Fotodetector e dispositivo WDM integrados

Ao longo deste trabalho é apresentada a caracterização optoelectrónica de uma estrutura semicondutora empilhada de fotodíodos PIN (Positive-Intrinsic-Negative), baseados em silício amorfo hidrogenado (a-Si:H - Hydrogenated Amorphous Silicon) e siliceto de carbono amorfo hi-drogenado (a-SiC:H - Hydrogenated Amorphous Silicon Carbide), em que ambos funcionam como filtros ópticos na zona visível do espectro electromagnético e cuja sensibilidade espectral na região do visível é modulada pelo sinal de tensão eléctrico aplicado e pela presença de polarização óptica adicional (radiação de fundo). Pretende-se utilizar a característica de sensor de cor destes dispositivos semicondutores para realizar a demultiplexagem de sinais ópticos e desenvolver um algoritmo que permita fazer o reco-nhecimento autónomo do sinal transmitido em cada canal, tendo em vista a utilização de vários ca-nais para a transmissão de sinais a curta distância. A transmissão destes sinais deverá ser suportada no meio de transmissão fibra óptica, que constituirá uma importante mais-valia na optimização do sistema WDM (Wavelength Division Mul-tiplexing), permitindo optimizar a transmissão de sinais. Pelas suas capacidades intrínsecas, as fi-bras ópticas de plástico (POF - Plastic Optical Fibers) são uma solução adequada para a transmis-são de sinais no domínio visível do espectro electromagnético a curtas distâncias. Foi realizada uma sucinta caracterização optoelectrónica da estrutura semicondutora sob diferentes condições de iluminação, variando o comprimento de onda e a iluminação de fundo que influencia a resposta espectral do dispositivo semicondutor, variando as cores dos fundos inciden-tes, variando o lado incidente do fundo sobre a estrutura semicondutora, variando a intensidade des-ses mesmos fundos incidentes e também variando a frequência do sinal de dados. Para a transmissão dos sinais de dados foram utilizados três dispositivos LED (Light-Emitting Diode) com as cores vermelho (626nm), verde (525nm) e azul (470nm) a emitir os respec-tivos sinais de dados sobre a estrutura semicondutora e onde foram aplicadas diversas configurações de radiação de fundo incidente, variando as cores dos fundos incidentes, variando o lado incidente do fundo sobre a estrutura semicondutora e variando também a intensidade desses mesmos fundos incidentes. Com base nos resultados obtidos ao longo deste trabalho, foi possível aferir sobre a influên-cia da presença da radiação de fundo aplicada ao dispositivo, usando diferentes sequências de dados transmitidos nos vários canais. Sob polarização inversa, e com a aplicação de um fundo incidente no lado frontal da estrutura semicondutora os valores de fotocorrente gerada são amplificados face aos valores no escuro, sendo que os valores mais altos foram encontrados com a aplicação do fundo de cor violeta, contribuindo para tal, o facto do sinal do canal vermelho e canal verde serem bastan-te amplificados com a aplicação deste fundo. Por outro lado, com a aplicação dos fundos incidentes no lado posterior da estrutura semi-condutora, o sinal gerado não é amplificado com nenhuma cor, no entanto, a aplicação do fundo de cor azul proporciona a distinção do sinal proveniente do canal azul e do canal vermelho, sendo que quando está presente um sinal do canal vermelho, o sinal é fortemente atenuado e com a presença do sinal do canal azul o sinal gerado aproxima-se mais do valor de fotocorrente gerada com a estru-tura no escuro. O algoritmo implementado ao longo deste trabalho, permite efectuar o reconhecimento au-tónomo da informação transmitida por cada canal através da leitura do sinal da fotocorrente forne-cida pelo dispositivo quando sujeito a uma radiação de fundo incidente violeta no lado frontal e uma radiação de fundo incidente azul no lado posterior. Este algoritmo para a descodificação dos sinais WDM utiliza uma aplicação gráfica desenvolvida em Matlab que com base em cálculos e compara-ções de sinal permite determinar a sequência de sinal dos três canais ópticos incidentes. O trabalho proposto nesta tese é um módulo que se enquadra no desenvolvimento de um sistema integrado de comunicação óptica a curta distância, que tem sido alvo de estudo e que resulta das conclusões de trabalhos anteriores, em que este dispositivo e outros de configuração idêntica foram analisados, de forma a explorar a sua utilização na implementação da tecnologia WDM den-tro do domínio do espectro visível e utilizando as POF como meio de transmissão.

Estimativa de populações canina e felina domiciliadas em zona urbana do Estado de São Paulo

OBJETIVO: Dada a importância do conhecimento acerca da população de cães e gatos domiciliados para o adequado planejamento e avaliação das ações de controle da raiva em áreas urbanas, propõe-se a utilização de um valor preciso de estimativa dessas populações com base em indicadores populacionais humanos. MÉTODOS: Foi calculada a razão entre as populações humana e animal (canina e felina) por meio de inspeções domiciliares, no Município de Taboão da Serra, SP. O município foi dividido em duas áreas homogêneas distintas socioeconomicamente, de acordo com o algoritmo da média k, de modo a permitir a comparação das razões homem:animal (cão e gato) das áreas homogêneas. RESULTADOS: A razão entre a população humana e a população canina foi 5,14 e a entre a humana e a felina foi 30,57. Não foi observada diferença significativa ao comparar-se as razões entre as populações humana e animal das áreas homogêneas. CONCLUSÕES: A adoção de uma metodologia de estimativa populacional canina e felina domiciliada, baseada em indicadores populacionais humanos, é a mais indicada e facilmente exeqüível quando comparada ao censo canino.

Critérios imagiológicos da instabilidade femoro-patelar por ressonância magnética

Objetivo: Este estudo visou avaliar a adequação da Ressonância Magnética (RM) na determinação de indicadores de instabilidade femoro-patelar em exames de RM do joelho. Material e métodos: A amostra foi constituída por 200 imagens adquiridas a partir de 50 RM(s) do joelho e sobre as quais incidiram os procedimentos de medida. Apenas 4 pacientes vinham referidos por alterações do aparelho extensor ou da cartilagem rotuliana. Foram calculados os valores do Índice Insall & Salvatti (ISI), ângulo do sulco troclear, ângulo de inclinação da rótula e o deslocamento da rótula por dois observadores em condições de independência. Nos procedimentos de medida utilizaram-se imagens das ponderações WFS T2*TRS e DP SAG. Resultados: Os valores obtidos de ISI em 49 dos casos sugeriram ser normais para a posição da rótula (<1,3cm). Os valores do ângulo de inclinação externa da rótula indicarem haver fatores predisponentes para a displasia troclear em 17 dos 50 casos com ângulos de abertura interna e inclinação (>11º). O ângulo do sulco troclear apresentou-se displásico em 24% da amostra com valores (>150º). Para o deslocamento externo da rótula, verificou-se que em 39% dos casos a distância assumiu valores negativos (deslocamento externo) superiores a -20mm. Conclusões: Pensa-se ser possível, sem custos acrescidos, desenvolver um algoritmo que determine os valores de referência e métodos standardizados aplicáveis ao despiste de instabilidade da rótula, sempre que é solicitado um exame RM do joelho, mesmo que a referenciação clínica admita diferente causa. Os equipamentos de campo aberto ou de configuração cilíndrica podem contribuir como um recurso eficaz no rastreio desta patologia.

Comunicações digitais através de ultra-sons em ambientes subaquáticos

Actualmente, as comunicações digitais em ambientes subaquáticos representam uma necessidade humana e um desafio à engenharia de sistemas. A maioria das aplicações dirigidas a meios subaquáticos recorre a sinais acústicos, já que relativamente a sinais de natureza electromagnética ou óptica, os sinais acústicos desfrutam de uma atenuação reduzida. Contudo, os meios subaquáticos possuem um comportamento complexo relativamente à propagação de sinais acústico, sendo caracterizados como canais dispersivos, no domínio do tempo e no domínio da frequência. Como os sistemas acústicos possuem uma largura de banda limitada, requer-se que um sistema de comunicação acústico subaquático seja, simultaneamente, eficiente na gestão dos recursos que possui e eficaz nos mecanismos que implementa para ultrapassar as limitações providenciadas pelo meio. Enquadrada neste âmbito, a presente dissertação propõe uma solução completa de um sistema de comunicação digital. Apresenta-se o dimensionamento de uma plataforma genérica, de baixo custo, que suporta a transmissão e recepção de sinais acústicos num ambiente subaquático. Através desta, verifica-se num meio subaquático real se as características deste ambiente coincidem com a informação presente na respectiva literatura científica. Adicionalmente, são analisadas quais as técnicas de processamento de sinal mais adequadas às comunicações digitais neste meio. Converge-se para uma solução baseada na modulação OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), que alcança uma eficiência espectral de 2,95 bit/s/Hz, a um ritmo binário máximo de 103,288 kbit/s, numa largura de banda de 35 kHz. Através desta técnica, obtém-se elevada robustez aos efeitos de dispersão temporal do canal de comunicação, minimizando de forma eficaz a distorção de sinal devido à interferência inter-simbólica. Esta modulação multi-portadora recorre a sub-portadoras ortogonais, maximizando desta forma a eficiência espectral do sistema. Contudo, a ortogonalidade destas componentes pode ser comprometida pelo espalhamento de Doppler introduzido pelo canal subaquático. Para minimizar este efeito, é implementado um algoritmo adaptativo baseado na técnica LMS (Least Mean Squares).

Identificação e análise de movimento humano com ultrassons

Faz-se nesta dissertação a análise do movimento humano utilizando sinais de ultrassons refletidos pelos diversos membros do corpo humano, designados por assinaturas de ultrassons. Estas assinaturas são confrontadas com os sinais gerados pelo contato dos membros inferiores do ser humano com o chão, recolhidos de forma passiva. O método seguido teve por base o estudo das assinaturas de Doppler e micro-Doppler. Estas assinaturas são obtidas através do processamento dos ecos de ultrassons recolhidos, com recurso à Short-Time Fourier Transform e apresentadas sobre a forma de espectrograma, onde se podem identificar os desvios de frequência causados pelo movimento das diferentes partes do corpo humano. É proposto um algoritmo inovador que, embora possua algumas limitações, é capaz de isolar e extrair de forma automática algumas das curvas e parâmetros característicos dos membros envolvidos no movimento humano. O algoritmo desenvolvido consegue analisar as assinaturas de micro-Doppler do movimento humano, estimando diversos parâmetros tais como o número de passadas realizadas, a cadência da passada, o comprimento da passada, a velocidade a que o ser humano se desloca e a distância percorrida. Por forma a desenvolver, no futuro, um classificador capaz de distinguir entre humanos e outros animais, são também recolhidas e analisadas assinaturas de ultrassons refletidas por dois animais quadrúpedes, um canino e um equídeo. São ainda estudadas as principais características que permitem classificar o tipo de animal que originou a assinatura de ultrassons. Com este estudo mostra-se ser possível a análise de movimento humano por ultrassons, havendo características nas assinaturas recolhidas que permitem a classificação do movimento como humano ou não humano. Do trabalho desenvolvido resultou ainda uma base de dados de assinaturas de ultrassons de humanos e animais que permitirá suportar trabalho de investigação e desenvolvimento futuro.

Comparação do cálculo de dose com os algoritmos Analytical Anisotropic Algorithm e Pencil Beam Convolution na patologia de pulmão

Mestrado em Radioterapia.

Remoção hierárquica de geometria por oclusão em simulações em tempo real

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Navegação de um robô autónomo semi-industrial usando diferentes técnicas sensoriais

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Videovigilância, compressão e criptografia

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Optimização dos parâmetros de um robô hexápode através de algoritmos genéticos

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Processamento de imagem para determinação de distribuições granulométricas de gotas numa suspensão

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Comparação entre o pencil beam convolution algorithm e o analytical anisotropic algorithm em tumores de mama

Mestrado em Radioterapia

Eventos adversos a antibióticos em pacientes internados em um hospital universitário

OBJETIVO: Antibióticos são os medicamentos que mais causam eventos adversos, gerando problemas aos pacientes e custos adicionais ao sistema de saúde. Assim, objetivou-se analisar a ocorrência de eventos adversos a antibióticos em pacientes internados em um hospital. MÉTODOS: Realizou-se monitoramento intensivo do uso de antibióticos em pacientes adultos internados no município de Maringá, Paraná, de setembro de 2002 a fevereiro de 2003. Foram pesquisadas variáveis relativas aos medicamentos em uso, em particular aos antibióticos e aos eventos adversos. Com base em critérios para a avaliação do uso correto dos antibióticos, os eventos observados foram classificados como reações adversas, erros de medicação e "quase erros". Para relação de causalidade entre a administração do fármaco e o surgimento dos eventos utilizou-se o algoritmo de Naranjo. RESULTADOS: Foram acompanhados 87 pacientes e identificados 91 eventos adversos, sendo três deles (3,3%) reações adversas a medicamentos, sete (7,7%) erros de medicação, e 81 (89,0%) "quase erros". As reações a medicamentos ocorreram devido ao uso de quinolonas e foram consideradas "prováveis" utilizando-se o algoritmo de Naranjo. Os sete erros de medicação ocorreram devido a quatro prescrições incorretas de dose e três interações medicamentosas. CONCLUSÕES: Os resultados sugerem que a falta de conhecimento do medicamento ou a falta de informação sobre o paciente no momento da prescrição tenham sido os principais fatores envolvidos na ocorrência das reações a medicamentos.

Aplicação de algoritmos genéticos para sintonia de controladores

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Sistema de visão para percepção e navegação de um UAV Quadrotor

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores