Herbst bandado por um período de 8 meses. Para a avaliação inicial e final, foram utilizadas tomografias computadorizadas de feixe cônico (TCFC) realizadas antes da colocação do aparelho e após a remoção do mesmo. A obtenção das tomografias foi feita com tomógrafo i-CAT Classic e os dados foram exportados no formato DICOM (Digital Image and Comunication in Medicine) e avaliados no programa Dolphin® Imaging 11.5 Premium (Dolphin Imaging & Management Solutions, Petterson Technology, Chatsworth, CA, EUA). Foram analisadas dezessete medidas lineares avaliadas nos cortes multiplanares, nos planos: coronal, sagital e axial, duas vezes por um observador previamente calibrado. Os dados obtidos foram calculados por um programa de software desenvolvido para esta pesquisa, através do sistema de coordenadas cartesianas tridimensional. Tal sistema é constituído por três retas mutuamente perpendiculares, nos três planos do espaço, representados pelos eixos X, Y e Z e que se interceptam num ponto com ângulos retos entre si, chamado de Origem, que nesta pesquisa é o Ponto Zero. Qualquer aplicação em que seja necessário saber a localização e orientação de corpos no espaço utiliza-se o conceito de sistema de coordenadas. A análise estatística foi realizada por meio do teste t de Student, com nível de significância de 5%. Esta pesquisa, relativa ao uso do aparelho de Herbst bandado, permitiu a constatação dos seguintes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This prospective study aimed to evaluate three-dimensionally the rotation and displacement of first permanent teeth produced by Herbst appliance in Class II divison 1 patients after puberal growth spurt. The sample consisted of 24 Caucasian patients, 10 females and 14 males, with mean age of 16.1 years old. The patients, were treated for period of 8 months with Herbst appliance. Cone beam computed tomography (CBCT) was performed before and after the removal of the Herbst appliance for initial and final evaluations, respectively. The images were obtained with classic i-CAT tomography and the data were exported by using the DICOM software (Digital Image and Comunication in Medicine) and evaluated with the Dolphin® Imaging 11.5 Premium software (Dolphin Imaging & Management Solutions, Petterson Technology, Chatsworth, CA, USA). Seventeen linear measurements regarding multiplanar sections were analyzed according to the following planes: coronal, sagittal and axial, twice by a previously calibrated observer. Data were calculated by using a software program developed by this present study based on three-dimensional cartesian coordinates. This system consists of three straight lines in three spatial planes, represented by X, Y and Z axes, intercepting at a point with right angles denominated Origin Point and described as Zero Point in this study. The concept of coordinate system is used in any application which it is necessary know the location and orientation of points in space. Statistical analysis was performed by means of Student t test with 5% significance level. This study, related to the use of the Herbst appliance, contributed to state the following facts: correction the Class II division 1 malocclusion; intensification of rotational dental movement and the displacement in the lower molars by displacement and rotation, and discrete expansion; and anchorage loss due to mesial... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Lourdes Aparecida Martins dos Santos-Pinto / Banca: Luciane Quadrado Closs / Banca: Lídia Parsekian Martins / Resumo: O presente projeto desenvolvido em dois estudos visa avaliar: 1- a exatidão, precisão e reprodutibilidade de medições obtidas em modelos de gesso utilizando diferentes instrumentos de medidas e 2 -avaliar a influência do posicionamento da moldeira durante o tempo de presa do gesso na distorção dos modelos. Trinta modelos de gesso foram selecionados de maneira aleatória, preenchendo os seguintes requisitos de inclusão da amostra: 1)Presença dos incisivos, caninos, pré-molares e os primeiros molares permanentes em ambas as arcadas maxilar e mandibular; 2) Todos os dentes dos modelos terão que exibir morfologia normal; 3)Ausência de irregularidades no gesso proveniente de lesões cariosas e restaurações que possam afetar o diâmetro mésio-distal ou buco-lingual da coroa dentária; 4) Nenhum tratamento ortodôntico prévio. No estudo 1 as medições foram realizadas com três instrumentos: 1-Paquímetro digital da marca Mitutoyo Digimatic®, Mitutoyo (UK) Ltd, com os modelos posicionado sobre uma superfície plana; 2- Sistema MicroScribe 3DX (Immersion, San Jose, Calif): é um scanner 3D que grava a localização do ponto identificado com a extremidade de uma caneta. Colocando essa caneta em vários pontos do objeto a ser medido, o usuário pode coletar as coordenadas destes pontos e criar um modelo tridimensional. A digitalização é realizada com os modelos fixos num dispositivo preso a uma superfície plana. 3- Sistema O3d (widialabs©) no qual os modelos de gesso são escaneados utilizando-se um scanner de varredura produzindo uma imagem tridimensional. Com auxílio do software do programa os pontos a serem medidos são identificados e as medidas automaticamente registradas. As medidas lineares foram: tamanho dos dentes, trespasse horizontal, trespasse vertical, comprimento do arco, largura... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of the present work separated in two parts: 1- is to assess accuracy, precision and reproducibility of measurements obtained from plaster models by means of different instruments; 2 - evaluate the influence of tray position during the setting time of gypsum at model distortion. Thirty plaster models will be randomly chosen according to the inclusion requirements of the sample as follows: 1) Presence of incisors, canines, pre-molars and the permanent first molars in both maxillary and mandibular arches; 2) Normal morphology on every tooth of the models; 3) Absence of irregularities on the plaster due to carious lesions and restorations which may affect the mesiodistal or buccolingual diameter of the dental crown; 4) No previous orthodontic treatment. Three instruments will be used to make the measurements: 1- Mitutoyo Digimatic® digital pachymeter, Mitutoyo (UK) Ltd: position models on a flat surface and measure them manually; 2- MicroScribe 3DX System (Immersion, San Jose, Calif.) : with MicroScribe , a 3D scanner , register the location of a selected point marked with one end of a pen. By placing the pen on different points of the object to be measured, one can collect the coordinates and make a three dimensional model. Digitizing is performed by fixing the models on a device fixed on a flat surface. 3- O3d System (widialabs©): the plaster models image is scanned by means of a scanning scanner, thus creating a three dimensional image. With the help of the program software the points to be measured are identified and the measurements are automatically recorded. Linear measurements to be assessed are as follows: size of teeth, horizontal overlap, vertical overlap, arch length and arch width. From the collected data, dependability of both Little irregularity index and Bolton analysis will... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Deslocamentos de côndilos e ramos acompanhando a cirurgia de avanço mandibular foram descritos, mas a influência destas mudanças na instabilidade pós-cirúrgica ainda é pouco conhecida. Limitações na avaliação quantitativa de deslocamentos cirúrgicos pelos métodos tradicionais podem ser superadas através da tomografia cone beam e ferramentas de imagens tridimensionais. O objetivo deste trabalho foi avaliar as mudanças nas posições de côndilos, ramos e mento após cirurgia isolada de avanço de mandíbula. Foram realizadas tomografias computadorizadas de feixe cônico (CBCT) antes da cirurgia (T1), 1 semana (T2) e 6 semanas após a cirurgia (T3) em 20 pacientes retrognatas com padrão normal ou horizontal (14 mulheres e 6 homens, idade média = 27,08 anos, variação de 13,9 a 53,7 anos) submetidos à osteotomia bilateral sagital do ramo para avanço mandibular, sete deles com mentoplastia como procedimento auxiliar. Modelos 3D computadorizados foram construídos e superpostos utilizando-se a base do crânio de T1 como referência. Para a superposição, utilizou-se um método automático que identifica e compara a escala de cinza dos voxels de duas estruturas tridimensionais, eliminando a necessidade de marcação de pontos anatômicos pelo operador. Após a combinação dos modelos das três fases, regiões anatômicas de interesse foram selecionadas, sendo analisadas separadamente. Distâncias entre as superfícies anatômicas foram computadas, no mesmo indivíduo, entre T1-T2, T2-T3 e T1-T3, exibindo as mudanças ocorridas com a cirurgia, após a remoção do splint cirúrgico, e a resultante total dos deslocamentos cirúrgicos, respectivamente. A navegação pelos modelos superpostos através dos métodos de visualização por mapas coloridos e semi-transparências permitiu a avaliação das direções de deslocamento das estruturas. Um deslocamento ântero-inferior do mento foi observado em todos os casos entre T1 e T2 (>4mm em 87,5%); entre T2 e T3 observou-se um movimento ântero-superior em 69% dos pacientes, e com algum componente posterior em 25% (<3mm). Entre T1-T3, observou-se um deslocamento ântero-inferior em 87,5% dos casos, e apenas anterior em 12,5% (>4mm em 80%). Considerando-se todas as direções de deslocamento, os côndilos apresentaram um movimento menor que 2mm em 77,5% (T1-T2) e 90% (T2-T3 e T1-T3) dos casos, enquanto os ramos deslocaram-se menos de 3mm em 72,5% (T1-T2) e menos de 2mm em 87,5% (T2-T3) e 82% (T1-T3) dos casos. Os côndilos apresentaram uma tendência de deslocamento látero-posterior com a cirurgia, e uma tendência oposta entre T2 e T3. Os ramos apresentaram tendência de deslocamento ínfero-latero-posterior com a cirurgia, mas súpero-medio-anterior entre T2 e T3. Entre T1-T3, as tendências foram médio-postero-superior nos côndilos e súpero-latero-anterior nos ramos. Importantes deslocamentos foram observados nos ramos e côndilos após o procedimento cirúrgico, mas as mudanças após a remoção do splint cirúrgico sugerem uma resposta adaptativa tendendo às posições pré-cirúrgicas. As mudanças no mento após seis semanas sugeriram adaptações aceitáveis na maioria dos casos. / Condyles and rami displacements following mandibular advancement surgery have been described, but these changes and bone remodeling/resorption influence on post-treatment instability are poorly understood at present. Cone beam computed tomography (CBCT) and 3D imaging tools can now overcome conventional methods limitations in assessing surgical displacements. The aim of this study was to assess surgery and short-term post-surgery changes in the position of the condyles, rami and chin with the superimposition of 3D cone-beam CT models. Pre-surgery (T1), 1 week post-surgery (T2), and 6 week post-surgery (T3) CBCT scans were acquired for 20 retrognathic patients (14 females and 6 males, mean age = 27.08 years, range = 13.9-53.7 years) with short or normal face height who underwent a BSSO mandibular advancement. Seven patients also received a genioplasty as an adjunctive procedure. 3D models were built and superimposed through a fully automated voxel-wise method using the cranial base of the pre-surgery scan as reference. After combining the 3 models, anatomic regions of the chin, right and left condyle and ramus were selected and analyzed separately. Within-subject surface distances between T1-T2, T2-T3, and T1-T3 were computed, showing changes with surgery, after splint removal, and the total movement resultant, respectively. Color-coded maps and semi-transparent display of overlaid structures allowed the evaluation of displacement directions. After an antero-inferior chin displacement with surgery in all the cases (>4mm in 87.5%), 25% of the patients showed some kind of posterior movement (< 3mm), and 69% showed an antero-superior movement after splint removal. Comparing T1-T3, an antero-inferior (87.5% of the cases) or only inferior (12.5%) displacement was observed (>4mm in 80%). Considering all directions of displacement, the surface distance differences for the condyles and rami were small: 77.5% of the condyles moved <2mm with surgery (T1-T2), and 90% moved <2mm in the short-term (T2-T3) and in the total evaluation (T1-T3), while the rami showed a <3mm change with surgery in 72.5% of the cases, and a <2mm change in 87.5% (T2-T3) and in 82% (T1-T3). The condyles tended to move latero-posteriorly with surgery compared to a medio-anterior movement between T2-T3. The rami exhibited outward movements with surgery (infero-latero-posterior) and supero-medio-anterior displacements from T2-T3. The displacement tendencies between T1-T3 were medio-postero-superior in the condyles, and supero-latero-anterior in the rami. Expected displacements with surgery were observed and post-surgery changes suggested a short-term adaptive response toward recovery of condyle and ramus displacements. The changes on the chin following splint removal suggested an acceptable adaptation.

INTRODUÇÃO: O hallux valgus é a deformidade mais comum do pé do adulto e é frequentemente incapacitante requerendo tratamento cirúrgico. O ângulo articular metatarsal distal (AAMD) é uma das variáveis importantes no estudo da deformidade, mas possui baixa correlação interobservadores quando avaliado pela radiografia. O objetivo deste estudo foi avaliar um método tomográfico de aferir este ângulo comparando-o com a medida radiográfica existente. MATERIAL E MÉTODOS: O AAMD de 77 pés ( X pacientes) foram avaliados através de tomografia computadorizada por dois observadores. Os valores encontrados foram comparados entre os observadores e entre a medição radiográfica utilizando o coeficiente de correlação e concordância (CCC) proposto por King e análise de Bland-Altmann para concordância entre os métodos. RESULTADOS: Foi encontrado índice de concordância alto na medição tomográfica entre os observadores com CCC = 0,90 e p < 0,001. Em relação a mensuração radiográfica com a tomográfica houve uma concordância com CCC = 0,667 de com p < 0,001. Na análise gráfica de Bland-Altman a presença de round sign positivo sugere um aumento da diferença da medição radiográfica com a tomográfica e está associado a valor alto do AAMD. CONCLUSÃO: A mensuração do AAMD pelo método tomográfico demonstrou maior correlação interobservadores do que o método radiográfico. Em casos em que há dúvida sobre alteração patológica da inclinação da cabeça metatarsal com ângulos articulares metatarsais distais (AAMD) elevados e, principalmente, com a presença de round sign positivo, a tomografia pode ser um método alternativo para planejamento cirúrgico pré-operatório.

Componentes metálicos em operação podem estar sujeitos a diversas condições de operação deletérias. Visando avaliar os riscos de operação para evitar falhas, a análise de integridade estrutural é uma ferramenta amplamente aplicada e requer constante evolução. Por utilizar dados de ensaios não destrutivos, essa ferramenta requer cada vez mais precisão, para aprimorar seus resultados e reduzir ao máximo as falhas de componentes em operação. Por apresentar menor tempo de inspeção e maior probabilidade de detecção, o Phased Array surge como alternativa às técnicas convencionais de ultrassom. Dentre as técnicas de Phased Array, o Total Focusing Method (TFM) apresenta um dos resultados mais promissores, apresentando grande vantagem sobre técnicas convencionais de ultrassom e de Phased Array devido a sua melhor precisão e fácil interpretação dos resultados. Neste trabalho, o TFM foi aplicado em diversos blocos contendo descontinuidades usinadas, as quais simulam diferentes tipos de defeitos. O foco do TFM foi gerar blocos em três dimensões (3D) dos defeitos, facilitando a interpretação dos resultados, além da possibilidade da inserção desses blocos em softwares de análise de integridade estrutural, melhorando a precisão dos resultados. O TFM foi aplicado através do tratamento de dados de um sensor linear de Phased Array, com frequência de 5 MHz e com 64 elementos ativos. Nesse trabalho, foram desenvolvidas e aplicadas novas etapas no algoritmo do TFM para melhorar a precisão dos resultados, como a compensação da perda de energia e o half-skip. As etapas adicionais aplicadas ao algoritmo do TFM geraram bons resultados para entalhe e furos usinados nos blocos de aço carbono. Além dos blocos com defeitos usinados, foi realizada a inspeção de um bloco de aço inoxidável austenítico soldado. Para o bloco soldado, os resultados não foram satisfatórios, não sendo possível detectar defeitos existentes. Após a aplicação do TFM, foi simulado o deslocamento do sensor ao longo da peça, gerando diversas imagens 2D, as quais foram conectadas via isosuperfícies, gerando sólidos 3D dos defeitos presentes em cada bloco. Por fim, esses blocos foram exportados para um software CAD, apresentando excelente correspondência. / Metallic components in operation can be submitted to several harming operation conditions. Aiming to evaluate the operational risks to avoid failure, the structural integrity analysis is a widely applied tool and requires constant evolution. As it uses non-destructive testing data, this tool requires increasingly precision, to enhance its results and reduce the majority of the operating components failures. Because of the shorter inspection time and greater probability of detection, Phased Array is an alternative to conventional ultrasonic techniques. Among the techniques of Phased Array, the Total Focusing Method (TFM) presents one of the most promising results, offering great advantage over conventional ultrasonic and Phased Array techniques due to its better precision and easy interpretation of results. In this work, the TFM was applied to many blocks, which contain machined discontinuities simulating several defects. The objective of applying the TFM was to generate three-dimensional (3D) blocks, turning the interpretation of the results easier and giving the possibility to insert these blocks into a structural integrity analysis software, enhancing the results precision. The TFM algorithm was applied through treatment of data from a 5 MHz linear Phased Array sensor with 64 active elements. In this work, it were developed and applied new steps in the TFM algorithm, as energy loss compensation and half-skip interaction, to improve its precision. The additional steps applied to the TFM algorithm achieved great results for notch and holes machined in carbon steel blocks. In addition to the blocks with machined defects, a welded austenitic stainless steel block was inspected. For the welded block, the results were not satisfactory and it was not possible to detect the present defects. After the application of the TFM, the displacement of the transducer along the block was simulated, generating several 2D images, which were connected via isosurfaces, generating 3D solids corresponding to the defects present in each block. To conclude, these blocks were exported to a CAD software, presenting excellent matching.

Na medida em que surgem novas tecnologias de criação de ambientes tridimensionais virtuais, como o WebGL, ampliam-se as possibilidades de uso destes e possibilita-se um aprimoramento da qualidade gráfica e das formas de interação com os mesmos. A presente pesquisa objetiva aproximar designers e a promissora tecnologia WebGL, ainda muito ligada a conhecedores da programação computacional escrita e distante de grande parte dos designers. Com isso, visa-se melhorar a qualidade de criação e distribuição dos trabalhos de Design Virtual. Para tal, propõe-se uma sistemática de criação de conteúdos interativos tridimensionais utilizando o padrão WebGL, balizada por requisitos estipulados com base na revisão bibliográfica do assunto. Dentre os principais requisitos estão a utilização de softwares e recursos que não exijam conhecimentos prévios de linguagem escrita de programação, a compreensão dos três principais pilares dos ambientes virtuais 3D (modelagem, animação e interação) e a exportação facilitada do conteúdo criado em um arquivo (HTML) executável nos principais navegadores web, empregando o padrão WebGL, sem o uso de qualquer complemento (plug-in). Após a análise de 34 ferramentas, escolheu-se o conjunto de programas Blender + Blend4Web para ser utilizado na sistemática. Como resultado, obteve-se uma sistemática de criação de ambientes virtuais tridimensionais com recursos bastante diversificados, que se mostrou útil na atualização dos conhecimentos de estudantes e profissionais de Design Virtual. / As new technologies for the creation of three-dimensional virtual environments, such as WebGL, the possibilities of their use are expanded and it is possible to improve the graphic quality and the ways of interacting with them. The present research aims to approach designers and the promising WebGL technology, still very much related to the knowledge of the written and distant programming of most of the designers. With this, it aims to improve the quality of creation and distribution of the Virtual Design works. For this, a systematic creation of three-dimensional interactive contents using the WebGL standard is proposed, based on requirements stipulated based on the bibliographic review of the subject. Among the main requirements are the use of software and resources that do not require prior knowledge of written programming language, understanding the three main pillars of 3D virtual environments (modeling, animation and interaction) and facilitating the export of content created in a file (HTML) executable in major web browsers, employing the WebGL standard, without the use of any plug-in. After the analysis of 34 tools, the set of Blender + Blend4Web programs was chosen to be used in the systematics. As a result, a systematic creation of threedimensional virtual environments with very diversified resources was obtained, which proved useful in updating the knowledge of students and professionals of Virtual Design.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Educação, Programa de Pós-graduação em Educação, Mestrado em Educação 2012. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2012-06-21T20:15:07Z No. of bitstreams: 1 2012_FredericoCoelhoKrause.pdf: 4088724 bytes, checksum: 70874fefa714d72acf88a7b23636ffe5 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-06-22T12:05:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_FredericoCoelhoKrause.pdf: 4088724 bytes, checksum: 70874fefa714d72acf88a7b23636ffe5 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-06-22T12:05:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_FredericoCoelhoKrause.pdf: 4088724 bytes, checksum: 70874fefa714d72acf88a7b23636ffe5 (MD5) / As imagens bidimensionais (2D) do livro didático têm se mostrado insuficientes para promover a aprendizagem significativa. Tendo isso em vista, propomos uma abordagem baseada no uso conjunto de modelos tridimensionais reais (3DR) e virtuais (3DV), por permitirem, respectivamente: a percepção direta multi-sensorial de símbolos, e a visualização de processos dinâmicos. Nosso objetivo foi investigar quais características desses modelos, e de seu uso concomitante, permitem ou não, a alunos de ensino médio na modalidade EJA do Centro de Ensino Médio 3(CEM3) - Ceilândia, construírem representações mentais mais consistentes com os modelos científicos. Com esse intuito, desenvolvemos um modelo 3DV do sistema digestório e uma interface interativa que o conectasse ao 3DR. Em seguida, fizemos um estudo comparativo das representações mentais de oito alunos, antes e após as atividades em sala. Utilizamos como técnica e instrumentos de pesquisa a observação participante, representações pictóricas e entrevistas individuais, registradas em áudio e vídeo. A análise das representações prévias indicou grande ocorrência de imagens mentais e representações proposicionais para os órgãos do sistema digestório, que incluíam: trajetórias distintas para alimentos sólidos e líquidos, ordem invertida para estômago e intestinos, fígado e vesícula biliar como partes do trato digestório, dentre outras inconsistências. Após as atividades, observamos mudanças significativas tanto no que diz respeito aos tipos de representação utilizados, com maior ocorrência de modelos mentais, como quanto à correlação com o modelo científico do trato digestório e seus órgãos anexos, que foi superior para a maioria dos aspectos. As características que mais influenciaram as representações mentais dos alunos foram: indicação de volume e sobreposição de elementos, fragmentação de um mesmo órgão, e indicação discreta de conexões entre órgãos, predominantes no Modelo 3DR; enquadramento da cena e mudanças de ângulo de câmera, uso de transparência, velocidade da animação e volume de partículas, e movimento não relacionado ao fenômeno representado, específicas do Modelo 3DV; seqüência e controle de animações, atribuição e controle de ações a partir do Modelo 3DR, e correlação entre elementos dos modelos, específicas do uso concomitante; aumento da motivação, possibilidade de utilização em grupo, e níveis de complexidade e interpretação, comuns a todos. Nossos resultados apontam para as potencialidades dos modelos 3DR e 3DV como auxílio no processo de aprendizagem significativa, desde que seu planejamento e elaboração seja criterioso e reflita sua forma de utilização, isolada ou concomitante. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Two-dimensional images (2D) of text books have shown to be insufficient to promote meaningful learning. We propose an approach based on the combined use of real and virtual three-dimensional models (3DR and 3DV), which promote, respectively: direct multi-sensory perception of symbols, and visualization of dynamic processes. Our goal was to study which characteristics of these models, and their simultaneous use, favored or not, the construction of mental models consistent with the scientific model, by high school students in youths' and adults' education. With that purpose, we have developed a 3DV model of the digestive system and an interactive interface to connect it to the 3DR model. Following that, we have conducted a comparative study of the mental representations of eight students, before and after classroom activities. Participant observation, pictorial representations and interviews, recorded in audio and video, were used to record data. The analysis of previous mental representations indicated the occurrence of mental images and propositional representations for digestive system's organs, which included: distinct paths for solid and liquid food, inverted order of stomach and intestines, liver and gallbladder as part of the digestive tract, among other inconsistencies. After the activities, we have noticed significant changes in types of representations, with greater occurrence of mental models, as well as in their correlation to scientific models, which was higher for the majority of aspects. The characteristics which have influenced the most their mental representations were: volume indication and overlapping elements, fragmentation of a single organ, and discrete indication of connections among organs, predominant in the 3DR Model; framing the scene and changing camera viewpoints, use of transparency, speed of animation and particles volume, and non-related movement to the represented phenomenon, specific of the 3DV Model; sequence and controle of animation, attribution and control of actions from the 3DR Model, and correlation among models elements, specific of the simultaneous use; increase of motivation, possibility of group usage, and levels of complexity and interpretation, common to all. Our results indicate that 3DR and 3DV models are potentially useful in the process of meaningful learning, as long as their planning and elaboration be judicious and reflect its form of utilization, separate or simultaneous.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-03-20T15:01:41Z No. of bitstreams: 1 2012_MiguelEduardoOrdonezMosquera.pdf: 8023732 bytes, checksum: 35d1c7594de0590e117992f16dcad7f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-03-22T13:34:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_MiguelEduardoOrdonezMosquera.pdf: 8023732 bytes, checksum: 35d1c7594de0590e117992f16dcad7f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-22T13:34:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_MiguelEduardoOrdonezMosquera.pdf: 8023732 bytes, checksum: 35d1c7594de0590e117992f16dcad7f5 (MD5) / A reconstrução tridimensional é uma tarefa que envolve diferentes etapas como definição da estratégia de medição, aquisição de dados, registro, implementação, modelagem Computer-Aided Design (CAD) e ajuste e determinação da incerteza de medição. Nesta tarefa, as relações de conexão entre os pontos (coordenadas x, y e z) que compõem a amostra não são conhecidas, principalmente quando a nuvem de pontos está contaminada com interferências desconhecidas, inerentes ao processo de medição. Um aspecto que influencia a qualidade dos dados é a calibração do instrumento de medição, sendo que a determinação da incerteza permite estabelecer a qualidade do modelo representativo do objeto. O emprego de mais de um instrumento para a coleta dos dados de coordenadas permite obter uma precisão maior do modelo através de medições localizadas com instrumento de maior resolução e menor incerteza. Porém, isto exige uma atenção especial ao procedimento de fusão dos dados, antes do ajuste do modelo CAD. Esta dissertação aborda a técnica para modelar superfícies de objetos tridimensionais e executar o procedimento de fusão dos dados obtidos com dois diferentes instrumentos de medição. A avaliação do modelo foi feito através da determinação da incerteza de medição, associada às diferentes fontes de erros neste processo. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Three-dimensional reconstruction is a task that involves different steps as the definition of measurement strategy, data acquisition, registration, implementation, modeling Computer-Aided Design (CAD), adjustment and determination of measurement uncertainty. In this task, the relations among data points (coordinates x, y,z) in the sample are not known, especially when the point cloud is contaminated with noise, inherent to the measurement process. One aspect that influences the quality of data is the calibration of the measuring instrument and the determination of the uncertainty allows the establishment of the quality of the model representing the object. The use of more than one instrument to coordinate data capture allows the increase of the model precision, as in the case of localized measurements with a higher resolution and reduced uncertainty instrument. However, this requires special attention to the data fusion procedure, before the adjustment of the CAD model. This work discusses the technique for three-dimensional modeling of object surfaces and the procedure for merging the data obtained with two different measuring instruments. The evaluation of the model was made by determining the uncertainty of the measurement, associated to the various sources of error in this process.

O objetivo deste estudo foi demonstrar a precisão e a acurácia de medidas maxilofaciais lineares e angulares obtidas por tomografia computadorizada por feixe cônico (TCFC). A amostra consistiu de quinze crânios humanos secos submetidos à TCFC. Medidas lineares e angulares foram realizadas em imagens em terceira dimensão (3D) após a identificação de pontos craniométricos convencionais. As imagens em 3D-TCFC foram analisadas por dois radiologistas, duas vezes, independentemente. Medidas físicas foram realizadas por um terceiro examinador utilizando paquímetro e goniômetro digitais. Os resultados não demonstraram diferenças estatísticas significantes para as análises intra e interexaminadores. As comparações entre as medidas físicas e as obtidas em 3D-TCFC para ambos os examinadores também não foram estatisticamente significantes tanto para as medidas lineares quanto paras as angulares (p= 0,968 e 0,915, p= 0,844 e 0,700, respectivamente). As imagens em 3D-TCFC podem ser utilizadas com precisão e acurácia para a obtenção de medidas lineares e angulares a partir de estruturas anatômicas e pontos craniométricos. / The purpose of this research was to provide further evidence to demonstrate the precision and accuracy of maxillofacial linear and angular measurements obtained by cone-beam computed tomography (CBCT) images. The study population consisted of 15 dry human skulls that were submitted to a CBCT, and threedimensional (3D) images were generated. Linear and angular measurements based upon conventional craniometric anatomical landmarks, were identified in 3D-CBCT images by two radiologists twice each independently. Subsequently physical measurements were made by a third examiner using a digital caliper and a digital goniometer. The results demonstrated no statistically significant difference between inter and intra-examiner analysis. Regarding accuracy test, no statistically significant difference were found of the comparison between the physical and CBCT-based linear and angular for both examiners (p= 0.968 and 0.915, p= 0.844 and 0.700 respectively). 3D-CBCT images can be used to obtain dimensionally accurate linear and angular measurements from bony maxillofacial structures and landmarks.

Orientador: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T08:09:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SantaBarbara_Ailton_D.pdf: 28995237 bytes, checksum: 860d67449ccbd6cc9dec4632d2313d39 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver o software In Vesalius, que cria modelos virtuais tridimensionais de estruturas anatõmicas a partir de imagens médicas tomográficas. O software In Vesalius permite a visualização, análise e segmentação dos modelos virtuais, além de viabilizar a confecção de modelos físicos com o auxílio da prototipagem rápida, por meio da exportação de dados no formato apropriado. Para que o software In Vesalius funcione de maneira adequada e gere modelos fiéis e precisos das anatomias que se quer representar, os dados que chegam até ele devem, obrigatoriamente, respeitar determinados parâmetros de qualidade. Este trabalho analisa quais são esses parâmetros e propõe um protocolo para a aquisição de imagens médicas, em exames de tomografia computadorizada, destinadas à reconstrução tridimensional. São apresentadas e discutidas as técnicas envolvidas no processo de transformação dessas imagens em modelos virtuais e, posteriormente, em modelos físicos. A propedêutica por imagem é uma ferramenta chave na medicina - tanto para diagnóstico, especialmente o precoce, quanto para escolha e planejamento terapêuticos. Por isso, o software In Vesalius foi desenvolvido para ser utilizado de forma corrente nos serviços públicos dé saúde brasileiros: trata-se de uma ferramenta simples, robusta, multiplataforma (executável em Windows e Linux), com comandos em português, funções claras e diretas, de fácil manuseio e rápida quando executada em microcomputador PC. Livre e gratuito, o In Vesalius emprega os mais recentes desenvolvimentos da engenharia de software, como a programação orientada a objetos, e integra softwares livres de fontes confiáveis. Sua interface amigável diferencia-o dos produtos similares já existentes - softwares importados com alto custo de aquisição, uso e manutenção, interessantes para pesquisa, mas não para a prática médica diária. A possibilidade de trabalhar com imagens tridimensionais em seu consultório ou no hospital é de grande valor para o cirurgião. Os modelos tridimensionais facilitam e complementam a elaboração mental que o cirurgião faz, a partir de imagens médicas bidimensionais, das estruturas anatômicas de seus pacientes. Com os modelos, ele tem uma visão mais realista dessas estruturas, o que favorece o processo de diagnóstico e a escolha da conduta. Os procedimentos cirúrgicos requeridos no tratamento de diversas patologias podem ser mais simples, baratos e eficientes com o uso das tecnologias de visualização e análise tridimensional de imagens médicas e de prototipagem rápida. Além de facilitar o diagnóstico, os modelos virtuais e físicos permitem que o cirurgião faça um planejamento detalhado e simule com antecedência as intervenções mais complexas - que envolvem, por exemplo, alto grau de deformidade facial ou a colocação de próteses. Os modelos virtuais e físicos ainda podem servir como um meio de compartilhamento de idéias e de integração entre os membros das equipes médicas. Eles melhoram a capacidade de visualização, verificação, interação e otimização diante da situação clínica, possibilitando a realização de testes e exames e a identificação precoce de problemas. O software In Vesalius é uma ferramenta complementar a todos os métodos convencionais utilizados atualmente para planejamento cirúrgico. Seu desenvolvimento é resultado de uma estreita colaboração entre engenharia e medicina: o aperfeiçoamento do software e a adaptação da tecnologia de prototipagem rápida ao uso médico aconteceram com base em experiências clínicas concretas. Ao mesmo tempo, o contato dos cirurgiões com essas novas tecnologias tem contribuído para o avanço da própria prática médica. Espera-se que o processo aqui apresentado da aquisição de imagens tomográficas à confecção de modelos virtuais e físicos - seja crescentemente divulgado e passe a fazer parte da rotina dos procedimentos cirúrgicos, sobretudos nos serviços de saúde pública / Abstract: The aim of this project was to develop the ln Vesalius.. ln Vesalius is software, which, based on computed tomography or magnetic resonances images, creates three-dimensional virtual models of anatomical structures. In Vesalius software not only allows visualization, analysis and segmentation of images, but also generates virtual models required for rapid prototyping, handling the appropriate data format. In order to work adequately and to generate faithful and precise models of the anatomical structures, appropriate data has to be entered in the software, respecting a certain format and parameters of quality. This work show and analyzes what parameters should be set, proposing a protocol for medical images' acquisition destined to the three-dimensional reconstruction. In addition, techniques involved in both virtual and physical models' transformation process are presented and discussed. Propedeutics by image is a key tool in medicine, consisting on non-invasive techniques such as images and models reconstruction for clinical analysis. It is used for diagnosis, especially in precocious cases, being also used for therapeutical decisions and planning. Therefore, In Vesalius is software of extreme importance. The software was developed to be currently used in Brazilian public health services: it is a uncomplicated, robust and multiplatform (can be operated under Windows and Linux) tool. It hascommands in Portuguese and the use of its functionalities is clear and direct, being easy to manipulate. InVesalius can be run on PC microcomputer, while other programs in the area require expensive enterprises. Free and without associated cost, it uses the most recent developments of software engineering. Written with an object-oriented language, it integrates large project's open source codes, as VTK and ITK libraries. In regards to human computer interface, the software's friendly graphical interface differentiates it from the similar products in the market. These products consist of imported soft wares with high cost of acquisition, use and maintenance. In addition, they are interesting for research, but not for the daily medical practice. The opportunity of working with three-dimensional images at one's office or at the hospital is of great value to the surgeon. Three-dimensional virtual models facilitate and complement the model surgeons usually create mentally. This mental mo de! is based on two-dimensional images acquired through medical tests, giving an imprecise idea of the real anatomical structures of one' s patients. Having the models InVesalius generates in hands, a surgeon has a more realistic view of these structures, what enables a more precise diagnostic and the decision for a more adequate procedure according to the case. The surgical procedures required in the treatment of diverse pathologies can be simpler, cheaper and more efficient with the use of the technologies of three-dimensional visualization and analysis of medical images and rapid prototyping. Besides facilitating the diagnosis, the virtual model and physical rapid prototyping mode! allow the surgeons to make a detailed planning and to simulate interventions that are more complex. Virtual and physical models can also serve as a way of sharing ideas and integrating the members of the medical teams. They improve the capacity of visualization, verification, interaction and optimization in face of the clinical situation, making possible the accomplishment of tests and examinations and the precocious identification of problems. In Vesa/ius software is a complementary tool to all the conventional methods used currently for surgical planning. Its development is the result of a narrow collaboration between engineering and medicine. In one hand, the software development and the adaptation of rapid prototyping technology towards medical area have been based on concrete clinical experiences. On the other hand, the contact of the surgeons with these new technologies has been contributing for the advance of medical practice. Mostly, it expects that the process presented in this document - from the acquisition of tomography images to the creation of virtual and physical models - will be increasingly divulged and become a part of the routine of the surgical procedures, especially in the public health services / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica