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27,960 | Influência das propriedades do material do interface na marcha e perceção de dor e conforto de amputados transtibiais | próteses transtibiais,materiais de interface,caracterização termomecânica,marcha de amputados,perceção individual,transtibial prosthesis,interface materials,thermomechanical characterization,amputee’s gait,subject’s perception | As especificidades dos indivíduos e as características e materiais constituintes de cada componente protésico devem ser consideradas para o sucesso da reabilitação de amputados transtibiais. O interface protésico, pela sua relação direta com a pele do coto e a estrutura rígida da prótese, é um dos componentes mais importantes. As elevadas temperaturas, sudorese e forças mecânicas geradas no contacto com o interface originam frequentemente desconforto, lesões cutâneas e diminuição da qualidade de vida. O objetivo deste trabalho consistiu no estudo das propriedades mais relevantes de interfaces de próteses transtibiais e sua influência na marcha e perceção individual de dor e conforto, bem como do sistema interface/prótese, de sujeitos com amputação. Para isso, foram selecionadas amostras de interfaces comerciais representativos dos materiais elastoméricos comummente utilizados e estas foram sujeitas a um estudo de caracterização abrangente. Os materiais selecionados foram: copolímero de blocos (I), gel de silicone (II) e elastómero de silicone (III). Foi realizada uma caracterização fundamental onde as propriedades químicas e físico-estruturais dos materiais, que não eram totalmente conhecidas foram avaliadas. Os materiais foram também caracterizados funcionalmente, considerando as suas condições de utilização, em termos térmicos e mecânicos. Por fim, o comportamento biomecânico dos materiais foi testado em amputados transtibiais durante um percurso de marcha e foram registadas informações sobre a sua perceção individual da prótese, da dor e do conforto relativamente a cada interface. Os materiais foram ainda sujeitos a um processo acelerado de envelhecimento, em suor humano sintético (90 dias), e caracterizados fundamental e funcionalmente com o objetivo de conhecer a estabilidade destes materiais com a utilização em contacto direto com a pele. Concluiu-se que os materiais não sofreram alterações significativas. No entanto, o material III mostrou ser o mais sensível a este processo, tendo-se observado uma ligeira amorfização na rede de silicone e um ligeiro aumento de rigidez. Dos resultados obtidos verificou-se que na estrutura química do material I prevalecem os blocos derivados de alcenos, enquanto os materiais II e III são semelhantes e com estrutura à base de ligações siloxano e grupos metilo. Todos os materiais são hidrofóbicos, de estrutura amorfa e termicamente estáveis na gama de temperaturas de serviço. O material II apresentou valores superiores de condutividade térmica, no entanto foi o material que apresentou maior rigidez e menor atrito e adesão. Este material foi percecionado pelos sujeitos como sendo o pior durante a utilização. Contrariamente, o material III foi o material que apresentou maior capacidade de dissipação de energia mecânica, maior atrito e adesão, tendo sido percecionado pelos sujeitos como o que proporciona melhor sensação/sensibilidade de temperatura e textura e menor diminuição de conforto. Concluiu-se assim que a perceção dos sujeitos se deve sobretudo a diferenças nas propriedades mecânicas dos interfaces e não na sua condutividade térmica (nas gamas de variação testadas). Comprovada a influência das propriedades do material na perceção dos sujeitos, considera-se que a prescrição dos interfaces do material I, pelas suas propriedades mecânicas (rigidez semelhante e menor capacidade de dissipação de energia comparativamente com o material III), deve ser repensada de forma a também incluir sujeitos com níveis de atividade menores (K1-K2). Já o material II só deve ser prescrito para situações de utilização pontual. Os interfaces do material III mostraram características adequadas aos níveis de atividade para os quais estão recomendados (K1-K2). As conclusões deste trabalho devem ser consideradas como guidelines de apoio à prescrição de interfaces protésicos aportando evidência científica à adequada protetização. Tendo-se confirmado que atualmente existe uma estagnação no desenvolvimento de novos de interfaces protésicos, pretendeu-se ainda com este trabalho estudar estratégias de desenvolvimento de novos interfaces à luz de conhecimentos e tecnologias já existentes noutras áreas do conhecimento. Sintetizaram-se assim dois compósitos com matriz de silicone e aditivo de nanotubos de carbono e cortiça, cujos objetivos essenciais foram aumentar a condutividade térmica, melhorar o comportamento mecânico e verificar a viabilidade dos interfaces serem confecionados individualmente com base nas características específicas de cada sujeito (à semelhança de outros componentes). Concluiu-se que as estratégias estudadas são viáveis para a aplicação pretendida, contudo necessitam de investigação mais aprofundada. Futuramente, poderão ser desenvolvidos estudos longitudinais sobre interfaces, em articulação com entidades prescritoras, de forma a avaliar a adequação dos K-levels na prescrição e proporcionar um contributo efetivo para a melhoria da qualidade de vida de sujeitos com amputação. | Ciências Exactas e Naturais |
27,961 | Olimpíadas de Física, o gosto pelo desafio. Um contributo para o ensino experimental da Física | Olimpíadas de Física,Physics Olympiad | As competições de Ciência têm várias finalidades: promovem a ciência, ajudam a sinalizar jovens talentos, a motivar e a potenciar o seu desenvolvimento, e impulsionam vários agentes da educação. Os países participantes podem usá-las para diagnosticar problemas intrínsecos no seu sistema de ensino e desenvolver soluções para os ajudar a resolver. Portugal participa nas Olimpíadas Internacionais de Física (IPhO) desde 1994. Os alunos portugueses têm mostrado, ao longo dos anos, variações do seu desempenho nas provas teórica e experimental. Em particular, na prova experimental, os alunos portugueses têm alcançado resultados pouco satisfatórios nos últimos 10 anos. O problema que originou esta investigação teve como ponto de partida a constatação de uma degradação da aprendizagem das competências experimentais em Física dos alunos olímpicos portugueses. Em décadas anteriores, os alunos mostravam nas competições internacionais de Física um melhor desempenho na componente experimental, talvez porque existiam no Ensino Secundário disciplinas específicas para realizarem atividades experimentais. Com vista a investigar este problema foi realizado o primeiro estudo extenso em Portugal sobre as Olimpíadas de Física, competição promovida pela Sociedade Portuguesa de Física (SPF), que envolveu 3299 alunos e 630 professores. Numa primeira fase, procurámos caracterizar as Olimpíadas e os seus intervenientes, alunos e professores, inquirir sobre o potencial desta competição para motivar alunos, sinalizar jovens talentos e identificar problemas no ensino da Física. Verificámos neste estudo que as Olimpíadas de Física têm um elevado potencial para aumentar o interesse dos alunos pela Física e para sinalizar jovens com especial talento para esta área e altamente motivados para o seu estudo. A competição também tem a capacidade de promover novas práticas no espaço letivo. Verificámos que várias dificuldades relacionadas com a prática experimental são assinaladas quer por alunos, quer pelos professores. Para ajudar a colmatar a lacuna na formação experimental dos alunos da pré-seleção olímpica desenvolvemos, ainda, um conjunto de atividades experimentais para o treino destes alunos na Escola Quark! - Escola de Física para jovens da Universidade de Coimbra, inspiradas nas Competições Internacionais de Física, que envolveram materiais simples, de baixo custo e fácil acesso. Estas atividades são mais desafiadoras do que as preconizadas no programa oficial de Física do 12º Ano, tendo uma maior componente criativa e um tratamento de dados mais elaborado. Produzimos também guiões com sugestões metodológicas e resultados típicos destas atividades experimentais, para a formação contínua dos professores que foi organizada pela SPF. Numa segunda fase, procurámos testar a eficácia deste tipo de atividades experimentais no contexto mais geral da escola portuguesa, quando inseridos na lecionação do programa da disciplina de Física do 12º Ano. Nesta etapa foram disponibilizados aos alunos e professores intervenientes neste estudo guiões experimentais, bem como kits com todos os materiais e equipamentos por nós produzidos. Os resultados desta investigação sugerem que é possível melhorar o desempenho dos alunos olímpicos com atividades experimentais próximas do paradigma olímpico, desde que seja dada formação específica aos seus professores. Comprovámos que este modelo de atividade experimental, com as devidas adaptações e simplificações, pode ser usado, com vantagem, nas escolas, envolvendo todos os alunos da turma. Para a prática de um bom ensino experimental é imperativo um espaço próprio (laboratório com apoio técnico), tempo suficiente para os professores prepararem as atividades experimentais e para os alunos as explorarem, materiais e equipamentos para todos os alunos colocarem as ``mãos na massa'', recursos didáticos com sugestões metodológicas para apoiar o trabalho dos docentes, e oferta regular de formação contínua para os professores, focada no ensino experimental. Estas medidas deveriam ser implementadas o mais cedo possível no percurso escolar dos alunos. Só assim se conseguirá um desenvolvimento efetivo de competências experimentais nos alunos do Ensino Secundário que possa também vir a refletir-se num melhor desempenho das equipas de estudantes portugueses nas Olimpíadas Internacionais de Física. | Ciências Exactas e Naturais |
27,967 | Deteção Não Invasiva da Diabetes Mellitus através das Alterações da Ecogenicidade do Segmento Anterior do Olho em Modelos Animais Usando Ultrassons de Alta Frequência | Engenharia biomédica,Ciências da Saúde,Tecnologia,Diabetes,Deteção não invasiva,Ultrassom | A Diabetes Mellitus (DM) é uma doença metabólica que afeta cerca de 9% da população adulta mundial. As alterações provocadas por esta doença incluem o aumento da concentração de glicose nos fluídos corporais, nomeadamente no sangue, e o aumento da concentração de glicose em células independentes de insulina como neurónios, provocando efeitos tóxicos e morte celular em neurónios periféricos. Estas alterações manifestam-se nos olhos num cenário de patologia através do aumento da espessura da córnea e da alteração do fluxo do humor aquoso. A técnica por ultrassons pode ser utilizada na determinação da espessura da córnea e caracterização do humor aquoso, avaliando as suas propriedades acústicas, nomeadamente a atenuação. Neste trabalho foram estudadas as alterações na córnea e humor aquoso provocadas pela DM, usando 12 ratos, divididos em dois grupos de 6 (controlo e estudo). A DM tipo 1 foi induzida no grupo de estudo com streptozotocina e a progressão da doença foi avaliada ao longo de 8 semanas. A análise dos efeitos da doença na córnea e humor aquoso foi realizada usando duas abordagens: ultrassons de alta frequência, através de duas sondas (20MHz e 50 MHz) e Tomografia de Coerência Ótica (OCT do inglês Optical Coherence Tomography). Os resultados deste estudo confirmaram a tendência para o aumento da espessura da córnea em ratos diabéticos, verificando-se diferenças estatisticamente significativas nas medidas obtidas com 20 MHz e 50 MHz, entre a baseline e a semana 8, para o grupo de estudo (Ρ<0,001). O coeficiente de atenuação acústica no humor aquoso mostrou tendência para o aumento em ratos diabéticos (P<0,001 obtido com 50MHz) e tendência para a manutenção nos ratos controlo. Os resultados obtidos através da segmentação das imagens obtidas por OCT permitiram a análise da dimensão relativa das camadas da córnea, demonstrando que o estroma foi a camada que mais contribuiu para o aumento da espessura da córnea no grupo de estudo. O trabalho desenvolvido demonstrou que os ultrassons podem ser utilizados no estudo das alterações da córnea e humor aquoso provocadas pelos efeitos tóxicos da hiperglicemia em doentes com diabetes. A caracterização das alterações da ecogenicidade do polo anterior do olho em cenários de diabetes poderá conduzir à deteção precoce da doença e ao melhoramento o acompanhamento clínico do doente. | Ciências Exactas e Naturais |
27,969 | Caraterização Experimental de Feixes de Megavoltagem para Imagiologia por Raios Ortogonais | Radioterapia guiada por imagem ((IGRT),,Imagiologia por raios ortogonais,,Feixes de MV,,Tomogra fia computadorizada ortogonal (OrthoCT).,Imaged guided radiotherapy (IGRT),Orthogonal ray imaging,MV beams,Orthogonal computed tomography (OrthoCT) | O cancro e uma das principais causas de morte no Mundo e a radioterapia um dos m etodos de tratamento mais utilizados. As t ecnicas modernas de radioterapia permitem aumentar a conformacionalidade ao tumor. Todavia, para o sucesso da terapia e de modo a garantir uma dose m axima no tumor e evitar a irradia c~ao de org~aos de risco ou tecidos s~aos adjacentes, e importante detetar os desposicionamentos do doente e as altera c~oes anat omico-morfol ogicas antes do tratamento ter in cio, para que se possa proceder as devidas corre c~oes. Nesse sentido, um novo sistema de imagem para radioterapia de feixe externo com raios X foi proposto: OrthoCT (orthogonal computed tomography). Este sistema pretende adquirir imagens do volume a ser irradiado imediatamente antes do tratamento ter in cio, quando o doente j a se encontra posicionado e imobilizado para receber o tratamento (\on-board imaging"). Esta t ecnica e poss vel administrando uma dose muito baixa, eventualmente nula, nos org~aos de risco e tecidos saud aveis, mesmo quando posicionados pr oximos do tumor. A OrthoCT tem por base a imagiologia por raios ortogonais, isto e, a dete c~ao da radia c~ao dispersa no doente que escapa perpendicularmente a dire c~ao do feixe de irradia c~ao, pois esta apresenta uma boa correla c~ao com a estrutura morfol ogica do doente. Para isto, o feixe de irradia c~ao deve ter um tamanho inferior ( 5mm 5mm) aos tipicamente usados nos tratamentos atuais. Al em disso, o per l do varrimento deve ser: (1) o mais homog eneo poss vel, para que as varia c~oes possam ser associadas a altera c~oes de dose/morfol ogicas; e (2) ter elevada velocidade (o que favorece os varrimentos com o colimador multi-folhas, em vez das mand bulas). O objetivo deste projeto e determinar o melhor varrimento a ser usado experimentalmente em OrthoCT tendo em conta as condi c~oes referidas anteriormente. Para tal, utilizaram-se feixes nos e os resultados dos varrimentos obtidos experimentalmente foram optimizados. O varrimento mais homog eneo obtido experimentalmente revela uma variabilidade da intensidade do feixe inferior a 1 %, o que suporta altera c~oes de variabilidade morfol ogica detet aveis atrav es da t ecnica OrthoCT desta ordem de grandeza ou superior. | Ciências Exactas e Naturais |
27,978 | Perfil Genómico do Carcinoma da Cabeça e Pescoço: Existem Preditores para as Diferentes Taxas de Sobrevivência? | Engenharia biomédica,Ciências da Saúde,Matemática computacional,Genoma,Neoplasias da cabeça e do pescoço | O Carcinoma Epidermoide da Cabeça e Pescoço (CECP) é uma neoplasia que surge nas regiões do trato aerodigestivo superior, incluindo a cavidade oral, orofaringe, laringe, hipofaringe e língua e é o sexto tumor mais comum em todo o mundo. O desenvolvimento deste carcinoma resulta da acumulação gradual de alterações e instabilidade genética e epigenética que levam à carcinogénese e progressão tumoral. Têm sido efetuados alguns estudos com vista a identificar alterações genómicas possíveis de serem utilizadas na classificação, diagnóstico e prognóstico, incluindo a previsão da eficácia do tratamento. Apesar dos avanços efetuados nas tecnologias de diagnóstico e modalidades de tratamento, estes tumores continuam a ser diagnosticados em estádios avançados sem significativas melhorias nas taxas de sobrevivência. O objetivo deste trabalho é testar a seguinte hipótese: será que as diferentes taxas de sobrevivência dos doentes de CECP estão associadas à presença de tumores com diferentes assinaturas genómicas? Recorrendo a resultados provenientes da técnica de Hibridização Genómica Comparativa em array (aCGH) referentes à variação do número de cópias (CNV) de material genético, conjuntamente com a informação clínicopatológica dos doentes com diagnóstico de CECP, foram analisados 104 doentes com recurso às plataformas de software Matlab R2014a, R3.1.2 e SPSS. Desta forma, como resultados deste projeto foi verificada a associação das variáveis dependentes estádio do tumor, localização do tumor e presença de metástases relativamente aos dados de aCGH e foram identificadas as regiões mínimas comuns alteradas mais frequentes nos cromossomas. Foi também possível avaliar a eficácia dos dois classificadores, Random Forest e SVM, para classificar dados e foram testadas as variáveis dependentes, onde apenas a condição metástases/recidiva mostrou mais significância em classificar novos dados. Similarmente foi quantificada a importância das variáveis para a classificação em relação às regiões obtidas pelo processo de redução de variáveis, e foram obtidas 11 regiões cromossómicas clinicamente relevantes, sendo que amplificações das regiões 11q13.5-q14.1, 22q11.22-q11.23, 3p14.3-p14.2 e 11p14.1-p13 e deleções das regiões 22q11.22-q11.23, 6q16.1-q16.3, 17q21.31-q21.32, 3p14.3-p14.2 e 3q26.31-q26.33 apresentaram pior prognóstico e um tempo de sobrevida menor; e amplificações das regiões 17q21.31-q21.32 e 1q21.1-q21.2 apresentaram melhor prognóstico e uma sobrevivência maior. Por fim, identificaram-se potenciais biomarcadores/preditores para o CECP: APPL1, contido na região 3p14.3-p14.2 quando amplificada, tem um maior Perfil Genómico do Carcinoma da Cabeça e Pescoço: Existem RESUMO Preditores para as Diferentes Taxas de Sobrevivência? xii Joana Margarida Morgado Menoita risco de metástases; e os genes BCR e SMARCB1, contidos na região 22q11.22-q11.23 quer quando deletada ou amplificada, apresentam um pior prognóstico. Em conclusão, respondendo à questão fundamental deste projeto, os doentes de CECP dependendo das suas assinaturas genómicas têm diferentes taxas de sobrevivência e, consequentemente, melhor ou pior prognóstico. A descoberta de biomarcadores com aplicabilidade na prática clínica auxiliará na antecipação do aparecimento e/ou progressão da doença. Palavras-chave: carcinoma epidermoide da cabeça e pescoço; alterações genéticas; metástases/recidiva; biomarcadores/preditores. | Ciências Exactas e Naturais |
27,996 | Desenvolvimento de instrumentação self-mixing para medição de onda de pulso em tempo real | Engenharia biomédica,Doenças cardiovasculares,Interferometria,Algoritmo,Velocidade de onda de pulso | A onda de pulso arterial (OPA) gerada pelo coração durante a sístole provoca a dilatação das artérias do sistema circulatório sistémico. A energia cinética desta dilatação é propagada para a vizinhança e pode ser detetada sob a forma de vibração da pele sobre artérias periféricas como a carótida. A velocidade da vibração é proporcional à OPA que se propaga abaixo dela. A análise da OPA fornece vários parâmetros que nos permitem avaliar a eficiência cardiovascular. Um dos parâmetros mais importantes é a velocidade da onda de pulso (VOP). Este parâmetro está intrinsecamente relacionado com a elasticidade da parede arterial e é um índice da rigidez arterial, logo VOP é um índice de doenças cardiovasculares (CVD), uma das maiores causas de mortalidade no mundo Ocidental. Este trabalho tem como objetivo demonstrar que um sistema ótico simples baseado em self-mixing (SM) é capaz de extrair a OPA por meios não invasivos. SM é uma técnica de interferometria em que parte da luz refletida por um objeto em movimento provoca a modulação da frequência (FM) na luz captada pelo fotodíodo (PD) na cavidade de um díodo laser (LD). A FM contém informação sobre a frequência Doppler e consequentemente sobre a OPA. Posteriormente um algoritmo baseado na transformada rápida de Fourier (FFT) extrai a informação sobre o SM. Este projeto também tem como propósito extrair essa informação analogicamente, sem necessitar de pós-processamento digital, o que habilita esta instrumentação da capacidade de detetar OPA em tempo real. Este propósito não foi atingido, porém este trabalho demonstra como alcançá-lo em futuros projetos. Palavras-chaves: onda de pulso arterial, velocidade da onda de pulso, self-mixing, interferometria laser Doppler, instrumentação biomédica. | Ciências Exactas e Naturais |
27,998 | Contribuições para a modelação de fluxos sanguíneos em redes de capilares da retina | Engenharia biomédica,Ciências da saúde,Programa de computador,Algoritmo,Retinopatia diabética | A retinopatia diabética afeta uma elevada percentagem de pacientes com diabetes, podendo levar a deficiências da visão e até à cegueira se não for convenientemente tratada. Estas deficiências de visão são consequência de um desenvolvimento anormal de vasos sanguíneos e portanto, pacientes com retinopatia diabética necessitam assim de ter os seus vasos danificados frequentemente eliminados através de terapia laser. Deste modo, um programa computacional que calcule o fluxo sanguíneo poderá ser utilizado para diagnosticar e acompanhar a evolução da retinopatia diabética num paciente. Existem na literatura bastantes métodos de segmentação aplicáveis a imagem digital que permitem obter a rede vascular, no entanto estes métodos falham na identificação dos vasos mais pequenos conduzindo a uma rede aberta. Por este motivo, o presente trabalho tem como principais objetivos a criação de um programa computacional que partirá de uma digitalização da rede vascular da retina e obterá uma rede fechada permitindo assim o cálculo do fluxo bem como a identificação dos locais onde os vasos se cruzam sem formar bifurcações, solução que também não está implementada na literatura. No algoritmo proposto o fecho da rede é obtido através do uso de um método descrito na literatura que tem por base os valores próprios da matriz Hessiana de uma imagem em conjunto com um algoritmo designado por percurso aleatório suave que permite simular a distribuição espacial dos vasos de menor calibre. De seguida são adquiridas todas as informações necessárias e relevantes sobre os vasos que permitem, por fim, que seja implementado um método que calcula o fluxo tendo por base uma analogia com a lei de Ohm. | Ciências Exactas e Naturais |
28,011 | Monitorização e diagnóstico automático de cadeias de frio | Engenharia física,Tecnologia,Física,Cadeia de frio,Monitorização | Neste documento, é apresentado um ano letivo de trabalho dedicado ao desenvolvimento de um produto de supervisão centralizada e remota de cadeias de frio, o Qold. Usando uma rede de dispositivos monitorizam-se câmaras de frio e em combinação com uma aplicação Web e mobile simples e intuitiva, os dados podem ser consultados em tempo-real e situações indesejadas reportadas evitando possíveis danos. O Qold, apesar de validado, precisava de ser melhorado. Foi da minha responsabilidade desenvolver esta próxima iteração relativa à aquisição de dados. | Ciências Exactas e Naturais |
28,013 | Discriminação entre partículas características de GSR e partículas de pastilhas de travão de automóveis: estudos por SEM/EDS, XRF e XRD | Engenharia física,Ambiente,Pastilhas de travão,Resíduos de disparo,Fluorescência de raios X,Difracção de raios X,Microscopia electrónica de varrimento,Espectroscopia difusiva de raios X | A observação de partículas ambientais que se possam confundir com resíduos de disparo (GSR) tem vindo a ser descrita na literatura, revelando-se um problema a nível de investigação forense. Estes estudos têm como objetivo encontrar critérios para distinguir partículas características de resíduos de disparos de partículas ambientais e, desta forma, manter a robustez deste tipo de vestígio. De forma a definir melhor a origem destas partículas, nomeadamente as oriundas de resíduos de pastilhas de travão de automóvel realizou-se o presente estudo, no qual se pretendem discriminar diferenças ou semelhanças entre partículas ambientais e de GSR. No desenvolvimento do projeto utilizaram-se diversas técnicas, como fluorescência de raios-X (XRF), difração de raios-X (XRD) e microscopia eletrónica de varrimento associada a espetroscopia dispersiva de raios-X (SEM/EDS), esta última utilizada não só para análise da composição química mas também da morfologia das partículas em questão. Foram analisados exemplares de várias marcas de pastilhas de travão e os resultados obtidos demonstram que algumas marcas contêm Chumbo, Bário e Antimónio, detetados em XRF, no entanto em SEM não foram detetadas partículas com os 3 elementos ou sequer partículas com morfologia semelhante às de GSR. Analisaram-se ainda amostras recolhidas em mãos de mecânicos que manusearam pastilhas de travão de automóvel, das quais se encontraram partículas consistentes com GSR. Foram ainda realizados outros estudos de forma a melhor compreender as limitações dos instrumentos. Como complemento ao projeto realizaram-se ainda testes com amostras sintetizadas sujeitas a fricção e aquecimento com o intuito de compreender o mecanismo de formação de partículas de resíduos de pastilhas de travão. Palavras-Chave : GSR, pastilhas de travão, fluorescência, difração, espetroscopia dispersiva, XRF, XRD, SEM/EDS. | Ciências Exactas e Naturais |
28,015 | Desenvolvimento de sensores para registo eletroencefálico baseados num polímero de PEDOT dopado com nanotubos de carbono | Engenharia biomédica,Electroencefalografia,Sensor,Polímeros condutores,Nanotubos de carbono | O Eletroencefalograma (EEG) emergiu como uma técnica para o registo de atividade elétrica do cérebro. A sua natureza não invasiva torna-a uma técnica ideal para aplicações clínicas. O registo de sinais neuronais é uma das técnicas mais utilizadas no estudo da função e distúrbios do sistema nervoso. Sendo utilizado para o diagnóstico da epilepsia, perturbações do sono tais como narcolepsia, monitorização da atividade cerebral durante a administração de anestesia, durante cirurgia cerebral, e muitas outras áreas. Apesar de todos os avanços tecnológicos, o registo eletroencefálico continua a ser um desafio tecnológico importante, devido à transmissão do sinal na interface elétrodopele. Os métodos de EEG tradicionais utilizam elétrodos de prata/cloreto de prata (Ag/AgCl), que geralmente necessitam de gel eletrólito para formar uma interface condutora entre o elétrodo e a pele. As suas maiores vantagens são: a biocompatibilidade, a confiabilidade, a excelente razão sinal-ruído e a reprodutibilidade do potencial elétrico. No entanto, nas últimas décadas, surgiram várias novas abordagens acerca dos elétrodos para EEG, devido a algumas limitações inerentes aos elétrodos tradicionais. Os polímeros condutores são um dos materiais mais interessantes devido à transmissão de carga altamente eficaz na interface pele-elétrodo. Um dos principais objetivos dos polímeros condutores é melhorar a razão sinal-ruído e a estabilidade do sensor. O poli(3,4-etilenodioxitiofeno) (PEDOT) é um dos polímeros mais promissores devido à sua elevada condutividade elétrica, boa estabilidade térmica e química. Os nanotubos de carbono têm propriedades elétricas, físicas e térmicas extraordinárias, tornando-o um material interessante para conjugação com os polímeros condutores. A presente dissertação descreve o desenvolvimento de um sensor para o registo EEG combinando dois materiais: PEDOT e nanotubos de carbono. O PEDOT funciona como um material condutor melhorando a interação biológica enquanto os nanotubos de carbono criam uma estrutura condutora tornando o compósito menos vulnerável à degradação. Os objetivos deste projeto são: o desenvolvimento de um elétrodo reprodutível e robusto consistindo num compósito de PEDOT-CNT depositado numa superfície de ouro; a caracterização eletroquímica, mecânica, morfológica, química e de suscetibilidade ao ruído elétrico dos elétrodos desenvolvidos; comparação do registo eletroencefálico in-vivo entre os novos elétrodos de PEDOT-CNT e os elétrodos tradicionais de Ag/AgCl. A caracterização eletroquímica e adesão do filme ao ouro comprovaram a boa performance do elétrodo PEDOT-CNT relativamente ao elétrodo de Ag/AgCl, obtendose um sensor estável e com baixa impedância na interface elétrodo-pele. As imagens obtidas por SEM e AFM mostraram uma boa incorporação dos nanotubos na matriz polimérica. Para densidades de corrente mais elevadas aplicadas no processo de eletropolimerização, as superfícies são mais porosas e têm consequentemente maior área superficial efetiva. Através de ensaios de ruído mostrou-se que os elétrodos são pouco suscetíveis ao ruído. Nos ensaios in-vivo a maior componente de ruído elétrico se deve à pele. Por fim, os ensaios in-vivo em adultos saudáveis comprovaram a fiabilidade dos elétrodos PEDOT-CNT, para o registo eletroencefálico. Palavras-chave: nanotubos de carbono, PEDOT, eletropolimerização, sensor, registo EEG. | Ciências Exactas e Naturais |
28,017 | Avaliação da influência do método de esterilização na adesão e proliferação de várias linhas celulares em scaffolds de compósitos de poli(e-caprolactona)/hidroxiapatite produzidos por uma técnica de fabricação aditiva | Engenharia biomédica,Engenharia de tecidos,Regeneração óssea,Fabricação aditiva,Biomateriais,Cultura celular,Regeneração | Este projeto tem como objetivo avaliar o desempenho biológico de scaffolds para regeneração óssea preparados por um processo de fabricação aditiva. O Instituto Politécnico de Leiria desenvolveu uma bioextrusora que tem como função produzir este tipo de scaffolds. Os referidos scaffolds são constituídos por uma mistura de policaprolactona e hidroxiapatite, em diferentes percentagens, bem como geometria e porosidade específicas, o que permitirá testar a citotoxicidade e proliferação celulares para vários tipos de células: macrófagos, fibroblastos e células osteogénicas Testaram-se estas estruturas 3D através de ensaios de cultura celular, concretamente com fibroblastos, macrófagos e células osteogénicas realizando igualmente co-culturas dos dois primeiros tipos de células. Os fibroblastos foram desenvolvidos a partir de polpa de dentes imaturos humanos. Após recolha de germes dentários, as células do tecido ósseo foram diferenciadas a partir de células mesenquimatosas da papila dentária, que podem originar odontoblastos/osteoblastos, através de uma técnica bem estabelecida. Utilizaram-se ainda células osteogénicas de uma linha de osteossarcoma (MNNG/HOS). Qualquer um dos tipos de células foi semeado, em mono ou co-cultura, sobre os diferentes scaffolds esterilizados por plasma ou por óxido de etileno. Os germes dentários e os dentes imaturos foram recolhidos em colaboração com a Área de Endodontia do Departamento de Estomatologia, Medicina Dentária e Cirurgia Maxilo- Facial da Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra. Os macrófagos peritoneais foram recolhidos a partir de ratos usando uma técnica estabelecida pela equipa, pois têm características idênticas aos macrófagos humanos. A proliferação celular e citotoxicidade foram avaliadas usando o teste de MTT (brometo de 3-(4,5,-dimetiltiazol-2-il)-difenil tetrazólio). Realizaram-se experiências in vivo, num modelo animal (rato Wistar), de acordo com as normas nacionais e internacionais de experimentação animal. Efetuou-se a implantação cirúrgica de alguns tipos de scaffolds esterilizados Das experiências in vitro pôde concluir-se em que os scaffolds de PCL + HA 10% + 300 μm + 90° e PCL + 300 μm + 90° apresentam características favoráveis ao crescimento de fibroblastos, os scaffolds de PCL + HA N 10% + 300 μm + 90° e PCL + HA N 25% +300 μm + 90° apresentam características favoráveis ao crescimento de macrófagos e os scaffolds de PCL + 600 μm + 45° apresenta características favoráveis ao crescimento de fibroblastos e macrófagos em co-cultura. Observou-se nas experiências in vivo que os scaffolds constituídos apenas por PCL apresentam características mais favoráveis à cicatrização e re-estruturação tecidular, seguindo-se a mistura PCL + HA 25% e por fim a mistura PCL + HA a 10%. Pôde ainda concluir-se que,, in vivo, os scaffolds esterilizados por óxido de etileno apresentam melhores resultados que os scaffolds esterilizados por plasma. A Engenharia de Tecidos poderá vir a ganhar bastante com este tipo de scaffolds, uma vez que apresentam várias vantagens relativamente aos métodos convencionais de produção, o que possibilita um alto nível de controlo da sua arquitetura e assegura grande reprodutibilidade. .Palavras-Chave “Scaffold”; “Fabricação aditiva”; “Macrófagos”; “Fibroblastos”; “Osteoblastos”; “Engenharia de Tecidos”. | Ciências Exactas e Naturais |
28,028 | Caracterização de soluções poliméricas para aplicação em revestimentos para a conservação de produtos alimentares | Engenharia biomédica,Alimentos,Conservação,Polímeros,Revestimento | A demanda dos consumidores na qualidade, conveniência e segurança dos alimentos tem incentivado a investigação de revestimentos comestíveis. Os revestimentos comestíveis são definidos como uma embalagem primária feita a partir de componentes comestíveis que podem ser consumidos juntamente com os alimentos. O uso de biopolímeros em formulações de revestimentos comestíveis tem atraído muito a investigação científica devido às suas vantagens, tais como: serem provenientes de fontes renováveis, a sua biodegradabilidade, baixo custo e disponibilidade. De salientar que para os biopolímeros poderem ser utilizados em formulações de revestimentos comestíveis têm que ser aprovados pela Food and Drug Administration (FDA). O presente trabalho tem como objetivo a caracterização de soluções poliméricas para aplicação em revestimentos para conservação de produtos alimentares, com particular ênfase nos artigos de charcutaria fatiados. Foram testados diferentes polissacarídeos nas formulações de revestimentos comestíveis, nomeadamente: derivados de celulose, gomas, pectina e carragenano. Para a caracterização das soluções poliméricas foram realizados testes reológicos, análises de dispersão dinâmica da luz e potencial zeta. Através dos estudos reológicos foi possível determinar a viscosidade das soluções, concluindo-se que a viscosidade das soluções é afetada por vários fatores tais como: concentração e massa molecular do polímero, temperatura, pH e densidade de carga. Do estudo da dispersão dinâmica da luz observou-se que as partículas dos polímeros têm tendência a formar aglomerados de partículas em solução. Dos polímeros estudados concluiu-se que os mais promissores para a aplicação pretendida são a goma-arábica, a hidroxietilcelulose, o carragenano e a pectina. Este polímeros são bons canditados para formulações de revestimentos comestíveis pelo fato das suas soluções apresentarem baixos valores de viscosidades mesmo a concentrações mais elevadas. | Ciências Exactas e Naturais |
28,030 | Imagem de fundo ocular: Análise comparativa de técnicas e de novas tecnologias no diagnóstico oftalmológico da retina – Aplicação Clínica | Engenharia biomédica,Ciências da saúde,Tecnologia,Oftalmologia,Fundo ocular,Retinografia,Multicolor | A tecnologia aplicada à medicina tem sofrido grandes avanços melhorando a prestação de cuidados de saúde nomeadamente na área da oftalmologia. Cada vez mais se desenvolvem técnicas que oferecem uma melhor compreensão do fundo ocular sendo cada vez mais fácil realizar um diagnóstico mais rápido e com menor grau de incerteza. É neste contexto que surge este projeto, onde se pretende estudar duas técnicas que adquirem imagem do fundo do olho: a retinografia, método convencional frequentemente utilizado nas clínicas de oftalmologia, que utiliza luz branca para obter a imagem do fundo do olho e uma técnica que surgiu recentemente no mercado, o MultiColor™, desenvolvido para o Spectralis® da Heidelberg Engineering, que utiliza a tecnologia confocal e como fonte de luz, três lasers de comprimentos de onda diferentes. Este projeto tem como objetivo avaliar as diferenças entre as duas imagens realizando uma comparação qualitativa entre elas relativamente às lesões que apresentam, bem como entender se a profundidade dessas lesões influencia a imagem obtida pelas duas técnicas. As imagens foram divididas em casos de estudo que compreendem uma imagem de retinografia e MultiColor™ do mesmo doente, além de exames complementares para definir a profundidade a que se localizam as lesões observadas nas imagens. Através das observações das imagens conclui-se que tanto as camadas externas da retina como as lesões subretinianas e superficiais se observam melhor na imagem MultiColor™. Mas além disso, o aspeto mais importante que se conseguiu concluir foi que todas as lesões que se observaram na imagem de retinografia também se observaram na imagem MultiColor™, ou seja, que com esta última não existe perda de informação do fundo ocular em comparação com a imagem de retinografia. Foi também efetuado um estudo relacionado com o contraste das imagens utilizando os seus histogramas. Os resultados não foram conclusivos, apesar de se ter considerado que com 55% dos casos estudados se obtém um contraste superior na imagem MultiColor™. Palavras-chave: Imagens do fundo ocular, Retina, Retinografia, MultiColor™ | Ciências Exactas e Naturais |
28,193 | Desenvolvimento de um conceito de negócio para soluções no sector dos cuidados de saúde integrando electrónica | Análise de mercado,Dispositivos médicos - electrónica integrada,Dispositivos médicos - implantação no mercado,Exa4life,Implementação do sistema do mercado,Marketing | O sector dos dispositivos médicos caracteriza-se, actualmente, por apresentar um crescimento significativo e mudanças rápidas, sendo cada vez maior o número de empresas a posicionarem-se neste sector. Este documento constitui o relatório do projecto realizado no âmbito do Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica, para obtenção do grau de mestre, na Empresa Exatronic. O projecto consiste no desenvolvimento de um conceito de negócio para o sector dos cuidados de saúde utilizando electrónica integrada. Trata-se, portanto, do desenvolvimento de um negócio na área dos dispositivos médicos, os quais são desenvolvidos por uma nova unidade de negócios da Exatronic – a Exa4Life. Para que a Exa4Life se insira no mercado nacional e, posteriormente, no contexto internacional, foram realizadas várias tarefas, tais como: estudo dos produtos e soluções desta unidade (inseridos nos âmbitos Ambient Assisted Living e Medicina Física e Reabilitação); análise da envolvente à unidade de negócios para identificação dos factores externos e internos relevantes à actividade (tarefa que faz parte da análise estratégica); análise de mercado; desenho do modelo de negócios; segmentação e posicionamento da Exa4Life no mercado nacional; elaboração e redacção do plano de negócios desta unidade (incluindo projecções financeiras e identificação de formas de financiamento da start-up). Além disso, desenvolveu-se um inquérito com o intuito de analisar as opiniões dos profissionais do sector dos cuidados de saúde acerca de várias questões, sobre dispositivos médicos com electrónica integrada, relevantes para auxiliarem na delineação de um conceito de negócio para a Exa4Life. Os inquiridos responderam a questões cujo objectivo era avaliar, por exemplo: o seu nível de actualização relativamente a novas tecnologias e inovação no sector em questão, grau de convivência com tecnologia no ambiente de trabalho, princípios básicos orientadores da decisão de compra de um dispositivo médico, interesse por dispositivos médicos portáteis e user-friendly. Em conjunto com a equipa da Exa4Life, a actividade desenvolvida também passou pela participação em workshops dentro das temáticas empreendedorismo e formação de uma start-up, assim como, num concurso de ideias de negócio do qual a equipa Exa4Life saiu vencedora. O trabalho desenvolvido durante a realização deste projecto pretende contribuir para a definição final da estratégia empresarial que a Exa4Life adoptará no futuro, fornecendo-lhe para tal, um conjunto de informação compilada e organizada sobre os aspectos relevantes a ter em consideração, bem como sugestões para opções relevantes a tomar pelos elementos decisores. Palavras-chave: Desenvolvimento de um conceito de negócio, Dispositivos Médicos, Medicina Física e Reabilitação, Ambient Assisted Living, Análise de mercado, Análise Estratégica, Segmentação e Posicionamento, Plano de Negócios. | Ciências Exactas e Naturais |
28,196 | Apneia do sono : apoio ao diagnóstico da síndrome da apneia do sono em pediatria | Apneia do sono -- estudo -- pediatria,Polissonografia,Electroencefolografia -- EEG,Electrocardiografia -- ECG,Electromiografia -- EMG | Neste trabalho foi construído um método de importação, visualização e classificação de sinais de registos polissonográficos e posteriormente avaliado o desempenho de três abordagens diferentes na classificação de SAOS em pediatria. A primeira delas utiliza um método baseado em limiares para classificação de eventos de SAOS com base em sinal de Bandas, Saturação de Oxigénio e Fluxo com resultados de 70,49 e 82,90, sensibilidade e especificidade respectivamente para o fluxo da Cânula, 72,45 e 70,39, sensibilidade e especificidade para o fluxo da termistor, 61,28 e 82,17, sensibilidade e especificidade para a soma das bandas e 82,45 e 80,70, sensibilidade e especificidade para a saturação de oxigénio. Dados estes resultados e na tentativa de integrar todo o conjunto num classificador abordaram-se as árvores de decisão na tentativa de extrair um número reduzido de regas que possibilitassem uma eficiente classificação. Concluiu-se que os sinais mais relevantes para a classificação são a cânula, bandas e oximetria quando calculados deles em intervalos de tempo de um segundo a soma, desvio padrão, entropia e área. A última das abordagens assenta na utilização de redes neuronais como método de classificação e tem resultados de 27,41 e 99,11 sensibilidade e especificidade respectivamente para todo o conjunto de dados. Os resultados do estudo provam que os sinais utilizados são portadores de informação que pode ser utilizada na classificação de SAOS. No entanto e dado os dados serem extraídos com a finalidade de uma classificação qualitativa torna-se extremamente difícil extrair dos mesmo informação que possibilite um outro tipo de classificação mais quantitativa. Métodos de classificação baseados em limiares ou redes têm um desempenho muito parecido, possibilitando os limiares uma classificação explicável. E para casos de diagnóstico exclusivo aconselham-se uma abordagem baseada em redes, apenas para avaliação de registos completos. | Ciências Exactas e Naturais |
28,197 | A influência do contra-corpo no comportamento tribológico em ambientes biológicos de filmes DLC | Próteses articulares - estudo do desgaste,Próteses articulares - revestimento,Revestimento com filmes DLC,Técnicas de revestimento,Tribologia | Nos dias que correm cada vez mais surgem problemas nas articulações ósseas, seja em virtude do aumento da longevidade do Homem, de patologias como a obesidade, ou devido ao excesso de esforço físico. Não é, assim, de estranhar que cada vez mais se recorra à utilização de próteses para ultrapassar estes problemas. Contudo, a duração limitada destas próteses requer intervenções cirúrgicas em prazos normalmente inferiores a 15 anos. No sentido de ultrapassar o défice de qualidade de vida que estas intervenções proporcionam, o revestimento da prótese com filmes de DLC, poderá permitir aumentar a sua durabilidade para um tempo de vida útil que, na grande maioria de casos a possa considerar já como definitiva. Tendo em vista estes aspectos, o âmbito deste trabalho centra-se no estudo tribológico de filmes de DLC:H, depositados pela técnica PECVD sobre substratos de aço (DIN X153CrMoV12) e liga de titânio (Ti6Al4V). Com o intuito de simular o ambiente biológico humano, os testes foram realizados em meios de solução salina e soro de feto bovino, às temperaturas ambiente e 35°C. Os elementos antagonistas utilizados foram o aço 100Cr6, DLC:H, PEEK e uma liga de Cr-Co. A caracterização estrutural, morfológica e mecânica dos filmes depositados em ambos os substratos foi realizada, respectivamente, por difracção de raios X, espectroscopia Raman, perfilometria óptica 3D, nanoindentação e indentação deslizante. Tal como esperado, os testes revelaram propriedades muito semelhantes nas amostras revestidas, com excepção da rugosidade, oriunda da diferença já existente nos substratos não revestidos. Os ensaios tribológicos revelaram que as proteínas presentes no soro de feto bovino promovem influência significativa no atrito, devido à extensão linear que sofrem promovendo ligações livres de hidrogénio que podem ser estabelecidas com a superfície do DLC. A temperatura não se mostrou preponderante nos valores do coeficiente de atrito. Entretanto, a rugosidade dos filmes foi o parâmetro mais determinante nos valores dos coeficientes de atrito e desgaste, facto que pôde ser interpretado como a alteração ao regime de lubrificação elastohidrodinâmico. Em conclusão, este trabalho contribuiu com informações para o estudo da vida útil do filme de DLC em diferentes meios biológicos e levantou algumas questões que mostram que este tema ainda não está totalmente consolidado. Palavras-chave: DLC, tribologia, soro de feto bovino, solução salina | Ciências Exactas e Naturais |
28,198 | Estudo de revestimentos por soldadura em equipamentos de processo | Corrosão,Resistência á corrosão,Tensões residuais - furo incremental,Tensões residuais - difracção de raios X - Lei de Bragg,Técnicas de soldadura - soldadura por arco submerso | Com a presente dissertação pretende-se estudar a distribuição das tensões residuais e a resistência à corrosão em amostras revestidas por soldadura. Estas amostras foram elaboradas a partir de placas de aço carbono, sendo uma das faces, revestida com três camadas de um aço inoxidável através de soldadura por arco submerso. Após o processo de revestimento por soldadura, algumas das amostras foram submetidas a tratamentos térmicos com diferentes parâmetros: um mantendo uma temperatura de 620oC durante uma hora e outro mantendo uma temperatura de 540oC durante um período de dez horas. As tensões residuais nas camadas superficiais foram determinados por difracção de raios-X e pela técnica do furo incremental. A resistência à corrosão foi avaliada por técnicas electroquímicas, como a medição do potencial em circuito aberto, curvas de polarização e espectroscopia de impedância electroquímica, juntamente com uma análise morfológica da superfície das amostras corroídas. Enquanto as técnicas de difracção de raios-X na determinação de tensões residuais se mostraram ineficientes, a técnica do furo incremental aparenta indicar que a amostra com tratamento térmico de 620oC apresenta as tensões de compressão mais intensas nas camadas superficiais. Todas as amostras exibem elevada resistência à corrosão. Contudo, observando os resultados dos testes electroquímico, verifica-se um comportamento à corrosão algo heterogéneo entre as amostras. Para se alcançar o objectivo do projecto torna-se necessário combinar estes resultados com a caracterização metalúrgica, a análise de fases por difracção de raios-X das amostras revestidas por soldadura e com os resultados da difracção de neutrões, na determinação de tensões residuais em profundidad | Ciências Exactas e Naturais |
28,201 | Colocação no mercado de dispositivos médicos associados à medicina física e de reabilitação para utilização em ambient assisted living | ExaNoNeedle - certificação médica,ExaNoNeedle - electroterapia,ExaAllinOne - certificação médica,ExaAllinOne - monitorizaçao de sinais vitais,Electroterapia,Certificação médica - MDD,Medicina física e de reabilitação,Ambient assisted living - AL,Disppositivos medicos|xoposição da marcação CE | A tendência do mundo actual passa pelo envelhecimento da população, o que conduz obrigatoriamente a um aumento do nível de incapacidade, que por sua vez incrementa o custo associado à prestação de cuidados de saúde. É neste contexto que surge a Medicina Física e de Reabilitação (MFR), uma especialidade médica autónoma que desempenha um papel crucial na prevenção, diagnóstico e tratamento de patologias incapacitantes, promovendo desta forma uma melhoria da qualidade de vida dos indivíduos portadores dessas incapacidades. Neste âmbito, foi desenvolvido na Exa4Life um dispositivo miniaturizado associado a uma das técnicas mais utilizadas em reabilitação, a electroterapia. A principal vantagem deste equipamento consiste em possibilitar o tratamento em ambiente home friendly. Por outro lado, encontra-se igualmente desenvolvida uma tecnologia inovadora, que assenta numa solução de sensores que possibilita a medição em Ambient Assisted Living de vários sinais vitais em simultâneo. Através deste projecto, pretendeu-se numa primeira fase a análise e a definição das características físicas, fisiológicas e tecnológicas associadas a ambos os dispositivos médicos. Posteriormente abrangeu o estudo da certificação médica, que possibilita a aposição da marcação CE, indispensável para a colocação no mercado dos dispositivos acima mencionados. Para tal, foi verificada a conformidade com a Directiva médica 93/42/CEE e foram seleccionadas as normas que se lhes aplicam e que melhor asseguram essa conformidade. No âmbito da Vigilância Pós-Mercado, procedeu-se à elaboração do procedimento de recall, inexistente na empresa e que especifica o modo de actuação no caso de ser necessário recolher um equipamento médico que não esteja em conformidade com os requisitos de qualidade, eficácia e acima de tudo segurança para a saúde. Para finalizar, foram objecto de estudo, tecnologias médicas inovadoras que suportam o conceito de tratamento em especialidades médicas como a MFR. Este projecto afirma-se como um suporte essencial para a obtenção da marcação CE para o dispositivo miniaturizado de electroterapia e para o monitorizador de sinais vitais, que os valoriza, atestando a qualidade da sua produção. Palavras-chave: Medicina Física e Reabilitação, Electroterapia, Monitorização de sinais vitais, Ambient Assisted Living, Certificação Médica, Directiva 93/42/CEE, Enquadramento normativo, Gestão de riscos, Recall. | Ciências Exactas e Naturais |
28,203 | Estudo e desenvolvimento de novos magnetes moleculares: compostos de cobre(II de baixa dimensão com ácidos carboxílicos como ligandos | Susceptibilidade magnética,Materiais - propriedades magneticas,Magnetes moleculares,Modelo Bleaney-Bowers,Modelo Bouner e Fisher,Magnetismo molecular,SMM - single-molecule-magnets,Difracção de raios X,Crescimento dos cristais,Sintese dos cristais | Os magnetes moleculares serviram de fonte de inspiração para a realização deste projecto. O objectivo deste trabalho consistia na síntese, determinação estrutural e estudo das propriedades magnéticas de novos materiais. Para a obtenção de novos magnetes moleculares, os compostos foram sintetizados utilizando vários sais do metal de transição cobre(II). Os ligandos mais utilizados foram a fenantrolina e o ácido oxâmico. Foram obtidas sete novas estruturas, com formação de elementos de baixa dimensão: desde monómeros a dímeros, cadeias infinitas e camadas. Foram medidas as propriedades de vários dos compostos obtidos de forma a avaliar a força da interacção magnética entre iões metálicos nas várias estruturas. Os dados experimentais foram ajustados recorrendo a diferentes modelos teóricos, como o de Curie-Weiss, Bleaney-Bowers e Bonner&Fisher | Ciências Exactas e Naturais |
28,204 | Relatório de estágio de mestrado em ensino de física e de química no 3º ciclo do ensino básico e no ensino secundário | Ensino da física,Ensino da química,Estágio pedagógico,Escola Jaime Cortesão - história | O presente relatório de estágio, eleborado no âmbito do Mestrado em Ensino de Física e de Química no 3º ciclo do Ensino Básico e Ensino Secundário, descreve e analisa todas as actividades desenvolvidas durante o estágio pedagógico, que se realizou na Escola Secundária de Jaime Cortesão (Coimbra). O estágio Pedagógico realizou-se no anoi lectivo 2010/2011, sob a orientação permanente da Orientadora Cooperante Dra. Manuela Coelho e sob a Orientação Científica na componente de Física da Professora Doutora Maria José Almeida e da Orientadora Científica na componente de Química da Professora Doutora Teresa Roseiro. O relatório aborda o conjunto de actividades curriculares e extra-curriculares efectuadas pela estagiária Rosa Isabel Cruz, que tiveram como finalidade desenvolver capacidades pessoais e profissionais relacionadas com a prática de ensino e do quotidiano escolar. A prática do ensino supervisionada decorreu no 10 ano de escolaridade do curso Científico-Humanísticos de Ciências e Tecnologia, na disciplina de Física e Química A, onde leccionou 9 aulas na componente de Química e 10 aulas na componente de Física. Foram também realizadas duas exposições, uma na área da Química e outra na área de Física. Este relatório compreene uma introdução, um enquadramento geral e todas as actividades desenvolvidas no âmbito do Estágio Pedagógico. Há também uma referência aos Projectos de Investigação Educacional I e II, desenvolvidos no âmbito do referido Mestrado, uma conclusão, bibliografia e anexos. O estágio pedagógico foi uma experiência bastante enriquecidora, que permitiu adquirir novas competências e melhorar aptidões para exercer a profissão de professora de Física e Química. Palavras-chave: Estágio pedagógico; Ensino da Física; Ensino da Química; Mestrado em ensino. | Ciências Exactas e Naturais |
28,207 | Filmes finos para sensores de pressão em próteses de membros inferiores: Dióxido titânio dopado com prata | Filmes finos - bactericidas,Filmes finos - produção - pulverização catódica,Engenharia biomédica,Próteses articulares - membros inferiores,Sensores - TiO2/Ag,Sensores - materiais piezoelectricos,Sensores - materiais piezoresistivos,Revistimentos | O crescente aumento de amputações, fundamentado no estilo de vida ocidental, aliado à elevada taxa de rejeição de próteses dos membros inferiores são os ingredientes promotores do presente trabalho. O desenvolvimento de uma rede de sensores que mapeie as pressões exercidas pela prótese no coto parece ser um das chaves do problema. Para tal, requer-se um sistema multi-camadas constituído por materiais piezoeléctricos e/ou piezoresistivos, uma camada TiN condutora do sinal e uma camada isolante superficial, TiO2, que permita a não interferência de pontos de pressão e evite curto-circuito. Mais, a interface encaixe-coto é propricia ao desenvolvimento de microorganismos oportunistas e nesse sentido a escolha de prata, reconhecidamente bactericida, permite ainda moldar as propriedades mecânicas do TiO2 tornando o material mais dúctil. O presente estudo incidiu na produção de filmes finos de TiO2 dopado com prata pela técnica pulverização catódica modo magnetrão em atmosfera reactiva. Objectivou-se investigar cinco filmes com composições atómicas de prata compreendidas de 0 a 30%, no que concerne à avaliação das propriedades físico-químicas dos filmes como depositados e após tratamento térmico, e dos efeitos tóxicos quando em interacção com células eucarioticas e procariotas. Os resultados demonstraram diferenças significativas a nível estrutural, morfológico, mecânico e biológico entre os filmes como depositados e após tratamento térmico. A presença de prata induziu a amorfização da matriz TiO2, crescimento do filme tipo Stranski-Krastanov e consequente microestrutura tipo 1 do diagrama de Thornton. Por efeito de coalescência houve formação de aglomerados de prata à superfície, que despoletaram o aumento da rugosidade e a diminuição da dureza. O tratamento térmico amplificou as propriedades referidas. Os filmes finos como depositados com composição de prata superior a 10% at. manifestaram toxicidade em células animais e procariotas. Concluiu-se que o intervalo de composição de prata favorável será entre 0,1 e 12% at. de modo a actuar como agente bactericida e não afectar as células humanas. Paralelamente, dever-se-á realizar um estudo a incidir na composição de prata adequada para moldar as propriedades mecânicas do material, nomedamente nanodureza, bem como na manutenção do carácter isolador do TiO2. | Ciências Exactas e Naturais |
28,208 | Análise de pigmentos por técnicas de espectroscopia e difracção de raios X | Arte - aplicação da física,Difracção de raios X,Espectroscopia de Raman,Pigmentos - analise | Para o desenvolvimento das áreas de restauro e conservação tornou-se de extrema importância a análise das obras de arte com recurso a técnicas de análise diferentes e complementares. O estudo de pigmentos veio-se a revelar um instrumento de valor na caracterização de obras de arte, sendo uma mais-valia para a história da arte, uma vez que fornece informações relevantes sobre as obras. Neste trabalho, foram feitos estudos de pigmentos e de algumas amostras de obras de arte com recurso a técnicas de análise não destrutivas (Espectroscopia micro-Raman e Fluorescência de raios-X) e destrutivas (Difracção de raios-X) para se obterem resultados sólidos. O objectivo principal deste trabalho é a realização de uma base de dados para a aparelhagem de espectroscopia micro-Raman, de baixa resolução (cerca de 50 cm-1), com base nos pigmentos comprados para mais tarde, ao analisar obras de arte, ser possível obter a sua composição. | Ciências Exactas e Naturais |
28,209 | NeuroCórnea - desenvolvimento de modulo confocal para aplicação a lâmpada de fenda: a electrónica de controlo e aquisição de imagem | Microscopia confocal da córnea,Projecto NeuroCórnea - diagnóstico precoce da neuropatia diabética,Projecto NeuroCórnea - hardware - módulo electrico,Projecto NeuroCórnea - software - módulo óptico,Sensores - câmaras CCD | A necessidade do diagnóstico precoce da neuropatia diabética periférica é importante para se tomarem medidas de maneira a reduzir a morbilidade causada por esta, cuja prevalência tem aumentado nos últimos anos. A microscopia confocal da córnea é um meio de diagnóstico não invasivo que permite fazer o diagnóstico precoce desta neuropatia. O projeto NeuroCórnea tem como objetivo o desenvolvimento de um módulo confocal para aplicação a lâmpada de fenda para captação e análise de imagens dos nervos da córnea. No desenvolvimento deste projeto há a necessidade de desenvolver eletrónica para aquisição de imagens proveniente do sistema ótico. O desenvolvimento da eletrónica para aquisição de imagem tem como pressuposto a utilização de um microcontrolador para fazer o controlo de uma câmara CCD de alta sensibilidade que permita obter imagens em ambientes de baixa luminosidade. A conceção deste sistema de aquisição teve como objetivo a criação de um sistema de alimentação para fornecer as necessidades energéticas de todos os componentes, a utilização de um digitalizador de sinal para converter o sinal fornecido pela câmara CCD assim como a utilização de comunicação USB para envio do sinal digitalizado para um computador pessoal. Palavras-‐chave: Neuropatia Diabética, Câmara CCD, Microcontrolador, USB | Ciências Exactas e Naturais |
28,214 | Segmentação de figado para transplante a partir de dadores vivos | Classificação de Couniaud,Figado - anatomia - processamento de imagem,Rede vascular,Ressecções hepáticas,Tomografia computorizada,Transplante hepático - dadores vivos | Associado ao conhecimento inerente à capacidade de auto-regeneração do tecido hepático, surgiu a possibilidade de se realizarem transplantes a partir de dadores vivos, combatendo-se, assim, a escassez de fígado compatível para transplante, proveniente de cadáveres. Neste sentido, tem-se assistido a um investimento acrescido na produção de conhecimentos, designadamente no que se refere às técnicas de transplante. O planeamento cirúrgico das ressecções hepáticas é baseado na localização dos oito segmentos anatómicos, segundo a classificação de Couniaud. Cada um destes segmentos constitui uma unidade funcional independente, ou seja, possui vascularização própria, podendo ser removido sem afectar a irrigação e as funções da restante fracção hepática. No âmbito da presente investigação, cujo objectivo é determinar o local ideal de ressecção, foi efectuado um conjunto de procedimentos. Inicialmente, desenvolveu-se um método de segmentação hepático a partir de imagens de Tomografia Computacional com e sem contraste, baseado no crescimento por regiões. O algoritmo desenvolvido e implementado foi avaliado, estatisticamente, tendo em vista a análise do desempenho do mesmo, comparando-se os contornos obtidos com os desenhados pelos dois médicos. Os resultados deste estudo evidenciam um elevado grau de semelhança entre os referidos contornos Além da segmentação do fígado, também torna-se necessária a identificação da rede vascular hepática para o planeamento cirúrgico das ressecções, pois pode-se remover uma fracção considerável deste órgão, desde que se preserve a irrigação da restante fracção, assegurando-se, assim, a regeneração da mesma. Nesta linha de pensamento, foi desenvolvido um método que combina duas técnicas de segmentação: crescimento por regiões e threshold. Aplicando-se sucessivos crescimentos por regiões, foi obtida a distribuição do número de voxels em função das intensidades. Na medida em que a curva resultante apresenta um declive acentuado, e depois, um comportamento aproximadamente linear, foram identificadas graficamente duas regiões. Calculou-se, posteriormente, uma recta de ajuste a cada uma dessas regiões, sendo que a intersecção destas fornece a informação sobre o valor de threshold a ser usado para segmentar a rede vascular. Finalmente, no sentido de localizar as oito unidades funcionais hepáticas segundo a classificação de Couniaud, foi implementado um método que articula conhecimentos de anatomia hepática e de geometria diferencial. Este permite detectar, automaticamente, um conjunto de pontos a partir dos quais são definidos os planos de delimitação dos oito segmentos. Na análise qualitativa do desempenho do método implementado, são observadas similitudes entre os volumes segmentados pelo algoritmo e os volumes determinados pelo estudo usado como referência na implementação do método. Palavras ou temas-chave: Transplante hepático; ressecções hepáticas; segmentação hepática; rede vascular; classificação de Couniaud. | Ciências Exactas e Naturais |
28,217 | Análise automática da morfologia do plexus nervoso sub-basal da córnea | Cálculo da tortuosidade dos nervos,Microscopia - confocal,Neuropatia diabética,Núcroscopea óptica,Olho,Segmentação de imagem - algoritmo de simetria | A análise actual dos nervos da córnea é baseada numa identificação manual que está sempre sujeita a erros, e é ao mesmo tempo monótona para o especialista da área médica. Assim sendo a proposta desta tese foi desenvolver um método de segmentação automática de imagens contendo nervos da córnea e obtidas com recurso à microscopia confocal da córnea (CCM). Para satisfazer as necessidades dos especialistas médicos o método tem de ser capaz de segmentar com um grande percentagem de sucesso as imagens assim como tem de ser capaz de fornecer vários parâmetros morfométricos importantes para a análise das imagens. Estes parâmetros são cruciais para o diagnóstico da neuropatia diabética que afecta os nervos da córnea. Os método proposto baseia-se numa segmentação ponto a ponto da imagem, começando num ponto chamado de ponto semente, ou de iniciação, e vai percorrendo toda a estrutura nervosa até atingir um ponto terminal. Como as imagens obtidas por CCM apresentam algumas dificuldades à segmentação foi necessário recorrer a um algoritmo de simetria de fase para realçar as estruturas nervosas. A validação do algoritmo foi feita em 30 imagens, tendo-se em conta a percentagem de pixéis correctamente segmentados como nervo assim como a correlação entre os parâmetros morfométricos obtidos pelo método proposto e o método de segmentação manual. Não é possível fazer uma comparação com o métodos descritos no estado da arte pois o conjunto de imagens difere de método para método no entanto os valores apresentados pelo método proposto são encorajadores e apresentam boas perspectivas futuras para a utilização do método em testes de diagnóstico da neuropatia diabética. | Ciências Exactas e Naturais |
28,228 | Implementação da metodologia Lean Seis-Sigma - O caso do serviço de oftalmologia dos hospitais da Universidade de Coimbra | Modelo DMAIC,Lean Seis-Sigma,Serviços prestadores de cuidados de saúde - optimização,Serviços prestadores de cuidados de saúde - Lean Seis-Sigma,Qualidade e eficiência | A conjuntura actual tem provocado junto das organizações a necessidade de as mesmas verem os seus desempenhos e resultados constantemente melhorados ao nível da Qualidade e Eficiência, sendo este o único caminho para a sustentabilidade das mesmas. Esta necessidade revela-se também premente na organizações prestadores de cuidados de Saúde. A iniciativa Lean Seis-Sigma tem sido amplamente considerada por variadas organizações como uma solução eficaz em estratégias de melhoria de serviços, produtos e processos, sendo cada vez mais usada também na área da Saúde com reconhecido êxito. Neste trabalho, faz-se assim uma revisão dos fundamentos da iniciativa Lean Seis-Sigma, com atenção especial para o caso dos serviços de Saúde. A dissertação apresenta a implementação da iniciativa Lean Seis-Sigma no Serviço de Oftalmologia dos Hospitais da Universidade de Coimbra, o sistema em estudo, recorrendo-se à metodologia DMAIC (Define-Measure-Analyze-Improve-Control). Desta metodologia, em consonância com as prioridades do Serviço Clínico, realizou-se essencialmente a primeira etapa, a partir da qual se caracterizaram processos e definiram problemas a serem explorados na fase Measure em trabalho posterior. Como conclusões destacam-se o facto de que a etapa Define ter permitido uma caracterização detalhada de processos do sistema, a partir da qual se identificaram operações passíveis de serem melhorados. Fruto destas caracterização, foram também definidas métricas a serem utilizadas na etapa Measure. Nesta dissertação são também apontadas ideias de melhoria de algumas operações. | Ciências Exactas e Naturais |
28,229 | Relatório de estágio de mestrado em ensino de Física e de Química : no 3º ciclo do ensino básico e no ensino secundário | Ensino da Física,Ensino da Química,Estágio padagógico - relatório | O Relatório de Estágio apresenta-se como o passo final do Estágio Pedagógico englobado no Mestrado em Ensino da Física e Química no 3º Ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário. Pretende integrar uma descrição de todas as actividades desenvolvidas pelo Professor Estagiário e intervenções na comunidade escolar em que participou, bem como sua reflexão sobre elas. As actividades do Estágio iniciaram-se em 1 de Setembro de 2010 e terminaram formalmente em 9 de Junho de 2011, embora o Professor Estagiário tenha acompanhado (por convite e vontade própria) o Conselho de Turma posteriormente realizado. Este Relatório de Estágio é composto por cinco capítulos, referências bibliográficas e anexos. No Capítulo I apresenta-se uma reflexão sobre o ensino de Física e de Química e referem-se alguns objectivos do estágio, o conteúdo de cada capítulo, bem como o enquadramento geral, no qual se descrevem condições da escola e se caracteriza a turma envolvida no ensino supervisionado. No Capitulo II apresenta-se a componente lectiva de Física, a forma como foram organizadas as regências e uma descrição das aulas laboratoriais (nas quais se recolheram dados para o Projecto de Investigação Educacional I). Descrevem-se o primeiro contacto com os alunos e as metodologias e estratégias utilizadas na preparação e leccionação das aulas assistidas, bem como uma reflexão sobre elas. No Capitulo III apresenta-se a componente lectiva de Química, a forma como foram organizadas as regências, uma descrição das metodologia e estratégias utilizadas na preparação e leccionação das aulas assistidas, bem como uma reflexão sobre elas. No Capitulo IV, além do Plano de Actividades do Núcleo de Estágio e dos Conselhos de Turma, refere-se a componente não lectiva, incluindo a assessoria prestada ao Director de Turma, a participação em Reuniões de Directores de Turma e em actividades extracurriculares desenvolvidas, designadamente na semana da Ciência e Tecnologias. No Capitulo V apresentam-se conclusões relativas ao trabalho desenvolvido e implicações para actividades futuras. | Ciências Exactas e Naturais |
28,232 | Monitorização cerebral inteligente durante a anestesia [MONIA] | Anestesia,Biosinais,Electroencefalografia - monitorização em cirurgia,Indice bi-espectral,Monotorização do paciente - em cirurgia,Profundidade na anestesia | A avaliação de indicadores ligados ao sistema nervoso autónomo tem ainda imenso peso nos parâmetros avaliados pelos anestesistas no decorrer de uma cirurgia. A acção bloqueadora de fármacos usados no processo de anestesia sobre estes indicadores compromete a fiabilidade de alguns destes parâmetros na avaliação da profundidade da mesma (Drover, et al, 2006). Parâmetros extraídos do registo da electroencefalografia (EEG), sobretudo relacionados com o espectro de frequências do sinal (obtido através da computação de algoritmos relacionados com a transformada de Fourier), têm vindo a mostrar a sua correlação com os níveis de profundidade da anestesia (Tonner, et al, 2006). Os monitores existentes carecem de validação necessária para serem considerados equipamento obrigatório na monitorização da anestesia. Contudo, o monitor BIS que calcula o índice bi-espectral, tem vindo a ser utilizado como sistema auxiliar de monitorização da anestesia. A recolha síncrona dos bio-sinais (registados pela monitorização de rotina) com o registo EEG, executada em 10 pacientes dos Hospitais da Universidade de Coimbra, permitiu a criação de uma base de dados relevante, sobre a qual se explorou a correlação da profundidade da anestesia com parâmetros recolhidos do espectro de potências do sinal EEG. Fez-se uma analise espácio-temporal, procurando avaliar quais os pontos de registo no escalpe que melhores informações fornecem durante a monitorização da anestesia. Comprovou-se a transferência de potência espectral para frequências mais baixas com o aprofundar da anestesia e atestou-se a relevância dos dados obtidos sobre o lobo temporal do cérebro para a avaliação no nível de anestesia do paciente.Palavras-chave: profundidade da anestesia; electroencefalografia; monitorização cerebral intra-operatória; análise espácio-temporal; Índice bi-espectral. | Ciências Exactas e Naturais |
28,235 | Excitotoxicidade em células granulares do cerebelo que expressam ataxina-3 mutante - relevância para a patogénese da doença de Machado-Joseph | Ataxias espinocerebelosas,Cerebelo - neurodegenerescência,Doença Machado-Joseph,Doença Machado-Joseph - função mitocondrial,Exitotoxicidade,Neurodegenerescência,Poliglutaminas | A doença de Machado-Joseph (DMJ), também conhecida por ataxia espinocerebelosa do tipo 3 (SCA3, do inglês ”spinocerebellar ataxia type 3”), é uma das nove doenças de poliglutaminas. A DMJ é causada por uma expansão do trinucleótido citosina-adenina-guanina (CAG) no gene ATXN3, que codifica para a proteína ataxina-3 (Atx3). O aparecimento dos sintomas surge quando a expansão de CAGs é superior a 51 repetições. A sequência de poliglutaminas localiza-se no terminal carboxílico e induz alterações na conformação da proteína Atx3 expandida, levando à forma ‘misfolded’ e à acumulação nuclear de inclusões ubiquitinadas. Apesar da expressão generalizada da proteína Atx3 mutante, a neurodegenerescência ocorre em áreas selectivas do cérebro humano, tais como os núcleos pontinos, o cerebelo, o núcleo dentado, a substância negra e o estriado, entre outras. Este estudo teve como objectivo avaliar o mecanismo excitotóxico associado ao processo de neurodegenerescência no cerebelo. O mecanismo de excitotoxicidade é causado pela sobre-activação dos receptores ionotrópicos do glutamato, nomeadamente os receptores NMDA (do inglês “N-methyl-D-aspartate”) e AMPA (do inglês “α-amino-3-(5-methyl-3-oxo-1,2-oxazol-4-yl) propanoic acid”) em culturas primárias de células granulares do cerebelo (CGC) infectadas com vectores lentivirais que codificam para Atx3 humana wild-type (ATX3 WT, com 27 glutaminas) ou mutante (ATX3 MUT, com 72 glutaminas) ou CGC obtidas de murganhos wild-type (CGC wild-type) e transgénicos (CGC transgénicas, que expressam Atx3 mutante com 135 glutaminas). A determinação da viabilidade celular permitiu observar um efeito citotóxico após exposição a NMDA ou AMPA em CGC ATX3 WT e CGC wild-type, que não foi potenciado pela expressão da Atx3 mutante. De modo a caracterizar o efeito excitotóxico observado após estimulação selectiva dos receptores NMDA, determinaram-se as alterações simultâneas dos níveis de cálcio intracelular e do potencial de membrana mitocondrial em célula única. As CGC infectadas com vectores lentivirais para ATX3 WT ou ATX3 MUT induziram aumentos semelhantes dos níveis de cálcio intracelular e uma manutenção do potencial de membrana mitocondrial (avaliado pela libertação para o citosol da sonda TMRM+) após o estímulo inicial de NMDA/glicina. Contudo, a expressão de ATX3 MUT (com 72 glutaminas) aumentou a capacidade da mitocôndria em armazenar cálcio, associado a uma maior despolarização da membrana mitocondrial, comparativamente à ATX3 WT. Porém, as CGC isoladas de murganhos transgénicos apresentaram uma diminuição dos níveis de cálcio intracelular (provavelmente associado a uma diminuição da capacidade de activação dos receptores) e uma ligeira diminuição do potencial mitocondrial (avaliado pela pequena diferença na libertação citosólica de TMRM+) 6 após o estímulo de NMDA/glicina, comparativamente às CGC wild-type. De acordo com o decréscimo na entrada de cálcio após abertura dos receptores NMDA, ocorreu uma diminuição na captação de cálcio mitocondrial e, consequentemente, um maior potencial mitocondrial (maior retenção da sonda TMRM+) nas CGC transgénicas, relativamente às CGC wild-type. Em suma, os dois modelos de culturas de CGC usados sugerem alterações dos níveis de cálcio citosólico e função mitocondrial na resposta ao estímulo excitotóxico após a expressão da Atx3 mutante. Estes resultados sublinham a importância da realização de estudos adicionais para avaliar a função mitocondrial na DMJ num contexto celular, a fim de clarificar o papel do processo excitotóxico na patogénese da DMJ. Palavras-chave: Poliglutaminas; doença de Machado-Joseph; células granulares do cerebelo; excitotoxicidade; receptores ionotrópicos do glutamato | Ciências Exactas e Naturais |
28,240 | Relatório de estágio de mestrado em ensino da física e química no 3º ciclo do ensino básico e no ensino secundário | Ensino da Física - 3º ciclo do ensino básico e secundário,Ensino da Química - 3º ciclo do ensino basico e secundário | Este relatório elaborado no âmbito do Mestrado de Ensino de Física e de Química no 3.º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário reflecte toda a actividade pedagógica e intervenção na comunidade escolar, desenvolvida pelo professor estagiário, ao longo do ano lectivo. O Estágio Pedagógico do qual resulta este relatório decorreu durante o ano lectivo de 2010/2011, na Escola Secundária José Falcão, em Coimbra, sob a Orientação Pedagógica da Dr.ª Laura Matos e Orientação Científica, na Componente de Física, do Professor Dr. Pedro Almeida Vieira Alberto e, na Componente de Química, da Professora Dra. Maria Emília Azenha. O Estágio Pedagógico é uma componente de extrema importância na vida de um futuro professor. Proporciona o primeiro contacto com os alunos e com o ambiente escolar. As actividades desenvolvidas, durante o Estágio Pedagógico, com a devida supervisão dos orientadores, visam fortalecer as capacidades do futuro professor estagiário, permitindo-lhe aprender e evoluir tanto como pessoa, como profissional e adequar-se à prática de ensino. Para tal, foram desenvolvidas várias actividades extra-curriculares, efectuaram-se Projectos de Investigação Educacional, planeamento e concretização de aulas e outras responsabilidades inerentes ao núcleo de estágio. O Relatório é composto por uma introdução, cinco capítulos, uma parte referente à bibliografia, outra aos anexos e um CD contendo o material produzido durante o ano de estágio. Na Introdução reflecte-se sobre o ensino e o papel do professor, referindo-se também os objectivos do estágio. No Capítulo 1 encontra-se o Enquadramento Geral, do qual faz parte uma descrição das condições da escola, uma caracterização da turma do 9º ano de escolaridade onde ocorreu com maior frequência a prática de ensino supervisionado, a caracterização e descrição das actividades extracurriculares promovidas pelo núcleo de estágio e outras actividades das quais o mesmo núcleo participou activamente. No Capítulo 2, denominado Ensino Básico – 9º ano de escolaridade, enunciam-se as orientações curriculares para este nível de ensino, apresenta-se o manual escolar adoptado e aborda-se a planificação e descrição da prática de ensino supervisionada para as componentes de Química e de Física. 5 No Capítulo 3, denominado Ensino Secundário – 10º ano de escolaridade, referem-se as finalidades e orientações curriculares estabelecidas no programa da disciplina de Física e Química A, apresentam-se os manuais escolares adoptados e, tal como no Capítulo 2, descrevem-se a planificação e a descrição da prática de ensino supervisionada para as componentes de Química e de Física. No Capítulo 4 apresenta-se uma síntese dos Projectos de Investigação Educacional I e II que foram desenvolvidos, no decurso do ano lectivo, na componente de Química, no 9º ano, e na componente de Física, no 10º ano. No Capítulo 5 apresentam-se as Considerações Finais mais relevantes, proporcionando uma análise reflexiva de todo o trabalho desenvolvido ao longo do ano. Por fim, apresentam-se as referências bibliográficas utilizadas e os anexos considerados mais relevantes para a leitura e compreensão deste Relatório. PALAVRAS-CHAVE: Formação inicial de professores; Estágio Pedagógico; Ensino da Física e da Química; Mestrado em Ensino | Ciências Exactas e Naturais |
28,241 | Relatório de estágio de mestrado em ensino de física e química no 3º ciclo do ensino básico e no ensino secundário | Ensino da física,Ensino da química,Formação inicial dos professores | O presente Relatório, elaborado no âmbito do Mestrado em Ensino de Física e de Química no 3º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário, pretende descrever e analisar, numa perspectiva reflexiva, todas as actividades desenvolvidas durante o Estágio Pedagógico realizado, no ano lectivo de 2010/2011, na Escola Secundária José Falcão, em Coimbra. O Estágio Pedagógico constituiu uma oportunidade muito importante de reflexão, de aprendizagem e de crescimento pessoal e profissional como futura professora. Foi uma oportunidade de desenvolver conhecimentos e competências, mas foi também uma excelente oportunidade de confronto com a realidade profissional nas suas diversas vertentes, desde a gestão científica e pedagógica das componentes curriculares até ao desempenho de diferentes papéis, inerentes à profissão, que um professor tem de desenvolver na escola. Em termos de estrutura, o Relatório aqui apresentado é constituído por uma Introdução e cinco Capítulos. Na Introdução, faz-se uma breve reflexão sobre o actual processo de formação inicial de professores, designadamente sobre a importância da prática de ensino supervisionada. No Capítulo I – Enquadramento Geral – apresenta-se uma breve caracterização da Escola Cooperante, fazendo referência à oferta educativa, à população escolar (alunos, docentes e não docentes) e às principais características das salas destinadas ao ensino da Química e da Física. Apresenta-se, também, uma caracterização da turma do 9º ano de escolaridade onde decorreu, com maior frequência, a prática de ensino supervisionada e descrevem-se as actividades extracurriculares promovidas pelo núcleo de estágio, bem como aquelas em que o núcleo participou de forma cooperativa e activa. No Capítulo II, denominado Ensino Básico – 9º ano de escolaridade, enunciam-se as orientações curriculares para este nível de ensino, apresenta-se o manual escolar adoptado e faz-se referência à planificação e descrição da prática de ensino supervisionada para as componentes de Química e de Física. No Capítulo III, denominado Ensino Secundário – 10º ano de escolaridade, abordam-se as finalidades e orientações curriculares estabelecidas no programa da disciplina de Física e Química A, apresentam-se os dois manuais escolares adoptados e descreve-se a planificação e descrição da prática de ensino supervisionada para as componentes de Química e de Física. No Capítulo IV efectua-se uma breve síntese dos Projectos de Investigação Educacional que foram desenvolvidos, no decurso do ano, na componente de Química, no 9º ano, e na componente de Física, no 10º ano. 5 No Capítulo V apresentam-se as considerações finais mais importantes do trabalho desenvolvido, analisando alguns dos aspectos inerentes à prática de ensino supervisionada e enunciando algumas conclusões. Por fim, apresentam-se as referências bibliográficas utilizadas e os anexos considerados mais relevantes para a leitura e apreciação do presente Relatório. PALAVRAS-CHAVE: Formação inicial de professores; Estágio Pedagógico; Ensino da Física e da Química; Mestrado em Ensino. | Ciências Exactas e Naturais |
28,246 | A técnica do furo incremental na determinação de tensões residuais em ligas de alumínio: estudo do efeito da furaçao a alta velocidade | Ligas de alumínio,Método dos elementos,Tensões residuais - furo incremental | As tensões residuais são muitas vezes responsáveis pela falha de componentes mecânicos ou pelo aumento do seu tempo de vida, se forem geradas com habilidade. Assim sendo, as técnicas que permitem determinar as tensões residuais na superfície dos materiais revestem-se de uma grande importância. A técnica do furo recebeu uma grande aceitação nesta matéria. Excluindo as dificuldades inerentes aos métodos de cálculo de tensões residuais usados com a técnica do furo incremental, a medição precisa de campos de tensão residual não uniforme em profundidade deve ser optimizada em primeiro lugar. O próprio processo de furação provoca uma tensão residual indesejada devido aos efeitos termomecânicos do procedimento de corte. Neste trabalho, é aplicada uma metodologia para quantificar o efeito da operação de furação, em termos do nível de tensões residuais induzidas, por forma a avaliar as deformações e tensões residuais indesejadas em ligas de alumínio da série 5000 e 7000. Esta metodologia foi usada para estudar a influência da velocidade de corte em sistemas de turbinas a ar ultra-rápidas, que são frequentemente usados nos equipamentos do método do furo. A quantificação é obtida usando um procedimento de calibração experimental seguido de uma simulação numérica do processo de furação. A comparação directa dos resultados experimentais e numéricos permite a determinação das deformações residuais e das respectivas tensões induzidas. Durante os ensaios, a variação da pressão do ar fornecido à turbina fez variar a velocidade de corte. Esta variável foi medida através da análise do som produzido pela turbina por um algoritmo de FFT. Foi observado que a liga de alumínio 5083 é mais difícil de maquinar e não foram encontradas diferenças substanciais nas tensões induzidas pelo processo de furação. Porém, no caso da liga de alumínio 7022, a maquinagem foi muito mais fácil de conseguir e as tensões induzidas pela furação diminuíram quando a velocidade de corte aumentou. Palavras-chave: método do furo, ligas de alumínio, tensões induzida pela furação, tensões residuais, método dos elementos finitos, ANSYS | Ciências Exactas e Naturais |
28,251 | Sensores inteligentes para a detecção de descargas parciais em activos de subestações de distribuição de energia eléctrica | Engenharia Física,Instrumentação,Física,Sensor,Energia eléctrica | Esta tese apresenta o estudo, conceptualização e análise de um sensor inteligente sem fios como solução para a monitorização e detecção de descargas eléctricas em activos de subestações de distribuição de energia eléctrica com recurso a um microfone de ultrassons. É numa primeira fase estudada a origem de uma descarga eléctrica e o estado de arte para a sua detecção nos activos de distribuição. Sendo igualmente realizados testes a variados microfones de ultrassons para a detecção de descargas de forma a escolher o mais adequado. Numa fase seguinte é realizada a conceptualização do circuito a desenvolver. Sendo realizado o desenho e simulação do circuito final em MicroCap e o desenho numa placa de circuito impresso em Altium. Por fim é realizada a montagem do circuito numa breadboard sendo efectuados diversos testes com a finalidade de analisar a resposta do sistema a uma descarga eléctrica. | Ciências Exactas e Naturais |
28,254 | Caracterização de polímeros inteligentes para aplicações biomédicas | Aplicações biomédicas,Polímeros - termossensíveis - estudo | Este trabalho é baseado no estudo de polímeros termossensíveis para o seu uso como sensores de temperatura na superfície da pele do bebé. De acordo com alguns pediatras, a temperatura da pele do bebé pode variar entre os 35°C e os 37,8°C. Normalmente, eles apresentam uma temperatura superior à de um adulto, uma vez que ainda não são capazes de regular bem a temperatura corporal. É importante a monitorização constante da sua temperatura e, principalmente, verificar se esta se encontra acima dos 37,8°C. Para este estudo foram escolhidos dois polímeros que, quando em solução, respondem dramaticamente a mudanças de temperatura e, como tal, podem servir como sensores de temperatura. Os polímeros exibem uma temperatura crítica denominada LCST (low critical solution temperature); um aumento de temperatura do sistema diminui a solubilidade do polímero em água devido à alteração da polaridade e consequente predominância das interações hidrofóbicas. A LCST é definida como a temperatura acima da qual o polímero sofre uma transição de fase de um estado de completa dissolução em água (cadeia linear estendida) para um estado insolúvel em água (cadeia compactada em forma de glóbulo). Quando a solução do polímero atinge a LCST é observada uma alteração na turbidez da solução, devido à agregação polimérica. Os polímeros têm uma LCST perto dos limites de temperatura normais do corpo humano. O principal objetivo é deslocar essa temperatura para valores próximos de 38ºC, por forma a poderem ser usados como sensores de febre. Os polímeros usados foram o PNIPAM e o PDMAEMA e o seu comportamento em solução aquosa foi caracterizado através de estudos reológicos, espectroscópicos e de dispersão dinâmica de luz (DLS). Existe uma forte relação entre o tamanho dos agregados, turbidez e viscosidade das soluções. Aumentando a temperatura, aumenta o tamanho das partículas, devido à formação de agregados, assim como a viscosidade, devido à formação de uma rede tridimensional essencialmente alicerçada por associações hidrofóbicas, e a solução torna-se turva como resultado da luz dispersa pelos largos agregados. O ajuste da LCST dos polímeros em solução é, neste trabalho, efetuada através da adição de co-solventes, sais e surfatantes, bem como através de alterações de concentração e peso molecular | Ciências Exactas e Naturais |
28,255 | Sensores Inteligentes para o Diagnóstico de Isoladores em Linhas Aéreas de Alta e Muito Alta Tensão | Engenharia Física,Instrumentação,Engenharia eléctrica,Física,Engenharia,Sensor,Isolador | Esta dissertação apresenta o estudo, conceptualização e desenvolvimento da integração de diversas tecnologias num único sistema capaz de diagnosticar os isoladores presentes em linhas de Alta e Muito Alta Tensão de forma autónoma. Numa primeira fase foi necessário compreender os materiais e a conformação dos isoladores. Só assim foi possível conhecer a tecnologia de sensor mais apropriada para diagnosticar os isoladores. O sensor escolhido para a recolha de variáveis é pioneiro para este tipo de aplicação. Assim, o uso desta tecnologia implicou uma primeira fase de estudo e testes que permitiram verificar os respectivos princípios teóricos de funcionamento. Consequentemente houve a necessidade de projectar circuitos de condicionamento de sinal assim como explorar tecnologias já comercializadas com esta função. Numa fase seguinte, estudaram-se as alternativas mais eficientes que permitiam uma comunicação para uma unidade integradora local e posteriormente para um sistema central. Por fim, procurou-se entender o consumo energético que as soluções encontradas nas fases anteriores acarretariam e assim dimensionar uma unidade responsável por atender às respectivas necessidades. | Ciências Exactas e Naturais |
28,256 | Células estaminais do cancro do endométrico | Cancro do endométrio,Células estaminais - propriedades | O cancro do endométrio é uma das patologias malignas mais comuns no mundo sendo a sétima causa de morte no sexo feminino na Europa Ocidental. A existência de populações celulares com propriedades de células estaminais que são resistentes às terapias convencionais, como por exemplo a quimioterapia, representam um problema para a cura deste tipo de cancro. O objectivo deste estudo foi isolar e identificar células com propriedades de células estaminais do cancro do endométrio, avaliar a sua importância na resposta à quimioterapia, no metabolismo glicolítico tumoral e potencial replicativo com 18F-FDG e 18F-FCHO, respectivamente, e finalmente determinar o seu comportamento in vivo. Neste trabalho submeteu-se a linha de adenocarcinoma do endométrio ECC-1 ao protocolo de formação de esferas. Tendo sido, posteriormente, o seu fenótipo caracterizado por citometria de fluxo e confirmando o seu potencial tumorigénico in vivo. A citotoxicidade da carboplatina, da ciclofosfamida, do paclitaxel e da doxorrubicina foram avaliadas, bem como a expressão da proteína p53 por western blot. Realizaram-se ainda estudos de captação com 18F-FDG e 18F-FCHO. Desenvolveu-se um modelo animal ortotópico, em que se injectaram células ECC-1 e ECC-1-G3 na trompa de Ratos RNU’s com aproximadamente 10 semanas de vida. A linha celular estudada forma esferas e as células ECC-1-G3 têm potencial tumorigénico, assim como a linha basal, ECC-1. Relativamente ao fenótipo avaliado por citometria de fluxo pode dizer-se que o fenótipo descrito na literatura como identificador destas células, CD44+/CD24-, nem sempre se verifica havendo uma propensão para ambos serem positivos. Nos estudos de citotoxicidade, verificou-se uma resposta diferencial entre os vários fármacos testados na linha ECC-1. A doxorrubicina foi o único fármaco testado nas linhas ECC-1, ECC-1-G3 e ECC-1-ES3 e a resposta a este nas 3 populações celulares apresenta diferenças interessantes, principalmente às 72 horas. A expressão de p53 mostrou-se diferencial para as XII populações celulares ECC-1, ECC-1-ES3 e ECC-1-G3, sendo maior em G3 e menor em ES3. O metabolismo glicolítico foi avaliado nestas células tendo-se verificado baixos coeficientes de captação. Já os estudos de captação efectuados com 18F-FCHO, ainda que preliminares, revelam uma maior predominância nas células ECC-1-G3. No que respeita ao modelo animal, verificou-se que o modelo proposto, ainda que preliminar, funciona, tendo-se obtido tumor no endométrio com alguma invasão pélvica e do peritoneu. Para os dois modelos in vivo, analisaram-se ainda as células tumorais por citometria de fluxo, tendo em vista verificar a presença de marcadores descritos como stem, e verificou-se uma maior positividade para os tumores de ECC-1-G3 em relação aos de ECC-1. Este projecto visou comparar a linha basal, ECC-1, com as populações de esferas que dela provêm, tendo-se provado uma resposta diferencial in vitro e in vivo. Considera-se que os resultados obtidos conduzem ao início de uma linha de investigação que poderá ter bastante impacto num futuro próximo na melhor avaliação do prognóstico e na definição de protocolos tratamento do cancro do endométrio mais orientados em termos de expressão molecular | Ciências Exactas e Naturais |
28,261 | Análise de ECG no contexto de telemonitorização em insuficiência cardíaca | Engenharia biomédica,Ciências da Saúde,Insuficiência cardíaca,Monitorização,Informática,Algoritmo | A insuficiência cardíaca (IC) é uma grave síndrome que afeta sobretudo as classes etárias mais velhas, caracterizando-se pela incapacidade do coração bombear sangue a uma taxa proporcional às exigências dos tecidos. Está associada a uma substancial morbilidade, mortalidade e também a elevados gastos na saúde. A monitorização regular dos pacientes de IC é crucial para prevenir exacerbações que levam à hospitalização do doente e a um irreversível declínio da funcionalidade do coração Este projeto consistiu em desenvolver um novo módulo para ser integrado no sistema One Care Sensing que permitirá a monitorização regular de pacientes de insuficiência cardíaca em ambiente domiciliário. A monitorização é realizada pelo processamento automático de um eletrocardiograma (ECG) de uma derivação com vista a analisar o ritmo cardíaco e detetar arritmias, especificamente contrações ventriculares prematuras (PVC). Para tal, desenvolveram-se três algoritmos principais: deteção de complexos QRS, deteção de ruído e deteção de PVCs. Os algoritmos implementados foram validados com bases dados standard e através de sinais recolhidos por um sensor do sistema OneCare Sensing | Ciências Exactas e Naturais |
28,262 | Optimização da deposição de filmes de hidroxiapatite para revestimentos de substratos de titânio poroso | Implantes - titânio - performance,Pulverização catódica - técnica | O principal objectivo deste trabalho foi melhorar a performance de implantes de titânio poroso através da deposição de filmes de hidroxiapatite na sua superfície usando a técnica de pulverização catódica por radiofrequência em modo magnetrão (PC). Para tal é necessário garantir uma cobertura completa e uniforme na superfície do titânio poroso, bem como uma composição química, estrutura cristalina e morfologia adequadas. Foram depositados filmes a partir de um alvo de hidroxiapatite em substratos de Si, Ti denso e Ti poroso. Numa primeira fase foram realizadas deposições sobre Si com vista a selecção de parâmetros de deposição optimizados. Os filmes apresentam uma estrutura com baixa cristalinidade de CaO e são deficientes em fósforo quando comparados com a hidroxiapatite estequiométrica. Após recozimento ocorreu a formação de hidroxiapatite e de fosfatos de cálcios. No entanto, os filmes recozidos apresentam descolamentos parciais e mesmo totais em algumas das amostras recozidas a 600 °C. Foram realizados testes de imersão em fluido SBF de forma avaliar o comportamento dos filmes em meio fisiológico. Observou-‐se o descolamento dos filmes após quatro dias de imersão. Este resultado foi atribuído a falta de adesão dos filmes sobre substratos de Si quer no estado tal como depositado quer após recozimento. A reduzida adesão dos filmes foi confirmada na realização de testes de indentação deslizante. A continuidade dos filmes depositados sobre substratos de Ti porosos foi avaliada por EDS. Apesar das dimensões dos poros presentes nos substratos de Ti porosos, foi possível depositar filmes contínuos por pulverização catódica. Em particular, nas deposições realizadas com 300W e 5h, obteve-‐se um recobrimento total dos substratos de Ti poroso, quer na sua superfície quer no interior dos poros. | Ciências Exactas e Naturais |
28,263 | Efeitos da radiação em cancro do Pulmão | Cancro do pulmão,Raios X - efeitos,Radioterapia | O Cancro do Pulmão (CP) é um dos cancros mais diagnosticados, apresentando maior taxa de mortalidade nos homens, sendo que nas mulheres é o quarto mais diagnosticado e o segundo com maior taxa de mortalidade. Está maioritariamente associado ao tabagismo, o qual é a causa de cerca de 80% deste tipo de cancro nos homens e 50% nas mulheres, a nível mundial. A radioterapia poderá ser utilizada em todos os estadios do CP, permitindo um melhor controlo local da doença, bem como a redução da disseminação metastática; no entanto, a radiorresistência tumoral é frequentemente um obstáculo à eficiência terapêutica. O objectivo deste estudo consistiu na avaliação dos efeitos da radiação ionizante em três linhas celulares de CP, duas de cancro do pulmão de não pequenas células (CPNPC) (H1299 e A549) e uma de cancro do pulmão de pequenas células (CPPC) (H69), quer como terapia isolada quer como radioterapia combinada com citostáticos. Avaliaram-se os efeitos da irradiação com RX e, posteriormente, avaliou-se a citotoxicidade de três fármacos, de modo a determinar as condições necessárias para a sua combinação com a radioterapia. Para a avaliação recorreu-se à espectrofotometria, ensaios clonogénicos e citometria de fluxo, analisando a proliferação e a viabilidade celular, tipo de morte associados a cada terapia e para cada linha celular, bem como o ciclo celular, de modo a perceber qual o mecanismo de acção destas terapias. Os resultados obtidos demonstraram respostas diferentes para as três linhas celulares, sugerindo que a compreensão genética de cada linha poderá contribuir para uma melhoria nos resultados dos tratamentos de radioterapia e quimioterapia ou terapia combinada. Palavras chave: Radioterapia, radiação ionizante, Raios-X, cancro do pulmão de pequenas células, cancro do pulmão de não pequenas células, cisplatina, etoposido, apoptose | Ciências Exactas e Naturais |
28,270 | Bio scaffolds poliméricos para construção de estruturas celulares | Engenharia biomédica,Ciências da Saúde,Tecnologia,Engenharia de tecidos,Biomaterial | Este trabalho de mestrado tem como tema Bio-scaffolds poliméricos para construção de estruturas celulares e como objetivo a síntese de poli(éster amidas) (PEAs) de base α-aminoácido (AA), potencialmente aplicáveis em engenharia de tecidos (ET), e o estabelecimento das relações estrutura/propriedades. As PEAs foram preparadas por polimerização interfacial, um método de síntese simples, rápido e que ocorre à temperatura ambiente. Para além disso, permite obter polímero após poucas horas de reação (p.e., 2h). Os monómeros utilizados na síntese foram diaminas de base AA, dicloretos de ácido derivados de oligómeros de L-ácido lático (L-LA) ou de oligómeros ɛ-caprolactona (ɛ-CL) e o cloreto de sebacoílo. As diaminas foram preparadas a partir da reação entre os AA (glicina ou L-leucina) e dietileno glicol (DEG) na presença de ácido p-tolueno sulfónico (p-TSA). Os dicloretos de ácido foram sintetizados pela reação entre oligómeros de L-LA ou oligómeros de ɛ-CL com grupos hidroxilo terminais e o cloreto de sebacoílo. Os AA, glicina e L-leucina, foram escolhidos por apresentarem estruturas químicas bastante distintas, passíveis de conferir diferentes propriedades às PEAs. O trabalho consistiu na síntese de 3 tipos de PEAs de base glicina e 3 tipos de PEAs de base L-leucina: com cloreto de sebacoílo (PEA-SebCl-gly e PEA-SebCl-leu), com dicloreto de ácido de base ɛ-CL (PEA-PCL-gly e PEA-PCL-leu) e com dicloreto de ácido de base L-LA (PEA-PLA-gly e PEA-PLA-leu), com o objetivo de estabelecer as relações entre a estrutura das PEAs e as propriedades físico-químicas e de degradação. As estruturas químicas das PEAs foram avaliadas por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de ressonância magnética nuclear de protão (1H RMN), tendo confirmado o sucesso da reação de síntese. Bio Scaffolds poliméricos para construção de estruturas celulares VI A análise termogravimétrica (TGA) revelou que as PEAs de base glicina são termicamente mais estáveis do que as de base L-leucina e que a incorporação de segmentos de L-LA e ɛ-CL não afeta a estabilidade térmica, sendo que as que contêm oligómeros ɛ-CL apresentam melhor estabilidade térmica do que aquelas em que foram introduzidos segmentos de L-LA. A análise por calorimetria diferencial de varrimento (DSC) mostrou que as PEAs de base glicina têm uma natureza semi-cristalina, ao passo que as de L-leucina têm uma natureza amorfa. A temperatura de transição vítrea (Tg) foi determinada por análise dinâmica termomecânica (DMTA) e verificou-se que as PEAs de base glicina têm uma Tg mais alta que as de base L-leucina. Verificou-se ainda que a introdução dos segmentos oligoméricos de L-LA e ɛ-CL levou a uma diminuição da Tg, o que poderá indicar um efeito plastificante destes materiais nas PEAs. Os perfis de degradação hidrolítica das PEAs, em meio fisiológico simulado (pH=7.4, 37 ˚C), indicam que a introdução de oligómeros de base poliéster na estrutura das PEAs altera o comportamento de degradação das PEAs. A incorporação de segmentos de L-LA aumenta a percentagem de perda de massa ao longo do teste, enquanto os oligómeros de ε-CL introduzidos diminuem a percentagem de perda de massa das PEAs, muito provavelmente devido a um aumento da hidrofobicidade do polímero. No que concerne à degradação enzimática, a introdução de oligómeros de base oligoéster nas PEAs diminui a sensibilidade à ação das enzimas, sendo que as PEAs sintetizadas com cloreto de sebacoílo apresentam valores significativamente superiores de perda de massa comparativamente às restantes, degradando quase ou mesmo totalmente ao fim das 144 horas de teste. | Ciências Exactas e Naturais |
28,275 | Análise Cinética da Marcha de Pacientes Sujeitos à Reconstrução do Ligamento Cruzado Anterior | Engenharia biomédica,Sistema locomotor,Locomoção humana,Ligamento cruzado anterior,Inteligência artifícial | A análise da marcha humana é um tema amplamente investigado em áreas como o desporto e a medicina, sendo essencial desenvolver novas metodologias que permitam aperfeiçoar o estudo dos seus padrões. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de concluir acerca do grau de recuperação relativa de pacientes sujeitos à reconstrução do ligamento cruzado anterior (LCA), através do estudo da componente vertical das forças de reação do solo (FRS). Assim, neste projeto é proposta uma nova metodologia para a análise da marcha, que pressupõe o uso técnicas de inteligência computacional para gerar os perfis de referência, e o desenvolvimento de dois índices de marcha que constituam uma medida da severidade relativa da marcha, e da qual se possa obter informações úteis do ponto de vista clínico. Neste estudo foram testados 28 indivíduos saudáveis e 8 pacientes sujeitos à reconstrução do LCA, utilizando sapatos instrumentados para a aquisição dos dados. Neste sentido, estudaram-se três métodos de inteligência computacional - redes neuronais feedforward, Multioutput Support Vector Regression (MSVR) e Extreme Learning Machine (ELM) - para treinar modelos capazes de prever os padrões das forças verticais de acordo com a idade, peso e altura de cada indivíduo, e com a duração das passadas. A análise da marcha dos pacientes foi feita com base no cálculo de um índice de marcha saudável e de um índice de marcha não saudável, que têm a vantagem de incluir uma medida da simetria e uma medida dos desvios entre os parâmetros das curvas dos pacientes e os das curvas de referência. Os resultados obtidos mostraram que o algoritmo ELM é o mais adequado para gerar os perfis de referência, por permitir obter curvas das forças verticais de acordo com a literatura, ao serem introduzidas entradas desconhecidas no modelo treinado. Provou-se assim que este tipo de técnicas podem ser utilizadas para prever a componente vertical das FRS. Em relação aos índices de marcha, os seus resultados vão ao encontro do que seria de esperar, aparentando ainda vantagens em relação à utilização de uma medida baseada num método de análise da marcha standard. ii Concluindo, os índices desenvolvidos constituem uma medida simples e ao mesmo tempo completa, que permite ordenar os pacientes de acordo com o seu nível de recuperação relativa. É de referir que também foi elaborado um pedido provisório de patente para a proteção da estrutura dos sapatos instrumentados utilizados para a aquisição dos dados. Palavras-chave: Sapatos instrumentados; Forças de reação do solo (FRS); Inteligência computacional; Índice de marcha. | Ciências Exactas e Naturais |
28,278 | Ativação e Degradação da Resposta de um Instrumento de CdTe em Condições de Voo para um Telescópio Espacial de Raios Gama | Astrofísica,Instrumentação,Telescópio,Detetor,Degradação | A preparação de futuras missões espaciais para a observação do Universo em altas energias requer uma análise dos efeitos da radiação do ambiente orbital na ativação radioativa e nos danos provocados pela radiação nos instrumentos principais. Um telescópio de raios X e raios gama instalado num satélite numa órbita terrestre baixa (LEO) com 550 km de altitude e 30º de inclinação é exposto a um ambiente de radiação hostil, sobretudo de partículas carregadas, que afetam o desempenho dos detetores de radiação constituintes do plano focal durante o tempo de vida da missão. A esta altitude os protões capturados geomagneticamente pela Terra com energias entre 10 e 400 MeV, na Cintura de Van Allen, interagem com os materiais dos detetores e com os materiais passivos dos módulos circundantes, principalmente durante as sucessivas passagens diárias pela anomalia do Atlântico Sul. Estes protões provocam ativação dos materiais dos detetores gerando um ruído de fundo dos fotões com altas energias emitidos no decaimento dos produtos da ativação, no entanto, os resultados sugerem que a ativação do detetor CdTe numa órbita LEO é relativamente baixa. Todavia, o desempenho do detetor, como por exemplo em termos da resolução em energia, pode ser seriamente afetado pelos danos da radiação. Analisando a resolução em energia em função do fluxo acumulado de protões, observou-se uma degradação da resolução em energia, para uma dose acumulada correspondente a 15 anos em orbita, de 5% para 122 keV, e de 0.6% e 0.5% para de 511 e 1275 keV respetivamente. Com o intuito de otimizar o desempenho operacional de futuros telescópios para altas energias baseados em detetores CdTe, quando expostos ao ambiente de radiação orbital, analisámos os efeitos de um feixe de protões sobre detetor CdTe da ACRORAD pixelizado com 88 pixéis. Para realizar este estudo foram realizadas varias medições com um feixe de protões de 14 MeV no ciclotrão do ICNAS (Instituto de Ciências Nucleares Aplicadas à Saúde) da Universidade de Coimbra. | Ciências Exactas e Naturais |
28,281 | Identificação das vias de sinalização anti-apoptóticas em células estaminais cancerígenas de osteossarcoma | Células estaminais - cancerígenas,Osteossarcoma | Introdução: O osteossarcoma é o cancro ósseo maligno primário mais frequente em crianças e adolescentes. Este tumor resulta da ocorrência de mutações genéticas e epigenéticas em células estaminais mesenquimais durante o processo de diferenciação osteoblática. Estudos recentes demonstraram que o osteossarcoma contém uma subpopulação de células com características de células estaminais cancerígenas (CSCs) e que são elas as responsáveis pela iniciação e progressão do tumor, bem como pela resistência às terapias convencionais incluindo a quimioterapia e radioterapia. Este trabalho teve por objectivo explorar o papel da via intrínseca ou mitocondrial da apoptose na resposta das CSCs aos efeitos citotóxicos da doxorubicina (DOX). Métodos: As CSCs foram isoladas a partir da linha celular humana de OS MNNG/HOS pelo método de formação de esferas e incubadas com diferentes concentrações de DOX durante 48h. A citotoxicidade da DOX foi avaliada com base em vários parâmetros: efeitos sobre a viabilidade celular (método colorimétrico de MTT); proliferação celular (método de incorporação com BrdU) e indução de apoptose (ensaio de TUNEL). Os níveis de expressão das proteínas anti-apoptóticas Bcl-2 e Bcl-XL, pró-apoptóticas Bak e Bax, e da caspase-3 foram analisados pela técnica de Western blot após incubação com DOX. Resultados: A cultura das células aderentes MNNG/HOS em condições de baixa aderência e na ausência de soro permitiu fazer o isolamento das CSCs sob a forma de colónias esféricas com elevada capacidade de auto-renovação. Os estudos de citotoxicidade mostraram que as CSCs são mais resistentes à DOX do que as células parentais MNNG/HOS. A concentração de DOX necessária para reduzir a viabilidade celular das CSCs em 50% foi de 2,21±0,50 μM, significativamente (p<0,05) superior à obtida para as células parentais MNNG/HOS (0,67±0,17 μM). Pelo contrário, a concentração de DOX que reduziu a proliferação celular em 50% foi de 0,03±0,01 μM para as CSCs, significativamente inferior (p<0,05) ao valor observado nas células parentais MNNG/HOS (0,19±0,06 μM). Nas células parentais MNNG/HOS observou-se um aumento na percentagem de células em apoptose dependente da dose de DOX variando de 1% a 21%, enquanto nas CSCs, a percentagem foi aproximadamente constante, nunca ultrapassando os 3% para o mesmo intervalo de concentrações. A exposição das CSCs à DOX induziu um aumento significativo nos níveis de expressão das proteínas anti-apoptóticas Bcl-2 e Bcl-XL e uma concomitante diminuição na expressão da proteína pró-apoptótica Bak e da caspase-3. Conclusões: A linha celular humana de OS MNNG/HOS contém uma subpopulação de células com propriedades de células estaminais que são relativamente mais resistentes à DOX do que as células parentais. A sobreexpressão da Bcl-2 e da Bcl-XL em simultâneo com a diminuição da Bak xvi parecem contribuir para a maior resistência destas células à apoptose induzida pela DOX. A capacidade que as CSCs têm em reduzirem a sua taxa de proliferação quando expostas a concentrações não tóxicas de DOX, permite-lhes evadirem efeitos citotóxicos da DOX que tem como alvo preferencial células com elevada actividade proliferativa. Palavras-chave: osteossarcoma; células estaminais cancerígenas; doxorrubicina; proteínas anti- e pró-apoptóticas, apoptose | Ciências Exactas e Naturais |
28,282 | Preparação de um sistema de libertação controlada e localizada de um antibiótico de largo espectro para aplicação em cirurgias ortopédicas reconstrutivas | Antibiótico - cirurgias,Cirurgias ortopédicas - reconstrutivas | O propósito principal deste trabalho foi a produção de um sistema de libertação controlada e localizada, recorrendo-se a matriz óssea bovina para a obtenção de um enxerto ósseo com propriedades antibacterianas a ser aplicado em cirurgias ortopédicas reconstrutivas. Com este objectivo em mente, dividiu-se o plano de trabalhos em três áreas distintas. Primeiramente procedeu-se à criação de um filme de gelatina, utilizando para o efeito gelatina de tipo A, produzida a partir de pele de porco. O filme foi então reticulado utilizando diferentes razões molares de carbodiimida EDC para número de grupos carboxílicos presentes na gelatina. Depois de reticuladas, as amostras de gelatina foram sujeitas a ensaios de absorção de água e de degradação. Os primeiros mostraram que o rácio de absorção de PBS por grama de filme diminui com o aumento do grau de reticulação, tal como era esperado. Os testes de degradação denotam um aumento da resistência à degradação à medida que aumenta o grau de reticulação. Além destas características, os filmes de gelatina apresentam ainda uma boa aderência ao osso, mantendo-se o revestimento durante vários dias quando a placa de osso revestida se encontra imersa em solução. O segundo componente necessário para a criação do sistema de libertação proposto foi a microencapsulação. Utilizaram-se, essencialmente, três métodos de microencapsulação pelo método de extracção/evaporação do solvente para encapsular a Ceftriaxona, fármaco utilizado neste estudo. - Dupla emulsão água/óleo/água (W/O/W); - Dupla emulsão água/óleo/óleo (W/O/O); - Dupla emulsão sólido/óleo/óleo (S/O/O). O método da dupla emulsão água/óleo/água foi o que apresentou melhores resultados práticos nos testes de libertação in vitro, sendo este o caso em que a libertação se processou de forma mais gradual. Também a média de valores da eficiência de encapsulação na totalidade das amostras foi superior neste caso. Ainda assim, as formulações necessitam de ser optimizadas, de modo a diminuir a libertação inicial de fármaco, que se processa de uma forma excessivamente rápida quando comparada com o perfil de libertação ideal. Em todos os casos se obtiveram percentagens de libertação de massa de fármaco de aproximadamente VIII 70% nas primeiras horas, sendo o objectivo a obtenção de um sistema que liberte o antibiótico gradualmente ao longo de cerca de 6 semanas. O terceiro passo do processo foi a combinação dos componentes descritos anteriormente para obter um sistema de libertação controlada, tendo estes sido combinados de três formas diferentes com o objectivo de verificar qual o melhor sistema de libertação, realizando ao mesmo tempo comparações entre eles, por forma a verificar qual a contribuição de cada componente para o sistema de libertação controlada e localizada proposto como objectivo principal deste trabalho. Os sistemas estudados foram os seguintes. - Placas de osso revestidas por filmes de gelatina com impregnação em solução de Ceftriaxona; - Placas de osso revestidas por filmes de gelatina com adição de micropartículas; - Placas de osso revestidas por gelatina com adição de micropartículas e impregnação em solução de CFX. Para todos os sistemas foram realizados ensaios de libertação in vitro. Em todas os casos se observou a mesma libertação inicial excessivamente elevada, acompanhada do final de libertação de fármaco ao fim de apenas alguns dias. Há, portanto, necessidade de optimização dos sistemas de libertação estudados, de modo a ser possível obter um sistema com um perfil de libertação ideal, com libertação de fármaco inicial a rondar os 50%, seguida de uma libertação gradual ao longo de, aproximadamente, 6 semanas. No entanto, os resultados obtidos permitem a criação de bases científicas que poderão ser aproveitadas em trabalhos futuros. | Ciências Exactas e Naturais |
28,283 | Aplicações em ecografia cardiovascular: Lançamento de novos produtos | Cardiologia,Ecografia - funcionamento,Ecografia - cardiovascular - aplicações,Ultra-sons | A ecografia é um método de diagnóstico não-invasivo, sendo o seu funcionamento baseado no uso de ultra-sons com frequências que podem variar desde 1 MHz até 22MHz. Esta técnica permite obter imagens em tempo real dos tecidos, assim como do fluxo sanguíneo. Em cardiologia tem vindo a ser cada vez mais utilizada, já que apresenta informações fiáveis e em cerca de trinta minutos é possível realizar um exame completo ao coração e às válvulas cardíacas. Este projecto tem como objectivo principal o lançamento de novas aplicações na área da ecografia cardiovascular e foi realizado na empresa Esaote France. Para tal foi necessário fazer primeiro uma formação sobre a ecografia e cardiologia, e trabalhar com cardiologistas de modo a observar o seu método de funcionamento, perceber quais são as suas verdadeiras necessidades e propôr-lhes novas soluções em termos de equipamento e tecnologias. A formação oferecida pela empresa foi a de um engenheiro de aplicações, que tem como responsabilidades: realizar demonstrações dos equipamentos e tecnologias, acompanhar o comercial na venda de equipamentos, fazer formações com os clientes de modo a optimizar a sua utilização do equipamento e das tecnologias oferecidas, fazer uma análise completa aos produtos e às tecnologias da concorrência, participar em congressos, testar as novas actualizações de software e, por fim, listar possíveis upgrades que possam ser feitos aos produtos apresentados pela empresa. Enquanto engenheiro de aplicações em ecografia cardiovascular, o principal objectivo foi de testar a nova gama de produtos em ecografia cardiovascular, o MyLab Seven e o MyLab Alpha, e a nova tecnologia desenvolvida pela empresa, o XStrain 4DTM, que vai permitir analisar as deformações das paredes ventriculares. Esse trabalho foi realizado com um cardiologista, Dr. Mirochnik, no Hôpital Européen Georges Pompidou. Como resultado desta colaboração surgiu uma proposta, o MStrain, que seria uma tecnologia complementar ao XStrainTM. Por fim foi criado um manual de utilizador para a nova gama de produtos e para o XStrainTM. Palavras-chave: Ultra-sons, Ecografia, Cardiologia, Strain, Concorrência, Engenheiro de Aplicações, XStrainTM. | Ciências Exactas e Naturais |
28,285 | Modificação superficial de uma poliuretana para preparação de válvulas cardíacas | Válvulas cardiacas - artificiais - preparação,Poliuretana termoplástica - membranas - modificação | O objectivo principal deste trabalho consistiu na modificação da superfície de membranas de uma poliuretana termoplástica (Elastollan 1180A50®), de modo a que esta superfície se tornasse mais hidrofílica, hemocompatível e promovesse a adesão e proliferação celulares para poder ser aplicada como válvula cardíaca artificial. Para tal, foram usadas diferentes técnicas de modificação, nomeadamente, modificação por radiação ultravioleta (UV), química (ligação de grupos NH2) e por Plasma. Pretende-se uma alteração das propriedades de superfície da membrana, sem alterar as suas propriedades de massa. As membranas foram modificadas por radiação UV e de seguida foram enxertados dois monómeros distintos: ácido metacrílico (MAA) e o metacrilato de 2-hidroxietilo (HEMA), devido às suas características hidrofílicas. Numa segunda técnica, as membranas foram modificadas quimicamente, através da incubação em hexametilenodiamina, para ligar grupos amina (NH2). Finalmente, as membranas foram modificadas por Plasma, com Árgon e Oxigénio, de forma a avaliar os parâmetros de modificação mais eficazes. Após isto, e apenas para os parâmetros ideais, foram enxertadas com os monómeros HEMA e MAA. As alterações da superfície das membranas foram avaliadas pelas técnicas: Ângulos de Contacto e Energias de Superfície (através do método de Owens, Wendt, Rabel e Kaelble) e FTIR (espectroscopia de infravermelhos). Além disso, foram também efectuados testes de adesão e proliferação celulares, de actividade antibacteriana e de hemocompatibilidade. Em todas estas técnicas verificou-se o aumento da hidrofilicidade das membranas, bem como a adesão e proliferação celulares. Apenas as membranas modificadas com hexametilenodiamina não demonstraram qualquer efeito antibacteriano. O comportamento das membranas quando em contacto com o sangue foi diferente entre elas. À excepção das membranas modificadas por Plasma seguido do enxerto de HEMA e das modificadas por ligação de grupos NH2, o índice trombogénico é muito elevado. No que diz respeito ao índice hemolítico, as membranas modificadas por UV e V por Plasma seguidas do enxerto de HEMA demonstraram ser não-hemolíticas. Já as membranas modificadas com UV seguido de MAA, mostraram-se hemolíticas para o contacto indirecto e não-hemolíticas para o directo. Por outro lado, quando a modificação é por Plasma seguida do enxerto de MAA, as membranas são hemolíticas para o contacto directo e ligeiramente hemolíticas para o indirecto. Finalmente, para a hexametilenodiamina, as membranas demonstraram ser hemolíticas em ambos os casos. Quando expostas ao ar, as membranas recuperam a sua hidrofobicidade. Uma forma de impedir essa recuperação é a incubação das membranas em meio de cultura (DMEM-F12), que mantém o seu ângulo de contacto aproximadamente constante ao longo do tempo, em valores baixos. Em relação à percentagem de inchaço, obtiveram-se valores insignificantes (<2%) para todas as técnicas de modificação. Assim, considerando todas as características dos materiais modificados, os melhores resultados foram obtidos para a modificação por Plasma seguida do enxerto de HEMA | Ciências Exactas e Naturais |
28,289 | Comportamento de proteínas em stents vasculares modificados por pulverização catódica | Stent vascular | Esta dissertação tem como objectivo principal, o estudo do comportamento de proteínas presentes no sangue quando em contacto com stents vasculares, cuja superfície foi modificada pela deposição de filmes finos com gradiente de funcionalidade. O modo como as proteínas interagem com a superfície destes implantes é de crucial importância, pois são estes compostos biológicos os responsáveis, nos primeiros instantes após a implantação, pelo sucesso ou fracasso do dispositivo. A modificação dos stents foi efectuada por pulverização catódica, depositando filmes finos com cerca de 500 nm de espessura a partir de alvos de aço inoxidável 316L e poli(tetrafluoroetileno) (PTFE). Os filmes estudados possuíam diferentes teores de flúor e a influência da concentração deste elemento foi estudada no que concerne a molhabilidade superficial, estrutura, morfologia e comportamento em soluções de albumina sérica bovina (BSA) e trombina bovina. O estudo incidiu no comportamento destas proteínas, isoladas e em conjunto, quer em condições estáticas quer em fluxo dinâmico. O teor de flúor dos filmes finos é um dos factores decisivos no desempenho dos stents vasculares após modificação. Para teores superiores a » 5% atómico a quantidade deste elemento libertado para a solução é muito elevada, o que compromete a integridade estrutural do filme fino. Para as mesmas concentrações foi observado que há uma maior adsorção de proteínas, quando presentes em conjunto na mesma solução, em condições dinâmicas do que em estáticas. Em ambos os casos foi possível diferenciar o tipo de proteína nas superfícies em estudo, o que indicia a possibilidade de utilizar o microscópio electrónico de varrimento como primeira aproximação neste tipo de estudos. Deve ser salientado que mesmo nos casos de maior interacção proteínas/superfície, esta é sempre inferior à observada para o stent não revestido. Os filmes finos, produzidos e caracterizados ao longo deste trabalho, parecem apontar que esta modificação superficial traz benefícios no que diz respeito à diminuição da restenose em stents vasculares fabricados em aço inoxidável 316L, podendo ainda ser encarados como uma alternativa mais económica aos stents com libertação controlada de fármacos | Ciências Exactas e Naturais |
28,290 | Desenvolvimento de um oxímetro de pulso com comunicação bluetooth | Engenharia biomédica,Ciências da Saúde,Tecnologia,Informática,Oxímetro de pulso,Idosos | Com o envelhecimento populacional o setor dos dispositivos médicos tem vindo a desenvolver soluções capazes de responder às novas necessidades e desafios evidenciados por esta população. São cada vez mais o número de soluções portáteis capazes de monitorizarem diversos sinais vitais de forma a prevenirem situações de emergência médica, estando o setor relativo ao Ambient Assisted Living( AAL), nos últimos anos, a apresentar um aumento na variedade de dispositivos médicos portáteis produzidos. A presente dissertação baseia-se no desenvolvimento de um dispositivo protótipo que consiste num oxímetro de pulso com comunicação das suas leituras via bluetooth. Os principais objetivos deste trabalho passam pelo estudo e especificação dos principais requisitos técnicos, a conceção e desenvolvimento de hardware e o desenvolvimento de uma interface gráfica para recolha dos dados via bluetooth. Ao longo deste documento são detalhados os diversos processos envolvidos no desenvolvimento do protótipo. Entre esses processos, estão incluídos o estudo dos conceitos teóricos, a elaboração dos circuitos eletrónicos e a conceção de uma placa de circuito impresso. São incluídas ainda as razões da seleção de diversos componentes utilizados como o Arduino Mega2560 e a placa de desenvolvimento da Texas Instruments CC2540. Os principais fatores tidos em conta na conceção do dispositivo foram: o custo final, capacidade de ser portável, o consumo energético, qualidade de transmissão dos dados via bluetooth e a precisão dos mesmos. De forma a aferir sobre o desempenho do oxímetro e a validade da comunicação via bluetooth foram inicialmente realizados diversos testes ao nível de hardware, tendo, posteriormente, realizado um estudo recorrendo a diversos sujeitos utilizando a interface gráfica desenvolvida para o equipamento. Palavras-chave: Oximetria de Pulso, Ambient Assisted Living (AAL), Hardware, ArduinoMega2560, CC2540, Bluetooth | Ciências Exactas e Naturais |
28,301 | Aplicação móvel para adopção de estilos de vida saudáveis em pessoas com Diabetes tipo 2 - Definição de estratégias e desenvolvimento de algoritmo | Engenharia biomédica,Software,Diabetes | A doença da diabetes tipo 2 assume a dimensão de uma epidemia global de difícil controlo, com consequências na perda de capacidades, dependência e morte. Os reflexos económicos e sociais são marcantes, pelo que são diversos os esforços na implementação de medidas preventivas e de tratamento. O carácter comportamental da doença ligada a hábitos de alimentação e sedentarismo da vida moderna, acentuado em idade mais avançada, torna mais complexa a aplicação de medidas de controlo da doença. As tecnologias de informação e os dispositivos móveis permitem novas soluções para monitorização da doença, através de aplicações interactivas para ajuda e motivação personalizada, adaptada às condições pessoais do doente. O trabalho desenvolvido pretendeu ser um contributo para uma aplicação mHealth para monitorização e controlo da doença. Este contributo foi baseado: i) na formulação de um padrão comportamental do doente diabético típico, através do reconhecimento dos comportamentos e factores de risco, ii) na identificação das condicionantes psicológicas com as quais a aplicação mHealth deve lidar, iii) na caracterização dos parâmetros e indicadores biomédicos fundamentais para esta doença, e iv) no desenho de uma aplicação para controlo comportamental dos seus principais factores de risco, tendo sido desenvolvido um protótipo. A aplicação foi comparada com soluções existentes no mercado para uma avaliação preliminar de aptidão e viabilidade, concluindo-se que a aplicação desenvolvida para controlo comportamental de factores da diabetes tem potencial para extensão prática. Palavras-chave: Diabetes Mellitus tipo 2, Mobile Health, Modificação comportamental, Motivação | Ciências Exactas e Naturais |
28,303 | Relatório de Estágio de Mestrado em Ensino de Física e de Química no 3º Ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário | Física,Química | PALAVRAS-CHAVE: Escola, Ensino de química, Ensino de física, Prática de Ensino Supervisionada, Metodologias, Análise, Reflexão. O presente Relatório de Estágio, elaborado no âmbito do Mestrado em Ensino de física e de química o 3º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário, consiste no resumo e reflexão de todas as atividades desenvolvidas pela professora estagiária Maria Rita de Magalhães Castel Branco Mascarenhas Bastos durante o estágio pedagógico, realizado na Escola Básica e Secundária Quinta das Flores, em Coimbra, ao longo do ano letivo de 2013/2014. A prática de ensino supervisionada ocorreu na turma A do 10º ano de escolaridade da referida escola. Apresentam-se e documentam-se as atividades letivas, e não letivas, que tiveram o intuito de promover a educação em, sobre e pelas ciências, dotando os alunos de literacia científica e promovendo o desenvolvimento de competências processuais, atitudinais e sociais, consideradas essenciais no percurso letivo de alunos do Ensino Secundário, numa perspetiva de valorização de inter-relações ciência, tecnologia, sociedade e ambiente e de consciencialização da necessidade de desenvolvimento sustentável. Este Relatório de Estágio é composto por introdução, cinco capítulos, bibliografia e referências bibliográficas, sítios da internet consultados, anexos e 1 DVD. | Ciências Exactas e Naturais |
28,310 | Modelos de negócio para ambient assisted living | Envelhecimento activo,Envelhecimento da população,Modelos de negócio | O envelhecimento da população é um fenómeno mundial, sendo este mais acentuado no continente europeu. Portugal é o sexto país do mundo com a população mais idosa e este registo tem tendência a manter-se. Com o envelhecimento da população surgem outros problemas, nomeadamente a solidão, o abandono e o isolamento da população idosa, bem como o aumento das despesas com a saúde e a Segurança Social. Este facto cria a necessidade de se encontrarem novas abordagens e soluções para promoção de um envelhecimento ativo, constituindo as tecnologias de informação e comunicação uma resposta adequada a este desafio. Surge, assim, o conceito Ambient Assisted Living, ou ambiente de vida assistida, que tem como objetivo prolongar o tempo que os idosos possam viver de forma independente e com qualidade de vida no seu ambiente preferido. O presente trabalho consiste na análise estratégica do mercado do Ambient Assisted Living, na identificação da oportunidade de negócio e, por fim, no desenvolvimento de um modelo de negócio para Ambient Assisted Living, que permita a implementação e comercialização das soluções desenvolvidas pela empresa ISA Intellicare ou que possam vir a ser desenvolvidas no futuro. Este projeto incluiu, ainda, o contributo para a elaboração de um documento intitulado “Modelos e Segmentos de Negócio”, inserido no projeto “AAL4ALL”, um projeto âncora do Health Cluster Portugal (HCP), financiado pelo Quadro de Referência Estratégico Nacional (QREN). Foram realizadas também, em simultâneo, outras tarefas decorrentes do referido projeto. | Ciências Exactas e Naturais |
28,311 | Desenvolvimento de um algoritmo para análise da heterogeneidade intratumoral em imagens PET/CT | Heterogeneidade intratumoral - análise,Regressão logística,Regrassão ordinal,Tumores - localização | A heterogeneidade intratumoral, típica de tumores sólidos, resulta da coexistência de várias subpopulações de células neoplásicas, com diferentes características biológicas, o que influencia o comportamento biológico do tumor, bem como a resposta à terapêutica. As informações encontradas nas imagens PET e CT são muito diferentes, mas complementam-se uma à outra. As imagens contidas num volume PET mostram áreas com maior atividade metabólica, enquanto as imagens de um volume CT mostram informação anatómica com grande detalhe. A combinação destas duas modalidades permite a um observador mencionar se uma região com elevada atividade metabólica e possível presença de um tumor é significativa, e se for, indicar precisamente qual a sua localização. Neste trabalho desenvolveu-se um algoritmo de análise e classificação de heterogeneidade intratumoral em Matlab® para extrair, a partir de 136 volumes de imagens 18FDG-PET/CT, os parâmetros para o modelo estatístico de classificação. Após o co-registro de volumes de 18FDG-PET/CT, quatro observadores experimentados desenharam ROI´s em cada corte, onde existiam tumores. Anteriormente, os tumores foram classificados quanto ao seu grau de heterogeneidade (4 níveis possíveis). Utilizou-se o histograma conjunto das imagens de PET e CT calculado para 8 parâmetros para o modelo de classificação. Foram modelizados 2 classificadores, um com heterogeneidade em apenas dois graus, o que permitiu o uso de uma regressão logística binária e outro com heterogeneidade em 4 graus, usando uma regressão ordinal, implementada na plataforma estatística IBM SPSS v20. Para teste e validação deste método foi desenvolvido outro algoritmo que permite simular tumores com as características desejadas, nomeadamente a localização, tamanho, grau de heterogeneidade e intensidade. Relativamente ao classificador por regressão logística binária, o ajuste do modelo foi muito bom (Cox e Snell R2 = 0,609; Nagelkerke R2=0,825), tendo uma precisão de 88,7%, uma sensibilidade de 81,3% e especificidade de 100%, enquanto com o classificador por regressão ordinal se obteve um ajuste do modelo bom (Cox e Snell R2 = 0,610, Nagelkerke R2= 0,655) e este classificou corretamente: grau 0 – 70,8%; grau 1 – 60,0%; grau 2 – 45,2% e grau 3 – 72,7% dos casos. Os modelos desenvolvidos classificaram com sucesso os novos tumores de acordo com seu grau de heterogeneidade. Pode-se verificar que os parâmetros calculados a partir do histograma conjunto são uma nova forma para a alimentação de algoritmos de classificação e parecem ser robustos para diferentes utilizadores. A heterogeneidade intratumoral está diretamente relacionada com a agressividade tumoral, podendo esta abordagem vir a desempenhar um papel importante na radioterapia, permitindo a definição de estratégias terapêuticas mais eficazes na debelação do tumor. Assim, conseguir-se-ia um tratamento mais rápido e eficaz, com a eliminação de toda a massa tumoral, diminuindo a probabilidade de recidiva. Palavras-chave: Heterogeneidade Intratumoral, PET/CT, Regressão Logística, Regressão Ordinal, Modelo Estatístico | Ciências Exactas e Naturais |
28,314 | Caracterização de patologias da pele por ultrassons | Doenças de pele,Imagem médica - processamento,Pele - patologias,Ultrasons | A pele constitui a primeira barreira física que o corpo humano dispõe para proteção, sendo importante manter as suas características. Para a sua avaliação e diagnóstico, a técnica por ultrassons, nomeadamente a ecografia, apresenta-se como uma abordagem com utilização crescente devido ao seu carácter não invasivo, não ionizante e acessível (baixo custo), quando comparado com outras técnicas de imagiologia. O principal objetivo da presente dissertação consiste no desenvolvimento de três abordagens com vista à caracterização da pele, usando tecnologia por ultrassons. Para tal foram usadas imagens ecográficas de doentes assim como imagens obtidas a partir de fantomas criados no Laboratório de Tecnologia de Materiais Elétricos e Ultrassons, do Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores, da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. Duas dessas abordagens permitem a caracterização completamente automática de imagens de forma global ou recorrendo a características texturais da imagem, eliminando possíveis ambiguidades resultantes do processo de interação com utilizadores. A metodologia desenvolvida inclui mais de 400 características texturais, 5 classificadores, seletores de características e um algoritmo de fusão de classificadores. A terceira abordagem permite a classificação de imagens de fantomas a partir do uso de apenas três parâmetros acústicos, revelando a possibilidade de desenvolvimento de técnicas de caracterização, recorrendo apenas a parâmetros acústicos, tornando a técnica ainda mais acessível. O trabalho desenvolvido mostrou que os ultrassons podem ser utilizados para distinguir pele com lesão de pele sem lesão. Utilizando características texturais das imagens é possível obter um valor F-score igual a 96,3% para imagens de pele. Mostrou-se ainda, que a utilização de apenas três parâmetros acústicos extraídos dos fantomas permite a sua classificação com um F-score igual a 89,1%. Palavras-Chave: Ultrassons, Fantomas, Parâmetros Acústicos, Processamento de Imagem Médica, Algoritmos de Classificação | Ciências Exactas e Naturais |
28,319 | Análise de sensibilidade e otimização de um sensor de explosivos baseado em polímeros fluorescentes | Explosivos,Polímeros,Sensor | Esta dissertação baseia-se no estudo, otimização e desenvolvimento de um sensor optoelectrónico para a deteção de vapores libertados por materiais explosivos. A otimização foi feita recorrendo ao Software COMSOL MultiPhysics, onde várias geometrias a aplicar no sensor foram modeladas e comparadas. Todos os conceitos aplicados nas simulações foram verificados experimentalmente. Depois de obter os resultados das simulações foi feito um levantamento das vantagens e desvantagens de cada ideia testada e construiu-se um modelo para a geometria ideal do sensor, ou seja, a geometria que melhora a deteção de explosivos. Quanto ao desenvolvimento do sensor, começou-se por verificar experimentalmente que os conceitos e ideias projetadas eram exequíveis, e testaram-se alguns polímeros diferentes. Tendo essa verificação efetuada, procedeu-se à procura e escolha dos melhores componentes para o protótipo seguindo-se a montagem e testes do sensor desenvolvido. Uma vez que se pretende que o sensor seja apenas sensível a vapores de explosivos, foram testadas algumas outras substâncias para assegurar o grau de seletividade necessário. A sua sensibilidade também foi estudada. Por fim, também foi executado um estudo de caracterização do polímero utlizado, sendo que o objetivo era obter experimentalmente alguns parâmetros necessários para um conhecimento total das suas características. Este conhecimento possibilita uma melhor modelação computacional. Palavras-chave: Fluorescência, Polímeros, Simulação Computacional, COMSOL MultiPhysics, Explosivos, Sensor | Ciências Exactas e Naturais |
28,320 | Câmara para análise por difracção de raios-x de hidretos metálicos activados. Aplicação ao LaNi5. | Hidretos,Hidrogénio - armazenamento,Difracção de raios | A utilização de hidrogénio como meio de armazenamento de energia é um dos campos mais promissores para a disseminação de formas alternativas de energia, e a utilização de hidretos para armazenar aquele gás uma das suas áreas mais activas. A análise destes hidretos é essencial para o desenho de contentores de armazenamento optimizados. Nesta tese descreve-se o processo de design que levou à construção de uma câmara para o estudo destes hidretos por difracção de raios-X in situ em função da pressão de equilíbrio de hidrogénio gasoso, utilizando como interface da radiação uma janela de polímero. Uma câmara de alumínio, com janela de Kapton e duas juntas de vedação, foi projectada para ser utilizada num difractómetro Seifert PTS 3000, do tipo Bragg-Brentano, à temperatura ambiente, e testada a uma pressão de 25bar. Na operação da câmara foi testada uma amostra de LaNi5, cujo hidreto é bastante estudado, e analisados os difractogramas característicos em diferentes estágios de concentração de hidrogénio na rede cristalina. Em concreto foram estudadas e calculados os parâmetros de rede das fases α e β às pressões de equilíbrio de 0, 1,25, 2,5 e 10bar, tendo concluído que a estrutura de fases se divide desigualmente entre fases α e β para valores de concentração dentro do patamar de absorção isotérmica do material. | Ciências Exactas e Naturais |
28,321 | Desenvolvimento de caracterização de cristais líquidos termotrópicos | Cristais líquidos,Cristais líquidos liotrópicos,Cristais Líquidos termotrópicos,Difracção de raios x | Os derivados dos ácidos benzóico constituem uma família de compostos com caracter ísticas estruturais tais que os tornam excelentes candidatos para desenvolver o mais variado tipo de estruturas, a partir de ligações intermoleculares de hidrogénio. Algumas destas estruturas moleculares permitem desenvolver conformações tais que quando sujeitos a variações de temperatura revelam fases de cristal líquido. As por rinas, enquanto estruturas discóticas, também se enquadram num grupo molecular capaz de exibir este tipo de comportamento quando sujeito as variações de temperatura.Neste trabalho são sintetizadas e caracterizadas novas série homólogas de co-cristais a partir dos ácidos 4-alquil benzóico e 4-alcóxido benzóico que exibem fase cristal líquido, nomeadamente as séries 8BAO + mBA, 44bipy + mBA e 44bipy + nBAO. Nesta investiga ção recorre-se ao método de análise térmica, nomeadamente calorimetria diferencial de varrimento complementada com informação obtida por termomicroscopia de luz polarizada. É feita uma análise estrutural por difracção de raios-X de pó e por espectroscopia de infravermelho. Finalmente, recorreu-se à relaxometria de RMN para se estudar a dinâ- mica molecular e, ainda, se zeram medidas electro-ópticas. Mereceu também a atenção neste trabalho o estudo estrutural por difracção de raios-X de monocristal e térmico de uma por rina. Estes co-cristais formam-se a partir de ligações intermoleculares de hidrogénio e os elementos de cada série revelam características semelhantes entre si tanto a nível estrutural como a nível térmico. A característica principal comum partilhada é o aparecimento de uma fase nemática e esmética nos co-cristais das séries 8BAO + mBA e 44bipy + mBA respectivamente, quando submetidos a uma variação térmica. Foi possível estabelecer uma correlação qualitativa sobre a dinâmica molecular dos complexos estudados neste trabalho e comprovar a presença das mesofases supracitadas. A birrefringência medida num dos complexos da série 8BAO + mBA na fase cristal líquido revelou resultados compatíveis com os de outros cristais líquidos clássicos amplamente estudados | Ciências Exactas e Naturais |
28,325 | Sistema de receção, armazenamento e visualização de dados de oximetria e ECG | Dados biomédicos - armazenamento.,Doenças cardiovesculares - monotorização,Sinais vitais - monotorização | O envelhecimento da população, associado à melhoria da qualidade de vida e consequentemente a uma esperança média vida cada vez maior, acarreta consigo grandes desafios no que toca à manutenção dessa qualidade de vida com o aumentar da idade. As doenças tornam-se mais prováveis, e entre estas figuram as doenças do foro cardiovascular, que constituem das principais causas de morte mundiais. Um produto que permita ao seu utilizador realizar um dia-a-dia normal, ao mesmo tempo que monitoriza parâmetros biomédicos para uma avaliação constante do seu estado de saúde, é assim uma resposta viável à necessidade de análise frequente do estado de saúde de um individuo. Este projeto visa desenvolver ferramentas a ser utilizadas num produto móvel de monitorização permanente de dados vitais já existente, o OneCare da Intellicare, uma spin-off da ISA – Intelligent Sensing Anywhere, S.A.. Foram utilizados vários sensores portáteis de sinais biomédicos, para obter parâmetros vitais que indicam se um individuo se encontra em estado normal, ou a sofrer de uma situação anormal. Os sensores enviam os seus dados através de Internet para um programa remoto, que recebe os dados e os armazena. Um segundo programa permite depois visualizar graficamente os dados recebidos. Este projeto focou-se no desenvolvimento dos programas responsáveis por receber, descodificar, armazenar e representar graficamente os dados biomédicos. Palavras-chave: Java, MQTT, JSF, Armazenamento de Dados, Monitorização Remota de Sinais Vitais | Ciências Exactas e Naturais |
28,327 | Desenvolvimento da base de dados da unidade de neurodesenvolvimento e autismo | Base de dados,Sistemas de informação hospitalar,Testes neuropsicológicos | Num serviço hospitalar, uma boa organização e armazenamento de informações contribui significativamente para a melhoria dos cuidados de saúde prestados aos utentes. Isto, para além de manter um registo do historial do utente, permite a utilização dessas informações em processos de investigação clínica e translacional o que se poderá traduzir na criação de conhecimento e melhoria da prestação de cuidados ao doente. Este projecto tem como objectivo principal criar uma base de dados para a Unidade de Neurodesenvolvimento e Autismo (UNDA) do Centro de Desenvolvimento da Criança Luís Borges (CDCLB), Hospital Pediátrico – Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra (HP-CHUC). Um dos objectivos secundários é a informatização dos principais testes neuropsicológicos e de avaliação social utilizados. Para dar suporte à base de dados foi construída uma plataforma que servirá como interface com o utilizador. A base de dados foi construída em Structured Query Language (SQL) utilizando o sistema gerenciador de base de dados Microsoft SQL Server 2008®. A solução geral do projecto foi edificada em três camadas, uma referente ao acesso aos dados, outra de serviço e, por fim, a de apresentação. Nesta última camada, que representa a interface com o utilizador, foi utilizada a arquitectura Model-View-Controller (MVC). A linguagem utilizada foi C# com a utilização do ambiente integrado de desenvolvimento Microsoft Visual Studio 2010®. Dentro de todos os testes neuropsicológicos e de avaliação social, o único que se encontra implementado, se bem que apenas em parte, é a Escala de Desenvolvimento Mental de Ruth Griffiths. No entanto, foi feito um levantamento das características de todos os restantes testes para que se possa proceder à sua informatização e aplicação digital. PALAVRAS-CHAVE: Base de dados, Investigação Clínica, Testes Neuropsicológicos, MVC, WebService, Sistemas de Informação Hospitalar, Arquitectura em Camadas. | Ciências Exactas e Naturais |
28,328 | Protecção contra radiação não-ionizante: arco eléctrico | Acidentes de trabalho,Radiação - protecção.,Radiação não ionizante,Segurança no trabalho | Actualmente há uma consciencialização generalizada da necessidade de decrescer o número de acidentes de trabalho e doenças profissionais, assim como da formação especializada dos trabalhadores em questões de segurança do trabalho. Estabeleceram-se então directrizes com o intuito de proteger os trabalhadores e o público em geral contra potenciais efeitos adversos da radiação não-ionizante. Estas directrizes aplicam-se a toda a exposição, aguda ou crónica, proveniente de fontes artificiais, estabelecendo limites de exposição. Numa primeira fase, este trabalho serviu para verificar se as directrizes em que se baseia a legislação e normas portuguesas e europeias são as adequadas para a garantia de segurança no trabalho dos soldadores com arco eléctrico. Por outro lado, serviu para entender quais os riscos a que um soldador está sujeito devido à emissão de radiação óptica e que equipamentos deve utilizar para se proteger. Analisámos, com base nas recomendações do ICNIRP, três espectros disponibilizados na literatura (A: GTAW; Corrente do arco: 300A; Eléctrodo: EWth-2; Gás de protecção: Ar AT 20cfm; B: GTAW; 275 A; EWth-2; He AT 50cfm; C: GMAW; 150 A; Linde 85; CO2 AT 40cfm) e um outro por nós medido (TIG; 60A; WT-20; Ar + CO2 a 4.5bar). A medição experimental foi realizada com a ajuda de um espectrómetro de fibra óptica, Ocean Optics USB+ 2000 UV-VIS e obrigou à adopção de uma metodologia de calibração utilizando uma fonte de luz calibrada Ocean Optics LS-1. Nestas análises determinámos a densidade óptica mínima para óculos de protecção. A análise dos espectros A, C e TIG mostrou que os danos térmicos impunham um limite de exposição mais restritivo relativamente aos danos fotoquímicos. Por outro lado, no caso do espectro C, os efeitos fotoquímicos são restritivos em relação aos efeitos térmicos. A densidade óptica mínima para óculos de protecção varia entre 4.21 (espectro C) e 5.53 (espectro TIG). Podemos concluir que o mecanismo de interação da luz (térmico ou fotoquímico) com os tecidos oculares, que apresenta maior potencial de dano depende das condições do processo de soldadura. As densidades ópticas que determinámos estão dentro da gama dos valores disponibilizados nos equipamentos de protecção comercializados O conjunto de recomendações relativas à exposição dos olhos e pele à radiação óptica incoerente não permite fornecer um limite de exposição único que se aplique de forma prática a todos os processos de soldadura por arco eléctrico. Contudo, penso que mostrámos que a interpretação correcta destas recomendações, algo que exige competências, como, por exemplo, as de um Engenheiro Biomédico, juntamente com a utilização de uma técnica experimental relativamente simples, permite o cálculo correcto dos factores de segurança aplicáveis as diversos processos de soldadura por arco eléctrico. Palavras-chave: Protecção contra radiação, radiação não ionizante, soldadura, arco eléctrico, acidente de trabalho, equipamento de protecção. | Ciências Exactas e Naturais |
28,331 | Desenvolvimento de uma placa geradora de sinais para eletroterapia | Electroterapia - medicina física e reabilitação | Nos últimos anos tem-se assistido a uma forte expansão da Medicina Física e de Reabilitação, devido essencialmente ao envelhecimento populacional, dando origem ao aparecimento de novos produtos e serviços de reabilitação geriátrica. Desta forma, tendo em conta o know-how da Exatronic na conceção de dispositivos médicos, pretende-se desenvolver uma placa geradora de sinais que permita a aplicação de corrente elétrica com finalidade terapêutica. A Eletroterapia é uma tecnologia bem estabelecida, podendo ser abordada como um conjunto de modalidades que incluem como agente terapêutico a corrente elétrica, os ultrassons e os lasers. Contudo, no contexto deste trabalho a eletroterapia é definida como a aplicação de corrente elétrica de baixas e médias frequências (até 10kHz) de forma a permitir o tratamento de diversas patologias relacionadas com a MFR. Desta forma, na presente dissertação encontram-se expostos todos os passos que envolveram o desenvolvimento do hardware e firmware do protótipo final do dispositivo de eletroterapia. Numa fase inicial do projeto foram identificadas e estudadas as principais modalidades terapêuticas e a sua importância no contexto da MFR. Para tal, foi elaborado um estudo de mercado junto de vinte e uma unidades de MFR onde se procurou concluir quais os tipos de correntes elétricas utilizadas com mais frequência e as características físicas que um dispositivo portátil de eletroterapia deve apresentar. Com base neste estudo, definiram-se os requisitos técnicos e os diferentes programas terapêuticos do dispositivo: a Iontoforese e a Estimulação Elétrica Transcutânea Nervosa (TENS). Numa segunda fase foram estudadas várias abordagens para a arquitetura da placa geradora de sinal, sendo produzido um PCB através do software Altium Designer 10®. Posteriormente foi desenvolvido o firmware, com recurso à linguagem de programação C de forma a possibilitar o correto funcionamento do hardware, nomeadamente na emissão das diferentes modalidades terapêuticas. Por fim, foi testado o protótipo construído por forma a validar as suas potencialidades como base de um dispositivo médico de Eletroterapia. Palavras-Chave: Medicina Física e de Reabilitação, Eletroterapia, hardware, firmware, Altium Designer 10®, linguagem de programação C. | Ciências Exactas e Naturais |
28,334 | Caracterização objetiva da catarata com recurso a técnicas por ultrassons | Catarata,Facoemulsificação | A catarata resulta da acumulação de lesões ao longo do tempo, o que conduz à alteração do cristalino. Atualmente existem mais de 20 milhões de pessoas no mundo que sofrem de catarata, sendo a principal causa da perda de visão. A facoemulsificação é o procedimento cirúrgico mais utilizado para extrair a catarata e recuperar a acuidade visual. A determinação incorreta da energia ótima de facoemulsificação, que depende da rigidez do cristalino com catarata, poderá provocar danos irreversíveis, nomeadamente a destruição das células do endotélio da córnea ou a destruição da cápsula posterior do cristalino. As técnicas por ultrassons podem ser utilizadas para determinar a rigidez do cristalino. Nesse âmbito, procedeu-se à caraterização objetiva da catarata em cristalinos de suínos, permitindo a análise de parâmetros acústicos como a velocidade e a atenuação ex-vivo. A velocidade de propagação foi calculada através de três abordagens diferentes, o tempo de voo entre as cápsulas anterior e posterior, a análise em frequência e o tempo de voo utilizando um refletor plano. O cálculo da atenuação também foi realizado considerando três metodologias: a diferença espectral entre os ecos das cápsulas anterior e posterior, a diferença espectral entre o eco de um refletor, com e sem o cristalino, e a análise através do sinal de backscattering. Ainda relativamente à atenuação, foi estudada a dependência da atenuação com a frequência. Para além dos métodos referidos também foi utilizada a distribuição Nakagami, o B-scan e o Sonograma para analisar o cristalino. Os resultados deste estudo confirmam que a velocidade e a atenuação dos ultrassons aumentam com a progressão da catarata (p <0.001). A velocidade de propagação calculada através do método que fez uso de um refletor plano, embora fosse consistente com as outras duas abordagens, apresentou valores inferiores. No que respeita à atenuação, os dois primeiros métodos utilizados apresentaram uma boa concordância (ICC = 0.717, p<0.001). Para ambos os métodos, observou-se que o valor da atenuação se mantinha após os 120 minutos de imersão (p> 0.05). O cálculo da atenuação através do sinal de backscattering também revelou um aumento consistente. Observou-se também, e ao contrário do B-scan, que o parâmetro Nakagami e o Sonograma podem ser utilizados para caracterizar o cristalino. O trabalho desenvolvido mostrou que os ultrassons podem ser utilizados para caracterizar a rigidez do cristalino. O conhecimento exato da rigidez do cristalino contribuirá para o aumento dos níveis de segurança da cirurgia de facoemulsificação da catarata. Palavras Chave (Tema): Catarata, cristalino, facoemulsifcação. Palavras Chave (Tecnologias): Ultrassons, velocidade, atenuação, backscattering | Ciências Exactas e Naturais |
28,335 | Desenvolvimento de HMI e base de dados para dispositivo médico de monitorização de sinais vitais | Monitorização de sinais vitais | O aumento da esperança média de vida associado a uma melhoria dos cuidados de saúde tem contribuído para o envelhecimento da população e para o aumento do número de indivíduos com doenças crónicas. Estas circunstâncias criam uma sobrelotação dos centros responsáveis pela prestação desses cuidados, diminuindo a qualidade do serviço fornecido. No entanto, estas mesmas circunstâncias criam novas oportunidades de negócio com o desenvolvimento de dispositivos e serviços médicos, procurando melhorar a qualidade de vidas destes indivíduos e diminuir as necessidades dos serviços de saúde. É com base nestes pressupostos que se iniciou o desenvolvimento do “Exa Allinone”, um dispositivo médico de monitorização de sinais vitais. Nesta primeira fase, procedeu-se ao desenvolvimento de uma interface gráfica user-friendly e de uma base de dados adequada. Este processo teve em conta as diretivas europeias para o correto desenvolvimento de dispositivos e software médico (Diretiva 93/42/CEE; Diretiva 2007/47/CE; Norma IEC 62304), necessitando para isso a adoção de um modelo de desenvolvimento de software, neste caso o modelo AGILE. O Software foi desenvolvido tendo em conta quatro utilizadores diferentes com permissões de utilização diferentes. Tendo em conta os conhecimentos de cada utilizador também se procedeu ao desenvolvimento de dois modos de apresentação da informação recolhida, um modo de apresentação para utilizadores com formação na área da saúde e outro para utilizadores sem essa formação. Esta aplicações foi, assim, desenvolvida na linguagem C# com o apoio do ambiente de desenvolvimento integrado Visual Studio®, sendo o software compatível com o sistema operativo Windows® Embedded CE 6.0. Durante o desenvolvimento usou-se uma mainboard Micro 2440 da FriendlyArm, com ecrã táctil de 7’’. Após a integração da interface e da base de dados, realizaram-se testes ao sistema, dos quais resultou a elaboração de um documento descritivo dos resultados obtidos. A par deste desenvolvimento, foi criado um manual de utilização da aplicação. Palavras-chave: Dispositivo Médico; Software Médico; Monitorização de sinais vitais; Interface gráfica; Base de dados; Ambient Assisted Living; IEC 62304; Diretiva 93/42/CEE; Diretiva 2007/42/CE; Engenharia de Software. | Ciências Exactas e Naturais |
28,336 | Integração de sistemas heterogéneos para controlo automático de processos e infraestruturas dispersas | Sistemas distribuídos,Tecnologia de informação e comunicação | A evolução das telecomunicações, a internet de alta velocidade e a multiplicidade de novos dispositivos eletrónicos (PCs; netbooks; tablets; smartphones), abre novos desafios para a interoperabilidade de sistemas distribuídos. Estes sistemas são constituídos por unidades integradoras com sensores inteligentes dispersos pelas instalações industriais e por estruturas coordenadoras centralizadas que tratam e armazenam a informação. Temos a possibilidade de guardar, tratar e disponibilizar a informação de uma forma deslocalizada, tornando a capacidade de telegestão mais acessível e atrativa graficamente. Há uma série de questões associadas à heterogeneidade de sistemas e à melhor forma de integração de sistemas dispersos que, na maior parte das vezes não utilizam “linguagens compatíveis”. Quais as oportunidades e limitações dos sistemas distribuídos? Quais os desafios da interoperabilidade entre sistemas heterogéneos? Quais os novos desafios para o middleware? Como é aplicado o conceito de arquitetura cliente/servidor à interoperabilidade de sistemas distribuídos e como são encaradas alternativas como o peer-to-peer e sistema híbridos? Partindo de casos práticos de monitorização de ativos em subestações da distribuição de energia elétrica com redes de sensores inteligentes utilizando um módulo integrador (MTX-65+G) e telemetria de uma central hidroeléctrica no rio Zêzere (Fronhas), serão discutidas novas soluções que apelam à utilização de plataformas de software e hardware que facilitam o desenvolvimento de arquiteturas de integração de sistemas heterogéneos. Também é importante perceber porque a virtualização e o cloud computing são evoluções previsíveis das novas plataformas de tecnologias de informação, com aplicação em sistemas distribuídos. | Ciências Exactas e Naturais |
28,338 | Segmentação 3D do fígado em exames de TEP e TAC | Fígado - magiologia,Processamento de imagem,Tomografia axial computorizada,Tomografia por emissão positrões | A delineação de objetos é uma área muito relevante em visão computacional e na área da medicina. A segmentação de órgãos e estruturas é importante para estudar as suas mudanças morfológicas e as patológicas. Os especialistas desempenham essa tarefa de forma manual, sendo muito demorosa e podendo variar com o médico ou especialista que esteja responsável por esse trabalho, pelo que é importante desenvolver rotinas automáticas ou semi automáticas para melhorar a forma de obtenção de contornos e volumes de objetos. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de ferramentas automáticas para a segmentação do fígado usando os dados obtidos através das aquisições das modalidades imagiológicas Tomografia Axial Computarizada (TAC) e Tomografia por Emissão de Positrões (TEP). Neste trabalho é apresentada a segmentação do fígado em diferentes modalidades. O mesmo algoritmo, superfícies ativas, é aplicado às duas modalidades. Uma segmentação usando apenas a informação de TAC, outra usando apenas a de TEP e por último, segmentação usando a informação das duas modalidades TAC e TEP. Para a validação dos algoritmos implementados foi desenvolvida uma interface possibilitando a pessoas especializadas (especialistas de radiologia e medicina nuclear) delinearem os contornos sobre as imagens de cada exame. Estes contornos são considerados como a referência mais próxima da realidade. Os contornos resultantes do algoritmo de segmentação são comparados com a referência e através de métricas de similaridade são quantificados os resultados da comparação. Os resultados obtidos através da segmentação em TAC podem ser considerados bons. A diferença entre as comparações algoritmo-especialista, intra-especialistas e inter - especialistas não são significativas. Nas segmentações usando a modalidade de TEP os resultados não foram tão bons quanto os anteriores, mas ainda assim apresentam boas semelhanças com os contornos dos especialistas. Palavras-chave: Processamento de imagem; segmentação do fígado; tomografia axial computorizada; tomografia por emissão de positrões. | Ciências Exactas e Naturais |
28,344 | Estimativa da dose absorvida em doentes pediátricos devido a procedimentos de cintigrafia renal e renogramas, utilizando medidas 'IN VIVO', modelos biocinéticos e técnicas de Monte Carlo | Biométricos - modelos,Doentes pediátricos - diagnóstico,Dosimetria interna,Medicina nuclear,Monte Carlo - métodos | Na Europa, todos os anos mais de 6 milhões de doentes pediátricos realizam um exame de Medicina Nuclear de diagnóstico[1]. Não existem dados para doentes pediátricos em Portugal. No entanto, e apesar da utilização de radiofármacos para fins de diagnóstico ser fundamental, e por vezes indispensável para a orientação dos doentes, é necessário equilibrar o benefício destas práticas com os potenciais riscos associados à utilização de radiação ionizante, em especial em doentes pediátricos, que possuem uma radiossensibilidade 2 a 10 vezes superior à dos adultos[2]. Desta forma, e no sentido de diminuir o risco inerente à utilização de radiações ionizantes, é necessária a implementação cuidadosa dos três pilares associados à proteção radiológica: Justificação: qualquer aplicação da radiação que conduz a um aumento de exposição deve ser justificada para garantir que o benefício decorrente dessa prática é mais importante que o risco devido ao aumento de exposição; Otimização: a exposição deve ser mantida “tão baixo quanto razoavelmente exequível” (ALARA) de forma a minimizar as doses de radiação, sem no entanto comprometer a qualidade do exame; Limitação de dose: existe um valor máximo de dose, abaixo do qual os riscos decorrentes da exposição à radiação são considerados aceitáveis. Nomeadamente no que concerne o princípio de otimização, e no caso da Medicina Nuclear, salienta-se a importância de uma correta avaliação da dose absorvida de forma a potenciar uma melhor otimização das atividades administradas aos doentes, em particular em crianças. Pretende-se assim, com este trabalho, avaliar a dose absorvida em doentes pediátricos submetidos à administração dos dois radiofármacos utilizados em Nefrologia Nuclear: 99mTc-DMSA (para realização de cintigrafia renais) e 99mTc-MAG3 (utilizado para renogramas). Apesar da sua elevada frequência de utilização, existe ainda uma falta de dados biocinéticos e dosimétricos para os dois procedimentos selecionados. Além disso, muitos estudos correspondem a uma pequena amostra de sujeitos ou foram realizados há mais de 20 anos[3]. A avaliação de doses incorporadas internamente utiliza três grandes grupos de ferramentas essenciais – métodos de deteção de radiação, modelos biocinéticos e técnicas iv computacionais, incluindo técnicas de Monte Carlo. Para a realização desta dissertação foram utilizadas estas mesmas ferramentas, simultaneamente. Foram então realizadas medidas ‘in vivo’ de atividade incorporada utilizando um detetor portátil de NaI(TI) previamente calibrado. Posteriormente foram aplicados os modelos biocinéticos do ICRP para cada um dos procedimentos selecionados, de forma a construir curvas de atividade em função do tempo nos rins e restantes órgãos afetados. As medidas ‘in vivo’ foram então comparadas com os valores previstos pelos modelos biocinéticos. Por último, foram também utilizadas técnicas de Monte Carlo (utilizando o programa MCNPX 2.7.0 representativo do estado-da-arte computacional para a simulação do transporte de partículas) para modelar o detetor utilizado, assim como as medições realizadas experimentalmente com recurso a dois fantomas de voxel pediátricos. Este estudo é inovador na medida em que se aplicam simultaneamente modelos biocinéticos, medições ‘in vivo’ e métodos de Monte Carlo, para tentar obter resultados mais precisos para a dose absorvida nos doentes pediátricos do que aqueles que se esperaria obter utilizando a informação biocinética e dosimétrica existente, e normalmente utilizada para a elaboração de guidelines. Palavras-chave: Medicina Nuclear, Dosimetria Interna, Radiofármacos, Modelos Biocinéticos, Simulações Monte Carlo, Fantoma de Voxel. | Ciências Exactas e Naturais |
28,350 | Desenvolvimento de biossensores não invasivos para captação de sinais eletroencefálicos baseados em alginato, com potencial utilização em recém-nascidos | Alginatos,Electrodos,Electroencefalografia,Hidrogel | O maior problema na monitorização de sinais eletroencefálicos em recém-nascidos resulta da agressividade do contacto entre o próprio sensor e a pele. Os problemas advêm da natureza do próprio elétrodo (geralmente metálico) e das pastas condutoras que são usadas para melhorar o contacto elétrico e facilitar a passagem do sinal. As pastas condutoras provocam reações alérgicas devido à presença de determinados compostos na sua constituição, tal como surfactantes. Para além disto, durante um exame prolongado, podem ocorrer micromovimentos do próprio sensor que provocam a abrasão da pele, devido ao contacto direto existente entre o sensor metálico e o escalpe. A necessidade de limpeza do escalpe e o contacto prolongado são operações algo agressivas, que podem causar lesões no recém-nascido. O objetivo deste trabalho é a preparação de um elétrodo húmido capaz de permitir uma gravação da atividade elétrica de qualidade confiável, usando um hidrogel de alginato. Este novo conceito de elétrodo será capaz de garantir o contacto entre o sensor e a pele através de um hidrogel, contribuindo para a atenuação do ruído devido à sua natureza semissólida e deformável. A grande percentagem de água do hidrogel proporcionará um forte efeito hidratante à superfície da pele, colaborando para o aumento do contacto entre a pele e o elétrodo, redução de impedância, redução do desconforto do bebé e facilidade de utilização. A natureza biocompatível do hidrogel, a capacidade em se conformar a uma área específica e manter essa forma semissólida durante todo o exame diminui a possibilidade de reações alérgicas e de abrasão da pele. O hidrogel funcionará como uma almofada impedindo o contacto direto entre o sensor e o escalpe. Por outro lado, escolheu-se o alginato devido às suas propriedades de biocompatibilidade e devido à sua capacidade de se ligar eficientemente a catiões bivalente, tais como Ca2+. O hidrogel apresenta deste modo uma excelente biocompatibilidade química e mecânica com os tecidos biológicos. As propriedades do hidrogel foram otimizadas para garantir um equilíbrio entre o tempo de injeção e o tempo de gelificação. Pretende-se que o hidrogel gelifique rapidamente para evitar escoamento mas, em contrapartida, tem que ter um comportamento mecânico ideal para ser facilmente injetável. Através de análises químicas e reológicas foi possível estudar a cinética de gelificação do hidrogel. Para o fabrico do substrato do elétrodo foi escolhida a poliamida. Este material foi revestido com prata através da técnica de Electroless Plating. A utilização de um polímero revestido com prata para fabrico do elétrodo, em substituição da prata maciça, é um novo conceito que se pretende demonstrar também. As imagens SEM mostraram que a poliamida é o material ideal para construção do substrato do biossensor devido à homogeneidade e uniformidade da superfície de revestimento. A deposição de uma camada de AgCl sobre o revestimento de Ag através da aplicação de um corrente permitiu a estabilização do potencial do elétrodo e diminuição da impedância. A espectroscopia de impedância eletroquímica mostrou que a poliamida permite a construção de um sensor estável e com baixas impedâncias. A conclusão deste estudo com os testes in-vivo em adultos saudáveis comprovou a fiabilidade deste novo conceito de elétrodo | Ciências Exactas e Naturais |
28,351 | Correcção da dispersão de compton em PET utilizando informação da energia dos fotões | Efeito de compton,Tomografia por emissão de positões | Hoje em dia a Tomografia por Emissão de Positrões detém um papel importante no estudo das vias metabólicas usando radiotraçadores como o 18F-FDG. Além disso o PET tem um papel fundamental na detecção de lesões nos órgãos do corpo humano. Os dispositivos baseados nesta tecnologia têm evoluído e têm aparecido novos protótipos como o RPC-PET ou o scanner ClearPEM. O protótipo RPC-PET é um tomógrafo baseado em Câmaras de Placas Resistivas de corpo inteiro com um campo de visão axial de cerca de 2.4 m enquanto que o scanner ClearPEM é um protótipo com duas cabeças detectoras planares concebido especificamente para estudos da mama e axila. O objectivo desta tese centra-se na correcção dos eventos dispersos por efeito de Compton nestes dois protótipos com o método Estimation of Trues Method - um método baseado em janelas de energias. Este método foi aplicado com sucesso no scanner ClearPEM. No entanto, não pôde ser aplicado ao protótipo RPC-PET devido à fracção de coincidências dispersas calculada para cada conjunto de placas de detecção. | Ciências Exactas e Naturais |
28,357 | Desenvolvimento de uma aplicação móvel para pré-diagnóstico e monitorização | Engenharia biomédica,Doenças crónicas,Doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC) | Com o crescente envelhecimento da populaçao mundial e o aumento da esperan ça média de vida, regista-se um aumento do numero de pessoas com doencas cronicas. Os centros medicos e hospitalares apresentam uma sobrecarga dos seus recursos humanos, fisicos e financeiros. Com isto, a prestaçao de cuidados de saude e o acompanhamento destes doentes por parte dos medicos e profissionais de saude tem vindo a ser afetado com implicacoes na qualidade de vida dos doentes. Dentro das doencas cronicas com maior prioridade de intervencao para a Organizacao Mundial de Saude (OMS) esta a Doenca Pulmonar Obstrutiva Cronica (DPOC), prevendo-se que nos proximos 10 anos seja a terceira causa de morte a nivel mundial. A DPOC e uma doenca cronica com maior prevalencia em individuos com habitos tabagicos prolongados em que existe a limitacao do debito aereo com a apresenta cao de comorbilidades. A necessidade de monitorizacao desta doenca parte do risco associado a ocorrencia de exacerbacoes com implicacoes significativas no progresso da doenca e no bem-estar do paciente. Deste modo, este projeto teve como objetivo desenvolver uma aplicacao movel para a monitorizacao de pacientes com DPOC, o OneCareTablet Espiro integrado no sistema legado OneCare Sensing. Para o efeito, comecou-se por estudar tanto as normas e legislacao como guidelines nacionais e internacionais que regulamentam a pratica clinica desta doenca. Posteriormente, procurou identicar-se aplicacoes e trabalhos de investigacao que desenvolveram sistemas de auto-gestao e monitorizacao de doentes cronicos, particularizando-se depois para a DPOC. De seguida, efetuou-se o levantamento de requisitos e das necessidades de monitorizacao desta doenca em colaboracao com a equipa medica do Cedra (Centro de Diagnostico e Tratamento de Doencas Respiratorias), sediado na Idealmed. Concluiu-se que a solucao passaria pela integracao de parametros biomedicos (espirometricos e oximetricos), de avaliacao da sintomatologia e historial de crises respiratorias, específicos da DPOC. Para a obtencao dos parametros espirometricos foi selecionado um sensor respiratorio atraves da aplicacao de um processo de avaliacao de um produto de software e hardware. Tendo-se estabelecido os objetivos que deveriam ser cumpridos na monitorizacao da DPOC, passou-se a especificacao da arquitetura do sistema. Resultou numa solucao que compreende a apresentacao de ecras de monitorizacao sequenciais que i permitem o calculo da avaliacao combinada GOLD, o processamento e verificacao dos parametros recolhidos e a realizasção da prevencao de situacoes de risco atraves da emissao de alertas de saude para o portal OneCare. Durante a fase de implementacao, foram seguidas as boas praticas do design de interfaces, pensadas para a utilizacao de pacientes com DPOC de idade avancada com as limitacoes fisicas inerentes e pouca familiarizacao com este tipo de tecnologias. Finalizado o prototipo, realizaram-se testes funcionais e de desempenho ao sistema cujos resultados alcancados permitiram a entrega do OneCareTablet Espiro a utilizadores reais. Primeiramente a um grupo controlo e depois a dois pacientes com DPOC, tendo sido realizadas sessoes bi-diarias, precedidas de uma sessao inicial de esclarecimento. Da realizacao dos testes no Grupo de Controlo e da Prova de Conceito foi possivel validar a informa cao recolhida e testar a usabilidade e aceitacao da aplicacao por parte dos pacientes. Foram obtidos niveis de concordancia medios de 6,6 no Grupo Controlo e de 6,65 nos pacientes da Prova de Conceito atraves da resposta ao questionario CSUQ adaptado ao contexto do OneCareTablet Espiro, num nivel de concordancia de um a sete. Foi ainda realcada a sua importancia no seguimento destes pacientes no seu dia-a-dia, tendo conferido uma maior seguranca no controlo e tratamento desta doenca. O trabalho futuro passara pela realizacao de melhorias ao OneCareTablet Espiro, tendo em conta as recomendacoes recolhidas ao longo dos testes. A disseminacao do projeto devera passar pela entrega do OneCareTablet Espiro a mais pacientes com DPOC, para uma melhor afericao do impacto deste sistema na monitoriza cao da DPOC. Por fim, do resultado dos dados obtidos, efetuar-se o estudo da aplicacao de um modelo inteligente de previsao de crises respiratorias. | Ciências Exactas e Naturais |
28,361 | Registo deformável de imagem em planeamento de radioterapia usando o software velocity AI-CT versus CBCT | Radioteprapia,Software médico,Tumores - tratamento | O tratamento do carcinoma de cabeça e pescoço é atualmente uma área de extrema importância oncológica e de intensa investigação. Durante o tratamento de Radioterapia os doentes podem sofrer alterações anatómicas significativas. As principais causas apontadas para este facto são a perda de peso e redução tumoral, estando fundamentalmente relacionadas com os efeitos da radiação. Estas alterações podem trazer consequências na dose administrada, como é o caso do aumento de dose nos órgãos de risco. Este projeto assenta no estudo do registo deformável de imagens em Radioterapia, tendo como base o uso do software de tratamento de imagens Velocity AI 2.7, para casos de tumores de cabeça e pescoço. Pretende-se testar as capacidades deste software, perceber quais as suas potencialidades e limitações e ainda apreciar a qualidade da deformação volumétrica de estruturas localizadas na região de cabeça e pescoço. Os objetivos deste trabalho dividem-se em duas fases distintas. Numa primeira fase pretende-se estabelecer um protocolo de procedimentos que garanta a reprodutibilidade do algoritmo de deformação do Velocity AI. Para tal é inspecionado o comportamento do registo deformável em imagens de Tomografia Computorizada adquiridas antes da primeira sessão de tratamento – a CT de planeamento - e a meio do mesmo – a CT de controlo. A análise dos resultados inclui a visualização das estruturas deformadas e posterior validação clínica. Posteriormente, numa segunda fase, pretende-se investigar a aplicabilidade clínica das imagens Cone-Beam CT utilizando o protocolo estabelecido em imagens CT. As imagens Cone-Beam CT são adquiridas diariamente antes de cada sessão de tratamento para verificação do posicionamento do doente. Com o auxílio do Sistema de Planeamento Oncentra® 4.1 é calculada a distribuição de dose 3D nas imagens Cone-Beam CT. No Velocity AI, com base nesta informação estuda-se a possibilidade de criar alertas volumétricos a partir de uma simples análise de variação de volume de algumas estruturas, com o objetivo de indicarem variações inaceitáveis de dose. Com estes estudos provou-se que o software Velocity AI é uma ferramenta útil na área de Radioterapia, principalmente na deformação volumétrica de estruturas. A utilização das imagens Cone-Beam CT mostrou que permitem alertar para situações de sobredosagem, especialmente no caso da medula que é uma estrutura de risco crítica. Palavras-chave: Radioterapia; IMRT; Registo deformável; Cone-Beam CT; Velocity AI 2.7. | Ciências Exactas e Naturais |
28,362 | Desenvolvimento do sistema de leitura e aquisição para uma câmara de Anger utilizando fotomultiplicadores de silício | sistema de aquisição de dados,DAQ,instrumentação,câmara de cintilação,câmara gama,câmara de Anger,fotomultiplicadores de silício,SiPM,data acquisition system,DAQ,instrumentation,scintillation camera,gama camera,Anger camera,silicon photomultiplier,SiPM | As câmaras de cintilação são um dos detetores mais utilizados em imagiologia médica para realizar Cintigrafias e SPECT. O algoritmo tipicamente utilizado para reconstruir as imagens é o método do centro de gravidade que, embora muito simples, provoca a distorção acentuada das imagens. Em alternativa, os métodos de reconstrução estatística, apresentam melhores resultados mas requerem o conhecimento da função de resposta à luz (LRFs) dos fotodetetores, função essa, difícil de determinar. O projeto “Métodos adaptativos para imagiologia médica com câmaras gama” propõe a aplicação de uma técnica adaptativa de reconstrução de LRFs em câmaras de cintilação médicas. Neste âmbito foi desenvolvido um sistema de aquisição que permitisse fazer o teste dos algoritmos desenvolvidos em câmaras reais. O sistema foi desenvolvido utilizando um ASIC MAROG3 da Omega, com base na sua placa de testes e permite fazer a aquisição de 64 canais, cujos sinas podem estar dentro de uma gama dinâmica de 30 pC e ser formatados com uma constante temporal entre 30 e 210 ns, a uma taxa de 3 kHz em modo de auto-trigger ou trigger externo. A configuração e controlo do sistema é feito utilizando uma interface-gráfica desenvolvida em LabView. Este sistema permitirá a aquisição de dados não processados diretamente dos fotomultiplicadores de uma câmara de cintilação médica comercial e de um protótipo de mini-câmara de cintilação com fotomultiplicadores de silício (SiPM) desenvolvida especificamente para este projeto. Os SiPMs são fotodetetores de alta sensibilidade desenvolvidos recentemente e que pelas suas vantagens tendem a substituir os usuais fotomultiplicadores. O protótipo desenvolvido utiliza uma matriz de SiMPs da Hamamatsu e um cristal cintilador LYSO da Saint-Gobain Crystals. Este protótipo foi utilizado para realizar testes e caracterização do sistema de aquisição desenvolvido. Palavras-chaves: sistema de aquisição de dados, DAQ, instrumentação, câmara de cintilação, câmara gama, câmara de Anger, fotomultiplicadores de silício, SiPM. | Ciências Exactas e Naturais |
28,363 | Registo deformável de imagem em planeamento de radioterapia usando o software velocity AI: implicações no volume e na dose em doentes com tumores de cabeça e pescoço | Radioterapia,Sostware médico,Tumores - tratamento | Em Radioterapia os tratamentos são planeados com base num conjunto de imagens de tomografia computorizada (CT de planeamento) e nas estruturas nelas desenhadas pelo médico radioncologista (volumes-alvo e órgãos de risco). Durante as sessões diárias de tratamento, normalmente de segunda a sexta-feira durante 5-7 semanas, o posicionamento e a anatomia do doente deveriam reproduzir exactamente a geometria definida na CT de planeamento. Contudo, é comum em doentes com tumores de cabeça e pescoço ocorrerem modificações anatómicas (perda de peso, alteração na massa muscular e na distribuição de gordura, redução do volume tumoral). Como consequência irão ocorrer alterações na localização, forma e tamanho do tumor e dos órgãos de risco e, assim, desvios entre a dose inicialmente planeada e a dose fornecida diariamente ao doente. No caso de estes desvios serem significativos o sucesso do tratamento poderá ficar comprometido sendo necessário então adaptar ou replanear o tratamento para a nova anatomia do doente. No IPOCFG uma das ferramentas que avalia estes desvios é o software Velocity AI. Trata-se de um programa que, para além de permitir o delineamento das estruturas anatómicas pelo médico radioncologista, realiza o registo deformável entre a CT de planeamento e a CT de controlo efectuada a meio do tratamento. Com base nesta deformação será possível quantificar as variações dos volumes-alvo e órgãos de risco, assim como, das respectivas doses. Este projecto pretende, utilizando o software Velocity AI e considerando um conjunto predeterminado de doentes com tumores de cabeça e pescoço irradiados com técnicas de Radioterapia de Intensidade Modulada (IMRT), estabelecer um procedimento para a realização do registo deformável de imagens entre a CT de planeamento e a CT de controlo. Numa segunda etapa, tem como objectivos determinar as variações de volume das estruturas anatómicas comparando o volume de planeamento com o volume deformado na CT de controlo; comparar a matriz de deformação da dose com a dose recalculada pelo sistema de planeamento; e, por último, estudar a diferença entre as doses inicialmente planeadas e as doses administradas a meio do tratamento, de forma a identificar quais os doentes que beneficiariam de um replaneamento do tratamento. Os resultados obtidos com este projecto permitiram concluir que o protocolo estabelecido inclui a utilização para todas as estruturas anatómicas de uma ROI (Region Of Interest) a incluir o volume-alvo total mais os órgãos de risco circundantes (ROI_PTV-N) com a activação do filtro BONE. Ainda assim, é obrigatória uma validação clínica de todas as estruturas por um médico radioncologista após o registo deformável de imagens. Conclui-se que o Velocity AI é uma ferramenta eficaz na deformação das estruturas, no entanto não deve ser usado para avaliar dose. Existem doentes que X beneficiam com um replaneamento do tratamento e estes devem ser seleccionados sempre que for ultrapassada para cada estrutura anatómica a dose de tolerância. Palavras-Chave: Registo deformável; IMRT; Planeamento em Radioterapia | Ciências Exactas e Naturais |
28,364 | Activação e sincronização de sensores sem fios por radiofrequência | Radiofrequência,Redes de sensores- sem fios | Esta tese apresenta o estudo, conceptualização e implementação de técnicas e tecnologias que permitem a activação por radiofrequência de nós em redes de sensores sem fios. Foram desenvolvidos dois circuitos eléctricos, que quando incorporados num nó de uma rede de sensores sem fios, permitem a activação por radiofrequência com uma onda portadora na banda dos 433MHz. Um dos circuitos efectua uma activação colectiva, acordando todos os nós da rede, ao passo que o outro circuito realiza uma activação selectiva, recorrendo, para isso, a endereçamento dos nós. O desenvolvimento de cada um dos circuitos abarca uma primeira fase de estudo e simulações que permitiram verificar os princípios teóricos de funcionamento. De seguida, foram desenhadas em Altium as placas de circuitos impressos conceptualizadas e no caso da activação selectiva foi desenvolvido o firmware da placa em linguagem C recorrendo ao ambiente de programação IAR. Por fim, foram efectuados testes de alcance, consumo e imunidade a ruído e retiradas as devidas conclusões para cada um dos sistemas desenvolvidos | Ciências Exactas e Naturais |
28,371 | Desenvolvimento de um dispositivo portátil de eletrocardiograma | Eletrocardiograma (ECG),Dispositivos Médicos,Ambient Assisted Living (AAL),ADS1192,Printed Circuit Board (PCB),ATmega 128,Hardware,Altium Designer®,Firmware,Linguagem C,Aquisição de Sinal,Serial Peripheral Interface (SPI),Formatos de armazenamento de ECG,Linguagem C#,Standard Communications Protocol for Computer Assisted Electrocardiography (SCP-ECG) | As doenças cardiovasculares continuam a liderar o ranking mundial de causas de morte. Este factor, associado àquilo que parece ser um aumento contínuo da população idosa e às limitações de infraestruturas de saúde capazes de dar resposta às suas necessidades, fazem do Ambient Assisted Living (AAL) uma solução cada vez mais válida. O recurso a soluções portáteis que permitem uma monitorização e diagnóstico mais rápido de diversos índices orgânicos, está na origem deste projeto, que tem como objetivo central a realização do hardware e firmware para um dispositivo portátil de eletrocardiograma (ECG). Esta tese detalha o desenvolvimento de um ECG portátil. O trabalho realizado incluiu a elaboração de esquemáticos e de uma Printed Circuit Board (PCB) integrando todos os componentes estudados e selecionados para incorporar o dispositivo. Recorreu-se, no projeto, a um circuito integrado da Texas Instruments, o ADS1192, que possui os conversores analógico-digitais (ADC) para as duas entradas diferenciais desenhadas que transportam o sinal analógico recolhido através de quatro elétrodos que compõem o sistema. A programação do circuito desenvolvido foi conseguida através da utilização de uma placa de desenvolvimento que contém um microcontrolador (MCU), o ATmega 128, para o qual foi desenvolvido todo o firmware que permite o correto funcionamento do ADS1192. Para o desenvolvimento do hardware estudaram-se fatores como: as dimensões finais do dispositivo; o consumo elétrico de todos os componentes a integrar o circuito; o recurso mínimo a filtros analógicos em detrimento de filtros digitais para o processamento de sinal. Foram elaborados testes ao sistema desenvolvido que possibilitaram a recolha e a análise do sinal de ECG proveniente dos dois canais, com o recurso a um simulador de sinais de eletrocardiograma, e foi desenvolvida uma interface em C# para construir um gráfico em tempo real do sinal recolhido. Por fim, são ainda discutidos formatos de armazenamento de dados de ECG, realizando-se, inclusive, uma conversão para o formato Standard Communications Protocol for Computer Assisted Electrocardiography (SCP-ECG) depois de se ter adicionado uma memória flash ao sistema. | Ciências Exactas e Naturais |
28,373 | Algoritmos de deteção de comportamento de indivíduos com autismo: análise comparativa | Autismo-deteção,Autismo-avaliação | A elevada prevalência de doenças relacionadas com o autismo e a necessidade de descoberta desta patologia de difícil diagnóstico e convivência, levou a que seja imprescindível o desenvolvimento de mecanismos de deteção e avaliação da atividade de pacientes. Esta tese tem como principal objetivo colmatar estas necessidades. Os algoritmos testados são direcionados à melhoria da monitorização de doentes com autismo e com necessidades especiais. Estes têm como principal objetivo a utilização numa casa direcionada à terapia e convivência de doentes com autismo. Através destas técnicas será possível melhorar a qualidade de vida dos pacientes e responder a emergências que possam surgir. Os dados provenientes de sensores como a câmara Kinect vão servir para detetar movimentos estereotipados característicos de doenças do espectro do autismo. Assim podem ser monitorizadas atividades anormais e por consequência antecipar algum tipo de anomalia. Por outro lado será possível avaliar a evolução do doente ao longo de uma série de tratamentos e terapias. Neste projeto foi avaliada a performance de vários algoritmos de deteção e avaliação de movimentos adaptados às necessidades presentes. Foi também conduzido um estudo sobre as tecnologias de reconhecimento de expressões faciais e identificação de pessoas pela face. Os algoritmos foram testados com movimentos de pessoas sem doenças do espetro do autismo devido à maior facilidade de trabalhar neste contexto. Posteriormente transpõem-se as tecnologias para onde forem necessárias. | Ciências Exactas e Naturais |
28,374 | Etiologia do suicídio violento e não violento na população portuguesa: genes da maquinaria exocitótica | Suicídio-Portugal,Suicídio-etiologia,Suicídio-factores genéticos | O suicídio constitui um grave problema de saúde pública, com taxas crescentes a nível global. Nos últimos 50 anos o suicídio aumentou em cerca de 60%, sendo actualmente uma das causas líderes de morte em todo o mundo. O suicídio é um fenómeno complexo, resultante da interacção de vários factores de predisposição, entre os quais os factores genéticos desempenham um papel importante. Dada a elevada prevalência deste fenómeno, a identificação dos factores que poderão contribuir para a sua susceptibilidade torna-se crucial, no sentido de, futuramente contribuir para a identificação de indivíduos de risco e consequentemente diminuir as taxas de suicídio. Várias evidências sugerem que as proteínas do complexo SNARE, particularmente a SNAP-25 e STX1A estão implicadas na etiologia do suicídio. No entanto, até à data não foram realizados estudos genéticos a nível mundial, no sentido de se investigar uma eventual associação entre os genes da maquinaria exocitótica e o suicídio. Assim, no presente trabalho investigou-se o papel dos genes SNAP-25 e STX1A na etiologia do suicídio na população portuguesa e realizámos também análises de género e de método utilizado para consumar o suicídio. Para o polimorfismo no intrão 7 do gene STX1A, os resultados obtidos não revelam diferenças estatisticamente significativas para as distribuições genotípicas e alélicas quer para a amostra total (distribuições genotípicas: X 2 =1,568; df=2; p=0,456, distribuições alélicas X 2 =1,325; df=1; p=0,250), quer para a amostra fragmentada por género [distribuições genotípicas (suicídio sexo masculino: X 2 =0,790; df=2; p=0,674; suicídio sexo feminino: X 2 =1,240; df=2; p=0,538); distribuições alélicas (suicídio sexo masculino: X 2 =0,678; df=1; p=0,410, suicídio sexo feminino: X 2 =0,540; df=1; p=0,479)] e método de suicídio [distribuições genotípicas (suicídio violento: X 2 =2,300; df=2; p=0,317, suicídio não violento: X 2 =0,019; df=2; p=0,990), distribuições alélicas (suicídio violento: X 2 =1,967; df=1; p=0,161, suicídio não violento: X 2 =0,001; df=1; p=0,974)]. À semelhança do gene da STX1A, os resultados são negativos para as distribuições genotípicas e alélicas no que diz respeito ao polimorfismo T1069C do gene SNAP-25, na amostra total (distribuições genotípicas: X 2 =1,352; df=2; p=0,509, distribuições alélicas: X 2 =0,072; df=1; p=0,788) e estratificada por género [distribuições genotípicas (suicídio sexo masculino: X 2 =0,970; df=2; p=0,616, suicídio sexo feminino: X 2 =0,271; df=2; p=0,873), distribuições alélicas (suicídio sexo masculino: X 2 =0,132; df=1; p=0,716, suicídio sexo feminino: X 2 =0,001; df=1; p=0,976)] e método xii [distribuições genotípicas (suicídio violento: X 2 =2,077; df=2; p=0,345, suicídio não violento: X 2 =0,043; df=2; p=0,972), distribuições alélicas (suicídio violento: X 2 =0,135; df=1; p=0,714, suicídio não violento: X 2 =0,001; df=1; p=0,973)]. Os resultados obtidos revelam que os genes STX1A e SNAP-25 não desempenham um papel directo na etiologia do suicídio na amostra estudada da população portuguesa. Apesar dos resultados negativos, este estudo é pioneiro relativamente à investigação dos genes da maquinaria exocitótica no suicídio, o que permitirá desencadear a investigação das variantes genéticas estudadas noutras populações mundiais, bem como de novas variantes a nível global, no sentido de se esclarecer o papel dos genes da maquinaria exocitótica na etiologia do suicídio, contribuindo desta forma para identificar grupos de risco e consequentemente diminuir as taxas de suicídio. Palavras-Chave: Suicídio; Genética; Proteínas SNAREs; Estudos de associação; Genes STX1A, SNAP-25. | Ciências Exactas e Naturais |
28,376 | Síntese e caracterização de poli(β-amino ésteres) para o desenvolvimento de nanopartículas para libertação controlada de agentes terapêuticos anticancerígenos | Cancro-agentes terapêuticos,Nanotransportadores,Polímeros | O poli(beta-amino ésteres)( PβAE) é um polímero catiónico, biodegradável com elevado potencial na complexação e entrega do material genético. O presente trabalho visa a síntese e caracterização do PβAE para a obtenção de nanotransportadores a partir da sua conjugação com o polietilenoglicol (PEG) para entrega de fármacos e/ou material genético. Para isso, procedeuse à síntese do PβAE por adição de Michael entre o diacrilato de 1,4-butanodiol e 5-amino-1-pentanol (1,2/1) em acetona. Deste modo, foram obtidos polímeros com pesos moleculares entre 3300-10000 g.mol -1 , tendo sido demonstrado que o aumento da temperatura de reacção é determinante para o aumento do peso molecular. A confirmação da estrutura química foi realizada por 1 H-RMN e por FTIR-ATR. O pkb do polímero foi determinado por titulação com NaOH, tendo-se obtido um valor de pkb ≈5. Os valores medidos de transmitância demonstraram que para valores de pH superiores a 5 o valor da transmitância vai diminuindo rapidamente, indicando o PβAE torna-se solúvel como resultado daprotonação do grupo amino. A degradação do PβAE foi avaliada em soro fisiológico tendo-se concluído que, nestas condições, a degradação ocorre por hidrólise das cadeias sendo o tempo de meia vida da amostra estimada em 7 dias. A viabilidade celular das células na presença de diferentes concentrações de PβAE foi avaliada pelo teste de Alamar Blue. Os resultados mostraram uma elevada viabilidade celular mesmo para altas concentrações de polímero. Os dados de potencial Zeta e da medição de tamanhos das partículas, preparadas por complexação com alginatode sódio, indiciaram que houve agregação das partículas, formando-se agregados de tamanho superiores a 1 µm. A preparação do copolímero PEG-PβAE-PEG foi feita por uma reacção de cicloadição 1,3-dipolar de Huisgen (azida-alcino) catalisada por cobre Cu (I) (Click Chemistry), após prévia modicação dos terminais do PβAE e do PEG com um grupo alcino e azida, respectivamente. Apesar dos resultados da análise FTIR indiciarem que a reacção foi bem-sucedida não foi possível confirmar por outros métodos de caracterização físico-química, tornando-se, por isso, inviável a continuação do projecto inicialmente proposto. De forma a contornar este resultado, foram propostos dois novos objectivos ao projecto inicial, a modificação dos terminais acrilato do PβAE com glucosamina e a preparação de um novo PβAE preparado com o diacrilato de 1,4-butanodiol e a glucosamina. Relativamente à modificação dos terminais acrilato com glucosamina conseguiu-se uma modificação na ordem dos 85%. Os resultados da síntese de PβAE com glucosamina revelaram-se promissores, contudo necessitam de mais experiências de modo a optimizar a síntese. Palavras-chave: poli(beta-amino ésteres); polietilenoglicol ; nanotransportadores; adição de Michael; cicloadição 1,3-dipolar de Huisgen (azida-alcino) catalisada por cobre Cu (I); glucosamina; | Ciências Exactas e Naturais |
28,377 | Nova abordagem para a criação e transferência de inovação para os mercados, com especial foco nas tecnologias de eficiência energética, para uma economia mais sustentável | Consumo energético,Eficiência energética,Energia-gestão-mercado,Living Lab-conceito,Recursos energéticos | Os recursos energ´eticos s˜ao actualmente um factor cr´ıtico para a sustentabilidade e evolu¸c˜ao da sociedade moderna. As fortes necessidades energ´eticas influenciam todos os sectores socioecon´omicos e o meio ambiente a n´ıvel global, sendo imprescind´ıvel a adop¸c˜ao de pol´ıticas que apostem na optimiza¸c˜ao dos recursos energ´eticos, a fim de tornarmos a nossa sociedade mais sustent´avel. A energia e a economia s˜ao dois temas indissoci´aveis devido aos fortes condicionantes que exercem um sobre o outro. Neste contexto a pol´ıtica Europeia energ´etica est´a fortemente ligada `a competitividade da economia, rela¸c˜ao esta que est´a especialmente evidenciada na resolu¸c˜ao do Parlamento Europeu sobre o Livro Verde e nas exigˆencias clim´aticas e energ´eticas conhecidas como “Objectivos 20-20-20”. Desta forma constituiu-se uma abordagem integrada para a pol´ıtica energ´etica e refor¸co da competitividade. Esta rela¸c˜ao simbi´otica ´e mais evidente agora que a Europa atravessa uma grave crise social, econ´omica e financeira, havendo uma forte necessidade de impulsionar a sustentabilidade e potenciar a rela¸c˜ao custo-benef´ıcio atrav´es da inova¸c˜ao, desenvolvimento tecnol´ogico e transferˆencia de tecnologia, sobretudo em pa´ıses perif´ericos como ´e o caso de Portugal. Em 2011, o sector dom´estico, respons´avel por 24,7% do consumo energ´etico total na Europa, foi identificado pela Comiss˜ao Europeia como um dos sectores com maior potencial de poupan¸ca, tendo adoptado medidas com forte compromisso na implementa¸c˜ao de tecnologias e divulga¸c˜ao da eficiˆencia energ´etica. O presente trabalho consiste no desenvolvimento de um projecto transversal a estes temas, com uma abordagem multidisciplinar, cruzando a transferˆencia de tecnologia, a inova¸c˜ao e o desenvolvimento tecnol´ogico. Ser´a assim analisada a implementa¸c˜ao da metodologiaLiving Labcomo principal impulsionador para o desenvolvimento inteligente de projectos, contribuindo assim para a cria¸c˜ao de clusters de conhecimento em diversas ´areas, analisando em particular a contribui¸c˜ao da eficiˆencia energ´etica no ˆambito dasSmart Cities, em Portugal e na Europa. Esta an´alise ser´a contextualizada com um estudo do sector energ´etico e de dados reais de consumos dom´esticos, focado na identifica¸c˜ao e quantifica¸c˜ao de comportamentos e eventos, an´alise do perfil de consumo energ´etico e da metodologia utilizada para envolver os utilizadores. Este trabalho deve assim ser destacada como um caso de uso da metodologia de desenvolvimento e da an´alise dados a qual foi usada como base para a candidatura do projectoCIP-IEE-2013 – My Energy. | Ciências Exactas e Naturais |
28,380 | Desenvolvimento de sensores poliméricos com ureia para a monitorização da temperatura corporal | Engenharia biomédica,Polímeros,Termosensíveis,Biomedicina | Este trabalho retrata o estudo da caracterização de sistemas poliméricos com resposta à temperatura, para aplicação num sensor capaz de sinalizar estados febris em bebés. O produto final prende-se na projeção de uma pulseira que monitorize continuamente o valor da temperatura. Uma temperatura à superfície da pele dos bebés que registe os 38°C é considerada um caso de febre. Para este estudo, foi utilizada uma classe de polímeros inteligentes, os polímeros termossensíveis. Estes polímeros são capazes de responder à temperatura por um mecanismo de alteração da solubilidade em água devido à sua temperatura crítica característica: a Low Critical Solution Temperature (LCST). Abaixo da LCST, o polímero encontra-se solúvel em água e, por isso, apresenta um aspeto transparente. Quando a temperatura começa a aumentar, acima da LCST, as cadeias poliméricas associam-se hidrofobicamente formando agregados que dispersam a luz e a solução torna-se turva. O valor da LCST, característico de cada polímero, pode ser alterado quer pela adição de co-solutos e/ou co-solventes. Neste trabalho, foram estudados três polímeros termossensíveis distintos: o PNIPAM, o PDMAEMA e o P(DEGMA-TEGMA). Estes polímeros respondem drasticamente a variações de temperatura, e por isso, serão ideias para serem utilizados como sensores de febre. No entanto, nenhum deles apresenta um valor de LCST apropriado (38°C). E, por isso, o objetivo deste trabalho é variar a solubilidade dos diferentes polímeros para ajustar as suas LCSTs. Devido à habilidade da ureia em desnaturar proteínas, e uma vez que as proteínas são consideradas biopolímeros, este composto orgânico foi adicionado às diferentes soluções poliméricas de forma a estudar a sua influência na temperatura de transição de fase. Recorreu-se, também, à tetrametilureia por ser um derivado da ureia, e assim, por comparação, perceber o mecanismo da ação da ureia no polímero. Todas as amostras foram caracterizadas utilizando diferentes técnicas: a reologia, a espectroscopia e a dispersão dinâmica de luz. Com estes três métodos foi possível identificar a temperatura a que os polímeros sofrem transição de fase, bem como estabelecer relações entre o aspeto e a viscosidade das soluções e o tamanho hidrodinâmico das partículas formadas, acima da LCST. Com o aumento da temperatura, aumentou a viscosidade das soluções devido ao entrelaçamento das cadeias poliméricas o que se traduziu no crescimento acentuado dos agregados hidrofóbicos. A contribuição da concentração e do peso molecular dos polímeros em solução foi também considerada para o ajuste da LCST. Palavras-chave: Polímeros termossensíveis; LCST (‘Low Critical Solution Temperature’); Poli (N – isopropilacrilamida) (PNIPAM); Poli (2-dimetilaminoetil metacrilato) (PDMAEMA); Poli((dietileno glicol metil éter metacrilato)-co-(trietileno glicol metil éter metacrilato) (P(DEGMA-TEGMA)); Ureia; Tetrametilureia; Reologia; Espectroscopia UV-vis; DLS (Dispersão dinâmica de luz). | Ciências Exactas e Naturais |
28,387 | Síntese de Implantes Biodegradáveis para Aplicação Intraocular | Engenharia biomédica,Implantes biodegradaveis,Oftalmologia,Química,Polímeros,Libertação controlada de medicamentos | O principal objetivo deste projeto consiste em desenvolver técnicas de processamento de polímeros e de imobilização de fármacos para a preparação de um novo sistema de libertação controlada de fármaco (SLCF) para posterior aplicação intraocular. Para a síntese de implantes biodegradáveis foram utilizados polímeros como a poli-ε-caprolactona (PCL) e o Lutrol F127, ambos promissores na área da medicina quando aplicados em SLCF. O desenvolvimento de SLCF biodegradáveis tem sido crucial para auxiliar o tratamento da doença do glaucoma (principal causa de cegueira irreversível e deficiência visual em todo o mundo). Como tal, filmes biodegradáveis para SLCF foram desenvolvidos em forma de disco, caracterizados térmica, mecânica, física e morfologicamente, bem como processados com encapsulamento de fármaco para posteriores estudos acerca da sua libertação ao longo de cerca de 20 dias. Os filmes utilizados nos estudos de libertação foram sujeitos a um conjunto de variáveis como diferentes fármacos (acetazolamida ou dorzolamida), diferentes locais onde estes foram colocados durante o estudo, diferentes tipos de filme (tipo 1 ou tipo 2, consoante o seu diâmetro e a sua espessura), utilização (ou não) de um revestimento e reposição (ou não) do meio utilizado a cada leitura. Os resultados destes estudos revelaram que ambos os fármacos mostram um comportamento idêntico ao longo do tempo, que uma menor percentagem de libertação de fármaco se verifica para filmes tipo 2, que a utilização de um revestimento controla de certa forma a libertação do fármaco e que, por fim, a colocação dos filmes no shaker aliada à reposição do meio revelam-se como sendo os procedimentos mais adequados para desenvolver os estudos, devido a uma maior proximidade com as características do corpo humano. | Ciências Exactas e Naturais |
28,392 | Monitorização e Diagnóstico Automático de Purgadores em Linhas de Vapor Industriais através de Sensores Inteligentes Sem Fios | Engenharia física,Instrumentação,Sensor,Energia,Energia termoeléctrica | Um sensor inteligente sem fios e auto-alimentado é apresentado como solução de monitorização e diagnóstico de purgadores de vapor em indústrias de processo, visando evitar a degradação de eficiência energética das mesmas. Os critérios de diagnóstico dos dois tipos de falha possíveis num purgador de vapor são apresentados, bem como a estrutura e as tecnologias escolhidas para os dispositivos de sensorização, comunicação e alimentação em potência. Para além da tecnologia de sensorização e dos critérios de diagnóstico com base na informação assim obtida, especial relevo é também dado à tecnologia de captura de energia termoelétrica, tirando partido dos diferenciais térmicos inerentes à instalação industria | Ciências Exactas e Naturais |
28,395 | Desenvolvimento de revestimentos autolubrificantes para vedantes em borracha de componentes biomédicos | Engenharia biomédica,Materiais biomédicos,Revestimento | No âmbito dos materiais biomédicos que utilizam a borracha como vedante, é importante que a função que estes apresentam de estancar líquidos não seja perdida, mas atuem de forma eficaz, demonstrando um baixo coeficiente de atrito durante o contacto com outra superfície. É então que surge este projeto e a ideia de aplicar um revestimento fino auto-lubrificante sobre as borrachas de modo a melhorar a sua ação, como no caso da aplicação em seringas. Foram realizadas diferentes deposições de revestimentos WS2C sobre vários substratos, metálicos (aço, alumínio e silício) e não metálicos (borracha NBR), de modo a otimizar a adesão e as características de auto lubrificação do revestimento, estudando também as suas principais propriedades. As deposições realizadas partiram de uma condição de revestimentos já estudada e pretendeu otimizar-se a adesão ao substrato fazendo variar-se duas condições: o valor da polarização da limpeza e a espessura da intercamada. Relativamente aos resultados, e uma vez que as características dos vários revestimentos não diferem muito entre si, é notório que estes são muito semelhantes, tanto relativamente a composição química e estrutural, como a propriedades mecânicas e tribológicas. Palavras-chave: Dicalcogenetos de metais de transição; Revestimentos autolubrificantes; Baixo atrito; Revestimentos de borrachas; Pulverização catódica. | Ciências Exactas e Naturais |
28,404 | Estudo de ligas de ouro por XRF e SEM-EDS | Engenharia Física,Física,Arte,Fluorescência de raios,Microscopia electrónica de movimento,Ouro | Serve o presente estudo para testar uma metodologia para análise de ligas metálicas, em particular ligas de ouro, utilizando as técnicas de fluorescência de raios-X e microscopia electrónica de varrimento. No contexto do presente estudo, foi identificada a composição das folhas de ouro utilizadas em obras de arte. As técnicas laboratoriais utilizadas foram: Microscopia óptica; Espectroscopia de fluorescência de raios-X com dispersão de energia (EDXRF); Microscopia electrónica de varrimento SEM-EDS. Muitas obras de arte mostram, na sua policromia, camadas de dourado em maior ou menor extensão. A composição destas pode ser uma liga de folha de ouro ou outro tipo de material com aparência dourada, dependendo da época e da escolha do autor. A análise destes materiais determina a história da obra em si e da sua evolução ao longo do tempo, enquanto sujeita a várias etapas de restauro e alteração. Este estudo é focado em esculturas e pinturas (em pedra e madeira) que possuem uma ou mais camadas pictóricas com aparência dourada. As obras escolhidas representam os principais artistas portugueses entre os séculos XIV e XVIII. Tentou-se clarificar as diferenças e semelhanças entre as pinturas das várias obras estudadas, incluindo a possibilidade de estas terem sido feitas numa altura posterior à da criação da obra em si. Alguns dos casos de estudo mostraram a existência de diferentes composições das ligas de ouro, sendo a sua composição de Au, Ag e Cu a mais comum. As diferentes percentagens relativas de cada elemento foram comparadas para cada uma das obras, com o intuito de inferir a evolução no uso das ligas ao longo dos séculos. Palavras-chave: XRF, SEM-EDS, ligas de ouro, obras de arte | Ciências Exactas e Naturais |
28,405 | Deteção por fluorescência de raios X de biometais em tecido cerebral e olhos de ratos | Fluorescência,raios X,biometais,tecidos biológicos | A Doença de Parkinson é caracterizada por uma degeneração e morte progressiva dos neurónios dopaminérgicos presentes em determinadas áreas cerebrais, como a substantia nigra e o estriado, associadas ao percurso da dopamina. O estudo qualitativo e quantitativo dos elementos químicos associados a esta doença tem sido realizado utilizando diversas técnicas espetrométricas, sendo a uorescência de raios X por dispersão de energia (EDXRF) um exemplo destas. Para cada caso de estudo, estas técnicas precisam de uma otimização das condições do seu funcionamento para as respetivas amostras em análise, por exemplo a espessura e o suporte da amostra, a corrente e a tensão do tubo de raios X, os ltros, o colimador, a constante de tempo eletrónica e o tempo de aquisição. Nesta dissertação foram estudadas estas condições para a técnica EDXRF tendo em vista a análise de amostras de tecido de ratos tratados com a toxina 6-OHDA (6-hidroxidopamina), utilizada para induzir um modelo animal da doença de Parkinson em ratos. Neste trabalho preliminar foram analisadas quatro amostras de tecido cerebral (2 do estriado e 2 da substantia nigra) e 9 olhos. A técnica XRF possibilitou a identi cação de vários metais e do elemento Cl e a medi- ção das respetivas intensidades de uorescência de raios X, tornando possível a comparação entre tecidos tratados e não tratados. Para o caso dos olhos, para a região anterior, foram identi cados os elementos químicos P, S, Cl, K e Ca e veri cou-se uma diminuição de todos estes elementos nos olhos tratados. Na análise dos tecidos cerebrais, tanto para a substantia nigra como para o estriado, foram identi cados os elementos P, S, Cl, K, Ca, Fe, Cu e Zn e veri cou-se um aumento generalizado destes elementos nos hemisférios do tecido cerebral com a toxina. | Ciências Exactas e Naturais |
28,406 | Estudo dos parâmetros que afetam a tensão de descarga num detetor gasoso | Engenharia Física,Instrumentação,Física,Detetores gasosos,Tensão de descarga,Parâmetros | A verificação de ocorrência de descargas em detetores gasosos que operam a altas pressões está devidamente documentada nos mais variados laboratórios de estudo de radiação, verificando-se ainda que, para as condições de ocorrências das referidas descargas existe uma correlação entre o campo elétrico máximo aplicável no interior do detetor e a pressão a que se encontra o gás, não havendo até ao momento qualquer explicação para o facto. Assim, no presente trabalho, para além de um estudo detalhado desta dependência, procurou-se uma explicação para a origem das descargas concretamente se elas se devem exclusivamente à pressão de operação do detetor, ou também à complexidade dos detetores gasosos. Para isso, este trabalho consistiu no projeto, montagem e utilização de um dispositivo que fosse o mais parecido possível com um detetor gasoso, mas que ao contrário destes, o seu interior fosse o mais simples possível. Os resultados obtidos sugerem uma relação entre a origem das descargas e a complexidade do interior dos detetores gasosos a alta pressão. Ainda assim, o que mais influencia a ocorrência de descargas é a pressão do gás, existindo uma clara redução do campo elétrico reduzido aplicável com o aumento da pressão no dispositivo. Para além disso, verificou-se ainda uma dependência com o tipo de mistura gasosa utilizada na experiência e o ripple da fonte de tensão utilizada. | Ciências Exactas e Naturais |
28,410 | Projeto, Desenho e Desenvolvimento de um Sistema para Medida de Velocidade de Deriva de Eletrões | Engenharia Física,Física,Detetores gasosos,Radiação | Detetores gasosos de radiação, em especial a alta pressão, têm vindo a assumir um papel cada vez mais importante na investigação atual. Para aperfeiçoar esses detetores, estudos complementares têm vindo a ser realizados, sendo o estudo das propriedades dos meios gasosos de detecção um dos mais relevantes. Assim, com o objetivo de contribuir para o aperfeiçoamento dos detetores gasosos de radiação, foi proposto o desenvolvimento de um sistema experimental que permitisse determinar velocidades de deriva de eletrões em gases (puros e misturas) a altas pressões. Com esse objetivo em mente, procedeu-se à familiarização dos conceitos físicos envolvidos neste tipo de detetores para que fosse possível passar ao projeto do sistema experimental. Por fim, projetou-se e montou-se um dispositivo baseado nos objetivos pretendidos e realizaram-se testes, em Xénon, para comprovar o bom funcionamento do mesmo. Assim, nesta dissertação, é descrito o percurso seguido para o desenvolvimento de um sistema experimental funcional, que permitisse determinar velocidades de deriva de eletrões em gases a altas pressões. | Ciências Exactas e Naturais |
28,413 | Fora de consulta: a assinatura indelével da biodeterioração em dois impressos vieirianos | Conservação e Restauro,Livro Antigo,Biodeterioração | Este trabalho propõe-se analisar e comparar, numa perspectiva multidisciplinar, duas primeiras edições de impressos atribuídos ao Padre António Vieira - Arte de furtar (1652) e História do futuro (1718), com o objectivo de determinar as causas e consequências da biodeterioração entomológica e fúngica que evidenciam. Estas edições, que se encontram sob custódia da Biblioteca Geral da Universidade de Coimbra e que a instituição conserva na sua colecção de fundos históricos, integram o fundo de Livro Antigo José Falcão. A conjugação de fatores biológicos ditos bióticos e fatores abióticos muito favoráveis, ideais ao desenvolvimento de algumas espécies, macro e micro-organismos, determinaram ou ditaram o atual estado de conservação. Assim, para a determinação das causas, foram utilizadas técnicas experimentais de análise, complementadas pela análise bibliológica. A análise da composição elementar dos suportes foi realizada por Espectroscopia de Fluorescência de raios-X (XRF), técnica não invasiva. Por outro lado, dado que o estudo das causas de biodeterioração em documentos implica identificar os organismos responsáveis, e dadas as suspeitas de colonização fúngica, procedeu-se à colheita de amostras para detetar a sua presença ativa. Penicillium commune foi a espécie identificada na obra Arte de furtar. O diagnóstico sobre a biodeterioração entomológica sustenta a hipótese da espécie Stegobium paniceum ter sido responsável pelo nível de destruição causado: uma espécie coincidente nas duas obras e no mesmo suporte (encadernação). Paralelamente, repensa-se criticamente a edição apócrifa de 1652, Arte de furtar, suportada no estudo das marcas de água. Palavras-chave: Biodeterioração em Livro Antigo, Espectroscopia de fluorescência de raios-X (XRF), Entomofauna, Fungos, Marcas de água. | Ciências Exactas e Naturais |
28,419 | Imagiologia metabólica: simulação das propriedades de fluorescência das coenzimas NADH e FAD | Engenharia Física,Tecnologia,Física,Imagiologia de fluorescência,Metabolismo celular | As alterações nas vias metabólicas são um importante indicador de alterações no estado fisiológico, patológico e de diferenciação da célula ou tecido. Para além disso, a imagiologia de fluorescência das coenzimas NADH e FAD, quer se tratem de medidas de intensidade ou de tempo de vida, é uma ferramenta extremamente útil para sondar o metabolismo celular e tem sido testada clinicamente na determinação de tecidos suspeitos durante operações cirúrgicas e na detecção precoce de doenças como o cancro. Usa-se a Teoria dos Funcionais da Densidade Dependente do Tempo para construir um método que, apenas recorrendo à informação contida nos espectros de absorção, permita verificar se se pode concluir acerca das concentrações relativas da fracção ligada e não ligada das coenzimas, um importante indicador bioquímico, a partir da análise dos seus tempos de vida de fluorescência. | Ciências Exactas e Naturais |
28,427 | Síntese de nanocompósitos à base de zircónia para aplicação em odontologia | Engenharia Biomédica,Ciências da Saúde,Odontologia,Compósitos,Ziscónia | O presente trabalho tem em vista a síntese de nanocompósitos à base de zircónia, utilizando como estabilizante a ítria, e como reforço para inibição do envelhecimento, a alumina. Os nanocompósitos sintetizados têm como finalidade, a aplicação em odontologia. As nanopartículas foram sintetizadas por via química sol-gel, onde foram testadas diferentes concentrações molares de ítria para a estabilização da fase tetragonal da zircónia. As nanopartículas resultantes foram secas numa estufa a 100ºC/3h, moídas e depois calcinadas a 700ºC e 1200ºC, a fim de se obter a fase tetragonal da zircónia e α-alumina, respetivamente. As amostras foram submetidas a técnicas de análise químca e estrutural: análise térmica simultânea (DSC-TG), difração de raios-X (DRX), análise elemental (AE), espetroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrónica de varrimento (MEV/SDE). A partir dos resultados obtidos por estas técnicas, escolheu-se a zircónia estabilizada com 3,4%mol de ítria (3,4YSZ), como sendo a mais adequada para a adição de alumina. Testaram-se diferentes concentrações de alumina e pela caracterização das amostras selecionou-se a amostra de zircónia estabilizada com 3,4 %mol de ítria e reforçada com 10 % em massa de alumina (3,4YSZ_10A) para a continuação do trabalho. As amostras de zircónia não estabilizada (Z), 3,4YSZ e 3,4YSZ_10A foram compactadas e sinterizadas a 1200ºC/6h e 1500ºC/3h. Posteriormente foram submetidas a testes de microdureza de Vickers e envelhecimento acelerado em saliva artificial. Ao longo de todo este processo foi possível concluir que: i) A temperatura de calcinação mais adequada para a obtenção da fase tetragonal da zircónia é 700ºC; ii) A presença de ítria inibe o crescimento de grão das partículas de zircónia; iii) O aumento da temperatura de sinterização provoca o crescimento dos grãos; iv) A ítria distribui-se uniformemente na matriz da zircónia, enquanto que a alumina é pouco solúvel na zircónia; v) Das amostras sinterizadas a 1200ºC, o material com maior dureza foi a amostra 3,4YSZ (5,26 GPa) e o mais susceptível ao envelhecimento foi a amostra 3,4YSZ_10A. A 1500ºC foi atingida maior dureza (10,63GPa) com a amostra IV 3,4YSZ_10A e o material com mais danos causados pelo envelhecimento foi a zircónia não estabilizada. Os objetivos traçados para este projeto foram alcançados, na medida em que se conseguiu estabilizar a zircónia na fase pretendida, a tetragonal. Quando utilizada a temperatura de sinterização adequada (1500ºC), a adição de alumina permite aumentar a dureza dos materiais e os compósitos de zircónia-ítria e zircónia-ítria-alumina não mostraram sinais de envelhecimento através do processo utilizado. Pôde, então, concluiu-se que os materiais desenvolvidos se apresentam muito promissores para à aplicação pretendida, isto é, á aplicação odontológica. | Ciências Exactas e Naturais |
28,432 | Deteção e afugentamento de aves em apoios de traçados aéreos de alta e muito- alta tensão | Engenharia Física,Electricidade,Linhas Aéreas,Sensor,Proteção,Aves | Esta tese apresenta um sistema autónomo e com inteligência operacional de deteção e afugentamento de aves, em especial cegonhas, para utilização em traçados aéreos de redes elétricas, de muito alta tensão e alta tensão. Recorreu-se a um estudo sobre três tecnologias de deteção de presenças: de radiação infravermelha, e radares de ultrassons e de micro-ondas. Foram feitos testes variados com pessoas e animais, para a verificação das condições de funcionamento de três dispositivos de deteção, sendo o sensor escolhido um sensor inteligente combinado, com tecnologia de deteção PIR e radar de microondas. Após o estudo de métodos de afugentamento de aves, foi proposto o afugentamento através de um díodo laser pulsado de baixa potência. Foram feitos testes com dois tipos de aves, uma doméstica e outra mais selvagem, tendo bons resultados com a espécie mais selvagem, podendo-se concluir que este método poderá ser bastante eficaz em cegonhas. No respeitante à alimentação em potência, a autonomia do sistema é garantida através de conversor energético do meio envolvente do dispositivo, a partir de duas fontes de potência: da luz solar, com um painel solar, ou por indução dos campos magnéticos gerados pelas correntes nos circuitos dos traçados, com transformadores de corrente de geometria específica. Palavras chaves Detetor de presença, radar de micro-ondas, radar de ultrassons, PIR, laser, transformador de corrente, painel solar. | Ciências Exactas e Naturais |
28,436 | Degradação de pigmentos com a temperatura estudada por XRF, XRD, SEM-EDS e Micro-Raman | Física,Engenharia Física,Tecnologia,Pigmentos,Análise | O estudo que se segue teve como objetivo analisar, com rigor científico, os processos físicos na base das técnicas laboratoriais de identificação elementar e molecular de fluorescência de raios-X, espectroscopia Micro-Raman, difração de raios-X e microscopia electrónica de varrimento. Com esse objetivo, o foco deste trabalho situou-se no ramo da arte pictórica, mais concretamente, nos pigmentos, fontes de cor, utilizados por diferentes autores e técnicas, através dos tempos. Assim sendo, o estudo dos pigmentos a que o artista recorreu, pela rigorosa análise da sua composição elementar e/ou molecular, constitui uma imensurável mais valia para vindouros trabalhos de restauro, conservação e/ou estudo. Assim, analisou-se o comportamento de uma vasta gama de pigmentos expostos a diferentes temperaturas, que, observando sempre o maior rigor científico, permitiram estabelecer uma competente análise comparativa e, consequentemente, alcançar esclarecedoras respostas. A degradação dos pigmentos é uma razão conhecida para as nefastas alterações de cores a que a maior parte das obras de arte estão sujeitas. A sua origem reside em factores ambientais bem conhecidos: humidade, temperatura, reação química com outros compostos, interação com luz no espetro ultravioleta, entre outras. Posteriormente, com o objetivo de explorar mais aprofundadamente as capacidades das técnicas referidas analisaram-se os pigmentos usados em camadas de pintura azul de cinco obras de arte, no âmbito do património cultural português e com particular interesse no acervo histórico da cidade de Coimbra. São obras executadas entre o século XIV e o século XVIII. Os resultados foram conclusivos e revelaram que quanto ao estudo da degradação de pigmentos por ação térmica, a maioria dos pigmentos revelou não sofrer transformações face a temperaturas inferiores a 200:C. Contudo, identificaram-se cinco excepções: o branco de chumbo, o gesso, verdigris, a azurite e a malaquite. Nestes pigmentos, e quando sujeitos a essas temperaturas, as alterações observadas devem-se, principalmente, a reações de desidratação, a perdas de moléculas de dióxido de carbono e perda de cristalinidade do pigmento. As camadas de pintura azul das obras de arte escolhidas foram, na sua grande maioria, atribuídas ao uso dos pigmentos de azurite e azul ultramarino. Palavras-chave: XRD; XRF; SEM; Micro-Raman; Pigmentos; Degradação com temperatura | Ciências Exactas e Naturais |
28,437 | Medidor de Glicose Minimamente Invasivo - Prova de Conceito | Física,Engenharia Física,Ciências da saúde,Glicose | Esta tese reporta a demonstração da prova de conceito de um medidor de glicose minimamente invasivo baseada em wearable sensors. O projeto culminou na fabricação de um conjunto de microelétrodos descartáveis com recurso a Screen Printing, semelhantes a uma tatuagem provisória, e ao desenvolvimento de uma PCB que integra todo o sistema de controlo e aquisição através de um microcontrolador, o ATmega328P. O projeto envolveu, ainda, a programação do firmware que permite o correto e completo funcionamento do protótipo. O sistema combina dois processos totalmente distintos: Iontoforese Inversa para extrair fluido intersticial através da pele; e a técnica de Amperometria para medir a glicose através de um processo enzimático. Todas as tomadas de decisão foram baseadas nos progressos da comunidade científica ao longo dos últimos 30 anos de estudo nesta área, sendo ainda uma necessidade por cumprir a nível da engenharia médica. Ao longo do documento apresenta-se o estudo de técnicas e tecnologias de vanguarda para conceber o protótipo desde o desenvolvimento dos elétrodos envolvidos, à conceção do hardware e programação do firmware. Os testes realizados in vitro e in vivo validam os sensores e comprovam o funcionamento de todo o sistema, indicando que um dispositivo médico deste tipo é uma promessa. Palavras-chave: Medidor de Glicose, Dispositivos Médicos, Minimamente Invasivo, Wearable Sensors, Iontoforese Inversa, Amperometria, Fluido Intersticial, Screen Printed Electrodes, Prova de Conceito, Printed Circuit Board, Instrumentação, Hardware, Firmware, Linguagem C++, Diabetes, Hipoglicemia, Hiperglicemia. | Ciências Exactas e Naturais |
28,440 | Integração de Sensores Inteligentes para a Supervisão Remota de Subestações Secundárias de Distribuição de Energia Eléctrica | Física,Tecnologia,Energia elétrica,Sensor,Engenharia física,Instrumentação | Este trabalho apresenta a discussão e o desenvolvimento de sensores inteligentes para implementação numa rede de sensores para monitorização do estado de funcionamento de componentes num PT. São discutidas noções sobre sistemas distribuídos, incluindo mecanismos de comunicação para a integração, assim como propostas para um tratamento de dados que leve a uma melhor gestão de activos. São, também, apresentados dois sensores inteligentes: (i) Detector e localizador de descargas parciais, com recurso a dois ou três microfones ultrasónicos e (ii) um multisensor para medição de temperatura e pressão do óleo no interior de um transformador. Em particular, a fonte de energia para este ultimo é um sistema de Energy Harvesting baseado no aproveitamento do diferencial térmico entre a cuba do transformador e o ar, com recurso a uma termopilha. | Ciências Exactas e Naturais |
28,460 | Expansão ex vivo de endotélio corneano | Engenharia biomédica,Ciências da saúde,Oftalmologia,Endoteliopatia ocular,Endotélio corneano,Cultura celular,Medicina regenerativa | O estudo do endotélio corneano constitui uma importante plataforma para a evolução do tratamento das endoteliopatias oculares. As disfunções do endotélio corneano são a principal indicação para o transplante de córnea. O número reduzido de córneas disponíveis para transplante, bem como as dificuldades inerentes à quantidade de células e às suas condições de preservação em banco de olhos dificultam o processo de tratamento de doentes com perda de acuidade visual de origem corneana. Apesar dos largos anos de estudo do endotélio corneano, os avanços na compreensão deste tecido e das suas células são ainda restritos, acentuando a importância do seu estudo. Estes assuntos são detalhados no capítulo I no qual é realizada a contextualização teórica deste trabalho. No capítulo II, são descritos os objetivos do estudo exposto nesta dissertação sendo o objetivo primordial a expansão ex vivo das células de endotélio corneano, que se sabe, não apresentarem capacidade proliferativa, in vivo. Deste modo e com base na literatura, os trabalhos precedentes à presente dissertação passaram, inicialmente, pela otimização das condições de cultura celular até se obter um protocolo de cultura reprodutível, seguida de estudos de imunocitoquímica para análise das células das culturas obtidas. Considerando a natureza deste trabalho e com o propósito de facilitar a sistematização e a compreensão optou-se por descrever no capítulo IV as metodologias adotadas para o estabelecimento das culturas primárias e os respetivos resultados obtidos para cada procedimento. No capítulo V são descritos os estudos de imunocitoquímica que foram realizados com vista a caracterizar as culturas primárias obtidas, apresentando métodos e respetivos resultados. Este trabalho permitiu o estabelecimento de um protocolo reprodutível de obtenção de culturas primárias de células de endotélio corneano, sendo no capítulo 6 discutidos os aspetos mais relevantes e no capítulo VII enumeradas as principais conclusões. No futuro, perspetiva-se que este trabalho possa contribuir para a realização de estudos morfológicos e fisiológicos que poderão garantir melhor conhecimento das características das células de endotélio corneano, das suas funções enquanto tecido e potencial de aplicação em medicina regenerativa. | Ciências Exactas e Naturais |
28,466 | Relatório de Estágio de Mestrado em Ensino de Física e de Química no 3º ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário | Ensino,Ensino da Física,Ensino,Ensino da Química | O estágio pedagógico teve início em setembro de 2014, sob a Orientação Pedagógica da Drª Maria Domitila Costa, tendo, ainda, a Orientação Científica da Professora Doutora Maria Arminda Pedrosa, na componente de Química e do Professor Doutor Décio Martins, na componente de Física. Este relatório compreende uma introdução, cinco capítulos, referências bibliográficas e anexos. A introdução incide numa abordagem sobre o papel dos professores, bem como uma reflexão sobre o caminho que deverá ser planeado para se atingir um ensino com eficácia. No capítulo I – Enquadramento geral, é realizada uma apresentação da escola e da turma de ensino supervisionado. No capítulo II – Componente de Química, procede-se à apresentação das unidades exploradas nesta componente, dos documentos das atividades letivas, incluindo, ainda, uma reflexão sobre as mesmas. No capítulo III – Componente de Física, repete-se a sequência, para esta componente, utilizada para o capítulo II. No capítulo IV – Componente não letiva, são apresentadas as atividades não letivas. No capítulo V – Conclusão, perpetua-se uma análise reflexiva sobre o trabalho desenvolvido. Por último, são indicadas as referências bibliográficas utilizadas e os anexos, para leitura e apreciação do presente relatório. | Ciências Exactas e Naturais |
28,938 | Congruências em álgebras dinâmicas e álgebras dinâmicas monádicas | Lógica dinâmica proposicional,Estruturas algébricas | As álgebras dinâmicas foram definidas por Pratt e Kozen em 1979 como sendo uma classe de estruturas algébricas que generalizam as estruturas de Kripke, constituindo assim, uma interpretação algébrica da Lógica Dinâmica Proposicional. O primeiro capítulo do trabalho é dedicado à apresentação e caracterização geral destas álgebras. No segundo capítulo estudamos o reticulado de todas as congruências numa álgebra dinâmica arbitrária e caracterizamos as álgebras dinâmicas separáveis simples. Recorrendo à teoria de variedades com discriminador, concluímos que a variedade gerada pela classe das álgebras dinâmicas separáveis (SDA) simples é uma subvariedade própria de HSP(SDA). Para uma congruência dinâmica _, com parte booleana _1, definimos a respectiva congruência separadora e provamos ser a maior congruência dinâmica com parte booleana _1, de álgebra quociente separável. Em geral, a definição de ideal numa dada classe de álgebras é estabelecida de modo às classes-zero das relações de congruência serem facilmente reconhecidas como ideais. É nesta prespectiva que estabelecemos o conceito de ideal numa álgebra dinâmica com zero. Caracterizando algumas noções no respectivo reticulado das congruências, mostramos que a classe das álgebras dinâmicas separáveis com zero não é ideal-determinada. Finalizamos o capítulo com o estudo de condições sob as quais uma congruência dinâmica é determinada pelo respectivo núcleo. Com esse objectivo, recorremos aos ideais, introduzindo o conceito de ideal aditivo. O facto de uma álgebra de Boole monádica poder ser interpretada como um caso muito particular de uma álgebra dinâmica com um único elemento no domínio regular leva-nos à apresentação de uma classe de álgebras dinâmicas, que designamos por álgebras dinâmicas monádicas, onde um elemento regular se comporta como um quantificador na correspondente álgebra de Boole. À semelhança do que é feito por Halmos para álgebras de Boole, introduzimos a noção de hemimorfismo dinâmico entre álgebras dinâmicas e a de relação dinâmica entre espaços dinâmicos e verificamos que estas noções são duais uma da outra na classe das álgebras dinâmicas separáveis. Finalizamos com a identificação da entidade dual (no espaço de Stone de D) de um quantificador de uma álgebra dinâmica separável D.>br> | Ciências Exactas e Naturais |
28,969 | Contradomínios numéricos em espaços de Hilbert e em espaços de Krein : teoria, algoritmos e implementação computacional | Contradomínios numéricos,Espaços de Hilbert,Espaços de Krein | Esta dissertação centra-se na investigação do conceito de contradomínio numérico em espaços de Hilbert e em espaços de Krein. Estudam-se importantes resultados relativos ao contradomínio numérico (clássico e indefinido) e analisam-se as propriedades mais relevantes de uma das generalizações mais conhecidas deste conceito: o contradomínio numérico tracial. Introduz-se o conceito de matriz de Toeplitz biperiódica (ou abreviadamente, matriz 2-Toeplitz). Estendem-se os resultados obtidos por Halmos [59], Klein [70] e Eiermann [45]. Estabelece-se uma região de inclusão para o con- tradomínio numérico clássico de uma matriz 2-Toeplitz de banda. Deduzem-se as equações paraméricas da curva geradora de fronteira e apresenta-se uma caracterização do contradomínio numérico clássico de um operador 2-Toeplitz de banda por redução ao caso 2 £ 2. Caracteriza-se o contradomínio numérico indefinido de uma classe especial de matrizes tridiagonais com contradomínio numérico hiperbólico, generalizando os resultados obtidos por Brown e Spitkovsky [27]. Deduzem-se as equações paramétricas da curva geradora de fronteira do contradomínio numérico tracial de uma matriz definida num espaço de Krein. Analisam-se condições favoráveis à ocorrência de porções planas na fronteira e caracteriza-se o contradomínio numérico tracial de uma matriz J-normal, em que J é a matriz de inércia. Apresentam-se quatro algoritmos e respectivos códigos computacionais em suporte informático. Os dois primeiros algoritmos permitem traçar a fronteira do contradomínio numérico clássico de um operador 2-Toeplitz de banda arbitrário, por recurso a dois processos diferentes: um por redução ao caso 2x2 e outro baseado no conceito de curva geradora de fronteira. O terceiro algo- ritmo permite traçar a fronteira do contradomínio numérico tracial (clássico e indefinido) de uma matriz complexa arbitrária com base no conceito de recta de suporte e o quarto algoritmo, além de permitir traçar graficamente a fronteira do contradomínio numérico (clássico e indefinido) de uma matriz complexa arbitrária, permite igualmente descrever a curva geradora de fronteira do mesmo. Apresentam-se exemplos ilustrativos das diferentes situações analisadas. | Ciências Exactas e Naturais |
28,971 | Polinómios cúbicos Riemannianos : abordagem Hamiltoniana e generalizações | Polinómios cúbicos,Variedades Riemannianas | Esta dissertação é dedicada ao estudo dos polinómios cúbicos Riemannianos e a algumas generalizações deste conceito e da teoria envolvente, no sentido a seguir ex- plicado. O trabalho contribui essencialmente para um novo formalismo Hamiltoniano e da ênfase µa situação em que temos como espaço de configuração um grupo de Lie conexo e compacto. O trabalho é iniciado com a exposição do problema variacional clássico de segunda ordem, que permite definir as curvas conhecidas como polinómios cúbicos Riemanni- anos e a análise de alguns dos invariantes ao longo destas curvas. No âmbito dos fibrados tangentes de ordem superior, apresentamos a versão intrínseca das equações de Euler-Lagrange e ainda a correspondente abordagem Hamiltoniana resultante da transformação de Legendre generalizada. Introduzimos o problema de controlo óptimo dos polinómios cúbicos Riemannianos, cujo sistema de controlo está associado ao pro- blema variacional destes polinómios. Para o efeito, é adaptada para ordem dois, a formulação geométrica de um sistema de controlo de primeira ordem. Prosseguimos depois para a descrição Hamiltoniana deste problema de controlo, através de uma vari- ante presimpléctica do princípio do máximo de Pontryagin e aplicamos o respectivo algoritmo de restrição. É discutida também a relação existente entre os formalismos Lagrangiano e de controlo óptimo apresentados. Os resultados são concretizados para os polinómios cúbicos em grupos de Lie conexos e compactos e esta situação é sim- plificada com a trivialização µa esquerda do sistema Hamiltoniano simpléctico obtido. Analisamos as simetrias do sistema, recorrendo ao método de redução simpléctica de Marsden-Weinstein, obtendo no final um sistema com menos graus de liberdade do que o inicial. Exemplificamos as abordagens expostas, com a apresentação do problema de controlo óptimo dinâmico do corpo rígido livre e esférico. Numa segunda etapa, estendemos o problema de controlo óptimo dos polinómios cúbicos em grupos de Lie a um problema com um sistema de controlo de conexão afim mais geral. Mais concretamente, e em paralelismo com o estudo feito para os polinómios cúbicos, é explorado o formalismo presimpléctico e a trivialização do sis- tema Hamiltoniano simpléctico, obtido para este problema mais geral. Relacionamos a dinâmica estudada para o referido problema de controlo óptimo, com a dinâmica de um problema variacional com restrições, que aparece na literatura como uma extensão do clássico problema variacional dos polinómios cúbicos. Apresentamos alguns exemplos elementares, que ilustram bem a abordagem apresentada. Concluímos o trabalho com o enquadramento dos problemas de controlo óptimo estudados ao longo da tese, na teoria mais geral dos algebróides de Lie. Sob este ponto de vista, enriquecemos o texto com alguns exemplos de problemas (cinemáticos e dinâmicos) relacionados com o corpo rígido. Alguns dos resultados desta tese foram já objecto de publicação em [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]. | Ciências Exactas e Naturais |
28,975 | Processos Threshold GARCH com potência : estrutura probablistica e aplicação a cartas de controlo | Probabilidades e estatística | O objetivo fundamental desta dissertação é aprofundar o conhecimento da estrutura probabilista do modelo Threshold GARCH com potência δ (δ-TGARCH) e propor uma sua aplicação às cartas de controlo Shewhart modificadas. A definição do modelo que considerámos inclui a possibilidade da potência δ ser negativa e impõe restrições mínimas ao processo gerador. Para este modelo, são obtidas três representações alternativas, começando pela δ-TARCH(∞), uma representação puramente autorregressiva, garantindo a sua existência, com convergência quase certa, e unicidade; esta representação permite chegar a uma outra onde se asseguram as ordens mínimas, naturalmente designada representação mínima. Propomos ainda uma representação vetorial, mais compacta do que as habituais, com o propósito de estudar os diversos tipos de estacionaridade. Estabelecemos condições necessárias e suficientes de estacionaridade forte e ergodicidade e também de existência de momento de ordem δ, que permitem a discussão da estacionaridade à ordem δ e também da estacionaridade fraca, esta última feita, primeiro, para a representação vetorial e, em seguida, para o modelo de potência δ≥1. Particularizamos algumas destas condições para distribuições concretas do processo gerador, explicitando completamente as regiões de estacionaridade do modelo. Analisamos a presença da propriedade de Taylor, que é a contrapartida teórica do facto estilizado conhecido como efeito de Taylor, detetado em inúmeras séries temporais de natureza financeira e que indica que a autocorrelação de ordem n do processo em valor absoluto é maior do que a do quadrado do processo. Esta análise é feita para o modelo 1-TGARCH(1,1), sendo estabelecidas as condições para a sua presença. Investigamos também a influência da distribuição das variáveis do processo gerador na extensão da região de parametrizações do modelo que verifica a propriedade. Um trabalho de simulação mostra que os modelos incorporados na classe δ-TGARCH não são igualmente favoráveis ao aparecimento do efeito de Taylor. Estudamos as distribuições de dimensão finita dos processos δ-TGARCH, para as quais obtemos enquadramentos que dependem apenas dos parâmetros do modelo e da distribuição do processo gerador. A avaliação do enquadramento da distribuição marginal de um processo δ-TGARCH de potência δ≠0 é feita através de simulações para várias parametrizações e diversas distribuições marginais do processo gerador (simétricas e assimétricas, com especial incidência nas de caudas pesadas) e mostra a boa qualidade do enquadramento determinado. As distribuições conjuntas de vetores de dimensão n são analisadas em todas as regiões de IRⁿ, sendo o seu enquadramento estabelecido para o modelo com potência δ>0 e a sua qualidade ilustrada num trabalho de simulação para os vetores de dimensão 2. Aplicamos os resultados obtidos no estudo da estacionaridade e das distribuições de dimensão finita às cartas (ou esquemas) de controlo Shewhart modificadas para processos δ-TGARCH de potência positiva, que são analisadas abrindo a possibilidade de terem limites de controlo assimétricos. Para estas é estudado, através do seu enquadramento, o average run length (ARL), que é a medida mais usual de avaliação de desempenho para cartas de controlo. Examinamos o enquadramento obtido para o ARL sob controlo, recorrendo a dois estudos de simulação para o modelo 1-TGARCH(1,1), um para esquemas de controlo com limites simétricos e outro com limites assimétricos. | Ciências Exactas e Naturais |
28,981 | Rolamentos sem deslize nem torção em variedades pseudo-riemannianas | Rolamentos de variedades | O objetivo fundamental desta dissertação é apresentar uma visão abrangente sobre rolamentos, sem deslize nem torção, de variedades diferenciáveis, contribuindo para aprofundar o conhecimento teórico nesta área e evidenciar potenciais aplicações. Começamos por apresentar uma definição de aplicação rolamento para o caso mais geral em que o movimento acontece dentro de espaços ambiente que são variedades pseudo-Riemannianas. Isto generaliza a definição clássica de Sharpe. A seguir, provamos algumas propriedades essenciais dos rolamentos e fazemos a ligação destes com o transporte paralelo de vetores. Dentro do contexto geral, analisamos os rolamentos das hiperquádricas de espaços pseudo-Euclidianos, com enfoque no caso dos espaços pseudo-hiperbólicos H_k^n (r). Apresentamos as equações da cinemáticas do rolamento de H_k^n (r) sobre o espaço afim associado ao espaço tangente num ponto. A obtenção de soluções explícitas destas equações é alcançada em dois casos particulares, destacando-se a situação em que o rolamento é feito ao longo de geodésicas. Rolamentos de um espaço pseudo-hiperbólico sobre outro e de pseudoesferas são igualmente tratados. Investigamos os rolamentos de grupos de Lie quadráticos sobre um espaço afim tangente. Também nestes casos se deduzem as equações da cinemática e se procuram soluções explícitas. A abordagem usada neste caso tem a preocupação de não destruir a estrutura matricial que caracteriza os elementos destes grupos matriciais. Estudamos a controlabilidade de rolamentos nos casos da hiperquádrica H_k^n (r) e dos grupos de Lie quadráticos principais, os grupos pseudo-ortogonais e os grupos simpléticos. Seguimos uma abordagem algébrica que passa por reescrever as equações da cinemática como um sistema de controlo afim a evoluir num grupo de Lie. Aplicamos os resultados obtidos anteriormente na resolução de problemas de interpolação suave em variedades e apresentamos um algoritmo interpolador. As propriedades dos rolamentos permitem transformar um problema de interpolação complicado, formulado numa variedade, num outro mais simples de resolver. São ainda fornecidos os ingredientes necessários para a implementação prática do algoritmo nos casos particulares de H_0^n (r) e H_1^n (r). | Ciências Exactas e Naturais |
28,982 | Kan-injectividade e KZ-reflectividade em categorias enriquecidas com ordem | Categorias,Conjuntos parcialmente ordenados | No contexto das categorias enriquecidas com ordem estudamos Kan-injectividade à direita e subcategorias KZ-reflectivas. O trabalho é iniciado com a apresentação do conceito de Kan-injectividade à direita. Estudamos classes de morfismos determinadas por Kan-injectividade à direita a partir de uma subcategoria de uma dada categoria X enriquecida na categoria CPO, dos conjuntos parcialmente ordenados e das funções monótonas. Entre outras propriedades, verificamos que estas classes são fechadas para a composição e contêm todos os adjuntos direitos reflectivos de X. Mostramos ainda que satisfazem uma certa estabilidade para somas amalgamadas e somas amalgamadas múltiplas que sejam conjuntamente epimórficas relativamente à ordem. Caracterizamos várias classes de imersões da categoria CPO, em termos de Kan-injectividade à direita relativamente a certos conjuntos parcialmente ordenados finitos. Mostramos que os objectos e morfismos de uma categoria X, que são Kan-injectivos à direita relativamente a uma classe de morfismos, definem uma subcategoria que, entre outras propriedades, é fechada para limites conjuntamente monomórficos relativamente à ordem. Verificamos que a Kan-injectividade determina uma conexão contravariante de Galois entre o conglomerado das subcategorias de uma determinada categoria X e o conglomerado das classes de morfismos de X, o que nos leva à definição de invólucro Kan-injectivo de uma subcategoria. Numa segunda etapa introduzimos o conceito de subcategoria KZ-reflectiva de uma categoria X enriquecida em CPO e encontramos condições necessárias e suficientes, em termos de Kan-injectividade, para que uma subcategoria de X seja KZ-reflectiva. Estudamos um tipo de morfismos com especial relevância no contexto das subcategorias KZ-reflectivas, as F-imersões, onde F é o functor reflector. Usando esta noção mostramos que uma subcategoria KZ-reflectiva e fechada para adjuntos direitos co-reflectivos coincide com o seu invólucro Kan-injectivo. Isto garante que em categorias enriquecidas em CPO, onde os limites são conjuntamente monomórficos relativamente à ordem, as subcategorias KZ-reflectivas fechadas para adjuntos direitos co-reflectivos são fechadas para limites. Dada uma subcategoria A de B, ambas subcategorias de X, relacionamos o invólucro Kan-injectivo de A em B com o de A em X. Verificamos ainda que toda a subcategoria KZ-reflectiva e fechada para adjuntos direitos co-reflectivos coincide com a categoria das álgebras de Eilenberg-Moore determinada por alguma mónada de Kock-Zöberlein em X. Por fim, analisamos os conceitos e resultados apresentados anteriormente em duas categorias específicas: a categoria Top0 dos espaços topológicos que satisfazem o axioma T0 e das funções contínuas; e a categoria RetLoc dos reticulados locais e das funções que preservam ínfimos finitos e supremos arbitrários. Em Top0 definimos filtros de abertos n-primos, para cada cardinal n, e verificamos que estes filtros definem em Top0 mónadas Fn do tipo KZ, para as quais as Fn-imersões são precisamente as imersões que aqui designamos por imersões n-planas. Para cada cardinal n, obtemos uma caracterização das classes destas imersões em termos de Kan-injectividade, a partir de subcategorias finitas, e apresentamos uma cadeia, indexada pela classe de todos os cardinais, de subcategorias KZ-reflectivas de Top0, dadas pelo invólucro Kan-injectivo de determinadas subcategorias finitas de Top0. A sua união é a subcategoria Sob dos espaços sóbrios. Obtemos então uma subcategoria de Sob cujo invólucro Kan-injectivo quer em Top0 quer em Sob é a categoria Sob. Depois de apresentarmos as definições de Kan-projectividade à direita, KZ-co-reflectividade e H-quociente, duais das noções de Kan-injectividade à direita, KZ-reflectividade e F-imersão, estudamo-las na categoria RetLoc. Em particular, caracterizamos vários tipos de sobrejecções de RetLoc - que designamos por quocientes n-planos - em termos de Kan-projectividade à direita relativamente a certas subcategorias pequenas de RetLoc e obtemos uma cadeia infinita de subcategorias KZ-co-reflectivas da categoria RetLoc cuja união é toda a categoria RetLoc. A caracterização dos objectos e dos morfismos destas categorias em termos de uma generalização da relação binária " ", usualmente utilizada em reticulados contínuos, é aqui apresentada. Encontramos ainda uma subcategoria da categoria RetSp dos reticulados espaciais cujos invólucros Kan-projectivos em RetSp e em RetLoc não coincidem: no primeiro caso obtemos RetSp e no segundo obtemos RetLoc. | Ciências Exactas e Naturais |
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