Nesta dissertação apresentaremos um estudo da adiabaticidade em Ressonância Magnética Nuclear. Para tal, apresentaremos inicialmente uma revisão sobre o conceito de adiabaticidade em sistemas quânticos fechados e abertos. Muitos processos adiabáticos comumente utilizados em Ressonância Magnética apresentam um bom desempenho, embora a aproximação adiabática não seja valida durante todo o processo, então através do formalismo da superadiabaticidade de Berry faremos correções para que o pulso satisfaça a condição adiabática. Nesta abordagem, um Hamiltoniano dependente do tempo e que evolui lentamente é iterativamente transformado em quadros diagonais dependentes do tempo até que a aproximação adiabática mais precisa é obtida. Examinaremos as capacidades das iterações super-adiabáticas para produzir uma sequência de atalhos para a adiabaticidade do sistema e estenderemos o conceito da dinâmica superadiabática para sistemas abertos, cuja evolução é governada por uma equação mestra na forma de Lindblad, fornecendo o quadro geral necessário para determinar a estratégia de controle necessário para alcançar a superadiabaticidade. / We present a study of adiabaticity in Nuclear Magnetic Resonance. First, we present a review on the concept of adiabaticity in closed and open quantum systems. Many commonly used adiabatic processes in Magnetic Resonance perform well even though the adiabatic approximation does not appear to hold throughout the process, then through the use Berry\'s superadiabatic formalism make corrections to the pulse satis_es the adiabatic condition. This approach, a but time-dependent Hamiltonian slowly evolving is iteratively transformed into time-dependent diagonal frames until the most accurate adiabatic approximation is obtained. Examine the capabilities of superadiabatics iterations to produce a shortcut sequence to adiabaticity system and extend the concept of dynamic superadiabatic for open systems, whose evolution is governed by a master equation of Lindblad form, providing the necessary framework to determine the strategy control needed to achieve superadibaticity.

Neste trabalho utilizamos as técnicas de espectroscopia de alta resolução em sólidos por Ressonância Magnética Nuclear de 13C, Polarização Cruzada, Desacoplamento Heteronuclear e Rotação da Amostra em tomo do Angulo Mágico para o estudo de sementes e alimentos. Uma técnica de analise multivariada foi introduzida com o intuito de se desenvolver um método de calibração dos espectros a partir dos experimentos com amostras padrão, de maneira que esse método permita a determinação das concentrações dos componentes da amostra através de uma multiplicação matricial. Essa técnica consiste basicamente da Decomposição em Valores Singulares de uma matriz composta pelos espectros, seguida da regressão linear múltipla visando encontrar uma matriz de regressão entre a matriz de espectros e a matriz de concentrações das principais componentes das amostras. Essa matriz de regressão, multiplicada pelo espectro de uma nova amostra permite a previsão das concentrações dos componentes desta. As concentrações de proteína e amido foram avaliadas para cereais e alguns alimentos industrializados. / High Resolution Solid-State 13C-NMR Spectroscopy techniques Cross Polarization, Decoupling and Magic Angle Spinning, were employed in this work for the study of the chemical composition of seeds and food. A Multivariate Analysis procedure was also employed in the development of a calibration and prediction method for the determination of the components content based on a matrix multiplication. Singular Value Decomposition was carried on the 13C-NMRspectra matrix followed by Multiple Linear Regression on the components content matrix with the purpose of producing a model that relates the spectra to the sample components content determined by referee methods. When the resulting model is then applied to a new sample, assuming that the correlation found between the calibrations set matrices also exists in this sample, it gives the components content values. The protein and starch content were analyzed.

Considerando que a batata é o terceiro produto alimentar mais importante no mundo é necessária sua preservação e adaptação para as diferentes comunidades e condições ambientais do planeta, pois a consequência da redução da produção desse alimento pode ser a fome em todo o mundo. Um potecial causador desse problema é o aquecimento global, que é cada vez mais aceito pela ciência e as mudanças climáticas que vêm acontecendo no planeta. Alguns estudos sobre o efeito do aquecimento global e também mais especificamente do estresse hídrico sobre a cultura da batata estão sendo realizados, e são analisados os efeitos sobre cada parte da planta, como folhas, brotos, raízes, etc, porém o estudo sobre a raiz da batata é realizado de forma invasiva, ou seja, é necessário remover a planta do substrato. Nesse trabalho, apresentamos uma técnica para o estudo dos efeitos do estresse hídrico sobre a raiz da batata de forma não invasiva, portanto, os estudos serão realizados sem a remoção da planta do substrato. Dessa forma, poderão ser acompanhados os efeitos do estresse hídrico na planta em todos os estádios do desenvolvimento. Além disso, pode-se acompanhar o crescimento natural da raiz, diferentemente de outros modelos de estudo. A análise foi realizada com amostras da cultivar Ágata, plantadas em substrato sem substâncias paramagnéticas, e para isso foi utilizada a cultura hidropônica. Foram realizadas Imagens de Ressonância Magnética e em seguida um processamento e quantificação das imagens através da ferramenta matemática Multifractal. A técnica mostrou-se promissora para esse estudo, pois parâmetros multifractais mostraram-se sensíveis ao estresse hídrico, portanto, poderão ser realizados futuros estudos em outras cultivares de batata sob efeito do estresse hídrico. / Considering that potato is the third most important food product in the world, it is necessary its preservation and adaptation to different communities and environmental conditions on the planet, because the consequence of reducing the production of that crop may be the hunger of people around the world. With global warming, which is increasingly more accepted by science, and the climate changes that are happening on the planet it is necessary to generate new genotypes more resistant to these changes, as well as the generation of varieties suitable for tropical climates. Some studies on the effect of global warming and also more specifically on water stress on potato crops are being conducted. In these studies, one analyze the effects on every part of the plant, such as leaves, shoots, roots, etc., but the study on potato root is conducted invasively, i.e., to observe the result is necessary to remove the plant from the substrate. In this work, we present a technique for studying the effects of water stress on the potato root in a noninvasively way, therefore, various studies may be performed without requiring the removal of the plant from the substrate. Thus, the studies may accompany the effects of water stress on the plant at all stages of development. In addition, this tool allows the observation and monitoring of the natural growth of the root, unlike the other study designs. The analysis was performed with samples of cultivar Agata, planted in cups with substrate containing no paramagnetic substances, and to make this possible hydroponic culture was used. Magnetic Resonance Imaging studies were performed followed by processing and quantification of the images obtained through the mathematical tool Multifractal . The technique has shown promising for this study because multifractal parameters were sensitive to water stress, so future studies can be conducted in other potato cultivars under effect of water stress.

Derivados metálicos de aminoácidos são sistemas modelo simples para o estudo de íons metálicos em estruturas que simulam proteínas. O principal objetivo dessas investigações é avaliar as magnitudes dos parâmetros de acoplamento por interação de troca e relacioná-Ias aos caminhos químicos de supertroca. Foram realizadas medidas através da técnica de Ressonância Paramagética Eletrônica (RPE) em mono cristais dos compostos Cu2+:Gly-Trp e Cu2+:Trp-Gly, nas frequências 9,3 e 33GHz e à temperatura ambiente. Ambos os complexos estão no grupo espacial P212121, com quatro moléculas quimicamente idênticas, mas magneticamente não equivalentes, por cela unitária (Z=4). Essas moléculas formam duas subredes (1 e 2) acopladas por uma interação de troca inter-rede. Cada subrede contem dois íons de cobre não equivalentes, acoplados por uma interação de troca intra-rede. O composto Cu2+:Gly-Trp apresenta duas linhas parcialmente resolvidas em algumas direções do campo magnético aplicado no plano ac, ao passo que há apenas uma linha para todas as orientações nos outros dois planos cristalográficos. O desacoplamento dos espectros leva aos fatores-g moleculares. g⊥=2,0554(3) e g//=2,2086(7) (Cu2+:Gly-Trp). Os espectros de RPE mostram apenas uma linha para todas as direções de campo nos três planos cristalográficos para o Cu2+:Trp-Gly. Portanto, os eixos principais magnéticos são os eixos cristalográficos e a decomposição não é possível através de métodos matemáticos. Medidas utilizando um mono cristal de Zinco (Zn2+:Trp-Gly) ou frequências mais altas (90GHz) podem ajudar na solução desse problema. Os fatores-g moleculares para o composto Cu2+:Trp-Gly foram, então, tomados como sendo aqueles determinados previamente através de medidas em solução aquosa do mesmo composto por M.C.Lara et al. Os dados de RPE juntamente com a teoria de Kubo- Tomita permitem avaliar os acoplamentos intra-rede (J(1)) e inter-rede (J(1,2)) por interação de troca. Os seus valores são /J(1)/I =53,7mK e /J(1,2 /I =7,lmK para o Cu2+:Gly-Trp e /J(1)/=990mK e /J(1,2)/=48,4mK para o Cu2++:Trp-Gly. Eles são discutidos em termos da estrutura cristalina dos compostos, sendo os caminhos para transferência eletrônica constituídos por pontes de hidrogênio e interações cátion-π para o Cu2+:Gly-Trp, e ligações químicas covalentes e interações cátion-π para o Cu2+ +:Trp- Gly. Os valores calculados para /J(1)/ no composto Cu2+: Gly- Trp e /J(1,2)/ no Cu2+:Trp-Gly são uma boa estimativa da magnitude do acoplamento mediado por interações cátion-π. / Metal derivatives of amino acids are simple model systems to study properties of metal ions in protein-like structures. The main purpose of those investigations is to evaluate the magnitudes of exchange coupling parameters and correlate their values with the chemical paths for superexchange. Electron Paramagnetic Resonance (EPR) measurements have been performed in single crystals of the compounds Cu2+:Gly-Trp and Cu2+:Trp-Gly at 9.3 and 33GHz, at room temperature. Both complexes crystallize in the space group P212121, with four chemically identical but magnetically non-equivalent molecules per unit cell (Z=4). These molecules are arranged in two subsets (1 and 2) coupled by an intersubset exchange coupling. Each subset contains two non-equivalent and interacting copper ions (intrasubset exchange coupling). The compound CU2+:Gly-Trp has two partially resolved lines for some field directions in the ac plane, while there is on1y one line along any direction in the other two crystallographic planes. The decoupling of the spectra leads to g⊥=2,0554(3) and g//=2,2086(7) molecular g-factors (Cu2+:Gly-Trp). The EPR spectra show only one line for all field directions in the three crystallographic planes for Cu2+:Trp-Gly. Then, the magnetic principal axes are the crystallographic axes and the g-factor decomposition is not possible by mathematical methods. Measurements of a Zinc (Zn2+:Trp-Gly) single crystal or measurements using high microwave frequencies (90GHz) may help to solve this problem. The molecular g-factors for the compound Cu2+:Trp-Gly were taken to be those ones determined previously from aqueous solution measurements of the same complex by M.C.Lara et al. The EPR data used in conjunction with the Kubo and Tomita\'s theory allow to evaluate the intrasubset (J(1)) e intersubset (J(1,2)) exchange interaction parameters. Their values are /J(1)/ =53,7mK and /J(1,2)/=7,lmK for Cu2+:Gly-Trp and /J(1)/=990mK and /J(1,2)/=48,4mK for Cu2+:Trp-Gly. They have been discussed in terms of the crystal structure of the compounds, and the paths for electron transfer are determined as hydrogen bonds and cation-π interactions for Cu2+:Gly-Trp, and a covalent chemical bond and cation-π interactions for Cu2+:Trp-Gly. The values evaluated for the /J(1)/ in Cu2+:Gly-Trp e /J(1,2)/ in Cu2+:Trp-Gly are a good estimative for the magnitude of the cation-π interactions.

Obtemos a expressão da densidade espectral de uma impureza no modelo de Anderson assimétrico. No regime de Kondo de baixas energias o modelo de Anderson descreve sistemas quânticos com impurezas magnéticas em meios não magnéticos. Para energias características do orbital de impureza simples ou duplamente ocupado iguais a εf e 2εf+U, respectivamente, o modelo é chamado simétrico para 2εf + U = 0 e assimétrico quando 2εf + U ≠ 0. Para o caso simétrico existe uma expressão devido a Frota que descreve ressonância de Kondo na densidade espectral. Todavia, no caso assimétrico a expressão de Frota deixa de ser válida e é necessária uma nova abordagem. Nesta dissertação, a partir de dados numéricos obtidos pelo consagrado método do Grupo de Renormalização Numérico criado por Wilson em 1974 e de tópicos da física de muitos corpos estudamos a assimetria do modelo de Anderson no regime de Kondo e propomos uma expressão mais geral que a de Frota para a densidade espectral da impureza. / We propose an analytical expression for the impurity spectral density in the Kondo regime of the spin-degenerate asymmetric Anderson model. The Anderson model describes quantum systems of magnetic impurities in nonmagnetic metals. For characteristic energies of single and double impurity occupations εf and 2εf+U, respectively, the model is particlehole symmetric for 2εf + U = 0 and asymmetrical 2εf + U ≠ 0. In the symmetric case, there is an expression due to Frota that describes the Kondo resonance in the spectral density. However, in the asymmetric case Frota´s expression is not valid, and a new approach is necessary. In this work, starting with numerical data provided by the Numerical Renormalization Group method developed by Wilson in 1974, we study the asymmetric Anderson model in the Kondo regime and propose an expression for the impurity spectral density that is more general than Frota´s.

Introdução: O carcinoma de mama é uma doença altamente prevalente e incidente. Em nosso meio, ainda cerca de metade dos casos são diagnosticados em estadios localmente avançados e/ou disseminados. Nesta situação, a quimioterapia neoadjuvante é o tratamento padrão.. Infelizmente, o padrão de resposta ao tratamento sistêmico é variável e existe um parcela de pacientes que não apresentam redução tumoral significativa e outros que apresentam progressão da doença. A identificação prévia do grupo de pacientes que mais se beneficiariam da quimioterapia neoadjuvante poderia evitar os efeitos adversos dos quimioterápicos no grupo de pacientes com baixa probabilidade de resposta bem como otimizar custos de tratamento. A ressonância magnética (RM) devido a sua análise tridimensional das imagens, alta sensibilidade e resolução espacial vem sendo empregada na monitorização do tratamento do câncer de mama, utilizando-se, principalmente, técnicas funcionais, como a avaliação farmacocinética após injeção do meio contraste paramagnético e as imagens ponderadas em difusão (DWI). A difusão pode ser utilizada para calcular o valor do coeficiente aparente de difusão (ADC). Recentemente, o ADC vem sendo utilizado como ferramenta diagnóstica e prognóstica no câncer de mama.. Alguns estudos mostraram que pacientes respondedoras à quimioterapia neoadjuvante apresentaram um aumento dos valores médios do ADC tumoral logo após o segundo ciclo do tratamento. Porém, poucos estudos, e com alguns resultados discordantes, avaliaram a capacidade do ADC em discriminar, previamente ao tratamento quimioterápico, aqueles tumores que terão melhor resposta patológica. Objetivos: comparar os diversos parâmetros derivados do ADC de neoplasias mamárias para avaliar possíveis preditores de resposta patológia à quimioterapia neoadjuvante. Materiais e métodos: Estudo retrospectivo envolvendo 57 pacientes com carcinoma de mama localmente avançado que realizaram RM previamente à quimioterapia neoadjuvante. Múltiplos métodos de medida do ADC foram realizados, sendo estudadas as validades das medidas calculando-se a área sobre a curva ROC e estabelecendo-se os valores de sensibilidade e especificidade. Os dados das diferentes mensurações foram analisados através do teste ANOVA. Para avaliação da variabilidade inter-observador foi utilizado o teste de Kappa. Resultados: As diferentes mensurações dos valores de ADC dos tumores não evidenciou diferença estatística significativa entre o grupo respondedor e não respondedor. Nenhum dos parâmetros analisados pode ser considerado como preditor de resposta. Não houve diferença significativa na obtenção dos diferentes parâmetros derivados do ADC entre a medida de um único corte na região central da lesão, quando comparada com a medida de toda a lesão (volumetria). Conclusão: Os diferentes parâmetros derivados da medida do ADC, pré-quimioterapia neoadjuvante não predizem resposta ao tratamento em pacientes com tumores de mama localmente avançados / Introduction : Breast cancer is a highly prevalent and incident disease. In Brazil , although about half of cases are diagnosed in locally advanced or disseminated stages . In this situation, the neoadjuvant chemotherapy is a standard treatment. Unfortunately, the pattern of response to systemic treatment is variable and there is a proportion of patients with no significant tumor reduction and others that have disease progression. Prior identification of the group of patients who would most benefit of neoadjuvant chemotherapy could avoid the adverse effects of chemotherapy in patients with low probability of response and optimize treatment costs. Magnetic resonance imaging ( MRI) due to its three-dimensional image analysis, high sensitivity and spatial resolution has been used for monitoring the treatment of breast cancer, using mainly functional techniques such as pharmacokinetic evaluation after injection of paramagnetic contrast medium and diffusion weighted imaging (DWI) . It can be used to calculate the apparent diffusion coefficient (ADC). Recently, the ADC has been used as a diagnostic and prognostic tool in breast cancer. Some studies have shown that patients who respond to neoadjuvant chemotherapy showed an increase of the mean ADC tumor values after the second cycle of treatment. However, few studies and with some discordant results, reviewed the ADC \'s ability to discriminate, prior to chemotherapy, those tumors that have better pathological response. Objectives: To compare the various parameters derived ADC of breast tumors to evaluate possible predictors of response to neoadjuvant chemotherapy pathology. Methods : a retrospective study of 56 patients with locally advanced breast carcinoma who underwent MRI prior to neoadjuvant chemotherapy. Multiple ADC measurement methods were performed and the validity of the measures was studied by calculating the area under the ROC curve and setting up the sensitivity and specificity values. The data of different measurements were analyzed using ANOVA test. To evaluate the interobserver variability was used Kappa test. Results: The different measurements of ADC values of tumors showed no statistically significant difference between the responder group and the group with no response. None of the analyzed parameters can be suggested as predictor of response. There was no significant difference in obtaining the various parameters derived from the ADC either measuring a single slice, at the central region of the lesion or measuring the whole lesion (volumetry). Conclusion: The different parameters derived from the measurement of the ADC prior to neoadjuvant chemotherapy do not predict response to therapy in patients with locally advanced breast cancers..

Os sarcomas ósseos representam uma proporção significativa de tumores na faixa etária pediátrica, ainda apresentando um quadro desafiador devido a sua significativa taxa de morbimortalidade. Pesquisas para o desenvolvimento de novas modalidades terapêuticas e para o desenvolvimento de métodos que identifiquem características da doença que possam permitir melhor estratificação dos pacientes através de dados clinicamente relevantes para individualizar as condutas clínicas são necessárias. Dentro deste contexto surge o conceito de radiômica, que visa extrair dados clinicamente relevantes a partir de imagens médicas. Entretanto, para colocar a radiômica em prática, é necessário selecionar, nas imagens médicas, as áreas de interesse referentes às patologias estudadas, e este processo se denomina segmentação. O objetivo primário deste estudo foi avaliar a reprodutibilidade intra e inter-observador da segmentação manual de sarcomas ósseos em imagens de ressonância magnética (RM). Como objetivo secundário, foi avaliada a capacidade da segmentação semiautomática em reduzir o tempo necessário para segmentação, mantendo similaridade com a segmentação manual. O estudo foi realizado de forma retrospectiva com inclusão de pacientes com diagnóstico de osteossarcoma ou sarcoma de Ewing confirmado por estudo histopatológico e que tivessem imagens de RM realizadas no Hospital Universitário de nossa Instituição realizadas previamente a qualquer intervenção terapêutica. Três médicos radiologistas, de forma independente e às cegas em relação as demais segmentações e em relação ao resultado histopatológico, realizaram a segmentação manual dos contornos destes tumores utilizando o software 3DSlicer, permitindo que fosse realizada avaliação da reprodutibilidade interobservador. Um dos radiologistas realizou uma segunda segmentação manual dos mesmos casos, possibilitando a avaliação da reprodutibilidade intraobservador, e, ainda, uma terceira segmentação foi realizada, utilizando metodologia semiautomática, disponível no software mencionado. Para a análise estatística, foi utilizado o coeficiente de similaridade de Dice (DICE), a distância Hausdorff (DH), comparações de volumes e análises dos intervalos de tempo necessários para realização das segmentações. Os parâmetros avaliados demonstraram haver boa reprodutibilidade intraobservador, com DICE variando entre 0,83 a 0,97; e distância Hausdorff variando entre 3,37 a 28,73 mm. Também foi demonstrada boa reprodutibilidade interobservador com DICE variando entre 0,73 a 0,97; e distância Hausdorff variando entre 3,93 a 33,40 mm. A segmentação semiautomática demonstrou boa similaridade em relação à segmentação manual (DICE variando entre 0,71 a 0,96 e DH variando entre 5,38 a 31,54 mm), havendo redução significativa do tempo necessário para segmentação. Entre todas as situações comparadas, os volumes não apresentaram diferenças estatisticamente significativas (p-valor>0,05). / Bone sarcomas represent a significant proportion of tumors in the pediatric age group and they still are a challenge due to their significant morbidity and mortality rates. Reseaches are important for the development of new therapeutic modalities and for the development of methods that identify features that allow better stratification of the patients with theses diseases for individualization of their treatments. In this context emerges the concept of radiomics, which is the process of extraction of clinically relevant data from medical images. It is important to segment the areas of interest im medical images for the pratice of this process. The primary objective of this study was to evaluate the intra- and interobserver reproducibility of manual segmentation of bone sarcomas on magnetic resonance imaging (MRI). As a secondary objective, it was evaluated if the semiautomatic segmentation could be similar to manual segmentation and if the semiautomatic method could reduce the time required for segmentation. The study was performed retrospectively with the inclusion of patients with osteosarcoma or Ewing sarcoma confirmed by histopathological study and who had MRI performed at the University Hospital of our Institution prior to any therapeutic intervention. Three radiologists, independently and blindly in relation to the other segmentations and in relation to the histopathological results, performed the manual segmentation of the contours of these tumors using 3DSlicer software, allowing an interobserver reproducibility evaluation. One of the radiologists performed a second manual segmentation of the same cases, allowing the evaluation of intraobserver reproducibility. A third segmentation was performed, using semi-automatic methodology, available in the mentioned software. For the statistical analysis, Dice similarity coefficient (DICE), Hausdorff distance (DH), comparisons between volumes and time intervals for segmentations were used. The parameters evaluated demonstrated a good intraobserver reproducibility, with DICE ranging from 0.83 to 0.97 and Hausdorff distance ranging from 3.37 to 28.73 mm. Good interobserver reproducibility was also demonstrated with DICE ranging from 0.73 to 0.97 and Hausdorff distance ranging from 3.93 to 33.40 mm. Semiautomatic segmentation demonstrated good similarity to manual segmentation (DICE ranging from 0.71 to 0.96 and HD ranging from 5.38 to 31.54mm), and there was significant reduction in the time required for segmentation. Among all the situations compared, the volumes did not present significant statistical differences (p-value> 0.05).

A visualização direta do movimento pulmonar é impossível. Os pulmões ficam apoiados na caixa torácica e, ao abri-la, os pulmões colapsam, perdendo suas funções. A única maneira de visualizar o movimento pulmonar é por meio de técnicas de imageamento. A ressonância magnética, comparada às demais formas de imageamento, é ideal para a este tipo de análise. Até o momento, a análise da respiração é feita por métodos globais, tais como espirometria e pletismografia. Desta forma, os resultados locais não podem ser avaliados. A observação do movimento pulmonar, identificando a contribuição de cada lóbulo, permitirá avaliar a eficiência no diagnóstico e tratamento de doenças pulmonares. Um grande desafio que envolve as pesquisas sobre imageamento médico é identificar se o algoritmo proposto apresenta os resultados esperados. Isto normalmente é feito pela comparação com um padrão ouro, que no trabalho em questão não está disponível, Neste trabalho, serão utilizadas sequências de imagens bidimensionais com grande redundância de informação, que serão utilizadas para validar os resultados obtidos. Este trabalho propõe um algoritmo para reconstruir a superfície diafragmática em movimento, associadas às imagens das sequências de RM coronal ou sagital. Inicialmente, todos os padrões respiratórios diafragmáticos são segmentados e um algoritmo encontra todos os registros temporais. Baseado nos registros temporais, são definidos os melhores instantes registrados e a superfície diafragmática será reconstruída. / It is impossible to visualize the lung movement directly. The lungs are sustained by the chest and collapses when opened. The only way to analyze it is by using imaging systems. The magnetic resonance, when compared to other medical imaging devices, is the ideal device for this kind of analysis. So far, the breathing analysis was evaluated globally, using spirometry or plethysmography and, as such, couldnt analyze locally. By observing the lungs movement directly, it will be possible to identify the contributions of each side of the lungs, enhancing the efficiency on diagnosis and treatment. One challenged posed on medical imaging topics is the consistency on the results of a proposed algorithm. Usually this is done by comparing with a gold standard, which is not available for this work. Several 2D sequences, with a large amount of redundancies, will be used to validate the results. This work proposes an algorithm to reconstruct the diaphragmatic surface in movement, associated with the images of MR sagittal and coronal sequences. Initially, all diaphragmatic respiratory patterns are segmented, and an algorithm finds all temporal registrations. Based on the temporal registrations, the best frames registered are defined and the lung surface is reconstructed.

A segmentação é uma etapa intermediária no registro e reconstrução 3D do pulmão. Geralmente, os métodos de segmentação são interativos e utilizam diferentes estratégias para combinar a expertise dos humanos e a velocidade e precisão dos computadores. A segmentação de imagens RM do pulmão é particularmente difícil devido à grande variação na qualidade da imagem. Dois métodos para a segmentação do contorno do pulmão são apresentados. No primeiro, uma análise individual de cada imagem da série de imagens RM é realizada, e a segmentação ocorre através de técnicas de limiarização e labeling. No segundo método, a respiração é associada a uma função respiração padrão, e através de técnicas de processamento de imagem 2D, detecção de bordas e transformada de Hough, padrões respiratórios são obtidos e, conseqüentemente, a posição dos pontos no tempo são estimados. Seqüências temporais de imagens RM são segmentadas, considerando a coerência no tempo. Desta forma, a silhueta do pulmão pode ser determinada em cada quadro, mesmo em quadros com bordas obscuras. A região do pulmão é segmentada em três etapas, neste método: uma máscara contendo a região do pulmão é criada a partir do resultado do primeiro método de segmentação; a transformada de Hough é aplicada exclusivamente aos pixels da máscara em diversos planos; o contorno do pulmão é extraído do resultado da transformada de Hough utilizando os contornos ativos. O formato da máscara pode ter uma grande variação, e a transformada de Hough modificada pode lidar com essa variação. Os resultados obtidos pelos dois métodos são comparados. / The segmentation of the lung is an intermediary step towards its registry and 3D reconstruction. Usually, segmentation methods are interactive and make use of different strategies to combine the expertise of the human and the computers accuracy and speed. Segmentation of lung magnetic resonance (MR) images is particularly difficult because of the large variation in image quality. Two methods for the lung contour segmentation are presented. In this first method, an individual analysis of each image in the series approach is taken, and the segmentation is made through thresholding and labeling techniques. In the second method, the breathing is associated to a standard respiratory function, and through 2D image processing, edge detection and Hough transform, respiratory patterns are obtained and, consequently, the position of points in time are estimated. Temporal sequences of MR images are segmented by considering the coherence in time. This way, the lung silhouette can be determined in every frame, even on frames with obscure edges. The lung region is segmented in three steps: a mask containing the lung region is created from the results of the first method; the Hough transform is applied exclusively to mask pixels in different planes; and the lung contour is created from the results of the Hough transform through active contours. The shape of the mask can have a large variation, and the modified Hough transform can handle such a shape variation. Results from both methods are compared.

O presente trabalho aborda o estudo de correlações entre estrutura e propriedade de uma nova composição de vidros fluorofosfato. O trabalho compreende na síntese e caracterização de vidros fluorofosfatos com a seguinte composição: [80Ba(PO3)2 - 20Al(PO3)3]1-x[80BaF2 - 20AlF3]x(0 ≤ x ≤ 40 - mol%).Ressonância Magnética Nuclear e Espalhamento Raman são técnicas indicadas no estudo estrutural de materiais amorfos, como por exemplo, os vidros. Através dos resultados obtidos por difração de raios-X (DRX) e análise térmica diferencial (DTA) confirmam a formação de um sólido amorfo com concentrações de íons fluoretos de até 30 mol%. No entanto, a partir dos resultados da quantificação dos íons fluoretos via 19F RMN sugerem que houve uma quantidade significativa de perda de fluoreto ou ainda troca dos íons fluoretos por óxidos. Os espectros de 31P e Raman indicam uma gradual conversão das unidades Q2m em Q1m com o aumento de x. 19F RMN indica que os átomos de flúor estão em dois ambientes químicos distintos, onde os íons fluoretos estão ligados com átomos de fósforo ou distribuídos em um ambiente misto de Al/Ba. Resultados obtidos via 19F{31P}-REDOR confirmam a formação da ligação P-F. Os espectros de 27Al mostram a predominância dos átomos de alumínio com geometria octaédrica e ainda os resultados de 27Al{31P}-REDOR sugerem uma coordenação preferencial dos Al com unidades fosfato. Através dos resultados dos acoplamentos dipolares homonucleares via 31P{31P}-DRENAR corroboram com a deconvolução dos espectros de 31P na atribuição das espécies Q1m e Q2m. / In this work was studied the development of structure/property correlations for new fluorophosphate glasses compositions: [80Ba(PO3)2 - 20Al(PO3)3]1-x[80BaF2 - 20AlF3]x(0 ≤ x ≤ 40 - mol%). Most suitable techniques for the structural analysis in case of disordered and amorphous material are Nuclear Magnetic Resonance (NMR) Spectroscopy and Raman scattering. Results from X-ray diffraction (XRD) and differential thermal analysis (DTA) reveal that amorphous samples were obtained for all glass compositions up to x ≤ 30. However, the fluorine quantification via 19F MAS NMR suggests significant fluoride loss and/or fluoride/oxide replacement. Both 31P and Raman results indicate gradual conversion of Q2m units to Q1m units with increasing the fluorine concentration. 19F MAS NMR spectra indicate fluorine atoms in two different chemical environments bonded wither covalently to P-atoms or located in a mixed Al/Ba environment. The P-F assignment is confirmed by 19F{31P}-REDOR experiments. 27Al NMR spectra shows dominantly six-coordinated aluminium, and the 27Al{31P}-REDOR data suggest nearly exclusive coordination of Al with phosphate species. The dipolar coupling constant obtained by 31P{31P}-DRENAR are roughly consistent with 31P spectral deconvolution suggesting the presence of Q1and Q2 species.