Repositório RCAAP

Ao longo dos últimos 50 anos, o uso da luz, em especial o laser, vem promovendo grandes avanços em diversas áreas da ciência e da tecnologia. Na última década o uso de estímulos ópticos no campo da biomédica tem despertado grande interesse no meio acadêmico e na indústria. Dois ramos que se destacam pelo seu crescimento são: a estimulação óptica direta e a optogenética. A primeira utiliza diferentes parâmetros da luz para adequar o efeito desejado na interação com o tecido biológico. A segunda faz uso de engenharia genética para tornar os tecidos biológicos sensíveis à luz. A estimulação neural por infravermelho (estimulação óptica direta) não necessita de contato direto com o tecido e apresenta maior seletividade especial se comparada à estimulação elétrica, mas tem a capacidade restrita de ativar (despolarizar) os neurônios. A optogenética, entretanto, pode ser utilizada para manipular o tecido neural tornando-o sensível à luz; sendo, então, possível despolarizar ou hiperpolarizar os neurônios codificados, assim como monitorar as ativações por meio de codificação de proteínas fluorescentes sensíveis à tensão elétrica. Tanto a técnica de estimulação óptica por infravermelho ou a técnica de optogenética, vêm sendo aplicadas apenas à modelos animais. Os resultados mostram, entretanto, que há grande viabilidade de aplicação da estimulação óptica em seres humanos. Futuramente, tais técnicas poderão substituir o atual padrão ouro para a ativação neural, a estimulação elétrica, em aplicações envolvendo doenças neurológicas específicas.

Bovine caudal motion segments were used to investigate the loss of load-bearing ability of the intervertebral disc (IVD) under both quasi-static and cyclic compressive loading combined with torsion and flexion. While the response of the disc to both compressive hyper-flexion and hyper-torsion has been previously investigated much less is known about their individual and combined influence on compressive failure. Eighty motion segments dissected from 41 bovine tails were subjected to quasi-static and cyclic compression with added components of flexion and torsion. The four different combinations of flexion and torsion were 0º torsion/0º flexion, 10º torsion/15º flexion, 10º torsion/0º flexion and 0º torsion/15º flexion. Quasi-static compression failed to show any significant difference among the different combinations of torsion and flexion for failure stress, failure strain and compressive tangent modulus. Cyclic compression indicated a significant influence of torsion in reducing the disc's load-bearing ability. Cyclic loading provides a more sensitive tool for the assessment of potentially damaging mechanical parameters for the IVD.

The classical Romberg's test based on stabilometric tests in eyes open (EO) and closed (EC) conditions was used for investigating the influence of visual feedback in the body sway control in healthy adult subjects. Stabilograms from 144 subjects (aged 18-40) resting over a force platform were recorded for 30 s in EO and 30 s in EC conditions. The mean velocity was obtained for EO (VmEO) and EC (VmEC) in both anterior-posterior (y) and medial-lateral (x) directions and in the (x,y) plane, and thus used for computing the respective Romberg's quotient (RQ V). All Vm and RQ V parameter histograms presented unimodal asymmetric shapes, which were adequately fitted to lognormal distributions (Kolmogorov-Smirnov test, p &gt; 0.05). These findings suggest a single homogeneous group in terms of visual strategy. Taking the threshold scores (95% confidence interval) of the Vm and RQ V distributions, only four subjects (2.7%) presented values below the lower limit, as expected by the confidence level (two tailed, 5%). A strong dependence was also found between each RQ V and the respective VmEC (Spear correlation &gt; 0.86, R² &gt; 74.0%), with VmEO presenting almost negligible coefficients of determination (R² < 2.9%). One can conclude that RQ V derived from a single stabilometric trial could be not sufficient for the diagnosis of body sway control impairment by vision. Nevertheless, the RQ V could be useful to indicate subjects to carry out additional tests to investigate a possible deficit in the integration of the visual information in the postural control system.

A Engenharia Clínica é uma área com atuação nos Estabelecimentos Assistenciais de Saúde, desenvolvendo atividades baseadas nos conhecimentos de engenharia e de gerenciamento aplicadas às tecnologias de saúde. Nesse contexto, este trabalho relata os impactos econômicos da aplicação de técnicas de gestão em Engenharia Clínica num hospital público brasileiro de grande porte e referência em alta complexidade - Hospital de Clínicas da Universidade Federal de Uberlândia. Trata-se de uma pesquisa quantitativa, onde foram consideradas questões econômicas e de qualidade, suportada por pesquisa documental. O levantamento de dados baseou-se em relatórios e documentos administrativos do hospital do período de 2001 a 2010, referentes a recursos humanos, indicadores de serviços, indicadores de qualidade, custos com peças e contratos. Dentre os resultados encontrados, destaca-se a redução de aproximadamente 20% nas manutenções corretivas e sua estabilização ao longo do tempo, mesmo em face de um elevado aumento do parque tecnológico da instituição. No montante global de gastos com contratos, observou-se uma redução de cerca de 65% no período avaliado. A economia gerada pela gestão em Engenharia Clínica para a instituição foi de aproximadamente R$ 2 milhões em 2010, e a economia acumulada no período de 2001 a 2010 foi de R$ 7,6 milhões. Concluiu-se, que a gestão em Engenharia Clínica na instituição possibilitou uma redução significativa nos custos por meio da formação e capacitação de uma equipe própria, da redução dos custos com contratos e melhor planejamento das manutenções. Tais resultados demonstram a importância de um serviço de Engenharia Clínica para a melhor gestão de custos e das tecnologias em hospitais, sejam eles públicos ou privados.

Application of high intensity electric fields (HIEF) to the myocardium is commonly used for cardiac defibrillation/cardioversion. Although effective at reversing life-threatening arrhythmias, HIEF may cause myocyte damage due to membrane electropermeabilization. In this study, the influence of cell length and width on HIEF-induced lethal injury was analyzed in isolated rat cardiomyocytes in parallel alignment with the field. The field-induced maximum variation of membrane potential (ΔVmax) was estimated with the Klee-Plonsey model. The studied myocyte population was arranged in two group pairs for comparison: the longest vs. the shortest cells, and the widest vs. narrowest cells. Threshold field intensity was significantly lower in the longest vs. shortest myocytes, whereas cell width influence was not significant. The threshold ΔVmax was comparable in all groups. Likewise, a significant leftward shift of the lethality curve (i.e., relationship of the probability of lethality vs. field intensity) of the longest cells was observed, evidencing greater sensitivity to HIEF-induced damage. However, the lethality curve as a function of ΔVmax was similar in all groups, confirming a prediction of the Klee-Plonsey model. The similar results for excitation and injury at threshold and HIEF stimulation, respectively, indicate that: a) the effect of cell length on the sensitivity to the field would be attributable to differences in field-induced membrane polarization that lead to excitation or lethal electroporation; b) the Klee-Plonsey model seems to be reliable for analysis of cell interaction with HIEF; c) it is possible that increased cell length in hypertrophied hearts enhances myocyte fragility upon defibrillation/cardioversion.

Uma identificação correta de transientes em sinais de ECG (Eletrocardiograma) pode auxiliar métodos de processamento de sinal de ECG, pois esse tipo de evento degrada o sinal e pode induzir a erros. Diante disso, o presente trabalho propõe uma arquitetura para a detecção desses fenômenos, seguindo a tendência atual da computação distribuída, na qual um sensor realiza a detecção dos transientes no momento da aquisição do sinal, e, em seguida, encaminha essa informação através de uma rede de comunicação de dados, desenvolvida especialmente para a automação hospitalar, até um dispositivo computacional que irá processar os dados ou então apresentá-los a um profissional capacitado para fazer a análise de forma manual. Para realizar a detecção de transientes, foi proposto um método matemático baseado na transformada Hilbert do sinal de ECG, aliado ao PM-AH (Protocolo Multiciclos para Automação Hospitalar), com adição de quadros neste, para que seja possível o envio da informação sobre a ocorrência de transientes junto aos dados do sinal de eletrocardiograma. Dentre os transientes possíveis, foi escolhido o ruído, por ser o fenômeno que mais interfere no processamento de sinais de ECG, onde testes foram realizados com a base de dados MIT-BIH Arrhythmia Database, enquanto uma análise matemática foi feita nos novos quadros do protocolo PM-AH, com o intuito de demonstrar a consistência do protocolo com esta adição.

O presente trabalho descreve o projeto e construção de um calorímetro diferencial com a finalidade de avaliar o aquecimento gerado por feixes ultrassônicos em níveis terapêuticos. O calorímetro consiste em duas câmaras cilíndricas de alumínio idênticas (de medição e de referência), preenchidas com um material mimetizador de tecido biológico (phantom). Cada câmara possui seis termopares tipo E (diâmetro 0,24 mm), posicionados ao longo do eixo central de propagação da onda, entre as profundidades 10-60 mm, distantes 10 mm entre si. Foi levantada a curva de potência e estimado o valor da área de radiação efetiva (ERA) dos dois transdutores utilizados. A partir destes dados, a intensidade efetiva foi determinada. Para avaliar o calorímetro, foi utilizado um equipamento de ultrassom de Fisioterapia, operando nas frequências nominais 1 e 3 MHz, modo contínuo, intensidades nominais 0,5; 1,0; 1,5 e 2,0 W.cm-2 e tempo de irradiação 180 segundos. Uma sequência de oito protocolos de medição foi realizada dez vezes. Para ambas as frequências, houve um declínio do aquecimento ao longo da profundidade e a região do "phantom" que mais aqueceu foi a que corresponde à profundidade de 10 mm, em todas as intensidades. O maior aquecimento ocorreu a 2,0 W.cm-2, com médias de 6,7 ± 1,0 ºC e 12,6 ± 1,2 ºC, a 1 MHz e 3 MHz, respectivamente. O calorímetro proposto mostrou-se útil na caracterização de feixes ultrassônicos aplicados em Fisioterapia, principalmente na identificação de possíveis máximos locais de temperatura (pontos quentes) que ocorrem ao longo do eixo principal do feixe.

A dengue é uma doença viral transmitida ao homem pela picada do mosquito Aedes aegypti contaminado. A erradicação do mosquito é extremamente difícil. Assim a implementação e o acompanhamento das medidas de controle da população do inseto são essenciais. O estabelecimento de métodos de monitoração do vetor da doença é uma preocupação de vários países tropicais. No estado de Pernambuco (Brasil), a ocorrência do vetor vem sendo monitorada pelo uso de ovitrampas, armadilhas especiais para a deposição e contagem dos ovos do mosquito. No entanto, comumente esta contagem é realizada manualmente com o auxílio de lupa ou microscópio, método trabalhoso que exige tempo de profissionais treinados e está sujeita a variações. Este trabalho apresenta uma ferramenta capaz de adquirir e armazenar imagens das palhetas das ovitrampas, realizar a contagem semi-automática e automática dos ovos, sem a utilização do microscópio. O sistema desenvolvido é baseado em uma plataforma óptica, uma interface homem-máquina e um software de aquisição de imagem, com a contagem assistida dos ovos do mosquito. Esta contagem semi-automática gerou um ganho de velocidade na contagem de três vezes. As informações obtidas pelo sistema são enviadas pela Internet para um computador servidor WEB, onde são analisadas por técnicas de processamento de imagens. A contagem automática dos ovos baseia-se nos processos de segmentação, filtragem e quantificação. Este método foi aplicado em um conjunto de 100 imagens obtendo um erro global de 2,67%. Dois protótipos do sistema foram instalados e implementados, em duas diferentes cidades do estado de Pernambuco.

A prática mental (PM) é um método de treinamento pelo qual a representação interna de uma determinada ação motora é repetida diversas vezes com o objetivo de aumentar a performance motora. O objetivo deste estudo piloto foi avaliar a influência aguda da PM sobre as modificações da atividade cerebral utilizando a análise espectral do potencial relacionado a evento (PRE) e a magnitude quadrática da coerência (MSC) nas bandas de frequências delta, alfa e beta. Seis homens saudáveis (idade entre 20-25 anos) participaram deste estudo. Foram realizadas seis sessões individuais de PM baseada em imaginação motora (IM) de flexão e extensão da metacarpofalangeana do dedo indicador da mão dominante. Cada sessão consistiu de 15 minutos de IM, sendo realizada 2 vezes por semana, durante 3 semanas. Foram realizados registros de sinais de eletroencefalografia (EEG) antes e após as sessões de PM, durante: atividade espontânea; IM e; execução do movimento. Os eletrodos foram colocados nas derivações C3, C4 e Cz, de acordo com o sistema internacional 10-20. A potência do PRE e a MSC foram analisados para a derivação C3. Após o treinamento com a PM houve um aumento significativo (p = 0,03) na potência do PRE (normalizado com a potência da atividade espontânea) na banda delta durante a IM e o movimento do dedo. Além disso, houve aumento estatisticamente significativo da MSC durante a IM (F = 8,85, p = 0,001) e execução do movimento (F = 2,37; p = 0,048). Estes resultados sugerem a necessidade de se avaliar as mudanças na banda delta após a PM em novos estudos.

Este artigo descreve o projeto de um sistema computacional em tempo real para biofeedback multimodal. As informações biológicas ou psico-fisiológicas do paciente são detectadas por sensores específicos e processadas para prover feedback visual, por meio de ambientes virtuais tridimensionais e feedback auditivo. O dispositivo foi projetado para coleta e tratamento de seis sinais distintos: EMG, EEG, GSR, temperatura, frequência cardíaca e frequência respiratória. O aplicativo de software foi projetado em linguagem Visual C++ e utiliza técnicas de programação concorrente para permitir o tratamento adequado de todas as ações em tempo real. Os ambientes virtuais foram criados no software 3D Studio Max® e renderizados utilizando os recursos da biblioteca gráfica DirectX® da Microsoft Corp. O sistema desenvolvido resultou, conforme relatos dos voluntários, em sessões agradáveis e interessantes, que permitiam a escolha de diferentes tipos de ambientes virtuais capazes de se adequar às necessidades individuais. Todos os dados coletados durante as sessões de biofeedback são armazenados em um banco de dados específico, possibilitando a geração de relatórios para o terapeuta e permitindo o acompanhamento da evolução dos pacientes ao longo do tratamento. O sistema possui potencialidade para utilização como apoio ao tratamento de diversas patologias e disfunções, como demonstrado pelos experimentos realizados nas diferentes modalidades de biofeedback. Com este trabalho, os autores esperam ainda contribuir para o desenvolvimento de know-how nacional na área, à medida que disponibilizam técnicas avançadas para produção de hardware e software aplicáveis a tratamentos em biofeedback multimodal.

As espécies do gênero Candida são causadoras de diversas infecções fúngicas e, nos últimos anos, tem sido desenvolvidas novas tecnologias para auxiliar nos diagnósticos microbiológicos. Dentre as técnicas está a espectroscopia infravermelha junto com a análise estatística multivariada. O objetivo deste trabalho é comparar dois métodos: estatístico (análise multivariada) e não-estatístico (ajuste de curva), utilizando os espectros infravermelhos de Candida albicans, Candida dubliniensis e Candida parapsilosis para testar o potencial do uso de Análise Estatística Multivariada para discriminação de espectros de micro-organismos. Para isso foram obtidos, utilizando o Spectrum Spotlight 400 da PerkinElmer, 54 espectros infravermelhos, sendo 18 de cada espécie, na faixa de 4000 a 1000 cm-1, com resolução de 4 cm-1, no modo de transmissão, a 20 ºC. A análise dos espectros foi realizada através de três métodos: (1) inspeção visual direta dos espectros; (2) análise estatística multivariada; (3) ajuste de curva para a determinação de estruturas secundárias de proteínas. Na região de 1200 a 1000 cm-1, os espectros apresentam diferenças que podem ser percebidas numa inspeção visual direta. Uma banda próxima de 1070 cm-1 e outra próxima de 1045 cm-1 apresentam intensidades relativas diferentes para os três espectros. Por outro lado, as bandas da amida I, na região de 1710 a 1590 cm-1, apresentam aspectos visuais semelhantes com máximo em 1651 cm-1 para os espectros dos três micro-organismos. Esse fato torna possível submeter a análise estatística multivariada a um teste de sua capacidade de diferenciar três espectros de Candida. A análise estatística multivariada foi aplicada aos 54 espectros para investigar as regiões de 4000 a 1000 cm-1 com exceção da região de 2600 a 2300 cm-1 e de 1710 a 1590 cm-1 que corresponde a das bandas da amida I. A técnica selecionada foi a análise por componentes principais (PCA, Principal Componente Analysis), utilizando os primeiros quatro componentes principais, em conjunto com a técnica hierárquica de análise de agrupamento (HCA, Hierarchical Clustering Analysis) segundo o método de Ward. Foi utilizado para esta análise o software MINITAB 15 e o resultado mostra uma clara discriminação dos espectros dos três micro-organismos nas duas regiões consideradas. Adicionalmente foi obtido o espectro médio de cada micro-organismo nas bandas da amida I na região de 1710 a 1590 cm-1. Os três espectros médios assim obtidos foram analisados pelo método de ajuste de curva que não é estatístico para determinar as estruturas secundárias de proteínas. Para esta análise o software ORIGIN 7.5 foi utilizado e os resultados obtidos mostram estruturas conformacionais diferentes nos três micro-organismos. Esses resultados confirmam a discriminação obtida através da análise estatística multivariada e visual. Pode-se concluir que as análises estatísticas multivariadas baseadas em análise por componentes principais e análise de agrupamento com uso do algoritmo Ward é potencialmente útil para discriminar micro-organismos através de seus espectros infravermelhos. Além disso, as análises mostram que as bandas da amida I dos espectros infravermelhos de Candida albicans, Candida dubliniensis e Candida parapsilosis fornecem um conjunto de dados cuja estrutura de agrupamento é conhecida e que pode ser útil para testar e validar algoritmos estatísticos de análise de agrupamento.

Análise acústica tem sido sugerida como uma ferramenta auxiliar não invasiva e de baixo custo ao diagnóstico de patologias laríngeas. Diversas são as técnicas empregadas, entre as quais técnicas baseadas no modelo linear de produção da fala e na análise dinâmica não linear de sinais de vozes. O primeiro método é baseado na Teoria fonte-filtro, em que a fonte é a laringe e o filtro é o trato vocal. Nesse modelo, os sons surdos são modelados por uma fonte de ruído aleatório e os sons sonoros por um trem de impulsos na frequência fundamental do locutor. Na abordagem não linear são considerados aspectos da voz humana, não explorados no modelo linear, tais como: variação temporal da forma do trato vocal, as ressonâncias associadas à sua fisiologia, as perdas devido ao atrito nas paredes internas do trato vocal, a radiação do som nos lábios, o acoplamento nasal e o comportamento dinâmico associado à vibração das pregas vocais. Neste trabalho são associadas as duas abordagens e avaliado o desempenho na classificação com as características, de forma individual, e a partir da combinação das mesmas. São empregadas oito medidas oriundas da análise dinâmica não linear (dimensão de correlação, quatro medidas de entropia, expoente de Hurst, maior expoente de Lyapunov e o primeiro mínimo da função de informação mútua), além de coeficientes LPC, obtidos a partir da análise preditiva linear. Os resultados sugerem a viabilidade da técnica empregada para a discriminação entre vozes saudáveis e patológicas em geral, como também entre vozes afetadas por patologias laríngeas distintas como edema, nódulos e paralisia nas pregas vocais.

Os PEATEs são sinais resultantes da combinação de respostas de atividades neurais a estímulos sonoros no córtex. Caracteriza-se por ondas, sendo seus picos nomeados por algarismos romanos (I, II, III, IV, V, VI e VII). O processo clássico de identificação desses picos é baseado na visualização do sinal gerado pela promediação de cada amostra. Nele são identificadas as características morfológicas do sinal e os aspectos temporais relevantes constituídos pelas ondas de Jewett no qual cada onda tem uma relação anatômica com o sítio de origem. No entanto, durante esse processo de identificação visual surgem dificuldades que tornam a análise visual dos PEATE uma fonte constante de dúvidas em relação a fidedignidade e concordância de marcação dos picos pela subjetividade entre os examinadores. Com o objetivo de melhorar o processo de avaliação dos PEATE, foi desenvolvido um sistema de detecção automática para os picos, com capacidade de aprendizado que leva em consideração o perfil de marcação prévia realizado por examinadores, podendo ser considerado também, as marcações futuras de examinadores que utilizarão o software como auxílio em suas análises. Para a detecção de picos foi utilizada a Transformada Wavelet Contínua, associada a um Classificador Probabilístico construído a partir de marcações realizadas pelos examinadores. Para a avaliação do sistema foram utilizadas 748 amostras de PEATE de 11 sujeitos. A avaliação do sistema proposto apresentou uma taxa de acerto 74,3% a 99,7%, entre o sistema e a marcação manual, de acordo com o tipo de onda analisada. O presente estudo foi concebido com a intenção de ser uma ferramenta prática e por isso voltada para a aplicação clínica. Os resultados apresentados mostram uma técnica eficaz e capaz de aperfeiçoar o processo de avaliação dos PEATEs. A técnica proposta se mostra precisa mesmo na presença de ruído, característico de sinais biológicos especialmente no PEATE por ser um sinal de amplitude baixa.

This research consisted of implementing and evaluating an empirical mathematical model to reproduce analytically the dilatometric behavior of ASTM 420A and ASTM 440C martensitic stainless steels, widely used for manufacturing surgical tools. Martensitic stainless steels can be subdivided into three subgroups: low-carbon, medium-carbon and high-carbon steels. The microstructure of each group is also characteristic as needlelike martensitic; very fine martensitic; and ultra-fine martensitic containing carbides. The proposed method was based on experimental data obtained from the dilatometric testing of the steel samples applying low heating rates. It was possible to determine the formation of phase fields near the equilibrium conditions. The method, being based on empirical data, ensured a greater approximation to the experimental values, verifying that it can be applied as a useful tool in the evaluation of industrial heat treatments for surgical tools.

No ano 2010, doenças cardiovasculares (CVD) causaram 33% do total das mortes no Brasil. Tomografia Ótica Coerente Intravascular (IOCT) é uma tecnologia que oferece imagens in vivo para detecção e monitoramento da progressão de CVD. O exame de IOCT permite mais precisão no diagnóstico; contudo, ainda é pequena a variedade de métodos quantitativos aplicados a IOCT na literatura, em comparação à outras modalidades relacionadas. Portanto neste trabalho é proposto um método de segmentação do lúmen, baseado em uma combinação de Fuzzy Connectedness, com múltiplas funções de afinidade, e Operações Morfológicas. As funções de afinidade usadas neste trabalho são: (I) Clássica, (II) Pesos Dinâmicos e (III) Bhattacharyya. Esta última é baseada no coeficiente de Bhattacharyya, utilizado habitualmente para speckle tracking. Primeiro, características não desejadas da imagem são atenuadas. Depois, informações da parede do vaso são obtidas utilizando Fuzzy Connectedness e um processo de binarização dinâmico. Finalmente, operações morfológicas são realizadas para melhorar o lúmen segmentado. Para avaliar o método proposto, um conjunto de 130 imagens advindas de humanos, porcos, e coelhos foram segmentadas e comparadas com seus respectivos "Gold Standards" feitos por especialistas. Uma média de verdadeiros positivos (TP%) = 98,08 e de falsos positivos (FP%) = 2,34 foram obtidas. Com isso, o método proposto resultou em uma maior eficácia do que os estudos publicados anteriormente, encorajando seu uso.

A retinopatia diabética (RD) é uma das principais complicações do diabetes mellitus, pois causa sérios danos à retina e consequentemente à visão, podendo inclusive resultar em cegueira. O diagnóstico da RD é realizado através da análise visual de imagens de retina, sendo os exsudatos (depósitos de gordura) os principais padrões rastreados pelo médico especialista. Vale destacar que o diagnóstico precoce, realizado através do monitoramento regular, associado ao tratamento adequado apresenta inúmeros benefícios na prevenção da deficiência visual. Neste trabalho, é proposto um algoritmo de detecção de exsudatos em imagens de retina, cuja validação experimental é realizada na base pública DIARETDB1. A escolha desta base se deve à disponibilidade da localização dos exsudatos na retina, o que constitui o padrão ouro para a validação dos algoritmos. A metodologia proposta combina agrupamento nebuloso e técnicas de morfologia matemática, além de prover a detecção do disco óptico considerando que o mesmo é um ponto de convergência dos vasos. Os resultados mostraram que o método de detecção de exsudatos apresentou taxas de acerto na avaliação por imagens e por regiões na ordem de 73,03% e 99,41%, respectivamente. Estes resultados confirmam que houve uma melhoria no desempenho na detecção, quando comparados, aos resultados de métodos disponíveis na literatura.

Este trabalho apresenta um modelo bidimensional do olho humano para investigar a evolução da temperatura em estado transitório e o dano térmico associado nas camadas do olho e, principalmente, no melanoma de coroide. A modelagem e simulação computacional foram executadas para um paciente portador de um melanoma de coroide, submetido a um tratamento por irradiação com laser. Para determinar o campo de temperaturas, foi desenvolvido um modelo que utiliza a equação da biotransferência de calor de Pennes (BHTE - Bioheat Transfer Equation) que possui um termo de fonte/sumidouro que responde pelo calor transferido através da perfusão sanguínea. O modelo de Birngruber foi utilizado para determinar a função dano térmico durante a termoterapia transpupilar a laser (TTT). A análise foi efetuada a partir de uma imagem de ultrassom do paciente. Este tipo de exame forneceu as dimensões do olho e do tumor. O software comercial de CFD (Computational Fluid Dynamics) FLUENT, que emprega o Método dos Volumes Finitos (MVF), foi utilizado nas análises do modelo. Foram calculadas as temperaturas em estado estacionário para o olho não irradiado e estes resultados foram utilizados como condição inicial para a simulação de estado transitório para o olho irradiado, durante 60 segundos, com um laser de diodo (810 nm e potências de saída de 178, 222, 400 e 500 mW) cujos feixes apresentavam diâmetros de 2,0 e 3,0 mm e intensidades de 56.588 W/m² e 70.736 W/m² sobre a córnea. Para validar o modelo, os resultados das temperaturas, em estado estacionário para o olho não exposto à radiação do laser, foram comparados com outros mostrando uma boa concordância entre eles. Os resultados das temperaturas e do dano térmico, estado transitório, para o olho irradiado com o laser estão, qualitativamente, em acordo com a literatura disponível.

A Medicina Nuclear, como especialidade de obtenção de imagens médicas é um dos principais procedimentos utilizados hoje nos centros de saúde, tendo como grande vantagem a capacidade de analisar o comportamento metabólico do paciente. Este projeto está baseado em imagens médicas obtidas através da modalidade PET (Positron Emission Tomography). Para isso, foi desenvolvida uma estrutura de processamento de imagens tridimensionais PET, constituída por etapas sucessivas que se iniciam com a obtenção das imagens padrões (gold standard), sendo utilizados para este fim volumes simulados do Ventrículo Esquerdo do Coração criadas como parte do projeto, assim como phantoms gerados com o software NCAT-4D. A seguir, nos volumes simulados é introduzido ruído Poisson que é o ruído característico das imagens PET. Na sequência é executada uma etapa de pré-processamento, utilizando alguns filtros 3D tais como o filtro da mediana, o filtro da Gaussiana ponderada e o filtro Anscombe/Wiener. Posteriormente é aplicada a etapa de segmentação, processo baseado na teoria de Conectividade Fuzzy sendo implementadas quatro diferentes abordagens 3D: Algoritmo Genérico, LIFO, kTetaFOEMS e Pesos Dinâmicos. Finalmente, um procedimento de avaliação conformado por três parâmetros (Verdadeiro Positivo, Falso Positivo e Máxima Distância) foi utilizado para mensurar o nível de eficiência e precisão do processo. Constatou-se que o par Filtro - Segmentador constituído pelo filtro Anscombe/Wiener junto com o segmentador Fuzzy baseado em Pesos Dinâmicos proporcionou os melhores resultados, com taxas de VP e FP na ordem de 98,49 ± 0,27% e 2,19 ± 0,19%, respectivamente, para o caso do volume do Ventrículo Esquerdo simulado. Com o conjunto de escolhas feitas ao longo da estrutura de processamento, encerrou-se o projeto analisando um número reduzido de volumes pertencentes a um exame PET real, obtendo-se a quantificação dos volumes.

The aim of this work is to simulate transmission data for different beam geometry and material composition in order to evaluate the effect of these parameters on transmission curves. The simulations are focused on outgoing spectra for shielding barriers used in PET facilities. The behavior of the transmission was evaluated as a function of the shielding material composition and thickness using Geant4 Monte Carlo code, version 9.2 p 03.The application was benchmarked for barited mortar and compared to The American Association of Physicists in Medicine (AAPM) data for lead. Their influence on the transmission curves as well the study of the influence of the shielding material composition and beam geometry on the outgoing spectra were performed. Characteristics of transmitted spectra, such as shape, average energy and Half-Value Layer (HVL), were also evaluated. The Geant4 toolkit benchmark for the energy resulting from the positron annihilation phenomena and its application in transmission curves description shown good agreement between data published by American Association on Physicists in Medicine task group 108 and experimental data published by Brasil. The transmission properties for different material compositions were also studied and have shown low dependency with the considered thicknesses. The broad and narrow beams configuration presented significant differences on the result. The fitting parameter for determining the transmission curves equations, according to Archer model is presented for different material. As conclusion were defined that beam geometry has significant influence and the composition has low influence on transmission curves for shielding design for the range of energy applied to PET.

Neste artigo é descrito um sistema com potencial para identificar a privação do sono, que, com base no levantamento bibliográfico realizado, ainda não foi abordado na literatura. Este sistema integra simultaneamente duas metodologias, o teste de vigilância psicomotora (Psychomotor vigilance test, PVT) e a pupilometria, que se destacam no estudo da privação do sono. Entretanto, para atender às peculiaridades destas metodologias, permitindo que coexistam em um único sistema, algumas adaptações foram realizadas em seus procedimentos. Esta integração poderá garantir não só a complementariedade de indicadores que torna a identificação da privação do sono mais robusta, assim como estabelecer a equalização do estado psicofisiológico do sujeito, o que não é possível em testes realizados com defasagem temporal. Neste estudo, a validação das métricas do sistema foi realizada com sujeitos em estado de alerta. Os resultados mostraram-se coerentes com a literatura. Entretanto, algumas métricas apresentam um deslocamento em seus valores médios, que segundo as avaliações realizadas são determinadas pelas exigências técnicas do sistema. Os resultados obtidos nesta avaliação, somados à crescente demanda de ferramentas de aplicação em larga escala e que possam ser utilizadas além dos limites laboratoriais para estudos em distúrbios e privação do sono, apontam este sistema como uma potencial ferramenta. Entretanto, será necessário o estabelecimento de um experimento rigoroso, para avaliar se os indicadores oriundos das métricas do sistema permitem a identificação robusta da privação do sono.