Tissue optical properties, absorption, scattering and fluorescence, reveal important information about health, and holds the potential for non-invasive diagnosis and therefore earlier treatment for many diseases. On the other hand, tissue structure determines its function. Studying tissue structural properties helps us better understand structure-function relationship. Optical imaging is an ideal tool to study these tissue properties. However, conventional optical imaging techniques have limitations, such as not being able to quantitatively evaluate tissue absorption and scattering properties and only providing volumetrically averaged quantities with no depth control capability. To better study tissue properties, we integrated spatial frequency domain imaging (SFDI) with conventional reflectance imaging modalities. SFDI is a non-invasive, non-contact wide-field imaging technique which utilizes structured illumination to probe tissues. SFDI imaging is able to accurately quantify tissue optical properties. By adjusting spatial frequency, the imaging depth can be tuned which allows for depth controlled imaging. Especially at high spatial frequency, SFDI reflectance image is more sensitive to tissue scattering property than absorption property. The imaging capability of SFDI allows for studying tissue properties from a whole new perspective. In our study, we developed both benchtop and handheld SFDI imaging systems to accommodate different applications. By evaluating tissue optical properties, we corrected attenuation in fluorescence imaging using an analytical model; and we quantified optical and physical properties of skin diseases. By imaging at high spatial frequency, we demonstrated that absorption in fluorescence imaging can also be reduced because of a reduced imaging depth. This correction can be performed in real-time at 19 frames/second. Furthermore, fibrous structures orientation from the superficial layer can be accurately quantified in a multi-layered sample by limiting imaging depth. Finally, we color rendered SFDI reflectance image at high spatial frequency to reveal structural changes in skin lesions.

Imagens associadas a informações escritas ou verbais podem aumentar a atenção, compreensão, lembrança e favorecer a adesão às informações. Diante do consumo elevado de alimentos ultraprocessados ricos em gordura e açúcar que contribuem para a obesidade são necessários instrumentos de educação alimentar e nutricional que favoreçam o aprendizado sobre o conteúdo energético e nutricional dos alimentos, de modo que o comensal possa fazer melhores escolhas alimentares. O objetivo do estudo foi compreender como as imagens influenciam no aprendizado de orientações nutricionais e nas práticas alimentares. Trata-se de um estudo experimental, de natureza quantitativa e qualitativa, realizado com 64 mulheres, 33 participaram de oficinas de educação alimentar e nutricional com imagens (grupo imagem: Gi), e 31 mulheres participantes de oficinas de educação alimentar e nutricional sem imagens (grupo sem imagem: Gsi), subdivididas em dois subgrupos, de mulheres eutróficas e obesas. As oficinas consistiram de encontros em grupo onde foram passadas verbalmente informações alimentares e nutricionais, com ou sem o apoio da visualização de fotos sobre quatro temas que compõe um instrumento imagético para orientação alimentar e nutricional, que são: Vida doce, cuidando do açúcar - aborda o conteúdo de açúcar em doces e bebidas; Comida gostosa e com pouca gordura - trata sobre o teor de gordura em alimentos; Comer bem fazendo as melhores escolhas - sobre substituições alimentares; e Cuido de mim com comida saudável - para estimular o consumo de frutas, verduras e legumes. Cada grupo participou de dois dias de oficinas sendo abordados dois temas do instrumento imagético por oficina. A avaliação das mensagens aprendidas nas oficinas foi feita individualmente por meio de questionário semiestruturado, aplicado logo após as oficinas (T0) e depois de 30 (T30) e 60 dias (T60) da 2a oficina. No T60 também foi aplicado individualmente às participantes um questionário de avaliação das práticas alimentares e realizados grupos focais. Foram realizadas 24 oficinas, com a participação de 4 a 8 pessoas por oficina, e 5 grupos focais. O Gi apresentou memorização 21% maior que o Gsi (IC 95%: 0,93 a 2,4; p<0,01) no tempo T0, não havendo diferença entre os grupos nos demais tempos. O intervalo de 30 dias (T0-T30) determinou diminuição do percentual de lembrança das mensagens tanto no Gi (1,97; IC: 1,44 - 2,49; p<0,01) quanto no Gsi (0,86; IC 95%: 0,32 - 1,40; p<0,01). A avaliação qualitativa empregada apontou que ambos os grupos aprenderam as mensagens, entretanto as imagens permitiram uma lembrança mais apurada das mensagens, atribuído ao impacto e à concretização das orientações por meio das imagens e recursos semióticos, e despertaram sentidos e sensações associadas ao gosto dos alimentos retratados nas fotos. As fotos exploraram representações e metáforas que causaram impacto e remeteram a sensações no indivíduo, relacionadas ao gosto dos alimentos, as quais podem implicar desafios ao comensal diante de suas escolhas alimentares. As oficinas contribuíram para o aprendizado e isso se traduziu, em ambos os grupos, na conscientização e por vezes na aplicação dos conhecimentos nas práticas alimentares. / Images closely linked to written or spoken text can markedly increase attention, comprehension, recall and favors adherence to information. Faced with the high consumption of ultra-processed foods rich in fat and sugar that contribute for obesity, food and nutritional education tools are necessary to promote learning about the energy and nutritional content of food, so that people could make better food choices. The aim of the study was to understand how images influence the learning of nutritional education and food practices. It´s an experimental study, quantitative and qualitative nature, carried out with 64 women, 33 participated of food and nutrition education workshops with images (group image: Gi), and 31 attending food and nutritional education workshops without images (Group without image: Gsi), subdivided into two subgroups, of normal weight and obese women. The workshops consisted of group meetings where food and nutrition information was verbally accessed, with or without the support of photo visualization about four themes that composes the pictorial instrument of food and nutrition education, which are: \"Sweet life, being aware of sugar\" - about sugar content in sweets and beverages; \"Tasty food with little fat\" - about fat content in food; \"Eating well by making the best choices\" - about food replacements; and \"I take care of myself by eating healthy food\" - to stimulate consumption of fruits and vegetables. Each group participated in two days of workshops and two themes of the pictorial instrument were addressed in each workshop. The evaluation of the messages learned in the workshops was individually done with a semi-structured questionnaire, that have been applied immediately after the workshops (T0) and after 30 (T30) and 60 days (T60) of the 2nd workshop. In T60, it was also individually applied to the participants one questionnaire to evaluate feeding practices and focus groups were done. Twenty-four workshops, with participation of 4 to 8 women in each, and 5 focus groups have been done. The Gi had 21% greater memory than Gsi (95% CI: 0.93 to 2.4, p <0.01) at T0, with no difference between groups in the other times. The 30-day interval (T0-T30) resulted in a decrease in recall percentage of the messages in both Gi (1, 97: CI: 1.44-2.49, p <0.01) and Gsi (0.86, 95% CI: 0.32-1.40, p <0.01). The qualitative evaluation has shown that both groups learned the messages, however the images allowed for a better recall of the messages, attributed to the impact and the application of the orientations through semiotic images and resources, and awoke senses and sensations associated with the taste of food portrayed in the photos. The photos explored representations and metaphors that caused impact and referred to sensations in the individual, related to the taste of food, which can imply challenges to the person in front of their food choices. The workshops contributed to the learning and this translated, in both groups, in the awareness and sometimes in the application of the knowledge in the alimentary practices.

Imagens associadas a informações escritas ou verbais podem aumentar a atenção, compreensão, lembrança e favorecer a adesão às informações. Diante do consumo elevado de alimentos ultraprocessados ricos em gordura e açúcar que contribuem para a obesidade são necessários instrumentos de educação alimentar e nutricional que favoreçam o aprendizado sobre o conteúdo energético e nutricional dos alimentos, de modo que o comensal possa fazer melhores escolhas alimentares. O objetivo do estudo foi compreender como as imagens influenciam no aprendizado de orientações nutricionais e nas práticas alimentares. Trata-se de um estudo experimental, de natureza quantitativa e qualitativa, realizado com 64 mulheres, 33 participaram de oficinas de educação alimentar e nutricional com imagens (grupo imagem: Gi), e 31 mulheres participantes de oficinas de educação alimentar e nutricional sem imagens (grupo sem imagem: Gsi), subdivididas em dois subgrupos, de mulheres eutróficas e obesas. As oficinas consistiram de encontros em grupo onde foram passadas verbalmente informações alimentares e nutricionais, com ou sem o apoio da visualização de fotos sobre quatro temas que compõe um instrumento imagético para orientação alimentar e nutricional, que são: Vida doce, cuidando do açúcar - aborda o conteúdo de açúcar em doces e bebidas; Comida gostosa e com pouca gordura - trata sobre o teor de gordura em alimentos; Comer bem fazendo as melhores escolhas - sobre substituições alimentares; e Cuido de mim com comida saudável - para estimular o consumo de frutas, verduras e legumes. Cada grupo participou de dois dias de oficinas sendo abordados dois temas do instrumento imagético por oficina. A avaliação das mensagens aprendidas nas oficinas foi feita individualmente por meio de questionário semiestruturado, aplicado logo após as oficinas (T0) e depois de 30 (T30) e 60 dias (T60) da 2a oficina. No T60 também foi aplicado individualmente às participantes um questionário de avaliação das práticas alimentares e realizados grupos focais. Foram realizadas 24 oficinas, com a participação de 4 a 8 pessoas por oficina, e 5 grupos focais. O Gi apresentou memorização 21% maior que o Gsi (IC 95%: 0,93 a 2,4; p<0,01) no tempo T0, não havendo diferença entre os grupos nos demais tempos. O intervalo de 30 dias (T0-T30) determinou diminuição do percentual de lembrança das mensagens tanto no Gi (1,97; IC: 1,44 - 2,49; p<0,01) quanto no Gsi (0,86; IC 95%: 0,32 - 1,40; p<0,01). A avaliação qualitativa empregada apontou que ambos os grupos aprenderam as mensagens, entretanto as imagens permitiram uma lembrança mais apurada das mensagens, atribuído ao impacto e à concretização das orientações por meio das imagens e recursos semióticos, e despertaram sentidos e sensações associadas ao gosto dos alimentos retratados nas fotos. As fotos exploraram representações e metáforas que causaram impacto e remeteram a sensações no indivíduo, relacionadas ao gosto dos alimentos, as quais podem implicar desafios ao comensal diante de suas escolhas alimentares. As oficinas contribuíram para o aprendizado e isso se traduziu, em ambos os grupos, na conscientização e por vezes na aplicação dos conhecimentos nas práticas alimentares. / Images closely linked to written or spoken text can markedly increase attention, comprehension, recall and favors adherence to information. Faced with the high consumption of ultra-processed foods rich in fat and sugar that contribute for obesity, food and nutritional education tools are necessary to promote learning about the energy and nutritional content of food, so that people could make better food choices. The aim of the study was to understand how images influence the learning of nutritional education and food practices. It´s an experimental study, quantitative and qualitative nature, carried out with 64 women, 33 participated of food and nutrition education workshops with images (group image: Gi), and 31 attending food and nutritional education workshops without images (Group without image: Gsi), subdivided into two subgroups, of normal weight and obese women. The workshops consisted of group meetings where food and nutrition information was verbally accessed, with or without the support of photo visualization about four themes that composes the pictorial instrument of food and nutrition education, which are: \"Sweet life, being aware of sugar\" - about sugar content in sweets and beverages; \"Tasty food with little fat\" - about fat content in food; \"Eating well by making the best choices\" - about food replacements; and \"I take care of myself by eating healthy food\" - to stimulate consumption of fruits and vegetables. Each group participated in two days of workshops and two themes of the pictorial instrument were addressed in each workshop. The evaluation of the messages learned in the workshops was individually done with a semi-structured questionnaire, that have been applied immediately after the workshops (T0) and after 30 (T30) and 60 days (T60) of the 2nd workshop. In T60, it was also individually applied to the participants one questionnaire to evaluate feeding practices and focus groups were done. Twenty-four workshops, with participation of 4 to 8 women in each, and 5 focus groups have been done. The Gi had 21% greater memory than Gsi (95% CI: 0.93 to 2.4, p <0.01) at T0, with no difference between groups in the other times. The 30-day interval (T0-T30) resulted in a decrease in recall percentage of the messages in both Gi (1, 97: CI: 1.44-2.49, p <0.01) and Gsi (0.86, 95% CI: 0.32-1.40, p <0.01). The qualitative evaluation has shown that both groups learned the messages, however the images allowed for a better recall of the messages, attributed to the impact and the application of the orientations through semiotic images and resources, and awoke senses and sensations associated with the taste of food portrayed in the photos. The photos explored representations and metaphors that caused impact and referred to sensations in the individual, related to the taste of food, which can imply challenges to the person in front of their food choices. The workshops contributed to the learning and this translated, in both groups, in the awareness and sometimes in the application of the knowledge in the alimentary practices.

This thesis presents the characterization process of an imaging device for a satellite. The camera system was built by the Space Dynamics Laboratory (SDL) and will be used in the Michelson Interferometer for Global High-resolution Thermospheric Imaging (MIGHTI) instrument for National Aeronautics and Space Administration's (NASA) Ionospheric Con- nection Explorer (ICON) satellite. This mission will further scientists' understanding of the connection between the Earth's weather and ionospheric conditions. The ionosphere, a part of the atmosphere, interferes with satellite communications, causing disturbances and disruptions. By learning more about the ionosphere through the data collected by this instrument, scientists will better understand its effects on our communications.