Aplicação de técnicas de volumetria na avaliação da progressão de tumores cerebrais usando imagens de ressonância magnética

Este trabalho científico tem como principal finalidade o desenvolvimento de técnicas de volumetria capazes do fornecimento de informação para avalia-ção clínica de tumores primários do Sistema Nervoso Central (SNC), de grau IV – glioblastoma multiforme (GBM). Atualmente os métodos de avaliação da dimensão do tumor assentam em medições bidimensionais [1] [2]. No entanto, a avaliação clínica do tumor pode-rá ser mais completa quando realizada com base noutras características geomé-tricas, sejam a área, o perímetro, o volume e a posição do centro de massa. A ferramenta desenvolvida neste trabalho ao fornecer dados métricos e uma re-presentação volumétrica pré e pós-operatória do tumor, poderá contribuir para uma melhor avaliação da resposta à terapêutica instituída ao doente. As principais funções da ferramenta desenvolvida são descritas no capítu-lo Métodos. Estas estão relacionadas com o ajuste do nível de contraste da ima-gem original, com a binarização da mesma, com a definição da região da lesão tumoral (Region Of Interest - ROI) e com os cálculos efectuados sobre esta. São gerados dois tipos de resultados, dados métricos (área, volume e posição do centro de massa) e representações volumétricas (volume de tumor que capta contraste e volume de tumor que não capta contraste). Observou-se que nas imagens de exames onde o tumor apresenta regiões que captam pouco contraste é mais difícil e demorada a definição da ROI e por sua vez, a determinação do volume de tumor.

Indicadores de qualidade na emergência médica pré-hospitalar : painel operacional para o INEM, I.P.

RESUMO - A Emergência Médica Pré-Hospitalar é uma parte importante na cadeia de cuidados de saúde, quer pela gravidade das situações a que atende, quer por funcionar como gatekeeper. O estudo é dedicado a instrumentos de medição e em simultâneo a medições de qualidade como processo de melhoria contínua da qualidade na EMPH. Existem projetos a nível internacional para implementação de painéis de indicadores, alguns atribuem significativa relevância aos processos assistenciais. O European Emergency Data Project (EDD) foi selecionado para servir como painel de indicadores a explorar neste trabalho. Porque a nível científico está bem desenhado, as definições e variáveis estão bem explicitadas e interessa ao INEM, I.P. utilizar um painel que lhe permita um benchmarking. Criou-se um dashboard para os indicadores selecionados e com ele analisaram-se os dados para aferir a qualidade do SEM. Não foi possível, pela sua inexistência, coletar dados para dois dos indicadores propostos. Foram apresentadas propostas de melhoria no sistema de captação de dados do INEM, I.P. para que a instituição possa monitorizar periodicamente os indicadores selecionados. A existência de dados e a sua fiabilidade para utilizar na medição por indicadores é algo que se explorou neste trabalho de campo, e as fraquezas encontradas foram matéria para oportunidades, recomendações, e caminho para discussão e o fortalecimento da instituição.

Contributo para a modelação do estudo do comportamento de barragens de aterro com o auxílio de redes neuronais artificiais

O conhecimento do comportamento das barragens de aterro é essencial para garantir o seu funcionamento adequado e para que os objetivos de utilização delineados inicialmente para o respetivo aproveitamento hidráulico possam ser cumpridos. Os fatores de maior relevância num estudo deste tipo de barragens, considerando que apenas estão sob solicitações estáticas, são as pressões de água, registadas em piezómetros, os caudais percolados e os deslocamentos superficiais, geralmente medidos em marcas de nivelamento ou em alvos colocados em peças de centragem forçada. Na presente dissertação pretende-se, com base no conhecimento dos registos dessas medições feitas anteriormente e recorrendo a modelos de inteligência artificial, predizer o valor que se obteria em próximas medições, ajudando assim a decidir qual o melhor procedimento para remediar ou tratar um problema de comportamento relacionado com as variáveis em estudo. Esta dissertação divide-se essencialmente em três partes. Primeiramente, introduzem-se os conceitos relativos à segurança de barragens de aterro, de acordo com o regulamento de segurança adotado em Portugal, dando relevo ao tipo de observação a que são submetidas. Seguidamente, introduz-se o conceito de redes neuronais artificiais e apresenta-se a base de dados, criada com o intuito de uniformizar e melhorar a organização dos valores em estudo das barragens de aterro, que têm sido acompanhadas pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil. Com esta pretende-se facilitar a utilização destes elementos por programas de inteligência artificial. Por último, é feito o enquadramento de um caso de estudo, uma barragem de aterro no Norte de Portugal – barragem de Valtorno-Mourão. Utilizando o Neuroph Studio, os dados relativos à observação desta barragem são aplicados numa rede neuronal artificial, Multi Layer Perceptron Backpropagation Neural Network, permitindo antever comportamentos futuros. Os resultados obtidos são discutidos e perspetivam-se trabalhos para continuar a desenvolver a investigação efetuada.

Avaliação das condições de ventilação de lares de idosos

Publicações Funchal, 16-19 Dezembro 2014 Cerqueira, F., Azevedo, S., Aelenei, D., Viegas, J., (2014). “Assessment of Ventilation in Elderly Care Centres”, 40th IAHS World Congress in Housing – Sustainable Housing Construction. Porto, 26 – 28 de Março 2015 Aelenei, D., Nogueira, S., Viegas, J., Mendes, A., Cano, M., Cerqueira, F. (2015), “Caracterização experimental das taxas de renovação horária em residências para pessoas idosas”, 5ª Conferência sobre Patologia e Reabilitação de Edifícios – PATORREB 2015

Caracterização de filmes poliméricos para conversão de energia solar em energia eléctrica

Os polímeros são materiais de grande interesse científico e tecnológico já que podem ser utilizados no desenvolvimento de dispositivos para aplicação em electrónica e fotónica. Tendo em conta a sua aplicação em dispositivos de conversão de energia solar em energia eléctrica, o estudo das propriedades eléctricas e ópticas de filmes destes materiais, quando irradiados por radiação ultravioleta e visível, é fundamental. Neste trabalho caracterizaram-se as propriedades eléctricas e ópticas de filmes finos obtidos pelas técnicas de derramamento e de camada-por-camada (Layer-by-Layer (LbL)) obtidos a partir do poli(cloreto de xilideno tetrahidrotiofeno) (PTHT) que após aquecimento é convertido em poli(p-fenileno vinileno) (PPV). Assim, e através da técnica de derramamento, foram preparados filmes sobre suportes sólidos com eléctrodos interdigitais de forma a proceder à medição da condutividade em modo de corrente alternada (AC), isto é, à medição da resistência e da capacidade em função da frequência. Verificou-se, portanto, que a presença de luz leva à formação de portadores de carga, ou seja, na presença de luminosidade os filmes apresentam uma menor capacitância e resistência, para além de degradar o material. Esta degradação foi verificada, também, a partir da espectrofotometria de Ultravioleta-Visível (UV-Vis) e de infravermelho (IV). Medições de condutividade de volume, isto é, colocando os filmes entre eléctrodos paralelos de funções de trabalho diferentes, permitiram traçar as curvas características e verificar que os dispositivos obtidos se comportam como díodos. Recorreu-se, também, a técnicas de espectrofotometria de ultravioleta do vácuo (VUV) e UV-Vis para caracterizar filmes LbL obtidos a partir do PTHT e de um polieletrólito comum o poli(estireno sulfonado) (PSS) antes e após aquecimento. Os espectros obtidos, após análise dos picos, mostram que a técnica de VUV é a técnica indicada para analisar a conversão do PTHT em PPV. Este trabalho permitiu concluir que as propriedades eléctricas e ópticas destes filmes, estão dependentes da presença de luminosidade, de oxigénio e da humidade relativa pelo que dispositivos obtidos a partir deste polímero devem ser, sempre, encapsulados.

Calibração de filtros de fator de transmissão regular em espectrofotometria

A garantia de exatidão e de precisão, assim como da reprodutibilidade, da repetibilidade e da produtividade dos processos de medição, tornaram-se metas da metrologia, visando desta forma uma garantia da qualidade de produtos e serviços. A presente dissertação foi desenvolvida no âmbito de estágio curricular realizado no Departamento de Metrologia (DMET) do Instituto Português da Qualidade (IPQ). O objetivo inicial do estágio visava a participação na calibração de espectrofotómetros. Entretanto, no decorrer do estágio, também foi possível elaborar uma proposta de melhoria aos procedimentos técnicos de calibração existentes na altura, para medições de fatores de transmissão regular, com dois instrumentos de medição de elevada qualidade. Esta proposta de melhoria integra-se na busca de melhoria contínua dos processos no Laboratório de Espectrofotometria (LE), pertencente ao Laboratório Central de Metrologia (LCM) do IPQ. Visando a rastreabilidade metrológica dos resultados obtidos, foi feita a adaptação dos procedimentos existentes. Para a calibração de ambos os espectrofotómetros, utilizaram-se filtros padrão de vidro de tamanho standard (33 mm x 10 mm) e de tamanho superior ao standard (50 mm x 50 mm) certificados pelo Laboratório Primário de Espectrofotometria do Instituto Nacional de Metrologia do Reino Unido, o National Physical Laboratory (NPL). Com o objetivo de otimização de tempo, procedeu-se também à comparação entre resultados obtidos de fator de transmissão para os materiais de referência de tamanho superior, quando corrigidos de acordo com a reta de calibração obtida com filtros padrão de tamanho idêntico, e quando corrigidos de acordo com a reta de calibração obtida com filtros padrão de tamanho standard. No decurso do estágio, surgiu ainda a oportunidade de aplicar a experiência obtida ao caso prático de um filtro de opacímetro fornecido pelo LabMetro do ISQ. Assim, na presente dissertação, apresentam-se também os resultados de medição de fator de transmissão, para esse filtro, obtidos com ambos os espectrofotómetros.

Estudo comparativo de medição da velocidade da onda de pulso: VasoCheck versus complior

A medição da Velocidade da Onda de Pulso (VOP), enquanto meio complementar de diagnóstico e tratamento das doenças cardiovasculares, é considerada um marcador precoce de compromisso arterial em diversos contextos clínicos. O seu papel consolida-se na prevenção primária da patologia arterial, através da avaliação das propriedades mecânicas dos vasos sanguíneos, nomeadamente, quanto à sua rigidez e distensibilidade. Neste trabalho pretende-se comparar os valores experimentais da VOP obtidos com dois métodos de medição diferentes. Para a obtenção das ondas de pulso, utilizaram-se dois equipamentos não-invasivos que permitem uma avaliação in-vivo das propriedades mecânicas dos vasos sanguíneos. Estes distinguem-se pelo princípio físico em que se baseiam: o Complior usa sensores de pressão, baseando-se no princípio piezoeléctrico e o protótipo do equipamento VasoCheck, desenvolvido no nosso grupo da NMT, usa sensores ópticos de infra-vermelho, baseando-se no princípio fotopletismográfico (FPG). As medições com os dois métodos realizaram-se em ambiente controlado, numa amostra de 42 voluntários dos 20 aos 30 anos de idade, de ambos os sexos, saudáveis e sem diagnóstico cardiovascular associado. Os dados experimentais obtidos com os métodos e sensores acima enunciados foram tratados estatisticamente. Os valores da VOP obtidos com o método FPG mostraram-se consistentes e em boa concordância com os obtidos com o método piezoeléctrico. O método FPG aparenta ser mais rápido na sua utilização. Futuramente, evidencia-se importante repetir a série de medições com os dois métodos numa amostra maior, estendendo-a também a voluntários com diagnóstico cardiovascular conhecido. Com base neste trabalho foi apresentada a comunicação painel “Análise comparativa de dois métodos de medição da Velocidade da Onda de Pulso” na International Conference on Health Technology Assessment and Quality Management 2012, realizada a 3 e 4 de Fevereiro de 2012 na Escola Superior de Tecnologia da Saúde de Lisboa.

Estudo da evolução da concentração de ferro na doença de Parkinson

A presente dissertação foi desenvolvida em colaboração com o Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica (IBEB/FCUL) e com o serviço de Neurologia do Hospital de Santa Maria (HSM)

Caracterização de filmes poliméricos para conversão de energia solar em energia eléctrica

Os polímeros são materiais de grande interesse científico e tecnológico já que podem ser utilizados no desenvolvimento de dispositivos para aplicação em electrónica e fotónica. Tendo em conta a sua aplicação em dispositivos de conversão de energia solar em energia eléctrica, o estudo das propriedades eléctricas e ópticas de filmes destes materiais, quando irradiados por radiação ultravioleta e visível, é fundamental. Neste trabalho caracterizaram-se as propriedades eléctricas e ópticas de filmes finos obtidos pelas técnicas de derramamento e de camada-por-camada (Layer-by-Layer (LbL)) obtidos a partir do poli(cloreto de xilideno tetrahidrotiofeno) (PTHT) que após aquecimento é convertido em poli(p-fenileno vinileno) (PPV). Assim, e através da técnica de derramamento, foram preparados filmes sobre suportes sólidos com eléctrodos interdigitais de forma a proceder à medição da condutividade em modo de corrente alternada (AC), isto é, à medição da resistência e da capacidade em função da frequência. Verificou-se, portanto, que a presença de luz leva à formação de portadores de carga, ou seja, na presença de luminosidade os filmes apresentam uma menor capacitância e resistência, para além de degradar o material. Esta degradação foi verificada, também, a partir da espectrofotometria de Ultravioleta-Visível (UV-Vis) e de infravermelho (IV). Medições de condutividade de volume, isto é, colocando os filmes entre eléctrodos paralelos de funções de trabalho diferentes, permitiram traçar as curvas características e verificar que os dispositivos obtidos se comportam como díodos. Recorreu-se, também, a técnicas de espectrofotometria de ultravioleta do vácuo (VUV) e UV-Vis para caracterizar filmes LbL obtidos a partir do PTHT e de um polieletrólito comum o poli(estireno sulfonado) (PSS) antes e após aquecimento. Os espectros obtidos, após análise dos picos, mostram que a técnica de VUV é a técnica indicada para analisar a conversão do PTHT em PPV. Este trabalho permitiu concluir que as propriedades eléctricas e ópticas destes filmes, estão dependentes da presença de luminosidade, de oxigénio e da humidade relativa pelo que dispositivos obtidos a partir deste polímero devem ser, sempre, encapsulados.

Desenvolvimento e avaliação in vitro de um revestimento multifuncional para possível aplicação em implantes ósseos

As fraturas ósseas têm sido consideradas como um problema sócio económico mundial afetando sobretudo os jovens e idosos. No caso de pequenas correções de fraturas ou defeitos ósseos é necessário a aplicação de implantes biodegradáveis que atuem de forma temporária durante o período de formação do novo tecido ósseo. Uma das grandes vantagens da sua aplicação é evitar uma segunda intervenção cirúrgica para a sua remoção. Para isso, o Magnésio (Mg) e as suas ligas têm vindo a ser considerados como uma boa opção para este tipo de implantes temporários pois para além de serem biodegradáveis e biocompatíveis possuem propriedades semelhantes ao osso. No entanto, a sua elevada taxa de degradação em ambiente biológico é uma desvantagem para a sua utilização que conduz à perda da sua funcionalidade. O objetivo deste trabalho foi desenvolver revestimentos multifuncionais biocompatíveis, para a superfície do implante biodegradável, que permitam controlar a taxa de degradação do Mg e em simultâneo promovam a adesão e proliferação celular no local afetado. Neste trabalho, foram desenvolvidos três tipos de revestimentos biocompatíveis: Fosfatos, Fosfatos com nanopartículas de hidroxiapatite e fosfatos com nanopartículas de hidroxiapatite e óxido de grafeno aplicados na superfície da liga de Mg AZ31 através do método de eletrodeposição/eletroforese química. Foi realizado um tratamento térmico e avaliada a sua influência na resposta celular e na sua resistência à degradação. As propriedades físico-químicas do revestimento foram obtidas por microscopia electrónica de varrimento e de transmissão, microscopia de Raman, difração de raios-X e microscopia de força atómica. Foram ainda analisadas medições do ângulo de contacto da superfície dos revestimentos e realizados ensaios de degradação em soluções fisiológicas. A resposta celular aos revestimentos foi testada in vitro através da avaliação da adesão e proliferação de células osteoblásticas (Saos-2). Os resultados obtidos demonstram que o tratamento térmico modifica a estrutura do revestimento e promove a adesão celular. A incorporação do óxido grafeno no revestimento de fosfatos e hidroxiapatite permite aumentar a resistência à degradação e promover uma melhor resposta celular.

Previsão de produção de energia elétrica através de fontes de energia renováveis

A capacidade de prever precisamente a produção de energia renovável é extremamente relevante tanto do ponto de vista económico como para controlo da estabilidade da rede elétrica. Para tal, é necessário realizar uma previsão das condições meteorológicas adjacentes à produção de energia a partir de fontes de energia renovável. Vários modelos de previsão têm sido utilizados para este fim, desde modelos atmosféricos a modelos estatísticos, onde se destacam métodos como Redes Neuronais Artificiais ou a Metodologia de Box & Jenkins. Lidar com dados meteo-rológicos pode revelar algumas complicações devido à possível instabilidade das medições, com-plicando o desenvolvimento de um modelo de previsão adequado. Neste trabalho pretende-se realizar a previsão de produção a partir de uma instalação fotovoltaica e um gerador eólico através do uso da Metodologia de Box & Jenkins para desenvolver um modelo capaz de realizar a previsão das condições meteorológicas para diferentes horizontes temporais medidos no topo do edifício do Departamento de Engenharia Eletrotécnica (DEE) da Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT), Universidade Nova de Lisboa (UNL), e usando esses valores para calcular a produção de energia. Os resultados obtidos revelaram um bom desempenho quando comparados os resultados previstos com os resultados reais para o mesmo período de tempo, garantindo que podem ser utilizados para calcular a previsão de potência produzida através das instalações presentes no local e encorajando novos estudos no tema.

Arejamento colateral de águas residuais em sistemas de elevação por parafusos de Arquimedes

O parafuso de Arquimedes, tem como principal função bombear grandes volumes de massas fluídas, nomeadamente águas residuais, quando os desníveis a vencer não são muito elevados. A presente dissertação, tem como objetivo apresentar um estudo exploratório relacionado com este equipamento: desenvolvimento de uma ferramenta analítica (modelo em forma de função matemática) que permita estimar o valor do arejamento associado à elevação de águas residuais, bem como interpretar de uma forma qualitativa a relação entre esse valor e as variáveis de que depende. O estudo foi elaborado tendo, como base teórica, o conhecimento do estado da arte da investigação anterior disponível, relativamente ao fenómeno de transferência de massa gás-liquido. Porém, genericamente, atendendo às imperfeições de muitos modelos teóricos, quando comparados com os resultados práticos, e dado não existirem, ainda, modelos conhecidos sobre as especificidades do caso em estudo, foi objetivo da dissertação utilizar medições in situ em três ETAR (Estação de Tratamento de Águas Residuais), localizadas na área metropolitana de Lisboa, para obter resultados práticos imediatos. Depois de recolhidos os dados de campo, procedeu-se à realização de testes estatísticos, conducentes à obtenção de uma equação de previsão do arejamento fornecido, em função das variáveis independentes que caracterizam a instalação de elevação, podendo, assim, ser a mesma utilizada para estimativas aproximadas em conceção de um sistema de elevação do tipo em estudo. A análise de sensibilidade ajudou a criar massa crítica sobre a forma como os resultados podem ser influenciados pela variação das variáveis independentes. Na fase final desta dissertação, após a análise de resultados e a obtenção da função da estimativa do arejamento, apresentam-se as conclusões explicativas finais, bem como as sugestões consideradas pertinentes acerca de investigações futuras que poderão pormenorizar o estudo agora apresentado, particularmente relativamente a um maior número de dados de tipologias mais diferenciadas.

Estudo dos diferentes métodos de cálculo de incertezas utilizados na calibração de balanças manométricas

A exigência relativamente à exatidão e à precisão de medições na indústria, tem vindo a aumentar significativamente. Para tal, é necessário uma constante evolução dos aparelhos de medida e calibração. Por sua vez, para que haja uniformidade nas medições a nível internacional, é necessário que todos os instrumentos de calibração primários sejam calibrados recorrendo a métodos estatísticos complexos e precisos. O objetivo desta dissertação consiste em analisar métodos numéricos utilizados pelos diferentes Laboratórios Nacionais de Metrologia a nível europeu, na determinação dos valores da área efetiva à pressão nula A0, e o coeficiente de distorção com a pressão λ, que definem a área efetiva Ap do conjunto pistão/cilindro em função da pressão, na calibração de Balanças Manométricas. Balanças essas, que servem de padrão a vários instrumentos de medição. Existem várias abordagens estatísticas para determinar e estimar os valores e as respetivas incertezas destes parâmetros, com resultados que poderão divergir significativamente entre os vários métodos. Realizou-se uma comparação “EURAMET Project 1125” utilizando conjuntos de dados simulados, com o objetivo de verificar numericamente a execução dos diferentes métodos utilizados pelos vários institutos. Verificou-se que utilizando o método OLS se obtêm piores resultados, este método, aumenta no entanto a sua eficácia quando se exclui o primeiro ponto. O método WLS revelou-se suficientemente eficaz para os casos estudados. O método GLS é um método bastante mais exaustivo e conduz a valores muito exatos. Tem-se ainda, o método usado pelo PTB, que considera a existência de uma forca F e que se revela muito exato. As estimativas das áreas efetivas calculadas pelos participantes, foram coerentes com os valores teóricos. Contudo as suas incertezas diferem. Esta analise feita pelo IPQ, foi importante, de forma a melhorar e acompanhar a evolução a nível internacional na calibração das Balanças Manométricas.

Caraterização metrológica de contadores de micro caudal

Nas últimas décadas, as empresas têm sido sujeitas a uma maior concorrência, ao desenvolvimento tecnológico mais acelerado e a novos desafios no que respeita à qualidade. A Metrologia deverá assim acompanhar estas tendências do mercado. O Departamento de Metrologia (DMET) do Instituto Português da Qualidade, I.P. (IPQ) tem vindo a desenvolver esforços significativos que visam a melhoria contínua das técnicas e dos processos de medição e de calibração realizados nos laboratórios. A presente dissertação de mestrado foi realizada no Laboratório de Volume e Caudal (LVC) do DMET. Os objetivos iniciais do trabalho centraram-se na caraterização metrológica de contadores de fluidos, tendo como base a medição do caudal, utilizando como método de referência o método gravimétrico. De forma a validar o sistema de medição foram realizados ensaios entre 1 mL/h a 100 mL/h, em condições de reprodutibilidade, com dois sistemas padrão distintos de acordo com o caudal a ensaiar. Em todos os ensaios efetuados foi necessário monitorizar as condições ambientais, i.e. temperatura, pressão atmosférica, humidade relativa e a temperatura do líquido padrão, para a aplicação das correções necessárias. Outro feito importante foi a caraterização das fontes de incerteza, que permitiram caraterizar o resultado das medições. A metodologia utilizada para a avaliação e para a estimativa da incerteza de medição encontra-se descrita no Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement (GUM). Neste projeto foram contempladas fontes de incerteza como as associadas à evaporação, à impulsão do tubo, à resolução da balança, entre outras. Com os resultados obtidos foi possível elaborar um procedimento técnico para a Calibração de Caudalímetros de Líquidos. Os resultados obtidos permitiram garantir a rastreabilidade das medições de caudal de líquidos ao SI, essencial para a calibração de equipamentos no Laboratório Nacional de Metrologia (LNM) do IPQ, nomeadamente para micro caudalímetros no intervalo de medição entre 0,12 mL/h e 600 mL/h.

Bacia 3 - Inventário Florestal Comercial

Inventário Florestal da Bacia 3 do projeto "Manejo Ecológico e Exploração da Floresta Tropical Úmida" para a avaliação dos potenciais quantitativo e qualitativo da cobertura florestal existente na área, com base em medições e observações em árvores com diâmetro a altura do peito (DAP) maior ou igual a 25 cm, de uma população florestal de 96 hectares. A área coberta pelo inventário é composta de 4 blocos de 24 hectares cada, os quais serão destinados às pesquisas de manejo da regeneração natural enriquecimento da floresta natural e regeneração artificial. Localiza-se entre o km 21 e o km 24 na margem esquerda da vicinal ZF-2, no Distrito Agropecuário da SUFRAMA (Superintendência da Zona Franca de Manaus).