A microtomografia computadorizada (uCT) é uma técnica de ensaio não destrutivo, frequentemente utilizada no estudo da estrutura interna de ossos, com uma resolução espacial da ordem de mícrons. Neste trabalho, seis pares de amostras ósseas (fêmur de rato) foram estudados através da uCT. Os ensaios foram conduzidos na presença ou não de filtros de alumínio (espessura de 0,25; 0,50 e 0,75 mm), utilizando-se três níveis de resolução (33,3; 15,0 e 9,5 um). Os parâmetros de arquitetura óssea BS (área óssea da amostra), BV (volume ósseo da amostra), TS (área superficial da amostra), TV (volume da amostra), BV/TV (razão entre o volume ósseo e o volume da amostra), BS/BV (razão entre a área óssea da amostra e o volume ósseo da amostra), Tb.N (densidade trabecular), Tb.Th (espaçamento entre as trabéculas), Tb.Sp (separação trabecular), conectividade e anisotropia foram determinados através das análises em duas (2D) e/ou três (3D) dimensões. A comparação entre os valores dos parâmetros obtidos através dessas análises foi realizada através do teste t pareado e da correlação de Pearson. Com base nos resultados, foi possível determinar a influência da resolução da imagem na qualidade dos parâmetros da arquitetura óssea obtidos através das análises 2D e/ou 3D. Os dados mostram que a presença de filtro de alumínio também afeta a qualidade desses parâmetros. Assim, os melhores resultados são obtidos com resolução máxima e filtro de alumínio com espessura de 0,25 ou 0,50 mm. / X-Ray Computed Microtomography (uCT) is a nondestructive technique used to study the internal structure of bones with a spatial resolution of the order of microns. In this study, six pairs of bone samples (femur mouse) were studied by uCT. The tests were conducted in the absence or presence of aluminum filters (thickness of 0.25, 0.50 and 0.75 mm), using three different resolution levels: 33.3, 15.0 and 9.5 um. The bone architecture parameters BS (surface area of the trabecular bone), BV (bone volume of the sample), TS (surface area of the sample), TV (sample volume), BV/TV (bone volume fraction), BS/BV (ratio bone surface and volume), Tb.N (trabecular density), Tb.Th (trabecular spacing), Tb.Sp (trabecular separation), connectivity and anisotropy were determined by 2D and/or 3D analysis. The comparison between the values of the parameters obtained in these analysis was performed using the t test and Pearson correlation. Based on the results it was possible to determine the influence of image resolution on the quality of the bone architecture parameters obtained in the 2D and/or 3D analysis. The data also show that the presence of aluminum filter affects the quality of these parameters. Thus, the best results are obtained with maximum resolution and aluminum filter with a thickness of 0.25 or 0.50 mm.

The mesial root of Mandibular Molars (MM) of the permanent dentition shows marked mesial-distal flattening and, near to furcation region, a major concavity on its distal surface, determining the so called danger zone (DZ). This is liable to strip perforation on endodontic preparation. Several methodologies reported in literature are used to measure the DZ. The multislice computed tomography (MSCT) allows an evaluation through the 3D reconstruction with high doses of radiations. Until now, no study has analyzed the DZ of MM through the MSCT with low radiation dose. This study evaluated, in vitro, the smaller measure of DZ in the mesial root of MI at levels 1 to 5 millimeters of furcation, with an interval of 1 millimeter between them, using 3D reconstructions obtained by MSCT with low radiation dose (DentalCT protocol - CTdBem). Thirty three MM extracted of humans were used, scanned in CT scanner with subsequently acquisition of 3D image of each tooth though specific software, in which the measures were made. The averages of the smallest measures in millimeters in each level were (first value of the root wall of the mesiobuccal canal) and the second mesiolingual canal): level 1 - N1 (0,79 and 0,83), N2 (0,75 and 0,76), N3 (0,72 and 0,73), N4 (0,75 and 0,74) and N5 (0,82 and 0,73). By the Friedman test (p <0.003), it was confirmed significant difference in root thickness between the 5 levels only for the root wall of mesiolingual canal. By Wilcoxon Test, it was confirmed that the measurement at N1 presented significantly thicker measure than in the remainder 4 levels (p<0,014). In conclusion, 3D reconstructions obtained by MSCT with low radiation dose were proper to the acquisition of virtual images, as well as the analysis of DZ in mesial roots of MM, through a specific program, which were carried out in an efficient and automated way, with no error of demarcation of dental measurable limits, being liable to in vivo and in vitro studies. The results obtained in this study are in accord with the current literature. / A raiz mesial de molares inferiores (MI) da dentição permanente apresenta achatamento mésio-distal acentuado e, na região próxima à furca, uma concavidade maior em sua superfície distal, determinando a chamada zona de risco (ZR). Esta é passível de perfuração em forma de rasgo nos preparos endodônticos. Diversas metodologias apresentadas na literatura são utilizadas para medir esta ZR. A tomografia computadorizada multislice (TCMS) permite uma avaliação através de reconstruções 3D com doses elevadas de radiação. Até o momento, nenhum estudo analisou a ZR de MI através da TCMS com baixa dose de radiação. Este estudo avaliou, in vitro, as menores medidas da ZR da raiz mesial de MI nos níveis 1 a 5 milímetros da furca, com intervalo de 1 milímetro entre eles, utilizando reconstruções 3D obtidas através de TCMS com baixa dose de radiação (protocolo DentalCT CTdBem). Trinta e três MI extraídos de humanos foram usados, escaneados em tomógrafo com posterior aquisição de imagem 3D de cada dente através de software específico, no qual foram realizadas as medidas. As médias das menores medidas em milímetros em cada nível foram (primeiro valor da parede radicular do canal mésio-vestibular e o segundo do canal mésio-lingual): nível 1 - N1 (0,79 e 0,83), N2 (0,75 e 0,76), N3 (0,72 e 0,73), N4 (0,75 e 0,74) e N5 (0,82 e 0,73). Pelo Teste de Friedman (p < 0,003), foi confirmado que houve diferença na espessura radicular entre os 5 níveis somente da parede radicular do canal mésio-lingual. Pelo Teste de Wilcoxon, foi confirmado que a mensuração no N1 apresentou significativamente maior medida que nos restantes 4 níveis (p<0,014). Concluiu-se que as reconstruções 3D obtidas através de TCMS com baixa dose de radiação foram adequadas para a aquisição das imagens virtuais, assim como as análises da ZR da raiz mesial de MI, através de programa específico, que foram realizadas de maneira eficiente e automatizada, sem erro de demarcação dos limites dentais mensuráveis, sendo passível para estudos in vivo e in vitro. Os resultados obtidos neste estudo estão de acordo com a literatura atual.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1933.pdf: 2530807 bytes, checksum: a273b4240f1667021c251657e0a7623d (MD5) Previous issue date: 2007-07-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work, the removal of Pb(II) ions from simulated wastewaters, using a flow-through cell under galvanostatic condition was studied. With help of factorial design and response surface methodology, the variables current, electrolyte flow rate and the specific surface area of the three-dimensional cathode used (stainless-steel wool AISI 304) were simultaneously investigated in order to optimize the electrochemical system. Firstly, the specific surface area of the stainless-steel wool used as three-dimensional cathode was estimated. Then, factorial designs were employed on the study of the removal of Pb(II) ions for different values of cathodic current, electrolyte flow rate and mass of the stainless-steel wool (consequently, distinct specific surface areas). Finally, the response surface methodology for optimization of the removal process and the analysis of variance (ANOVA) for evaluation of the quality of the developed fitting models were employed. Higher values of removal efficiency (RE) were obtained for the highest values of cathodic current; RE values above 90% were obtained after 30 min electrolysis. Higher values of current efficiency (CE) (22%) were obtained for intermediate values of current (~ 0.24 A). For values of current in the range of 0.24 to 0.31 A, the CE values were lower, due to occurrence of simultaneous reactions such as reduction of oxygen, water and nitrate. Low CE values were also obtained for current values in the range of 014 A to 0.24 A as not all surface area of the steel wool was operating under mass transport control. The response surfaces developed for RE and CE values as a function of the current and flow rate revealed that the region close to 0.25 A and 250 L h-1 was the best for the removal of Pb(II) ions. In these conditions, the RE and CE values were 93 % and 22 %, respectively. Although the concentration of Pb(II) decreased from 54 mg L-1 to 0.39 mg L-1 after 90 min electrolysis, almost 99 % of removal of Pb(II) ions was achieved after only 40 min electrolysis. A mass-transfer coefficient (km) of 1.8 x 10-5 m s-1 was obtained for the electrochemical reactor. / Neste trabalho, foi estudado a remoção de íons Pb(II) de efluentes aquosos simulados, utilizando um reator eletroquímico flow-through operando em modo galvanostático. Com auxílio de planejamentos fatoriais e da metodologia de superfície de resposta (MSR), as variáveis corrente, fluxo de eletrólito e área superficial especifica do catodo tridimensional utilizado (esponja de aço inoxidável AISI 304) foram investigadas, simultaneamente, a fim de otimizar o sistema eletroquímico. Inicialmente, foi estimada a área superficial específica da esponja de aço inoxidável utilizada como catodo tridimensional. Em seguida, foram empregados planejamentos fatoriais no estudo da remoção de íons Pb(II) para diferentes valores de corrente catódica, fluxo de eletrólito e massa da esponja de aço (consequentemente, distintas áreas superficiais). Por último, foram empregadas a MSR para otimização do processo de remoção e a análise de variância (ANOVA) para avaliação da qualidade do ajuste dos modelos desenvolvidos. Maiores valores de eficiência de remoção (ER) foram obtidos para os maiores valores de corrente catódica; valores de ER acima de 90 % foram obtidos em 30 minutos de eletrólise. Maiores valores de eficiência de corrente (EC) (22 %) foram obtidos para valores intermediários de corrente (~ 0,24 A). Para valores de corrente na faixa de 0,24 A a 0,31 A, os valores de EC foram menores, devido à ocorrência de reações simultâneas tais como redução de oxigênio, água e nitrato. Baixos valores de EC também foram obtidos no intervalo de valores de corrente catódica de 014 A a 0,24 A, pois nem toda área superficial da esponja de aço estava operando sob controle de transporte de massa. As superfícies de resposta desenvolvidas para valores de ER e EC em função da corrente e fluxo de eletrólito revelaram que a região próxima de 0,25 A e 250 L h-1 foi a melhor para a remoção de íons Pb(II). Nestas condições, os valores de ER e EC foram 93 % e 22 %, respectivamente. Embora a concentração de íons Pb(II) diminuiu de 54 mg L-1 para 0,36 mg L-1 depois de 90 min de eletrólise, quase 99 % de remoção de íons Pb(II) foi alcançado após somente 40 min de eletrólise. Um coeficiente de transporte de massa (km) de 18,0 x 10-6 m s-1 foi obtido para o reator eletroquímico.

Made available in DSpace on 2015-09-17T15:24:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-18. Added 1 bitstream(s) on 2015-09-17T15:48:08Z : No. of bitstreams: 1 000846861.pdf: 5095230 bytes, checksum: 96865e3e2fb686fca73eb0225342e4b5 (MD5) / Algumas pesquisas mostram que a combinação de mais de uma tecnologia de sensor pode melhorar o rastreamento de movimentos, tornando-o mais preciso ou permitindo a implementação de aplicações que usam movimentos complexos, como nas línguas de sinais por exemplo. A combinação de dispositivos de rastreamento de movimentos vendidos comercialmente permite desenvolver sistemas de baixo custo e de fácil utilização. O Kinect, o Wii Remote e a 5DT Data Glove Ultra são dispositivos que usam tecnologias que fornecem informações complementares de rastreamento de braços e mãos, são fáceis de usar, têm baixo custo e possuem bibliotecas de desenvolvimento gratuitas, entre outras vantagens. Para avaliar a combinação desses dispositivos para rastreamento de gestos, foi desenvolvido um sistema de rastreamento que contém dois módulos principais, um de tratamento dos dispositivos, com inicialização e junção dos movimentos, e outro com a visualização da movimentação do Humano Virtual para o rastreamento feito. Este sistema utiliza a luva para a captura da configuração das mãos, o Wii Remote para fornecer a rotação dos antebraços e o Kinect para o rastreamento dos braços e da inclinação dos antebraços. Foram executados testes para vários movimentos, e os resultados obtidos relativos a cada dispositivo foram tratados e o rastreamento reproduzido em tempo real no Humano Virtual com sucesso / Some researches show that combination of more than one sensor technology can improve tracking, making it more precise or making possible the development of systems that use complex movements, such as in sign languages. The combination of commercial tracking devices allows the development of low cost and easy to use systems. The Kinect, the Wii Remote and the 5DT Data Glove Ultra are devices that use technologies that give complementary information of arms and hands tracking, are easy to manipulate, have low cost and free development tools, among other advantages. To evaluate the combination of these devices for human communication gesture tracking, a system was developed having two main modules, one for device processing with initialization and movements union, and other that provides the visualization of Virtual Human movements of executed tracking. This system use the glove to provide hands configuration capture, the Wii Remote to give forearms rotation and a Kinect to track arms and forearms pitch. Tests were done for different movements, and the results of each devices data were processed and tracked movement was displayed by the Virtual Human in real time successfully

O crescente aumento na expectativa de vida da população vem exigindo melhorias e atualizações a diversas áreas da ciência. Em decorrência disso, verifica-se que as fronteiras entre as diferentes áreas do conhecimento estão cada vez mais tênues, permitindo a sinergia entre as áreas e ações cooperativas, proporcionando melhorias significativas na resposta dada à sociedade em geral. Tal fenômeno ocorre na área relacionada a implantes ortopédicos, onde equipes de médicos, programadores, designers e engenheiros vêm desenvolvendo conjuntamente técnicas auxiliares de planejamento e execução cirúrgica, seleção de materiais adequados para utilização como implantes, softwares de visualização gráfica médica, design e fabricação de implantes personalizados, bem como a otimização dos mesmos. Tais medidas, realizadas por grupos interdisciplinares, representam grande avanço para a ciência e para a qualidade de vida da população. Neste sentido, o objetivo geral do presente trabalho foi o estudo das metodologias atualmente utilizadas para a obtenção de implantes personalizados para a reconstrução de defeitos craniofaciais. Buscou-se utilizar ferramentas da engenharia, design e computação gráfica para fornecer soluções para tais situações da área médica. Foram utilizadas técnicas de prototipagem rápida, sistema CAD/CAE/CAM, seleção de materiais, digitalização tridimensional a laser e softwares de visualização tridimensional de imagens médicas para o design e fabricação de implantes adaptáveis às necessidades individuais de cada paciente. Este trabalho estudou como os sistemas CAD/CAE/CAM e especialmente a prototipagem rápida, técnicas tradicionalmente utilizadas para aplicações industriais, podem contribuir para o aprimoramento de implantes ortopédicos. Foram estudados casos de diferentes pacientes com necessidade de reconstrução óssea facial decorrente de fraturas ou tumores. Seguindo o método tradicional de fabricação de implantes personalizados, modelos do crânio dos pacientes foram produzidos por prototipagem rápida e permitiram que os implantes fossem manualmente moldados para se adaptarem à estrutura anatômica do paciente em questão. Verificou-se a possibilidade de fabricação de implantes com alta complexidade geométrica, ocasionando melhora no posicionamento dos mesmos quando implantados, bem como redução no tempo de cirurgia. O método virtual de fabricação de implantes personalizados, estado da arte na área, foi utilizado para o design e fabricação de uma prótese de mandíbula. Tal método dispensou a utilização de modelos físicos do crânio do paciente, permitindo que a prótese fosse projetada em ambiente virtual e diretamente produzida no material adequado para ser implantado. As técnicas estudadas para a fabricação de implantes foram usinagem CNC seguida de moldagem, e sinterização seletiva a laser da liga Ti- 6Al-4V. Ambas as técnicas obtiveram resultados positivos, sendo que a usinagem CNC possui a vantagem de ser uma técnica largamente difundida no mercado. Os modelos produzidos por sinterização seletiva a laser apresentaram propriedades físicas adequadas para a aplicação (como densidade de 97%, por exemplo), além de possuírem vantagens intrínsecas à técnica, como a possibilidade de fabricação de modelos de grande complexidade geométrica, baixo peso (por possuírem vazios em seu interior), além de permitirem a fabricação de modelos otimizados, simulados previamente em ambiente virtual. / The increase in life expectancy of the general population is constantly demanding improvements and updates in different fields of the science. In this way, it is possible to observe that the borders among the different areas of the knowledge are very thin, leading to synergy between the areas and cooperative actions, resulting in improvements and better solutions for the problems of general society. This phenomenon occurs in the area related to orthopedic implants, where medical teams, programmers, designers and engineers develop together techniques to help on surgical planning and execution, selection of materials suitable for implantations, softwares for medical images, design and manufacturing of customized implants, as well as their optimization. These actions represent great improvements to science and to the life quality of the society. The objective of this work is to use engineering, design and computer graphic tools to give solutions for challenges in the medical field. Techniques such as rapid prototyping, CAD/CAE/CAM systems, material`s selection, three-dimensional laser scanning and medical softwares are used in order to design and manufacture customized orthopedic implants, suitable with the individual needs of each patient. This work investigated how CAD/CAE/CAM systems and rapid prototyping, techniques traditionally used for industrial applications, can help to improve orthopedic implants. Different cases of patients that needed facial reconstruction due to fractures or tumors were studied. According to the traditional method for production of customized implants, models of the patient skulls were manufactured through rapid prototyping, allowing to mould the implant directly on the physical model, so the implant could fit exactly in the patient`s anatomic structure. The feasibility of the manufacture of implants with high geometry complexity was also proved, leading to best fit of the implants in the patient during the surgery, as well as reduction of the surgery time. The virtual method for the production of customized implants, state of the art in the area, was used for the design and manufacturing of mandible prostheses. This method has no need of a physical model of the skull, making the design completely feasible in virtual environment and the model could be produced directly in the suitable material. The manufacturing technologies investigated were CNC milling and direct laser sintering of Ti-6Al-4V alloy. Both techniques presented positive results, and CNC milling has the advantage to be a very widespread technology. The models produced through direct laser sintering presented suitable physical properties (such as 97% density) and have some advantages intrinsic to the method, such as the feasibility of geometric complex models, light weight (because of the holes and pores inside), as well as the production of optimized structures, previously simulated in virtual environment.

Introdução: O esfíncter velofaríngeo compreende uma cinta muscular localizada entre a orofaringe e a nasofaringe, caracterizando-se como uma região anatômica tridimensional virtual, de difícil acesso. Falhas em seu fechamento acarretam disfunções importantes na fala e deglutição. Objetivo: Melhorar o entendimento da fisiologia do esfíncter, com o auxílio de uma nova ferramenta que utiliza um modelo computacional de análise de imagens. Métodos: Estudo transversal, comparativo e contemporâneo. Foram estudados dois grupos distintos: um de 55 pacientes sem alterações anatomofuncionais no esfíncter velofaríngeo, e outro grupo de 45 pacientes portadores de fissuras labiopalatinas operados. Todos os pacientes realizaram exame de videonasofibroscopia. As imagens dinâmicas de ações motoras do esfíncter velofaríngeo realizadas nessa avaliação (repouso, deglutição, sopro e fonema /s/) foram armazenadas em DVD. Posteriormente, se submeteu essas imagens ao software adaptado para este estudo, onde foi eleito o melhor momento de fechamento do mecanismo velofaríngeo e congelou-se a imagem. Na obtenção da melhor imagem estática, foram empregados os aplicativos de mensuração de percentual de movimentação para as paredes do esfíncter velofaríngeo. A análise foi feita para um eixo horizontal (fechamento lateral) e eixo vertical (fechamento antero-posterior), mediante a seleção de quatro pontos na região estudada (paredes laterais da faringe, direita e esquerda; parede posterior da faringe e palato mole). Resultados: O eixo horizontal, referente ao fechamento lateral do esfíncter velofaríngeo, mostrou-se com percentual menor de ação que o eixo vertical (fechamento antero-posterior) para quase todas as ações motoras solicitadas em ambos os grupos. A ação motora de deglutição apresenta percentual de fechamento no eixo antero-posterior, maior que nas demais ações motoras no grupo de casos. Conclusão: o software adaptado para mensurações de percentual de movimentação de paredes do esfíncter velo faríngeo, mostra-se uma ferramenta de avaliação que contribui para um melhor entendimento da fisiologia dessa região anatômica. / Introduction: The velopharyngeal closure valve is a three-dimensional mechanism localizated between nasopharynx and oropharynx. Velopharingeal sphyncter causes severe dysfunction in speech and deglutition. Objective:To obtain a better understanding of velopharingeal sphyncter physiology, using as a new program a computerized model of image analysis. Method: Transversal, comparative contemporary study of two groups of patients: 55 with no previous history of velopharyngeal sphyncter dysfunction and 45 with cleft lip and palate operated. All patients were submitted to videonasoendoscopy. Dynamic images obtained (in repose, deglutition, blowing and fricative/s/) were stored in DVD and submitted to a software specially adapted for the study. The best dynamic image of the velopharyngeal sphyncter closure was freezed. In order to obtain the best static image, applicatives to measure percentage of movement of velopharingeal spynchter walls were used. Analysis was made using a horizontal axle (lateral closure) and a vertical axle (anterior-lateral closure). Four points of the region under study were selected: right and left lateral pharyngeal walls, posterior pharyngeal wall and soft velum. Results: Horizontal axle, referring to lateral closure of velopharingeal sphyncter showed a lesser percentage of movement thant that of the vertical axle (anteriorposterior closure) in almost all actions performed by the two groups. Deglutition showed a greater percentage of closure in the anterior posterior axle than in other actions. Conclusion: The software specially adapted to measure movement percentage in velopharyngeal spynchter walls has proven to be a valid evaluation tool that contributes to a better understanding of the physiology of this anatomic region.

Orientador: Ruis Camargo Tokimatsu / Resumo: Na área da ortopedia a busca por novos avanços tecnológicos tem sido muito pouco e as pessoas que necessitam de dispositivos como órteses acabam sofrendo mais devido ao alto custo dos aparelhos ortopédicos. A maioria da população que possui patologias sofre por não ter renda suficiente para adquirir esses dispositivos e acabam agravando essas patologias. Este estudo busca inovar e propor a utilização de novas tecnologias para desenvolver órteses a essa população de baixa renda. Uma tecnologia de custo baixo e que possa ser implementada na rede pública. Através das análises feitas pelos profissionais da área como ortopedistas e terapeutas nas imagens bidimensionais dos exames do paciente consultados, com a utilização de aparelhos com a técnica de Engenharia Reversa será possível digitalizar o membro afetado ou posicioná-los de forma adequada para que seja tirado o molde da órtese personalizada. Esses aparelhos permitem utilizar dados de exames já feitos como Ultrassom, Ressonância Magnética, Tomografia ou Raio X e convertê-los em modelos tridimensionais. O objetivo deste projeto é utilizar essas técnicas de Engenharia Reversa para digitalizar o membro que necessite de auxílio e confeccionar as órteses com a tecnologia de Manufatura Aditiva, uma tecnologia que vem se desenvolvendo rapidamente nesses últimos anos e permitindo fabricar diretamente qualquer peça ou objeto através de um arquivo tridimensional modelado. Nos dias atuais, a Manufatura Aditiva tem sido utilizada em div... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-06-27Bitstream added on 2014-06-13T19:31:50Z : No. of bitstreams: 1 joiafilho_p_me_bauru.pdf: 1705037 bytes, checksum: e438b4083e3b354705865523aa6eb7a4 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Uma das primeiras fases da análise estrutural por elementos finitos é a criação do modelo geométrico. Este modelo deve representar fielmente a estrutura no que diz respeito a ângulos, dimensões e forma. Quando os objetos de estudo são estruturas biomecânicas, a dificuldade na realização das análises aumenta, primeiro porque os modelos considerados apresentam geometria quase sempre irregular, segundo pela dificuldade na realização de experimentos desta natureza, já que envolvem, em geral, organismos e tecidos vivos. Inserida, portanto, no contexto de Modelagem Científica Computacional, esta pesquisa procurou aplicar a computação a outras áreas do conhecimento, com o objetivo de criar modelos computacionais para situações em que é inviável testar ou medir as diversas soluções possíveis para um fenômeno a partir de modelos experimentais, neste caso, regiões ósseas. Para atingir este objetivo um programa computacional foi desenvolvido: o bioMeshCreate. O bioMeshCreate é uma aplicação final, independente, multi-plataforma, orientado a objeto, implementado em C++ com o auxílio de um toolkit de visualização científica, o VTK (The Visualization Toolkit), e seu objetivo principal é reconstruir estruturas ósseas tridimensionais a partir de seções planas, normalmente imagens médicas digitais obtidas por exames de tomografia computadorizada ou ressonância magnética. A aplicação também permite visualizar as fatias planas, gerar a malha sobre a superfície reconstruída, aplicar filtros de redução de elementos e suavização de superfícies e integrar o volume obtido com softwares de análise por elementos finitos, a fim de completar a análise sobre a estrutura. Ainda é possível exportar dados em formatos compatíveis com processos de prototipagem rápida e gerar modelos de realidade virtual, os quais podem ser distribuídos e visualizados em um browser... / One of the first phases of the structural analysis by finite elements is to create a geometric model. This model must faithfully represent the structure in what is related to angles, dimensions and form. When the study objects are biomechanical structures, the level of difficulty in the accomplishment of the analyses increases, first because the considered models present geometry almost always irregular, second for the difficulty for the accomplishment of experiments of this nature, as they involve, in general, organisms and live tissues. Inserted, therefore, in the context of Scientific Computational Modeling, this research tried to apply the computation to other areas of knowledge, with the objective of creating computational models for situations in which testing or measuring the several possible solutions for a phenomenon starting from experimental models isn’t viable, in this case, bone areas. To reach this purpose, a computational program was developed: the bioMeshCreate. The bioMeshCreate is a final application, independent, multi-platform, object-oriented, developed in C++ with the support of a toolkit for scientific visualization, the VTK (The Visualization Toolkit), and its main objective is to rebuild three-dimensional bone structures starting from plane sections, usually digital medical images obtained by exams of computed tomography or magnetic resonance. The application allows the visualization plane slices, to generate the mesh on the rebuilt surface, to apply filters of elements reduction and mesh smoothing and to integrate the volume obtained with finite elements analysis softwares, in order to complete the analysis on the structure. It is still possible to export data in compatible formats with rapid prototyping processes, and to generate virtual reality models, which can be distributed and visualized in a browser. Tests with patients' real data were accomplished... (Complete abstract click elctronic access below)

O presente trabalho, com base na Ciência e Tecnologia, consiste no aprimoramento de um produto local, qual seja a requalificação da estatueta O Laçador, comercializada em diferentes materiais e em diversos pontos turísticos do Rio Grande do Sul. Através da contextualização histórica do monumento O Laçador, símbolo do povo gaúcho, da pesquisa de tecnologia tridimensional (3D) com Scanner 3D a Laser Móvel, da prototipagem rápida em impressora 3D e da fundição da estatueta O Laçador na técnica de colagem de barbotina, este trabalho exemplifica uma possibilidade de ação do designer dentro de um projeto de Design e Território. Este trabalho também teve por objetivo avaliar a incorporação e inertização do resíduo pó de aciaria na massa cerâmica para reprodução da estatueta O Laçador enquanto suporte material ecologicamente amigável. Por fim, também foi objetivo contribuir com a preservação da memória coletiva de um monumento que é patrimônio histórico e cultural, bem como resgatar a memória do grande escultor gaúcho Antonio Caringi, nome a ser lembrado junto ao monumento O Laçador. / This work, based on Science and Technology, is the enhancement of a local product, namely, which is the qualification of the small-scale statue O Laçador, marketed in different materials and various tourist spots of Rio Grande do Sul. Through the historical context of the monument O Laçador that symbolizes the people “gaúcho”, search technology three-dimensional with 3D Laser Scanner, rapid prototyping 3D printer and the casting of the small-scale statue O Laçador in the technique of slip casting, this work exemplifies a possible action of the designer within a project Territory Design. This work also aimed to assess the incorporation and inerting waste of EAF powder into ceramic mass of the statuette for making O Laçador material in support environmentally friendly. Finally, this work also sought to contribute to the preservation of the collective memory of a monument that is historical and cultural heritage, as well as rescue the memory of the great sculptor Antonio Caringi, name to be remembered by the monument O Laçador.

Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver um método para obtenção de parâmetros antropométricos através de um digitalizador tridimensional de baixo custo. A fundamentação teórica da presente pesquisa abrange temas relacionados ao processo de Design, produtos personalizados e de tecnologia assistiva, além da relação entre os parâmetros antropométricos e o projeto de produto. Assim, foram investigados os métodos utilizados para o levantamento dos parâmetros antropométricos pelo processo direto de medição e o respectivo estado da arte. Ainda, foram investigados os métodos utilizados para o levantamento de parâmetros antropométricos lineares por digitalizadores tridimensionais. A metodologia da pesquisa consiste em cinco etapas: pesquisa bibliográfica, coleta e análise dos dados antropométricos pelo método direto e o desenvolvimento do método indireto de obtenção de medidas antropométricas, comparação e análise dos dados obtidos, discussão dos resultados e a finalização da pesquisa. O processo de digitalização utilizado está baseado em um dispositivo de baixo custo, o Microsoft Kinect e no software kscan3D. Para o levantamento antropométrico a partir do modelo tridimensional, é utilizado o software Autodesk 3D Studio Max. Através da comparação e avaliação entre os dados obtidos pelo método direto e indireto, foi possível verificar a compatibilidade dos dados e, assim, validar o método desenvolvido. Como resultado foi proposto um método para realização do levantamento de parâmetros antropométricos utilizando um digitalizador 3D de baixo custo. A pesquisa apresenta recomendações e restrições para a geração do modelo tridimensional, de forma a se obter uma malha com precisão satisfatória. É apresentado um fluxograma para orientar a aplicação do método desenvolvido no processo de Design bem como um quadro-resumo contendo diretrizes para esta aplicação. O método desenvolvido obteve 97,96% de compatibilidade nos resultados das variáveis mensuradas em relação ao método direto. Estes resultados foram obtidos com um tempo de exposição do indivíduo de apenas 3 minutos e 28 segundos, muito inferior ao tempo necessário no método direto, que foi de 1 hora e 12 minutos, o que demonstra uma das principais contribuições do método proposto. / The aim of this paper is to develop a method for obtaining anthropometric parameters using a low cost three-dimensional digitizer. The theoretical foundation of this research covers topics related to the design process, personalized products and assistive technology. It also considers the relationship between anthropometric parameters and product design. Thus, we investigated the methods used in the analysis of anthropometric parameters through direct process measurement and its state of the art. Moreover, it was investigated the methods used for collect anthropometric parameters through linear three-dimensional scanners. The research methodology is divided in five steps: literature review; collection and analysis of anthropometric data using the direct method and also the development of the indirect method for obtaining anthropometric measurements; comparison and data analysis; discussion of results and the completion of the research. The digitization process developed it is based on Microsoft Kinect, a low-cost device, and also on the software kscan3D. For the anthropometric collection from the three-dimensional model is used Autodesk 3D Studio Max. Through the comparison and evaluation of the data obtained by the direct and the indirect methods, it was possible to verify the compatibility of the data and thus validate the developed method. Therefore, it was proposed a method for collecting anthropometric parameters using a low-cost 3D scanner. This research presents requirements and constraints for generate the threedimensional model in order to obtain a mesh with satisfactory precision. It is presented a flowchart to guide the implementation of the developed method in the design process as well as a summary table containing guidelines for this application. The developed method achieved 97.96% of compatibility considering the results of the measured variables in relation to the direct method. These results were obtained with an exposure time of the individual of only 3 minutes and 28 seconds, which is less than the time required in the direct method – 1 hour and 12 minutes. This demonstrates one major contribution of the developed method.