Orientadores: Michel Daoud Yacoub, Ugo Silva Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T07:39:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Krishnan_Aravind_M.pdf: 14799172 bytes, checksum: ef1f7ee0181d66e5163ba0926643ca9e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Esta tese apresenta os resultados de medidas de campo conduzidas na freqüência de 5.5 GHz, com o objetivo de caracterizar os parâmetros do modelo de desvanecimento alpha-mu. Mais especificamente, uma quantidade de situações é investigada para se determinar a densidade de probabilidade e a função de autocorrelação destes parâmetros. O range de valores possíveis são então sugeridos baseado nos dados empíricos. Adicionalmente, as variações instantâneas da magnitude dos parâmetros correspondentes são mostradas em função do deslocamento do receptor ao longo do percurso. Os resultados provêem informações importantes sobre a utilidade prática do modelo alpha-mu mostrando, em seguida, que as estatísticas do sinal recebido se distanciam bem daquelas dos modelos conhecidos / Abstract: This thesis presents the results of field trial measurements conducted at a frequency of 5.5 GHz in order to characterize the parameters of the !-? fading model. More specifically, a number of situations are investigated in which the probability density function and the autocorrelation function of these fading parameters are described. The ranges of possible practical values of the parameters are then suggested as an outcome of the empirical data. In addition, the instantaneous magnitude variations of corresponding parameters are shown as a function of the receiver position along the path. The results provide important information about the practical usefulness of the !-? fading model, showing, in addition, that the received signal statistics greatly departs from the well known statistical models / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Celso Kazuyuki Morooka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-03T22:12:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franco_KarinaPereiraMotta_M.pdf: 1553663 bytes, checksum: 57775c8a7e9fd94bfa040f81127ca4d3 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Os investimentos iniciais para o desenvolvimento de campos petrolíferos no mar estão cada vez maiores e as alterações nas tomadas de decisões referentes a um novo projeto estão com menor flexibilidade devido às descobertas de campos localizados em lâminas d¿água cada vez mais profundas. O risco relacionado com o desenvolvimento desses campos é causado pela necessidade de se tomar decisões num ambiente de incertezas, já que as informações relacionadas ao novo projeto mínimas. Com a obtenção das informações relacionadas a um novo campo, o seu desenvolvimento é realizado em diferentes etapas, são elas: planejamento, seleção, execução, operação e abandono. O planejamento se inicia logo após a descoberta de petróleo em uma determinada região (considerando que haja um bom volume de óleo existente) onde vários cenários são projetados para que na próxima etapa possa selecionar uma dessas opções, mas estas seleções podem ser alteradas até que finalmente haja uma definição absoluta de qual cenário deverá entrar em execução. Por último o campo deve ser abandonado após seus anos de vida útil em operação. A presente pesquisa engloba a primeira etapa do desenvolvimento de um campo, ou seja, o planejamento. A dificuldade em escolher um bom sistema marítimo de produção de óleo está ligada a aspectos técnicos, econômicos, ambientais e políticos. O sucesso de um projeto de sistema marítimo de produção depende muito da experiência acumulada pelos engenheiros durante o exercício de suas atividades. Este trabalho propõe um ambiente inteligente para otimizar a escolha dentre alternativas em projeto de sistemas marítimos de produção através do uso do conhecimento especialista sobre processos e procedimentos técnicos e ambientais que envolvem a produção de óleo e gás. Para a modelagem do conhecimento especialista e para o desenvolvimento do sistema inteligente utilizou-se a teoria de conjuntos nebulosos e raciocínio aproximado / Abstract: The initial investments for the development of offshore oilfields are always increasing and the alterations in the taking decision making stage for a new Project are less flexible due to the Discovery of fields located in ultra deep waters. The risk related with the development of these fields is caused by the necessity of making decisions in an environment of uncertainties, since the information related to the new projects is minimum. With the attainment of the information related to a new field, its development is carried out through different stages, namely: planning, selection, execution, operation and abandonment. The planning is initiated soon after the discovery of oil in a determined region (considering that it has a good volume of existing oil) where some scenarios are projected so that in the next stage one of these options can be selected, but these selections can be modified until finally there is an absolute definition of which scenarios will have to enter in execution. Finally the field must be abandoned after years on operation. This work englobes the first stage of the development of a field, that is, the planning. The difficulty in choosing a good offshore oil production system is on the aspects technology, conomic, environment and politics. The success of a design of offshore petroleum production system is highly dependent on the accumulated expertise of engineers during their professional activities. The present work proposes an intelligent system to optimize the selection task among alternatives in designing of offshore production systems through the use of the expert knowledge related to technical and environmental process, and operational procedures involving oil and gas production. Fuzzy sets theory and approximated reasoning are used to model the expert knowledge and to develop the intelligent system here presented / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Norian Marranghello / Banca: Adilson Gonzaga / Banca: Rodrigo Capobianco Guido / Resumo: A presença de sistemas automatizados é cada vez mais comum para as pessoas. Seus exemplos vão desde máquinas de lavar, que executam praticamente todo o processo de lavagem e secagem de roupas, até linhas de produção em fábricas dos mais diversos produtos. Esses são exemplos de aplicações que exigem pouca interferência humana no processo, já que as etapas realizadas pelos sistemas são bem definidas e iterativas. Porém, outros tipos de processos podem exigir capacidade de discernimento daquele - ou daquilo - que os executam. Para automatizar esse tipo de processo uma das alternativas é o uso de técnicas de inteligência artificial. Esse trabalho visa realizar uma análise comparativa entre técnicas de inteligência artificial, quais sejam Redes Neurais Artificiais e Máquinas de Vetores de Suporte. Com essa análise espera-se estabelecer qual técnica é mais vantajosa para implementação em hardware de sistemas inteligentes, por meio do uso das principais métricas de projeto de circuitos digitais: tamanho do circuito gerado, consumo de energia e desempenho. Para tanto, foram realizados diversos testes com técnicas de pré-processamento e extração de características das imagens para determinar requisitos necessários para o funcionamento do sistema. A partir desses requisitos foram implementadas diversas arquiteturas de sistemas inteligentes para obter-se o classificador mais adequado para resolver o problema. Por fim, o classificador escolhido foi implementado em FPGA na forma de um módulo, o qual se integrará a um sistema maior, para interpretação de imagens digitais para detecção de ervas daninhas em plantações de soja / Abstract: Automated systems have become common for people. Examples range from washing machines, which perform almost the entire cloth washing and drying process, to the production of many products. These are examples of applications that require modest human interference, since the steps taken by the systems are well defined and iterative. However, other processes may require a capacity of judgment of the natural or artificial system performing them. An alternative to automate this kind of process is the use of artificial intelligence techniques. This study aims at a comparative analysis of artificial intelligence techniques, namely Artificial Neural Networks and Support Vector Machines. With this analysis we hope to establish which technique is more advantageous for hardware implementation of an intelligent system, through the use of key metrics for digital circuit design: circuit size, power consumption and performance. Therefore, several tests were performed with image preprocessing and feature extraction techniques to determine requirements for system operation. From these requirements, various architectures for intelligent systems were implemented to obtain the most appropriate classifier to solve the problem. Finally, the chosen classifier was implemented in FPGA as a module to fit into a larger system for digital image interpretation for the detection of weeds in crops of soybeans / Mestre

Introdução: EpiDoc® é um modelo para transferência de conhecimento na área de metodologia da pesquisa. Está baseado no conceito de estratégias de colaboração para a aprendizagem (learning communities ou communities of practice) mediante a união de esforços entre os interesses comuns de um grupo de profissionais. O objetivo deste projeto é desenvolver uma plataforma de comunicação para a transferência de conhecimento e desenvolvimento de competências em uma comunidade de prática de metodologia da pesquisa em saúde. Métodos:. A plataforma de comunicação está desenvolvido com a tecnologia de páginas de servidor ASP (Active Server Pages), interagindo com uma base de dados Microsoft SQL Server 2000. Na fase da avaliação, tomou-se uma amostra de 38 pessoas para responder a pesquisa de opinião de 84 perguntas que inclui as diferentes áreas a avaliar como são os conteúdos, a tecnologia, o ambiente educativo, os problemas e dificuldades, assim como os elementos positivos do processo de aprendizagem. Resultados: A plataforma divide-se basicamente em 2 zonas, uma pública e outra privada, e pode ser observado em inglês, espanhol e português. A plataforma conta com os seguintes módulos: Controle de acesso; biblioteca; administração de cursos; apresentações; assinatura de usuários para distribuição eletrônica de materiais educativos; correio eletrônico e correio massivo; salas virtuais de Chat; foros de discussão; manipulação de documentos entre tutores e usuários; aplicação de provas de avaliação para os usuários; geração automática de certificados; métricas e relatórios de atividades. A avaliação foi feita com uma amostra de 38 estudantes de um curso de Epidemiologia Clínica. O 94 % dos estudantes ficaram satisfeitos ou muito satisfeitos com a experiência de aprendizagem. O 95% considerou que tinha adquirido novas habilidades de comunicação e colaboração ao estudar por meio virtual. Para o 76% facilitou-se o trabalho em equipe, assim como para o 84% melhorou a capacidade para aprender dos demais, interagindo entre outros. Conclusão: EpiDoc® utiliza uma plataforma ou mecanismo de comunicação baseado em tecnologias modernas por meio de Internet. Os resultados em geral confirmam que as novas tecnologias aplicadas ao processo de ensino da metodologia da pesquisa são bem recebidas por parte dos estudantes. Há uma atitude positiva em relação ao fato de incorporar esta modalidade em seus cursos regulares. / Introduction: Epidoc® is a model for the transference of knowledge in the field or research methodology. It is based on the concept of collaboration strategies for learning (learning communities or communities of practice) by the joint effort among common interests of a professional group. The objective of this project is to develop a communication platform for the knowledge transference and developing of competences in a community which practices the Research Methodology in the health field. Methods: The communication platform was designed with a technology of ASP (Active Server Pages) interacting with a Microsoft SQL Server 2000 data base. For the evaluation phase a sample of 38 people was taken to answer an opinion questionnaire of 84 questions which include the different areas to evaluate such as the contents, the technology, the learning environment, the problems and the difficulties and also all the positive elements of the learning process. Results: The communication platform is divided in two zones, one public and one private and is available in three different languajes: English, Spanish and Portuguese. The platform contains the following modules: access control; library; courses administration; presentations; subscriptions for electronic distribution of educational materials; electronic and massive mail; Chat virtual rooms; discussion forums; documents management between users and mentors; implementation of evaluation test for the users; generation of certificates; metrics and activities reports. The evaluation was implemented with a sample of 38 students from a Clinical Epidemiology course. 94% of the students were satisfied or very satisfied by the learning experience. 95% considered that they had acquired new communication and collaboration abilities at studying by the virtual way. For 76% the group work was eased as for 84% noticed an improve capacity to learn form the others, interacting among others. Conclusion: EpiDoc uses a platform of communication based in modern technologies by theinternet. In general, the results confirm that the new technologies applied to the teaching process of research methodology are very welcomed by the students. They have a positive attitude toward the fact of incorporating this modality in their regular courses.

Os objetivos deste trabalho foram desenvolver um dispositivo apontador, com as mesmas funções de um mouse, controlado pelo movimento da cabeça, e comparar a eficiência do dispositivo proposto, utilizando o controle do cursor do computador no modo absoluto e relativo (joystick), operado por dez indivíduos tetraplégicos e por dez indivíduos sem acometimento neuromuscular. A maioria dos parâmetros estudados apresentou diferença significativa, entre as situações de controle absoluto e relativo, para os indivíduos de ambos os grupos, evidenciando que os parâmetros medidos no modo absoluto foram melhores que os medidos no modo relativo. O dispositivo apontador emula adequadamente as funções de deslocamento do cursor, mostrando que o modo de controle absoluto é mais eficiente que o modo de controle relativo / The objectives of this study were to develop a head controlled pointer device with mouse functions and compare its performance when operated in absolute versus relative (joystick like) modes by ten quadriplegic subjects and ten people without neuromuscular impairment. The device was composed of a video camera, a computer program and a reflective paper target attached to a cap which was then placed on the user´s head. Most of the measured parameters revealed a significant difference between the control modes, favouring the absolute one, for both studied groups. The developed head pointer adequately emulates the computer cursor displacement, with the absolute control mode being functionally more efficient than the relative control mode in this study.

A escala de Basso, Beattie e Brenahan (BBB) serve para avaliação da recuperação locomotora em ratos com lesão medular nos níveis torácicos. É baseada em critérios observacionais da movimentação do animal durante a marcha e atribui uma pontuação de 0 a 21 segundo a gravidade da lesão neurológica. Menor pontuação, maior gravidade. Tal escala pode ser aplicada de modo livre, em que o pesquisador observa o rato e emite uma nota; pode ser aplicada de modo dirigido, em que o pesquisador segue uma sequência de perguntas pré-estabelecidas e atribui uma nota; ou de modo automatizado, em que as respostas à mesma sequência de perguntas são fornecidas a um programa de computador, que emitirá uma nota com o grau de lesão. Trabalhos já publicados mostram que existe variação interobservadores na aplicação desta escala. O objetivo do trabalho foi avaliar a utilização de um programa de computador para auxiliar os pesquisadores na atribuição de notas na aplicação da escala BBB e comparar as notas obtidas por esses pesquisadores quando o fazem de modo livre, dirigido e utilizando um programa automatizado. Para testar o programa, foi realizada lesão medular padronizada em 12 ratos Wistar utilizando-se metodologia da New York University - Impactor System. Na sequência, filmou-se a movimentação dos ratos para aplicação da escala BBB no 28o dia. Foram convocados oito pesquisadores do laboratório de estudos de trauma raquimedular da Universidade de São Paulo. As avaliações de dois chefes do laboratório, com 15 anos de experiência na aplicação da escala, foram consideradas o padrão ouro na avaliação. Seis pesquisadores receberam as filmagens dos ratos com o objetivo de aplicar a escala BBB nas três metologias: livre, dirigida e automatizada, com 15 dias de intervalo entre as avaliações. A ordem da aplicação da escala foi randomizada entre os pesquisadores e a ordem dos ratos, nas análises das filmagens, também foi variada para evitar a memorização por parte dos pesquisadores. Os resultados interavaliadores e entre os métodos mostraram-se similares. A comparação dos resultados entre os seis pesquisadores e os dois considerados padrão ouro mostrou diferença para dois pesquisadores nos métodos livre e dirigido. Concluiu-se que a aplicação da escala BBB pelo modo automatizado não apresentou diferença em relação ao padrão ouro para todos os avaliadores, e que, quando feita pelo modo livre, dirigido e automatizado, não apresentou diferença em relação ao padrão ouro, considerando a média dos avaliadores em cada método / The BBB is an evaluation scale in the locomotor recovery in rats presenting thoracic medullar injury. It is based on observation criteria of animal movement while walking, and a provides a score ranging from 0 to 21 according to the severity of the neurological injury. The lower the score, the higher the severity. Such scale can be applied by using a free system of analysis, that is, when the researcher observes the rat and gives a score. The evaluation can also be made in an assisted way, where the researcher follows a series of pre-established questions and then gives a score,or in an automated manner, where the answers to the same sequence of questions are provided to a computer program, which provides a score with the degree of injury. Published research shows that there is a interobserver variation in the scale application The objective of the present study was to evaluate the use of a computer program for helping researchers in the scoring by the BBB scale, and comparing these grades obtained when they are making a free evaluation, in an assisted evaluation and while using a computer program. In order to test the program, a standardized spinal cord injury was performed in 12 Wistar rats in accordance with the methodology proposed by the New York University - Impactor System. Then, the rat movements were filmed on the 28th day, so that the Basso, Bettie and Bresnahan scale could be applied. Eight researchers working in the spinal cord injury laboratory in the University of São Paulo were invited for the study. Two heads of the laboratory, with a fifteen year-experience in the usage and application of the scale, were considered to be gold standard in the evaluation. Six researchers were shown the films and asked to apply the BBB scale by the three methodologies: free, assisted and computerized, with a fifteen-day interval between evaluations. The scale application order was randomized among the researchers as well as the order of the rats in the film analysis so as to avoid memorization on the part of the researchers. Results proved to be similar between researchers and methods. The comparison of results among the six researchers and the gold standard ones showed discrepancies in two of the researchers in the free and assisted methods of analysis. It was concluded that the BBB scale evaluated through the computer method was no different than the gold standard for all the researchers. When the analysis was performed using the free, assisted and computer-assisted methods, no difference was observed in relation to the gold standard considering the mean values in each method

Este trabalho identifica o Código de Ética e Prática Profissional da engenharia de software como o conjunto de práticas para consideração de fatores humanos na engenharia de software. A seguir, estende o Kernel da especificação Essence, e o utiliza para conduzir a aplicação desse conjunto de práticas. A prova de conceito indica que o conjunto de práticas identificadas não garante a consideração de fatores humanos na engenharia de software. Considerar a ética nas interações existentes na empreitada de engenharia de software não é um simples caso de utilização de checklists como forma de verificar o que deve ser feito para certificar que algo foi realizado. Considerar a ética é mais do que isso. É necessário que todas as pessoas tenham consciência da importância da ética, do respeito de um ao outro e à sociedade. / This text identifies the Software Engineering Code of Ethics and Professional Practice as a set of practices to consider human factors in software engineering. Afterwards, it extends the Kernel of the Essence specification, and applies it to steer the use of this set of practices. The proof of concept indicates that the identified set of practices does not ensure the consideration of human factors in software engineering. Considering ethics, in the interactions that are present in software engineering endeavor, is not a simple case of using checklists to ascertain what must be done to ensure that something was carried out. Taking ethics into consideration is more than that. It is imperative that all the people should become aware of how important ethics is, and so is the respect for each other and for the society. Keywords: This text identifies the Software Engineering Code of Ethics and Professional Practice as a set of practices to consider human factors in software engineering. Afterwards, it extends the Kernel of the Essence specification, and applies it to steer the use of this set of practices. The proof of concept indicates that the identified set of practices does not ensure the consideration of human factors in software engineering. Considering ethics, in the interactions that are present in software engineering endeavor, is not a simple case of using checklists to ascertain what must be done to ensure that something was carried out. Taking ethics into consideration is more than that. It is imperative that all the people should become aware of how important ethics is, and so is the respect for each other and for the society.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:57:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Klaus.pdf: 1117417 bytes, checksum: fa3282de1497f164dc8fc979216ed0e1 (MD5) Previous issue date: 2012-03-05 / Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior / The last decade or so has witnessed an ever-increasing growth in the study of very large complex networks related to different areas, such as biology, sociology, and the Internet. In this broad context, the concept of centrality offers a measure of the relative importance of nodes within a given complex network and is thus crucially important to network analysis. There are many different definitions of network centrality, which rank the relative importance of nodes using different criteria, depending on the targeted analysis. Among these, the traditional closeness centrality ranks the nodes by how close each node is to all other nodes in the network. In other words, the most central nodes according to a ranking based on closeness centrality are those best positioned for efficient diffusion processes, such as information or goods distribution as well as disease or rumor spreading, and so on. Nevertheless, computing closeness centrality in large complex networks is costly because it is necessary to determine the distance between all pairs of nodes in the network, thus requiring full knowledge of the network's topology. In centrality-based network analysis, the position of each node in the centrality ranking is typically more important than the particular centrality value associated to each node. Here, we present a fully distributed method capable of yielding different kinds of centrality, among them one which node ranking correlates strongly with the closeness centrality ranking, but being much cheaper than the traditional algorithm and not requiring full knowledge of the network's topology. Overall, our method is a simple yet efficient alternative for distributively determining the closeness centrality ranking, enabling a centrality-based analysis of large scale-free complex networks. / Os últimos anos tem mostrado um crescimento contínuo no estudo de redes complexas de grande porte relacionadas com diversas áreas de conhecimento, tais como Biologia, Sociologia, Economia, Internet, entre outras. Nesse contexto, o conceito de centralidade oferece uma medida da importância relativa dos nós que compõem uma rede complexa, sendo portanto de fundamental importância para a análise e estudo destas redes. Existem várias definições diferentes para centralidade em redes segundo a aplicação que pretendem, usando critérios distintos para ordenar a importância dos nós. Entre essas diferentes definições de centralidade, Closeness Centrality é uma das mais tradicionais e afere a importância de cada nó pela sua proximidade com todos os demais nós da rede. Dessa maneira, essa forma de centralidade avalia os nós melhor posicionados para realizar processos de difusão de forma eficiente na rede, sendo portanto de grande valia para análise de redes complexas com aplicações em diversas áreas. Entretanto, o cálculo deste tipo de centralidade apresenta um alto custo computacional, uma vez que é necessário que se calcule a distância entre todos os pares de nós da rede. Isso faz ainda que seja necessário conhecer completamente a topologia da rede para que seja possível calcular as distâncias entre os nós. Em virtude disso, o uso de Closeness Centrality se torna impraticável para redes de grande porte, comumente encontradas em diversas áreas do conhecimento. No entanto, em termos práticos, a ordem dos nós em função de sua centralidade é mais relevante do que os valores de centralidade em si. Assim, este trabalho apresenta um método distribuído que pode ser utilizado para calcular vários tipos de centralidades, entre elas uma cuja ordenação dos nós tem um alto grau de correlação com a ordenação obtida pelo uso de Closeness Centrality. O método proposto funciona de maneira totalmente distribuída, baseando-se em conhecimento local não necessitando do conhecimento completo da topologia da rede, e é computacionalmente menos custoso que o método tradicional. Estas características fazem com que o método proposto seja aplicável a redes complexas scale-free de grande porte, possibilitando uma aproximação eficiente da ordenação de Closeness Centrality a estas redes, como analisado nos resultados da dissertação.

Introdução: Escoliose é definida como um complexo desalinhamento tridimensional da coluna vertebral na qual há o aparecimento de uma curvatura lateral no plano coronal, normalmente associada com o aplanamento das curvaturas no plano sagital e rotação vertebral em seu eixo longitudinal. O padrão ouro para seu diagnóstico e monitoramento é a medida radiográfica pelo ângulo de Cobb, que possui como principais desvantagens o fato de não avaliar as curvas em três dimensões e expor os pacientes, principalmente os que estão em fase de crescimento, a consideráveis doses de radiação. Objetivo: Esta pesquisa teve como objetivo principal o desenvolvimento de um sistema de avaliação e representação da coluna vertebral em três dimensões, capaz de possibilitar ao usuário a análise quantitativa dos desvios da coluna vertebral nos planos coronal, sagital e transverso. São objetivos secundários estimar a precisão e a exatidão do sistema proposto, e avaliar a sua aplicabilidade a partir de um estudo de caso. Métodos: O Sistema desenvolvido, denominado de Spine 3D, é baseado no uso do controle de videogame Wiimote para rastrear LEDs infravermelhos que compõe um marcador multiplanar em uma cena, e tem como objetivo reconstruir em um ambiente 3D a pose das vértebras torácicas e lombares e, com isto, obter as variáveis angulares e de translação que descrevem seu alinhamento nos planos coronal, sagital e transverso. O experimento para a avaliação da exatidão e precisão consistiu em posicionar o marcador a 50 centímetros de distância do Wiimote, ambos alinhados em um mesmo plano. O marcador foi transladado em intervalos de 10 mm e rotacionado em 5°, 10°, 20° e 30° nos eixos X, Y e Z, com auxílio de um inclinômetro e um paquímetro digital. Os dados foram coletados a 100 Hz. A exatidão foi calculada comparando os resultados encontrados pelo sistema com os valores obtidos pelo inclinômetro e paquímetro digital. A precisão foi calculada a partir do desvio-padrão dos pontos coletados. Resultados: A exatidão média do sistema foi de 0,90° e 0,78mm. A precisão média do sistema foi de 0,62° e 0,42mm. Para o ângulo de Cobb na escoliose, a exatidão e precisão foram de 1,46° e 1,72°, e para a cifose torácica e lordose lombar, a exatidão e precisão foram de 2,82° e 1,60°, respectivamente. Durante o estudo de caso, a diferença entre o Spine3D e a radiografia, para o ângulo de Cobb foi de 1,3° para escoliose curva torácica e 2,24° para escoliose curva lombar. Conclusão: O sistema mostrou ter boa exatidão e precisão após os testes de validação interna. O estudo de caso sugere que a técnica possui potencial para aplicação clínica na avaliação dos desvios da coluna vertebral em três dimensões. / Introduction: Scoliosis is a complex three-dimensional malalignment of the vertebral column in which there is lateral curvature of the spine in the coronal plane, usually associated with flattening of the contour in the sagittal plane and rotation of the vertebrae around their longitudinal axes. Routine clinical analysis of the scoliotic spine is currently based on the radiographic measurement of Cobb angle. Although considered as the golden standard, it has the disadvantage of look over only the two-dimensional aspects of the curve and, over a period of years, the patient will be exposed to a large dose of radiation, especially in early onset curves. There is evidence that this may increase the risk of developing several types of cancer. Objective: This paper describes a new low-cost and radiation-free system to evaluate the three-dimensional aspects of scoliosis, and its concurrent validation in terms of accuracy and precision. Its applicability was tested in a case study. Methods: The system, named Spine3D, has the ability to track an infrared beacon equipped with LEDs (IRLED) to reconstruct the pose of each lumbar and thoracic vertebra in 3D space. The system also calculates the spine alignment to the coronal, sagittal and transverse planes. For accuracy and precision evaluation of the system, the beacon was positioned 50 cm away from the IR camera (Wiimote), aligned with in the same plane. The beacon was increasingly translated at 10 mm intervals and rotated at 5°, 10°, 20° and 30° on all three axes. The capture achieved rate was of 100 Hz roughly and accuracy was calculated comparing the results of Spine3D, digital paquimeter and digital inclinometer. Precision was considered as the standard deviation of the collected data. Results: The average accuracy obtained for the system is 0.90° and 0.78 mm, with precision of 0.62° and 0.42 mm. For Cobb angle calculations in coronal plane, accuracy and precision were of 1.46° and 1.72°, and for thoracic kyphosis and lumbar lordosis, the values were 2.82° and 1.60°. During the case study, the difference between the Cobb angle measured by Spine3D and radiography was 1.3° for thoracic scoliosis curve and 2.24° for lumbar scoliosis curve. Conclusion: The Spine3D system offers a non-invasive and radiation-free alternative for three-dimensional spine assessment and representation. Future studies should indicate if the measures taken by the Spine3D system have correlation with the Cobb angle measured by other methods.

Submitted by William Justo Figueiro (williamjf) on 2015-07-18T13:12:39Z No. of bitstreams: 1 49c.pdf: 7911969 bytes, checksum: 0676e3d66dd0b95277c5a1fef4af7376 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-18T13:12:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 49c.pdf: 7911969 bytes, checksum: 0676e3d66dd0b95277c5a1fef4af7376 (MD5) Previous issue date: 2011 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O constante aumento no volume de informações em diversas áreas do conhecimento, via produção de material bibliográfico, multimídia e web, fruto dos avanços de pesquisas e estudos científicos, tem gerado um problema que é o gerenciamento e integração da informação de diferentes fontes. Com isso, a busca desses conhecimentos acaba tornando-se complexa e custosa, visto o volume de informações em alguns domínios de conhecimento. No entanto, esse conhecimento é de grande importância aos especialistas para raciocinar e chegar a conclusões que são utilizadas em tomadas de decisão ou como meio de solucionar problemas do domínio. Com base nessas necessidades, essa dissertação propõe um sistema de auxílio à classificação que tem como meta, oferecer funcionalidades que permitam aos usuários especialistas realizar a manutenção de informações de um domínio na base de conhecimento e a disseminação dela entre os usuários do sistema, por meio de consultas e/ou sugestões acerca do conhecimento resultante. Onde os resultados apresentados pelo sistema, gerados por meio de um motor de inferência, são baseados em Sistemas Especialistas, que busca construir raciocínios a partir de informações que o usuário possui sobre as observações do cenário do domínio. Juntamente com o sistema de inferência é proposto a associação de imagens relacionadas ao conhecimento, como forma de ilustrar as informações e descrições, e algoritmos de Processamento de Imagens para a redução da subjetividade nos casos de dúvida em relação às características visuais do estudo de caso, visto a falta de definições discretas de algumas informações que descrevem o conhecimento. Como estudo de caso para demonstrar a aplicabilidade do sistema proposto, o trabalho foi focado no domínio da paleontologia, mais especificamente na classificação de espécies de Ostracodes, organismos que representam grande importância para a identificação de fontes petrolíferas. Como resultado do trabalho obteve-se um sistema robusto e genérico, permitindo o armazenando de um grande volume de informações, separado pela área do conhecimento e subdividido por domínios de trabalho. Avaliações realizadas com usuários demonstram a efetividade da ferramenta e apontaram para a evolução de funcionalidades. / The constant increase in the volume of information of several areas of knowledge, through the production of bibliographic, multimedia and web material, is a result of advancements of research and scientific studies, and has led to issues regarding the management and integration of it. Therefore, the search for this knowledge becomes complex and difficult, considering the amount of information in some domains. However, this knowledge shows great importance to experts, who can analyze this information and use it to reach conclusions that are used in decision making or as a way for solving specific problems. Based on these requirements, this dissertation proposes a system to aid classification task, aiming to provide functionalities that allow the expert to maintain domain information in a knowledge base. Also, it is possible to disseminate this information to the others users through searches and/or suggestions, presenting information about the resulting knowledge. The results presented by the system are generated by an inference engine based on Expert Systems, which seeks to produce reasoning from users information about the domain. Along with the inference system is proposed a combination of images related to the knowledge as a way of illustrating the information and descriptions. Also, Image Processing algorithms are employed to reduce subjectivity in cases of uncertainty, regarding the visual characteristics of the case of study, considering the lack of discrete definitions for some information that describe the knowledge. A system was proposed for integrating the Expert Systems and Image Processing techniques. As a way to demonstrate the system applicability, a pertinent problem of paleontology domain focused in classification of Ostracodes species, which have great importance to petroleum exploration, was developed. The system was validated with users and experts that highlight its contribution: able to concentrate and store a big volume of information of many domains, incorporating support decision by image processing, and to be precise to map the expert knowledge. The experts cited as a major contribution that the system represents an application destined to inexperienced users, like students and novice researchers, used in the learning/training process.