A Microscopia de Força Atômica é uma técnica que permite a aquisição de imagens em escalas nanométricas da superfície de quase todo tipo de material. Nessa escala, porém, as imagens podem apresentar uma relação sinal/ruído pobre, causado por efeitos degenerativos em sua qualidade. Para recuperar essas imagens ou minimizar os efeitos da degradação, técnicas de restauração de imagens são empregadas. Nas últimas décadas, diversas técnicas têm sido desenvolvidas e aplicadas com essa finalidade. Dentre elas, uma técnica de restauração, descrita aqui nesta tese, baseada na minimização de um funcional de Tikhonov com termos de regularização a um parâmetro, tem sido usada há alguns anos com resultados bastante satisfatórios no tratamento de imagens obtidas com o Microscópio de Força Atômica. O uso dessa técnica, entretanto, exige um grande esforço computacional que resulta em um tempo de execução elevado quando o programa que implementa o algoritmo de restauração é processado serialmente. Além disso, à medida que os equipamentos eletrônicos aumentam as suas capacidades, as imagens obtidas por esses equipamentos aumentam de resolução, assim como o esforço computacional e o tempo gasto para analisá-las e restaurálas. Assim, com o passar do tempo, o aumento da velocidade de processamento e do desempenho do programa de restauração tem-se tornado um problema cada vez mais crítico. Com o intuito de obter uma velocidade maior de processamento, nesta tese é descrita uma estratégia de implementação do algoritmo de restauração que faz uso de técnicas de computação paralela para se desenvolver uma nova versão paralela do programa de restauração. Os resultados obtidos com essa nova versão do programa mostram que a estratégia paralela adotada reduziu os tempos de execução e produziu bons desempenhos computacionais quando comparado com outras implementações feitas do mesmo algoritmo. Além disso, a nova estratégia apresenta níveis de desempenho maiores à medida que as resoluções das imagens restauradas aumentam, possibilitando a restauração de imagens maiores num tempo proporcionalmente mais curto.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Leptospirosis is a zoonosis of global public health importance and can affect all groups of vertebrates, including reptiles. These animals can play a role in the epidemiological cycle of the disease spreading and keeping the causative agent in the environment. Leptospirosis is little known in snakes and this study was designed to cover the gaps in the occurrence of the disease in these animals. The occurrence of anti-Leptospira spp. antibodies in rattlesnakes Crotalus durissus collilineatus kept in captivity was evaluated and the most common serotypes in these animals were determined using the Microscopic Agglutination Test (MAT). Changes in concentrations of plasma biochemical constituents in positive snakes were also evaluated, depending on the antibody titre presented at MAT. Almost 90% of the rattlesnakes used in this study were positive to the serological test and the most common serotypes were Javanica, Andamana and Patoc. The most common titres were 25 and 50, but there were titres as high as 1600. Captive snakes can act as important sources of leptospira infection for humans and so it is critical that the disease is recognized and controlled. Although apparently healthy, alterations in biochemical parameters indicated inflammation and infection in animals with low antibody titres. Rattlesnakes with high titres showed signs of severe kidney damage and liver disease, which are common in leptospirosis. The biochemical assessment of positive MAT reptiles may be important to diagnose the infection in these animals. / A leptospirose é uma zoonose de importância em saúde pública global e pode acometer praticamente todos os grupos de vertebrados, inclusive répteis. Esses animais podem atuar no ciclo epidemiológico da doença mantendo e disseminando o agente causador no ambiente. A leptospirose é pouco conhecida em serpentes e, por isso, objetivou-se estudar a ocorrência da doença nesses animais. Para isso, foi avaliada a ocorrência de anticorpos anti-Leptospira spp. em Crotalus durissus collilineatus mantidas em cativeiro e as sorovariedades mais frequentes nesses animais, utilizando o teste de Soroaglutinação Microscópica (SAM). Também foram avaliadas as alterações nas concentrações de constituintes bioquímicos plasmáticos nas serpentes reagentes, relacionadas com o título de anticorpos apresentado na SAM. Quase 90% das cascavéis utilizadas nesse estudo foram reagentes no teste sorológico com triagem de 1:25 e os sorovares mais frequentes foram Javanica, Andamana e Patoc. Os títulos mais frequentes foram 25 e 50, mas houve títulos de até 1600. Apesar de aparentemente saudáveis, a avaliação dos parâmetros bioquímicos indicou inflamação e infecção mesmo nos animais com títulos de anticorpos considerados baixos para mamíferos (≤50). As cascavéis com títulos altos apresentaram quadros mais graves que aquelas com títulos menores, sugestivos de lesão renal grave e indícios de doença hepática, que são lesões características da leptospirose. Serpentes de cativeiro podem atuar como fontes de infecção de leptospiras para humanos e outros animais e por isso, é fundamental que a doença seja conhecida e controlada em criadouros. A avaliação bioquímica de répteis reagentes no teste sorológico pode ser importante para o diagnóstico da infecção por Leptospira spp. nesses animais. / Mestre em Ciências Veterinárias

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Problemas durante o processo de aquisição de imagens de AFM têm feito com que pesquisas na área de nanotecnologia busquem a utilização de ferramentas para minimizar esses efeitos degenerativos. Neste sentido, foram desenvolvidas ferramentas computacionais de restauração destas imagens degradadas. Neste trabalho é utilizado o método baseado na Regularização de Tikhonov, cuja aplicação está concentrada principalmente em restaurações de imagens biológicas. A proposta deste trabalho é a utilização deste regularizador também em imagens de interesse em engenharia. Em alguns casos, um pré-processamento anteriormente à aplicação do algoritmo, apresenta boa resposta na restauração das imagens. Na fase de préprocessamento foram utilizados alguns filtros como, filtro de média, filtro de mediana, filtro laplaciano e filtro de média pontual. Com a aplicação deste regularizador em imagens foi possível obter perfis de distribuição dos pixels onde é mostrado que na medida em que se aumenta a carga de dissolução de ferro puro em ácido sulfúrico, percebe-se que a razão de aspecto aumenta e características de superfície ficam mais visíveis. / Problems during the process of acquisition of images of AFM have been doing with that research in the nanotechnology searchs the use of tools to minimize those degenerative effects. Computational tools for restoration of these degraded images have developed, in this work the method is used based on Regularization of Tikhonov. This method is usually used for restoration of biological images. It is proposed the use of this regularization functional also in images of interest in engineering. In some cases, a previously processing to the application of the algorithm, it presents good answer in the restoration of the images. The previously processing phase some were used filters as, average filter, median filter, laplacian filter and filter of punctual average, besides combination of filters. With the application of this regularizator it was possible to obtain profiles of distribution of the pixels where is shown that in the measure in that he increases the dissolution charge of iron in sulphuric acid, it is noticed that the aspect reason increases and surface characteristics are more visible.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Problemas durante o processo de aquisição de imagens de AFM têm feito com que pesquisas na área de nanotecnologia busquem a utilização de ferramentas para minimizar esses efeitos degenerativos. Neste sentido, foram desenvolvidas ferramentas computacionais de restauração destas imagens degradadas. Neste trabalho é utilizado o método baseado na Regularização de Tikhonov, cuja aplicação está concentrada principalmente em restaurações de imagens biológicas. A proposta deste trabalho é a utilização deste regularizador também em imagens de interesse em engenharia. Em alguns casos, um pré-processamento anteriormente à aplicação do algoritmo, apresenta boa resposta na restauração das imagens. Na fase de préprocessamento foram utilizados alguns filtros como, filtro de média, filtro de mediana, filtro laplaciano e filtro de média pontual. Com a aplicação deste regularizador em imagens foi possível obter perfis de distribuição dos pixels onde é mostrado que na medida em que se aumenta a carga de dissolução de ferro puro em ácido sulfúrico, percebe-se que a razão de aspecto aumenta e características de superfície ficam mais visíveis. / Problems during the process of acquisition of images of AFM have been doing with that research in the nanotechnology searchs the use of tools to minimize those degenerative effects. Computational tools for restoration of these degraded images have developed, in this work the method is used based on Regularization of Tikhonov. This method is usually used for restoration of biological images. It is proposed the use of this regularization functional also in images of interest in engineering. In some cases, a previously processing to the application of the algorithm, it presents good answer in the restoration of the images. The previously processing phase some were used filters as, average filter, median filter, laplacian filter and filter of punctual average, besides combination of filters. With the application of this regularizator it was possible to obtain profiles of distribution of the pixels where is shown that in the measure in that he increases the dissolution charge of iron in sulphuric acid, it is noticed that the aspect reason increases and surface characteristics are more visible.