Na prática intervencionista, a ultrassonografia intravascular (USIV) é usada para se obter informações quantitativas e qualitativas do acometimento aterosclerótico, de forma complementar à angiografia. Esta tese teve como objetivos explorar a característica tomográfica do exame de USIV, bem como sua dinâmica dentro do ciclo cardíaco. Para isso, desenvolvemos técnicas de processamento de imagens médicas. Primeiramente, investigamos a reconstrução tridimensional da coronária baseando-nos apenas nas imagens de USIV, ou seja, sem a angiografia, como é feita a reconstrução atualmente. Na análise da dinâmica, fizemos um estudo para dispor volumes da coronária em diferentes fases do ciclo cardíaco de forma que estivessem alinhados espacialmente. Como consequência dos tratamentos propostos anteriormente, realizamos estudos sobre a quantificação de propriedades mecânicas dentro das condições oferecidas no intervalo de um ciclo cardíaco. As metodologias propostas foram aplicadas em simulações numéricas desenvolvidas neste trabalho e em exames reais. Obtivemos resultados compatíveis com os objetivos iniciais para reconstrução tridimensional da USIV em simulações numéricas. Na análise da dinâmica, a reconstrução de volumes em diferentes fases do ciclo e o alinhamento espacial possibilitaram a quantificação da variação setorial de volume da luz do vaso durante o ciclo cardíaco / In percutaneous coronary interventions, intravascular ultrasound (IVUS) examination is used to retrieve quantitative and qualitative information about the atherosclerotic plaque progression, complementary to angiography examination. This thesis has as objectives to explore the tomographic characteristic of the IVUS examination, as well as its dynamics within a cardiac cycle. For that purpose, medical image processing techniques were developed. Firstly, we have investigated how to reconstruct the tridimensional coronary based only on IVUS images, that is, without angiography, as it is done nowadays. Regarding dynamic analysis, we have studied models to build volumes of the coronary in distinct phases of the cardiac cycle in a spatial aligned way. Conversantly, as a consequence of the previous image processing methods, we have studied the quantification of mechanical properties of the vessel wall within a cardiac cycle. The methodologies proposed were applied in numeric phantoms developed in this work and also in real IVUS examinations. As result, tridimensional reconstruction was successful in the numeric phantom approach. In dynamics analysis, the reconstruction in distinct cardiac phases and volumes spatial alignment enabled the quantification of lumen volume variation during the cardiac cycle

Este trabalho é em parte baseado no livro The Stability and Control of Discrete Processes de Joseph P. LaSalle. Nós estudamos equações como x(n+1) = T(x(n)), onde T : \' R POT. m\' \' SETA\' \'R POT. m\' é uma aplicação contínua, com o sistema dinâmico associado \'PI\' (n,x) := \' T POT. n\' (x). Nós fornecemos condições suficientes para a estabilidade de equilíbrios usando o método direto de Liapunov. Também consideramos sistemas discretos da forma x(n+1)=T(n, x(n),\'lâmbda\' ) dependendo de uma parâmetro \' lâmbda\' e apresentamos resultados obtendo estimativas de atratores. Finalmente, nós apresentamos algumas simulações de sistemas acoplados como uma aplicação em sistemas de comunicação / This work is in part based on the book The Stability and Control of Discrete Processes of Joseph P. LaSalle. We studing equations as x(n+1) = T(x(n)), where T : \' R POT.m\' \' ARROW\' \' \' R POT.m\' is continuous transformation, with the associated dynamic system \'PI\' (n,x) := \' T POT.n\' (x). We provide suddicient conditions for stability of equilibria, using Liapunov direct method. We also consider nonautonomous discrete systems of the form x(n + 1) = T(n, x(n), \' lâmbda\') depending on the parameter \'lâmbda\' and present results obtaining uniform estimatives of attractors. We finally we present some simulations on synchronization of coupled systems as an application on communication systems

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5369.pdf: 9612866 bytes, checksum: 5042244a0ce446b39888368498a1bff3 (MD5) Previous issue date: 2013-05-08 / Financiadora de Estudos e Projetos / The evolution of ubiquitous computing, techniques for handling continuous media and composition, representation and presentation of multimedia objects, among other areas of information technology and communication, enable the exploration and study of interesting results that can be achieved with the incorporation of these technologies in different areas of knowledge and application. The areas of Electronic Learning (EE) and Massive Online Open Courses (MOOC) were chosen to perform this kind of study and exploration. Besides providing a rich environment for research in education, the work required applied research in ubiquitous computing, human-computer interaction and multimedia systems. The work also included the development and improvement of prototypes, particularly presentation machines and capture & access systems for human activities. As a byproduct, it presents an intrumentalized classroom which can perform the ubiquitous capture of multimodal educational presentation for further generation of an equivalent multimedia learning object. These learning objects can be accessed via Learning Management System (LMS) on the Web in an asynchronous way or in synchronous sessions with professors/tutors/students. The multimedia learning objects may be used in MOOCs and as support for classroom learning. Moreover, the log of users interactions with the objects can provide clues for improvement in the educational presentation. / A evolução da computação ubíqua, das técnicas de manipulação de mídia contínua e da composição, representação e apresentação de objetos multimídia, entre outras áreas das tecnologias da informação e comunicação, viabilizam a exploração e o estudo de resultados interessantes que podem ser alcançados com a incorporação dessas tecnologias em diferentes áreas de conhecimento e de aplicação. Escolheu-se as áreas de Electronic Learning (EE) e Massive Online Open Courses (MOOC) para se realizar esse tipo de estudo e exploração. Além de propiciar um rico ambiente para pesquisas em educação, o trabalho requereu a elaboração de pesquisa aplicada em computação ubíqua, interação humano-computador e sistemas multimídia. O trabalho também envolveu o desenvolvimento e aperfeiçoamento de protótipos, particularmente de máquinas de apresentação e sistemas para captura & acesso de atividades humanas. Como subproduto, é apresentada uma sala de aula instrumentada capaz de realizar a captura ubíqua de apresentações educacionais multimodais para posteriormente transformá-las em objetos de aprendizagem multimídia. Esses objetos de aprendizagem podem ser acessados pela Web, via Learning Management System (LMS), tanto de forma assíncrona como em sessões síncronas entre professores/tutores/alunos. Os objetos de aprendizagem multimídia podem ser utilizados em qualquer contexto educacional (como MOOCs e no apóio ao ensino presencial). Além disso, pode-se utilizar o log das interações dos usuários com os objetos para encontrar possíveis alvos de melhoria nas apresentações educacionais.

Este trabalho é em parte baseado no livro The Stability and Control of Discrete Processes de Joseph P. LaSalle. Nós estudamos equações como x(n+1) = T(x(n)), onde T : \' R POT. m\' \' SETA\' \'R POT. m\' é uma aplicação contínua, com o sistema dinâmico associado \'PI\' (n,x) := \' T POT. n\' (x). Nós fornecemos condições suficientes para a estabilidade de equilíbrios usando o método direto de Liapunov. Também consideramos sistemas discretos da forma x(n+1)=T(n, x(n),\'lâmbda\' ) dependendo de uma parâmetro \' lâmbda\' e apresentamos resultados obtendo estimativas de atratores. Finalmente, nós apresentamos algumas simulações de sistemas acoplados como uma aplicação em sistemas de comunicação / This work is in part based on the book The Stability and Control of Discrete Processes of Joseph P. LaSalle. We studing equations as x(n+1) = T(x(n)), where T : \' R POT.m\' \' ARROW\' \' \' R POT.m\' is continuous transformation, with the associated dynamic system \'PI\' (n,x) := \' T POT.n\' (x). We provide suddicient conditions for stability of equilibria, using Liapunov direct method. We also consider nonautonomous discrete systems of the form x(n + 1) = T(n, x(n), \' lâmbda\') depending on the parameter \'lâmbda\' and present results obtaining uniform estimatives of attractors. We finally we present some simulations on synchronization of coupled systems as an application on communication systems

Na prática intervencionista, a ultrassonografia intravascular (USIV) é usada para se obter informações quantitativas e qualitativas do acometimento aterosclerótico, de forma complementar à angiografia. Esta tese teve como objetivos explorar a característica tomográfica do exame de USIV, bem como sua dinâmica dentro do ciclo cardíaco. Para isso, desenvolvemos técnicas de processamento de imagens médicas. Primeiramente, investigamos a reconstrução tridimensional da coronária baseando-nos apenas nas imagens de USIV, ou seja, sem a angiografia, como é feita a reconstrução atualmente. Na análise da dinâmica, fizemos um estudo para dispor volumes da coronária em diferentes fases do ciclo cardíaco de forma que estivessem alinhados espacialmente. Como consequência dos tratamentos propostos anteriormente, realizamos estudos sobre a quantificação de propriedades mecânicas dentro das condições oferecidas no intervalo de um ciclo cardíaco. As metodologias propostas foram aplicadas em simulações numéricas desenvolvidas neste trabalho e em exames reais. Obtivemos resultados compatíveis com os objetivos iniciais para reconstrução tridimensional da USIV em simulações numéricas. Na análise da dinâmica, a reconstrução de volumes em diferentes fases do ciclo e o alinhamento espacial possibilitaram a quantificação da variação setorial de volume da luz do vaso durante o ciclo cardíaco / In percutaneous coronary interventions, intravascular ultrasound (IVUS) examination is used to retrieve quantitative and qualitative information about the atherosclerotic plaque progression, complementary to angiography examination. This thesis has as objectives to explore the tomographic characteristic of the IVUS examination, as well as its dynamics within a cardiac cycle. For that purpose, medical image processing techniques were developed. Firstly, we have investigated how to reconstruct the tridimensional coronary based only on IVUS images, that is, without angiography, as it is done nowadays. Regarding dynamic analysis, we have studied models to build volumes of the coronary in distinct phases of the cardiac cycle in a spatial aligned way. Conversantly, as a consequence of the previous image processing methods, we have studied the quantification of mechanical properties of the vessel wall within a cardiac cycle. The methodologies proposed were applied in numeric phantoms developed in this work and also in real IVUS examinations. As result, tridimensional reconstruction was successful in the numeric phantom approach. In dynamics analysis, the reconstruction in distinct cardiac phases and volumes spatial alignment enabled the quantification of lumen volume variation during the cardiac cycle