Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2013-06-25T18:50:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 307986.pdf: 2469115 bytes, checksum: 05a9f8a439f1355459bb61e09f5e9142 (MD5) / Registros comportamentais realizados de forma automatizada reduzem a influência de erros causados por fadiga e alerta sob os quais um observador humano está sujeito. O método de registro automático estudado em (CRISPIM, 2011) apresentou-se eficiente, embora não diferencie a ordem temporal de posturas a formar padrões de comportamento e suas diferentes durações. Neste trabalho investigamos o uso de uma rede neural artificial anteroalimentada com atrasos de tempo focados na entrada, através da qual foi possível observar o efeito de diferentes atrasos na detecção das diferentes categorias de comportamento (I - Imobilidade, L - Locomoção, V - Exploração vertical e A - Auto-limpeza). Além disso, foi feita uma comparação entre a detecção automática pelos classificadores treinados e a classificação por observadores humanos. Exceto pelo desempenho na detecção da categoria "A", os valores médios deste foram altos (Índices Kappa >0,75 e AUC >0,8) no conjunto de amostras de validação (pré-processadas - balanceadas e sem transições). Já no teste uma grande redução no desempenho foi observada, especialmente no índice Kappa. Neste os maiores desempenhos médios Kappa/AUC foram 28,4/68,7% na categoria "I" (comprimento de memória - sessenta unidades), 30,7/71,5% para categoria "L" (comprimento de memória - quinze unidades), 23,8/75,4% na categoria "V" (comprimento de memória - trinta unidades) e 2,7/48,9% na categoria "A" (comprimento de memória - quinze unidades). Estes resultados apresentaram diferenças estatisticamente significantes com p<0,05 entre desempenhos de comprimentos de memória para as categorias "I" e "L", não tendo sido encontrada tal diferença entre memória nas categorias "E" e "A". A confiabilidade computada para observadores humanos foi muito superior com valores médios do índice Kappa intra/inter observador de 78,9/78,9% categoria "I", 62,3/52,1% para categoria "L", 80,9/74,1% para categoria "E" e 89,4/91,2% para "A". Diferenças estatisticamente significantes para p<0,05 foram encontradas nos desempenhos inter-observador entre todas as categorias comportamentais, apontando maior acerto em relação à categoria "A" e maior dificuldade de registro na categoria "L". Estes resultados demonstram que tal rede neural dinâmica é útil à classificação de padrões comportamentais, mas são necessárias adaptações no método a fim de possibilitar um sistema mais confiável em relação aos humanos. Além disto, a categoria comportamental em que foi encontrado o maior desempenho por observadores humanos, foi a qual a rede neural desempenhou pior. Já a que a rede neural teve maior desempenho foi a qual observadores humanos tiveram seu pior. O que demonstra significante diferença entre as informações recebidas e processamento destas por cada um destes. Também foi demonstrado que para nas categorias "I" e "L" há influência da profundidade da memória de curto-prazo sobre o desempenho de detecção. / Behavioral records done by some automatic method have reduced influence of errors by tiredness and awareness about what humans are liable. The automatic recording method studied in (CRISPIM, 2011) showed efficient results, besides it could not differentiate temporal order of poses that form a pattern of behavior and its duration. At this work we investigate the use of a focused time lagged feedforward neural network, through what became able to observe the influence of different delays on the detection of the various categories of behavior (I - Immobility, L - Locomotion, V - Vertical exploration and A - Grooming). Not just that, we made a comparison between the automatic detection made by the trained classifiers and the one made by humans. Except by the detection performance on the category "A", the mean values of it was high (Kappa >0,75 and AUC >0,8 index) on the validation set (preprocessed - balanced and without transitions). On the test set otherwise, a great reduction in the performance was noticed, especially on Kappa index. The biggest mean values of Kappa/AUC indexes was 28,4/68,7% at category "I" (memory depth - sixty units), 30,7/71,5% for the "L" category (memory depth - fifteen units), 23,8/75,4% on category "V" (memory depth - thirty units) and 2,7/48,9% for "A" category (memory depth - fifteen units). These results demonstrated significant statistical difference for p<0,05 between performances of memory depths for the categories "I" and "L", but not for the other ones. The reliability computed for human observers was quite superior with mean values of Kappa index intra/inter observer of 78,9/78,9% category "I", 62,3/52,1% for category "L", 80,9/74,1% for "E" and 89,4/91,2% for "A". Significant statistical difference for p<0,05 was found at inter-observer performances between all behavioral categories, pointing a greater hit for "A" category and hardness at "L" category record. Accordingly to these results this neural network is useful to behavioral pattern classification, but it is still necessary adaptations on the method to allow a more reliable system. Beyond it, the behavioral category where was found the best performance by humans, was the worst for the neural network. On the other hand, the category where the neural network got his best performance was the worst for the humans. This shows significant difference between the received information and processing between both human and machine. For the categories "I" and "L" was demonstrated influence of the short- term memory depth at the detection performance.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, Programa de Pós-Graducação em Informática, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-04-12T15:10:12Z No. of bitstreams: 1 2016_JeremiasMoreiraGomes.pdf: 12777273 bytes, checksum: f29c6daa63ea19fb36aa50a23bb3350e (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-04-12T18:41:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_JeremiasMoreiraGomes.pdf: 12777273 bytes, checksum: f29c6daa63ea19fb36aa50a23bb3350e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-12T18:41:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_JeremiasMoreiraGomes.pdf: 12777273 bytes, checksum: f29c6daa63ea19fb36aa50a23bb3350e (MD5) / A execução eficiente de algoritmos de processamento de imagens é uma área ativa da Bioinformática. Uma das classes de algoritmos em processamento de imagens ou de padrão de computação comum nessa área é a Irregular Wavefront Propagation Pattern (IWPP). Nessa classe, elementos propagam informações para seus vizinhos em forma de ondas de propagação. Esse padrão de propagação resulta em acessos a dados e expansões irregulares. Por essa característica irregular, implementações paralelas atuais dessa classe de algoritmos necessitam de operações atômicas, o que acaba sendo muito custoso e também inviabiliza a implementação por meio de instruções Single Instruction, Multiple Data (SIMD) na arquitetura Many Integrated Core (MIC), que são fundamentais para atingir alto desempenho nessa arquitetura. O objetivo deste trabalho é reprojetar o algoritmo Irregular Wavefront Propagation Pattern, de forma a possibilitar sua eficiente execução em processadores com arquitetura Many Integrated Core que utilizem instruções SIMD. Neste trabalho, utilizando o Intel® Xeon Phi™, foram implementadas uma versão vetorizada, apresentando ganhos de até 5:63 em relação à versão não-vetorizada; uma versão paralela utilizando fila First In, First Out (FIFO) cuja escalabilidade demonstrou-se boa com speedups em torno de 55 em relação à um núcleo do coprocessador; uma versão utilizando fila de prioridades cuja velocidade foi de 1:62 mais veloz que a versão mais rápida em GPU conhecida na literatura, e uma versão cooperativa entre processadores heterogêneos que permitem processar imagens que ultrapassem a capacidade de memória do Intel® Xeon Phi™, e também possibilita a utilização de múltiplos dispositivos na execução do algoritmo. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The efficient execution of image processing algorithms is an active area of Bioinformatics. In image processing, one of the classes of algorithms or computing pattern that works with irregular data structures is the Irregular Wavefront Propagation Pattern (IWPP). In this class, elements propagate information to neighbors in the form of wave propagation. This propagation results in irregular access to data and expansions. Due to this irregularity, current implementations of this class of algorithms requires atomic operations, which is very costly and also restrains implementations with Single Instruction, Multiple Data (SIMD) instructions in Many Integrated Core (MIC) architectures, which are critical to attain high performance on this processor. The objective of this study is to redesign the Irregular Wavefront Propagation Pattern algorithm in order to enable the efficient execution on processors with Many Integrated Core architecture using SIMD instructions. In this work, using the Intel® Xeon Phi™ coprocessor, we have implemented a vector version of IWPP with up to 5:63 gains on non-vectored version, a parallel version using First In, First Out (FIFO) queue that attained speedup up to 55 as compared to the single core version on the coprocessor, a version using priority queue whose performance was 1:62 better than the fastest version of GPU based implementation available in the literature, and a cooperative version between heterogeneous processors that allow to process images bigger than the Intel® Xeon Phi™ memory and also provides a way to utilize all the available devices in the computation.

Made available in DSpace on 2016-06-07T17:12:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-06-24. Added 1 bitstream(s) on 2016-06-07T17:16:52Z : No. of bitstreams: 1 000860334.pdf: 6389809 bytes, checksum: 30c9e72299bc6974c576c11090b390a0 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tendo em vista o desafio do tratamento de injúrias traqueais e o progresso na produção desse órgão por técnicas de engenharia de tecidos, faz com que o interesse nessa área cresça de forma considerável, já que ainda não há um tratamento padrão descrito na literatura acerca das lesões traqueais que acometem 50% do comprimento total do órgão de um adulto ou 30% da traqueia de uma criança. Assim, este estudo tem como objetivo a construção de modelo de traqueia para enxerto utilizando técnicas de engenharia de tecidos. Para tanto, foram realizados cinco e 10 ciclos de descelularização nas traqueias de coelhos doadores seguindo etapas: congelamento/descongelamento sem adição de nenhum crioprotetor, banho ultrassônico no aparelho Ultrasonic cleaner (Unique model USC 1400®) na frequência de 40 Khz durante 10 minutos, irradiação utilizando diodo de emissão de luz (LED) azul com comprimento de onda de 450nm ± 20nm na dose de 90 J/cm2 totalizando 60 minutos de exposição, adição do detergente deoxicolato de sódio a 4% sob agitação a 180 rpm no C24 Incubator shaker (New Brunswick Scientific) durante 48 horas. Paralelamente, foram realizadas expansão e caracterização das células-tronco mesenquimais dos coelhos receptores com posterior diferenciação dessas células em condrócitos e células de músculo liso. Finalmente, foi realizada a recelularização das traqueias com aplicação das células-tronco mesenquimais, dos condrócitos e das células de músculo liso dos coelhos receptores nas superfícies externas dos arcabouços produzidos para os transplantes traqueais. Após cinco ciclos repetidos do protocolo de descelularização utilizado, ainda é possível observar células epiteliais respiratórias e condrócitos remanescentes nas traqueias dos coelhos doadores. Porém, a repetição de 10 ciclos do mesmo protocolo de descelularização remove completamente as células epiteliais respiratórias e reduz a... / There is no standard treatment yet described in the literature for tracheal lesions whose length is more than 50% in adults and a third of the trachea in small children. Given the challenge of tracheal injuries treatment and the organ generation progress by tissue engineering techniques the interest in this area is growing considerably. Thereby this study aims to produce tracheal model for graft using tissue engineering techniques. Were performed five and 10 cycles of decellularization on donor rabbit‟s tracheae following the steps: freezing/defreezing without addition of any cryoprotectant; sonication in Ultrasonic cleaner (Unique model USC 1400®) with 40 Khz for 10 minutes; blue light-emitting diode (LED) irradiation with wavelength of 450nm ± 20nm along a dose of 90 J/cm2 at a total exposure of 60 minutes; addition of sodium deoxicholate detergent 4% during 48 hours under 180 rpm agitation in the C24 Incubator Shaker (New Brunswick Scientific). Meanwhile, expansion and characterization of mesenchymal stem cells of rabbits' receptors were performed with subsequent differentiation of these cells into chondrocytes and smooth muscle cells. Finally, it was realized the tracheal recellularization by the application of the mesenchymal stem cells, chondrocytes and smooth muscle cells from receptors rabbits in the outer face of the produced scaffolds for tracheal transplantation. After five repeated cycles of decellularization protocol used, it is still possible to observe respiratory epithelial cells and chondrocytes remaining in the tracheae of the donor rabbits. However, after 10 cycles of the same decellularization protocol the respiratory epithelial cells are completely removed and the tracheal cartilage chondrocytes are reduced. Animals that have been transplanted with five cycles decellularized tracheae had died after 10-12 days due to rejection by the presence of donor rabbit‟s epithelial cells. Animals that have been ... / FAPESP: 2010/50155-2

Orientador: Daniela Cristina Cataneo / Coorientador: Eleneice Deffune / Banca: Francisco Guerreiro Cardoso / Banca: Flávia Cilene Maciel da Cruz Alves / Banca: Luiz Felippe Júdice / Banca: Érica Nishida Hasimoto / Resumo: Tendo em vista o desafio do tratamento de injúrias traqueais e o progresso na produção desse órgão por técnicas de engenharia de tecidos, faz com que o interesse nessa área cresça de forma considerável, já que ainda não há um tratamento padrão descrito na literatura acerca das lesões traqueais que acometem 50% do comprimento total do órgão de um adulto ou 30% da traqueia de uma criança. Assim, este estudo tem como objetivo a construção de modelo de traqueia para enxerto utilizando técnicas de engenharia de tecidos. Para tanto, foram realizados cinco e 10 ciclos de descelularização nas traqueias de coelhos doadores seguindo etapas: congelamento/descongelamento sem adição de nenhum crioprotetor, banho ultrassônico no aparelho Ultrasonic cleaner (Unique model USC 1400®) na frequência de 40 Khz durante 10 minutos, irradiação utilizando diodo de emissão de luz (LED) azul com comprimento de onda de 450nm ± 20nm na dose de 90 J/cm2 totalizando 60 minutos de exposição, adição do detergente deoxicolato de sódio a 4% sob agitação a 180 rpm no C24 Incubator shaker (New Brunswick Scientific) durante 48 horas. Paralelamente, foram realizadas expansão e caracterização das células-tronco mesenquimais dos coelhos receptores com posterior diferenciação dessas células em condrócitos e células de músculo liso. Finalmente, foi realizada a recelularização das traqueias com aplicação das células-tronco mesenquimais, dos condrócitos e das células de músculo liso dos coelhos receptores nas superfícies externas dos arcabouços produzidos para os transplantes traqueais. Após cinco ciclos repetidos do protocolo de descelularização utilizado, ainda é possível observar células epiteliais respiratórias e condrócitos remanescentes nas traqueias dos coelhos doadores. Porém, a repetição de 10 ciclos do mesmo protocolo de descelularização remove completamente as células epiteliais respiratórias e reduz a... / Abstract: There is no standard treatment yet described in the literature for tracheal lesions whose length is more than 50% in adults and a third of the trachea in small children. Given the challenge of tracheal injuries treatment and the organ generation progress by tissue engineering techniques the interest in this area is growing considerably. Thereby this study aims to produce tracheal model for graft using tissue engineering techniques. Were performed five and 10 cycles of decellularization on donor rabbit‟s tracheae following the steps: freezing/defreezing without addition of any cryoprotectant; sonication in Ultrasonic cleaner (Unique model USC 1400®) with 40 Khz for 10 minutes; blue light-emitting diode (LED) irradiation with wavelength of 450nm ± 20nm along a dose of 90 J/cm2 at a total exposure of 60 minutes; addition of sodium deoxicholate detergent 4% during 48 hours under 180 rpm agitation in the C24 Incubator Shaker (New Brunswick Scientific). Meanwhile, expansion and characterization of mesenchymal stem cells of rabbits' receptors were performed with subsequent differentiation of these cells into chondrocytes and smooth muscle cells. Finally, it was realized the tracheal recellularization by the application of the mesenchymal stem cells, chondrocytes and smooth muscle cells from receptors rabbits in the outer face of the produced scaffolds for tracheal transplantation. After five repeated cycles of decellularization protocol used, it is still possible to observe respiratory epithelial cells and chondrocytes remaining in the tracheae of the donor rabbits. However, after 10 cycles of the same decellularization protocol the respiratory epithelial cells are completely removed and the tracheal cartilage chondrocytes are reduced. Animals that have been transplanted with five cycles decellularized tracheae had died after 10-12 days due to rejection by the presence of donor rabbit‟s epithelial cells. Animals that have been ... / Doutor

Orientador: Ruis Camargo Tokimatsu / Banca: João Antonio Pereira / Banca: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia / Resumo: A prototipagem rápida está sendo utilizada em diversas áreas do conhecimento humano para auxiliar no estudo e muitas vezes na própria fabricação do componente usual. Atualmente, com o avanço de softwares, pode-se criar com facilidade imagens tridimensionais, ou mesmo, capturar essas imagens de equipamentos como a tomografia computadorizada e a ressonância magnética. Consegue-se reproduzir qualquer parte do corpo humano com grande perfeição e isso é utilizado na fabricação de implantes, scaffolds (arcabouços - engenharia de tecidos), materiais de auxílio e preparação em cirurgias (biomodelos). Os principais materiais utilizados na fabricação de implantes hoje são: o titânio puro, as ligas de titânio, o aço inoxidável, o polietileno, o PMMA, as ligas de cobalto-cromo e as cerâmicas. Este trabalho se propõe a fazer: um estudo mecânico e microestrutural da liga Ti-6Al-4V obtida por prototipagem rápida no processo de sinterização direta a laser de metais (DMLS) e compará-la com a liga Ti-6Al-4V produzida por processos convencionais de conformação (trefilação). Além disso, pretende realizar o desenvolvimento de uma placa condilar personalizada utilizada para patologias de distúrbios de ATM (articulação têmporo-mandibular), avaliando sua geometria pelo software ANSYS®, com o apoio da tomografia computadoriza e do software de construção de imagens tridimensionais INVESALIUS® / Abstract: Rapid prototyping is being used in various areas of human knowledge to assist in the study and often in the usual component manufacturing. Today, with the advancement of software, you can easily create three-dimensional images, or even, capture these images of equipment such as computed tomography and magnetic resonance imaging. You able to reproduce any part of the human body with great perfection and it's used in the manufacture of implants, scaffolds (tissue engineering), material aid and preparation for surgery (biomodels). The main materials used in the manufacture of implants today are: pure titanium, titanium alloys, stainless steel, polyethylene, PMMA, the cobalt-chromium alloys and ceramics. This paper proposes to do: mechanical and microstructural studies of alloy Ti-6Al-4V obtained by rapid prototyping process in direct metal laser sintering (DMLS) and compare it with the Ti-6Al-4V alloy produced by conventional forming process (wiredrawing). Also, make the development of a custom condylar plate used for diseases of TMJ (temporomandibular joint) disorders, assessing its geometry by ANSYS® software with the help of computerized tomography and the software to build three-dimensional images INVESALIUS® / Mestre

O rio Gravataí, no final da década de 60, teve seu curso natural retificado visando a drenagem das áreas úmidas da bacia para expansão das áreas cultiváveis. O que implicou em impactos tanto sociais como ambientais em toda a bacia. Visto isso, o comitê gestor fomentou uma série de estudos buscando alternativas para regularização da vazão no trecho retificado, das quais, elencou-se a construção de duas barragens como solução imediatista. O conceito para descanalização de um rio e o retorno de seus traçados é abordado nesse trabalho sob a ótica da renaturalização. Assim, a presente dissertação tem como objetivo identificar uma área com potencial de renaturalização no trecho retificado do rio Gravataí/RS, localizado no interior de uma UC de Uso Sustentável. O trabalho estrutura-se em cinco etapas: Identificação e delimitação da área piloto; Análise da série histórica de vazão; Definição de técnicas de bioengenharia e seleção de espécies vegetais; Projeção tridimensional de uma unidade experimental e a metodologia de aplicação e monitoramento da unidade. O desenvolvimento desta pesquisa, através das etapas metodológicas, gerou como resultados uma série temporal de imagens sob o recorte da área potencial de renaturalização com aplicação de NDWI. Bem como a análise histórica da série de vazão que resultou na constatação de alterações no padrão de vazão no período pós-retificação. A partir das características locais elaborou-se uma proposta metodológica de intervenção através de técnicas de bioengenharia para a renaturalização do canal retificado. O principal produto resultante da pesquisa consiste na projeção de uma unidade experimental para aplicação em campo da proposta de renaturalização, e sua metodologia de instalação e monitoramento. A vista disso gerou-se uma ferramenta metodológica para identificação e projeção de propostas de renaturalização para canais retificados e não cimentados. / The Gravataí river, in the late 60's, had its natural course rectified aimed at draining the wetlands of the basin for the expansion of cropland. What resulted in social and environmental impacts throughout the basin. On this, the management committee fomented a series of studies seeking alternatives for flow regularization in the amended section of which, has listed the construction of two dams like immediate solution. The concept for descanalização of a river and the return of their paths is discussed in this paper from the perspective of renaturalization. Thus, this search aims to identify an area with renaturalization potential in the stretch of the river rectified Gravataí/RS, located inside of a UC of Sustainable Use . The work is divided into five steps: Identification and delimitation of the pilot area; Analysis of the series of flow output; Definition of bioengineering techniques and selection of plant species; three-dimensional projection of an experimental unit and the application of methodology and monitoring unit. The development of this research through methodological steps, generated results as a time series of images under the cut of the potential renaturalization area with application of NDWI. And the historic analysis of flow series which resulted in the finding of changes in the flow pattern in the post-rectification period. From the local characteristics was elaborated a methodology of intervention through bioengineering techniques for renaturalization of the rectified channel. The main result of this research is the projection of an experimental unit for application of renaturalization proposed, and its installation and monitoring methodology. Therefore was generated a methodological tool for identification and projection of the renaturalisation in rectified channels and no cementless.

Este trabalho apresenta a implementação de um sistema de velocimetria de imagens de partícula (VIP) para estudo do escoamento do sangue em um dispositivo de assistência ventricular para uso pediátrico (DAVP). O sistema VIP implementado é constituído por uma fonte de iluminação composta por um par de lasers de Nd:YAG (pulso de aproximadamente 18mJ de energia e duração de 5ns), um sistema óptico contendo duas lentes convergentes, uma câmera CCD e uma câmara para visualização. O DAVP estudado foi construído em acrílico transparente e é constituído de uma câmara de sangue e uma câmara pneumática, divididas por uma membrana flexível. A câmara sanguínea possui dois orifícios dotados de válvulas de tecido biológico para a entrada e saída de sangue. A câmara pneumática é conectada a um gerador de pulsos de pressão positiva. O fluido foi semeado com esferas de poliestireno (10 \"mu\" de diâmetro). Foram determinadas as distribuições de velocidades instantâneas nas freqüências de batimento de 80, 100 e 120 bpm em três campos (65 mm x 65mm) da câmara paralelos à membrana e um campo situado no canal de entrada do DAVP, usando correlação cruzada com base na transformada rápida de Fourier. Um gerador de pulsos foi utilizado para sincronizar a detecção das imagens pelo sistema VIP com as fases de interesse no ciclo de bombeamento. Na freqüência de batimentos de 80 bpm as velocidades máximas foram de 1,94 m/s no canal de entrada durante o período de enchimento e 1,66 m/s nas regiões próximas à membrana durante o período de ejeção. Em 100 bpm, as velocidades máximas foram de 1,68 m/s no canal de entrada e 1,15 m/s nas regiões próximas a membrana. As distribuições de velocidades instantâneas mostram a ocorrência de pequenos vórtices, principalmente durante a fase de enchimento. Estes vórtices apresentam grande variabilidade ciclo-a-ciclo produzindo turbulências no fluxo e tensões de Reynolds elevadas. No ciclo a 80 bpm, ) parte da energia cinética turbulenta é dissipada devido à desaceleração do fluxo na câmara sanguínea antes do inicio da fase de ejeção. Isto ocorre para as freqüências de 100 e 120 bpm. A máxima tensão de Reynolds foi observada no canal de entrada do DAVP no valor de 222 N/m2 durante o enchimento, persistindo por 25 ms. No plano da membrana a maior tensão encontrada foi igual a 250 N/m2 durante o enchimento, persistindo por 25 ms. O campo de velocidades media contém vórtices permanentes durante a fase de enchimento que influenciam significativamente o fluxo na câmara e cujo numero aumenta com a freqüência de batimentos, provocando aumento de turbulências. Estes resultados indicam que existe maior possibilidade de ocorrer o processo de hemólise durante o enchimento do que durante a ejeção. Vetores com baixas velocidades foram observados na região compreendida entre os canais de entrada e saída do fluxo na câmara sanguínea no período de ejeção, sugerindo a possibilidade de ocorrer à formação de trombos nesta. / --

A Tomografia de Impedância Elétrica é uma técnica de obtenção de imagens não invasiva que pode ser usada em aplicações clínicas para estimar a impeditividade dos tecidos a partir de medidas elétricas na superfície do corpo. Matematicamente este é um problema inverso, não linear e mal posto. Geralmente é usado um filtro espacial Gaussiano passa alta como método de regularização para resolver o problema inverso. O objetivo principal deste trabalho é propor o uso de informação estatística fisiológica e anatômica da distribuição de resistividades dos tecidos do tórax, também chamada de atlas anatômico, em conjunto com o filtro Gaussiano como métodos de regularização. A metodologia proposta usa o método dos elementos finitos e o algoritmo de Gauss-Newton para reconstruir imagens de resistividade tridimensionais. A Teoria do Erro de Aproximação é utilizada para reduzir os erros relacionados à discretização e dimensões da malha de elementos finitos. Dados de tomografia de impedância elétrica e imagens de tomografia computadorizada coletados in vivo em um suíno com diferentes alterações fisiológicas pulmonares foram utilizados para validar o algoritmo proposto. As imagens obtidas foram consistentes com os fenômenos de atelectasia, derrame pleural, pneumotórax e variações associadas a diferentes níveis de pressão durante a ventilação mecânica. Os resultados mostram que a reconstrução de imagens de suínos com informação clínica significativa é possível quando tanto o filtro Gaussiano quanto o atlas anatômico são usados como métodos de regularização. / Electrical Impedance Tomography is a non invasive imaging technique that can be used in clinical applications to infer living tissue impeditivity from boundary electrical measurements. Mathematically this is an non-linear ill-posed inverse problem. Usually a spatial high-pass Gaussian filter is used as a regularization method for solving the inverse problem. The main objective of this work is to propose the use of physiological and anatomical priors of tissue resistivity distribution within the thorax, also known as anatomical atlas, in conjunction with the Gaussian filter as regularization methods. The proposed methodology employs the finite element method and the Gauss-Newton algorithm in order to reconstruct three-dimensional resistivity images. The Approximation Error Theory is used to reduce discretization effects and mesh size errors. Electrical impedance tomography data and computed tomography images of physiological pulmonary changes collected in vivo in a swine were used to validate the proposed method. The images obtained are compatible with atelectasis, pneumothorax, pleural effusion and different ventilation pressures during mechanical ventilation. The results show that image reconstruction from swines with clinically significant information is feasible when both the Gaussian filter and the anatomical atlas are used as regularization methods.

Orientador : Franco Giuseppe Dedini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-02T10:56:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LombardiJunior_ArleydeBarros_M.pdf: 17351461 bytes, checksum: 1ae230a116e027f02c51f319b0ba84c4 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Cadeiras de roda são geralmente a única solução disponível que visa resolver problemas de mobilidade, contudo até agora não foram eficientes em- trazer para pessoas em condição de deficiência motora a completa integração à sociedade, este trabalho visa minimizar problemas de lesão por esforços repetitivos ocorridos na tentativa de transpor barreiras arquitetônicas como rampas e terrenos irregulares, em especial as crianças, uma vez que não possuem força suficiente para transpor obstáculos ou mesmo mover-se em uma cadeira de rodas comum, sentindo-se frustrados em ter que pedir auxílio o que gera um sentimento de dependência e atrapalha seu desenvolvimento social e pessoal. Objetivou-se a concepção de um mecanismo servo-assistido que auxiliasse a transposição de obstáculos. Como metodologia foi necessário a caracterização da população usuária e a influência da cadeira de rodas como elemento presente no seu desenvolvimento psicossocial além da modelagem cinemática e dinâmica da cadeira de rodas que foi utilizada na determinação de parâmetros para o controle do mecanismo servo-assistido, a modelagem da propulsão que permitiu a comprovação da redução dos esforços nas juntas dos membros superiores com a utilização da proposta / Abstract: Wheelchairs are usually the only solution available to solve the problem of mobility, however still now they are not enough efficient to bring handicapped condition people for a full interaction with the society, this work intent to minimize repetitive effort lesion problem, which occur transposing some difficult architectonic barriers as steps, ramp or irregular flour, especially children users, because they usually do not have enough power to transpose this kind of obstac1e or moving themselves in a common wheelchair and in most time they feel frustrated in having to ask for helping what causes a dependence feeling which in consequence disturbs their social and personal developing. The objective is the servo-assisted mechanism conception which helps users to transpose this obstac1es. The methodology used was firstly the complete user population characterisation and wheelchair influence over the users development psycho-social, besides was done cinematic and dynamic wheelchair modelling which was used to determine parameters for mechanism servo-assisted control. Finally propulsion modelling allow to confirm efforts reductions in upper extremity joints when the proposal was applied. / Mestrado / Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-19T20:22:22Z No. of bitstreams: 1 TeseMTS.pdf: 13656662 bytes, checksum: c066663a491a08dfbd2c80065f41de40 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T18:07:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMTS.pdf: 13656662 bytes, checksum: c066663a491a08dfbd2c80065f41de40 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-20T18:07:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMTS.pdf: 13656662 bytes, checksum: c066663a491a08dfbd2c80065f41de40 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T18:07:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMTS.pdf: 13656662 bytes, checksum: c066663a491a08dfbd2c80065f41de40 (MD5) Previous issue date: 2015-10-26 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Bioactive glasses were developed by Hench in 1969, and are widely known to have the ability to rapidly form a chemical bond with hard and soft living tissues. Currently, these glasses have been used clinically as biomaterials that act in bone regeneration in dental and orthopedic applications. However, their use is still very limited due to their fragility and also the limited commercially available forms, such as powders and granules. Therefore, the development of processes that make possible their conformation in fibers and fabrics (meshes) is indeed promising and highly desired, as this new shape could significantly expand the usage spectrum of this excellent biomaterial. Thus, this project aimed to develop and improve the production of highly bioactive glass fibers by the downdrawing process, as well as optimize the production of unwoven fabrics and characterize them in relation to their physicochemical and biological properties. Therefore, a new bioactive glass composition previously developed at the Vitreous Materials Laboratory was used (LaMaV - UFSCar). This new bioactive glass presents a fast interaction with the body fluids to rapidly promote the healing process and reduced crystallization tendency for its processing into fibers, as crystal formation difficult or even impossible to obtain the same. The obtained results showed that this new bioactive glass composition is more suitable to undergo through working processes involving high temperatures than other currently known bioactive glasses, being then, possible to produce highly flexible fabrics and meshes by the downdrawing process. Concurrently, this new biomaterial presents similar physical-chemical and biological properties to gold standard bioglass 45S5, making this new biomaterial suitable for several applications aiming in situ tissue regeneration. / Os vidros bioativos foram desenvolvidos por Hench, em 1969, e são amplamente conhecidos por ter a capacidade de formar rapidamente uma ligação química com tecidos vivos duros e moles. Atualmente, estes vidros vêm sendo utilizados clinicamente como biomateriais que auxiliam na regeneração óssea em aplicações odontológicas e ortopédicas. Entretanto, sua utilização ainda é restrita devido à sua fragilidade e também à limitação de suas formas disponibilizadas comercialmente, como pós e grânulos. Portanto, a busca por um processo que viabilize sua conformação em fibras e tecidos (malhas) é bastante promissora, já que este formato poderá expandir de forma significativa o espectro de utilização deste excelente biomaterial. Deste modo, este projeto teve como objetivo desenvolver e aprimorar a produção de fibras de vidros altamente bioativas pelo método de downdrawing, assim como otimizar a produção de tecidos vítreos a partir destas fibras e caracterizá-los em relação as suas propriedades físico-químicas e biológicas. Para tanto, foi utilizada uma nova composição vítrea bioativa previamente desenvolvida no Laboratório de Materiais Vítreos (LaMaV - UFSCar) que possui rápida interação com os fluidos corpóreos para promoção acelerada do processo de regeneração e diminuída tendência de cristalização durante seu processamento em fibras, já que a formação de cristais dificulta ou até impede a obtenção das mesmas. Os resultados obtidos evidenciaram que esta nova composição vítrea bioativa está mais apta a passar por processos de conformação que envolvam altas temperaturas do que outros vidros bioativos atualmente conhecidos, sendo portanto, possível a obtenção de tecidos e malhas altamente flexíveis pelo processo de downdrawing. Concomitantemente, este novo material apresenta propriedades físico-químicas e biológicas semelhantes as do biovidro gold standard 45S5, tornando possível a utilização deste biomaterial em diversas aplicações para regeneração tecidual in situ.