Programs to compute magnetization to density ratio and the magnetization inclination from 3-D gravity and magnetic anomalies

Vector field formulation based on the Poisson theorem allows an automatic determination of rock physical properties (magnetization to density ratio-MDR-and the magnetization inclination-MI) from combined processing of gravity and magnetic geophysical data. The basic assumptions (i.e., Poisson conditions) are: that gravity and magnetic fields share common sources, and that these sources have a uniform magnetization direction and MDR. In addition, the previously existing formulation was restricted to profile data, and assumed sufficiently elongated (2-D) sources. For sources that violate Poisson conditions or have a 3-D geometry, the apparent values of MDR and MI that are generated in this way have an unclear relationship to the actual properties in the subsurface. We present Fortran programs that estimate MDR and MI values for 3-D sources through processing of gridded gravity and magnetic data. Tests with simple geophysical models indicate that magnetization polarity can be successfully recovered by MDR-MI processing, even in cases where juxtaposed bodies cannot be clearly distinguished on the basis of anomaly data. These results may be useful in crustal studies, especially in mapping magnetization polarity from marine-based gravity and magnetic data. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Gamma Knife(A (R)) 3-D Dose Distribution Mapping by Magnetic Resonance Imaging

In medical processes where ionizing radiation is used, dose planning and dose delivery are the key elements to patient safety and treatment success, particularly, when the delivered dose in a single session of treatment can be an order of magnitude higher than the regular doses of radiotherapy. Therefore, the radiation dose should be well defined and precisely delivered to the target while minimizing radiation exposure to surrounding normal tissues [1]. Several methods have been proposed to obtain three-dimensional (3-D) dose distribution [2, 3]. In this paper, we propose an alternative method, which can be easily implemented in any stereotactic radiosurgery center with a magnetic resonance imaging (MRI) facility. A phantom with or without scattering centers filled with Fricke gel solution is irradiated with Gamma Knife(A (R)) system at a chosen spot. The phantom can be a replica of a human organ such as head, breast or any other organ. It can even be constructed from a real 3-D MR image of an organ of a patient using a computer-aided construction and irradiated at a specific region corresponding to the tumor position determined by MRI. The spin-lattice relaxation time T (1) of different parts of the irradiated phantom is determined by localized spectroscopy. The T (1)-weighted phantom images are used to correlate the image pixels intensity to the absorbed dose and consequently a 3-D dose distribution with a high resolution is obtained.

Prevention of bacterial translocation using β-(1-3)-D-glucan in small bowel ischemia and reperfusion in rats

To investigate the role of β-(1-3)-D-glucan on 99mTc labelled Escherichia coli translocation and cytokines secretion in rats submitted to small bowel ischemia/reperfusion injury. Methods: Five groups (n=10 each) of Wistar rats were subjected to control(C), sham(S), group IR subjected to 45 min of bowel ischemia/60 min of reperfusion(I/R), and group I/R+glucan subjected to 45 min of bowel ischemia/60 min of reperfusion(I/R) and injected with 2mg/Kg intramuscular. Translocation of labelled bacteria to mesenteric lymph nodes, liver, spleen, lung and serum was determined using radioactivity/count and colony forming units/g(CFU/g). Serum TNFα, IL-1β, IL-6, IL-10 were measured by ELISA. Results: CFU/g and radioactivity/count were higher in I/R than in I/R+glucan rats. In C, S and S+glucan groups, bacteria and radioactivity/count were rarely detected. The I/R+glucan rats had enhancement of IL-10 and suppressed production of serum TNFα, IL-1β and, IL-6, compared to I/R untreated animals. Conclusion: The β-(1-3)-D-glucan modulated the production of pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines during bowel ischemia/reperfusion, and attenuated translocation of labelled bacteria

Prevention of bacterial translocation using β-(1-3)-D-glucan in small bowel ischemia and reperfusion in rats

To investigate the role of β-(1-3)-D-glucan on 99mTc labelled Escherichia coli translocation and cytokines secretion in rats submitted to small bowel ischemia/reperfusion injury. Methods: Five groups (n=10 each) of Wistar rats were subjected to control(C), sham(S), group IR subjected to 45 min of bowel ischemia/60 min of reperfusion(I/R), and group I/R+glucan subjected to 45 min of bowel ischemia/60 min of reperfusion(I/R) and injected with 2mg/Kg intramuscular. Translocation of labelled bacteria to mesenteric lymph nodes, liver, spleen, lung and serum was determined using radioactivity/count and colony forming units/g(CFU/g). Serum TNFα, IL-1β, IL-6, IL-10 were measured by ELISA. Results: CFU/g and radioactivity/count were higher in I/R than in I/R+glucan rats. In C, S and S+glucan groups, bacteria and radioactivity/count were rarely detected. The I/R+glucan rats had enhancement of IL-10 and suppressed production of serum TNFα, IL-1β and, IL-6, compared to I/R untreated animals. Conclusion: The β-(1-3)-D-glucan modulated the production of pro-inflammatory and anti-inflammatory cytokines during bowel ischemia/reperfusion, and attenuated translocation of labelled bacteria

Biodegradação de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos: prospecção metagenômica e modelagem computacional 3-D de proteínas

Knowledge of the native prokaryotes in hazardous locations favors the application of biotechnology for bioremediation. Independent strategies for cultivation and metagenomics contribute to further microbiological knowledge, enabling studies with non-cultivable about the "native microbiological status and its potential role in bioremediation, for example, of polycyclic aromatic hydrocarbons (HPA's). Considering the biome mangrove interface fragile and critical bordering the ocean, this study characterizes the native microbiota mangrove potential biodegradability of HPA's using a biomarker for molecular detection and assessment of bacterial diversity by PCR in areas under the influence of oil companies in the Basin Petroleum Geology Potiguar (BPP). We chose PcaF, a metabolic enzyme, to be the molecular biomarker in a PCR-DGGE detection of prokaryotes that degrade HPA s. The PCR-DGGE fingerprints obtained from Paracuru-CE, Fortim-CE and Areia Branca-RN samples revealed the occurrence of fluctuations of microbial communities according to the sampling periods and in response to the impact of oil. In the analysis of microbial communities interference of the oil industry, in Areia Branca-RN and Paracuru-CE was observed that oil is a determinant of microbial diversity. Fortim-CE probably has no direct influence with the oil activity. In order to obtain data for better understanding the transport and biodegradation of HPA's, there were conducted in silico studies with modeling and simulation from obtaining 3-D models of proteins involved in the degradation of phenanthrene in the transport of HPA's and also getting the 3-D model of the enzyme PcaF used as molecular marker in this study. Were realized docking studies with substrates and products to a better understanding about the transport mechanism and catalysis of HPA s

Quantitative fractography by digital image processing: NIH Image macro tools for stereo pair analysis and 3-D reconstruction

A set of NIH Image macro programs was developed to make qualitative and quantitative analyses from digital stereo pictures produced by scanning electron microscopes. These tools were designed for image alignment, anaglyph representation, animation, reconstruction of true elevation surfaces, reconstruction of elevation profiles, true-scale elevation mapping and, for the quantitative approach, surface area and roughness calculations. Limitations on time processing, scanning techniques and programming concepts are also discussed.

3-D reconstruction by extended depth-of-field in failure analysis - Case study II: Fractal analysis of interlaminar fracture in carbon/epoxy composites

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

3-D reconstruction by extended depth-of-field in failure analysis - Case study I: Qualitative fractographic investigation of fractured bolts in a partial valve

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influence of buccal cusp reduction when using porcelain laminate veneers in premolars. A comparative study using 3-D finite element analysis

Objectives: Based on a maxillary premolar restored with laminate veneer and using the 3-D finite element analysis (FEA) and mCT data, the aim of this study was to evaluate the influence of different types of buccal cusp reduction on the stress distribution in the porcelain laminate veneer and in the resin luting cement layer. Methods: Two 3-D FEA models (M) of a maxillary premolar were built from mCT data. The buccal cusp reduction followed two configurations: Mt-buccal cusp completely covered by porcelain laminate veneer; and Mp-buccal cusp partially covered by porcelain laminate veneer. The loading (150 N in 458) was performed on the top of the buccal cusp. The finite element software (Ansys Workbench 10.0) was used to obtain the maximum shear stress (σmax) and maximum principal stress (σmax). Results: The Mp showed reduced the stress (σmax) in porcelain laminate veneer (from-2.3 to 24.5 MPa) in comparison with Mt (from-5.3 to 27.4 MPa). The difference between the peak and lower stress values of σmax in Mp (-6.8 to 26.7 MPa) and Mt (-5.3 to 27.4 MPa) was similar for the resin luting cement layer. The structures not exceeded the ultimate tensile strength or the shear bond strength. Conclusions: Cusp reduction did not affect significant increase in σmax and τmax. The Mt showed better stress distribution (τmax) than Mp. © 2011 Published by Elsevier Ireland on behalf of Japan Prosthodontic Society.

3-D Space Vector PWM implementation for Four-Leg Voltage Source Inverter

The Space Vector PWM implementation and operation for a Four-leg Voltage Source Inverter (VSI) is detailed and discussed in this paper. Although less common, four-leg VSIs are a viable solution for situations where neutral connection is necessary, including Active Power Filter applications. This topology presents advantages regarding the VSI DC link and capacitance, which make it useful for high power devices. Theory, implementation and simulations are also discussed in this paper. © 2011 IEEE.

Empilhamento pelo método superfície de reflexão comum 2-D com topografia e introdução ao caso 3-D

O método de empilhamento sísmico CRS simula seções sísmicas ZO a partir de dados de cobertura múltipla, independente do macro-modelo de velocidades. Para meios 2-D, a função tempo de trânsito de empilhamento depende de três parâmetros, a saber: do ângulo de emergência do raio de reflexão normal (em relação à normal da superfície) e das curvaturas das frentes de onda relacionadas às ondas hipotéticas, denominadas NIP e Normal. O empilhamento CRS consiste na soma das amplitudes dos traços sísmicos em dados de múltipla cobertura, ao longo da superfície definida pela função tempo de trânsito do empilhamento CRS, que melhor se ajusta aos dados. O resultado do empilhamento CRS é assinalado a pontos de uma malha pré-definida na seção ZO. Como resultado tem-se a simulação de uma seção sísmica ZO. Isto significa que para cada ponto da seção ZO deve-se estimar o trio de parâmetros ótimos que produz a máxima coerência entre os eventos de reflexão sísmica. Nesta Tese apresenta-se fórmulas para o método CRS 2-D e para a velocidade NMO, que consideram a topografia da superfície de medição. O algoritmo é baseado na estratégia de otimização dos parâmetros de fórmula CRS através de um processo em três etapas: 1) Busca dos parâmetros, o ângulo de emergência e a curvatura da onda NIP, aplicando uma otimização global, 2) busca de um parâmetro, a curvatura da onda N, aplicando uma otimização global, e 3) busca de três parâmetros aplicando uma otimização local para refinar os parâmetros estimados nas etapas anteriores. Na primeira e segunda etapas é usado o algoritmo Simulated Annealing (SA) e na terceira etapa é usado o algoritmo Variable Metric (VM). Para o caso de uma superfície de medição com variações topográficas suaves, foi considerada a curvatura desta superfície no algoritmo do método de empilhamento CRS 2-D, com aplicação a dados sintéticos. O resultado foi uma seção ZO simulada, de alta qualidade ao ser comparada com a seção ZO obtida por modelamento direto, com uma alta razão sinal-ruído, além da estimativa do trio de parâmetros da função tempo de trânsito. Foi realizada uma nálise de sensibilidade para a nova função de tempo de trânsito CRS em relação à curvatura da superfície de medição. Os resultados demonstraram que a função tempo de trânsito CRS é mais sensível nos pontos-médios afastados do ponto central e para grandes afastamentos. As expressões da velocidade NMO apresentadas foram aplicadas para estimar as velocidades e as profundidades dos refletores para um modelo 2-D com topografia suave. Para a inversão destas velocidades e profundidades dos refletores, foi considerado o algoritmo de inversão tipo Dix. A velocidade NMO para uma superfície de medição curva, permite estimar muito melhor estas velocidades e profundidades dos refletores, que as velocidades NMO referidas as superfícies planas. Também apresenta-se uma abordagem do empilhamento CRS no caso 3-D. neste caso a função tempo de trânsito depende de oito parâmetros. São abordadas cinco estratégias de busca destes parâmetros. A combinação de duas destas estratégias (estratégias das três aproximações dos tempos de trânsito e a estratégia das configurações e curvaturas arbitrárias) foi aplicada exitosamente no empilhamento CRS 3-D de dados sintéticos e reais.

Migração 3-D Kirchhoff-Gaussian-Beam (KGB) pré-empilhamento no domínio da profundidade

O Feixe Gaussiano (FG) é uma solução assintótica da equação da elastodinâmica na vizinhança paraxial de um raio central, a qual se aproxima melhor do campo de ondas do que a aproximação de ordem zero da Teoria do Raio. A regularidade do FG na descrição do campo de ondas, assim como a sua elevada precisão em algumas regiões singulares do meio de propagação, proporciona uma forte alternativa na solução de problemas de modelagem e imageamento sísmicos. Nesta Tese, apresenta-se um novo procedimento de migração sísmica pré-empilhamento em profundidade com amplitudes verdadeiras, que combina a flexibilidade da migração tipo Kirchhoff e a robustez da migração baseada na utilização de Feixes Gaussianos para a representação do campo de ondas. O algoritmo de migração proposto é constituído por dois processos de empilhamento: o primeiro é o empilhamento de feixes (“beam stack”) aplicado a subconjuntos de dados sísmicos multiplicados por uma função peso definida de modo que o operador de empilhamento tenha a mesma forma da integral de superposição de Feixes Gaussianos; o segundo empilhamento corresponde à migração Kirchhoff tendo como entrada os dados resultantes do primeiro empilhamento. Pelo exposto justifica-se a denominação migração Kirchhoff-Gaussian-Beam (KGB). As principais características que diferenciam a migração KGB, durante a realização do primeiro empilhamento, de outros métodos de migração que também utilizam a teoria dos Feixes Gaussianos, são o uso da primeira zona de Fresnel projetada para limitar a largura do feixe e a utilização, no empilhamento do feixe, de uma aproximação de segunda ordem do tempo de trânsito de reflexão. Como exemplos são apresentadas aplicações a dados sintéticos para modelos bidimensionais (2-D) e tridimensionais (3-D), correspondentes aos modelos Marmousi e domo de sal da SEG/EAGE, respectivamente.

Análise de resolução em tomografia interpoços em 3-D

A aplicação de métodos de inversão aos dados de múltiplos levantamentos sísmicos interpoços permite a reconstrução de modelos de vagarosidade em 3-D de alta resolução adequados para monitoramento de processos de recuperação avançada de petróleo e caracterização de reservatórios. Entretanto, a falta de cobertura volumétrica uniforme de raios de levantamentos interpoços exige informação adicional ao sistema tomográfico para obtenção de soluções estáveis. A discretização do modelo em uma malha 3-D com células prismáticas triangulares e a decomposição em valores singulares são utilizadas para avaliar a reconstrução tomográfica em 3-D. O ângulo da projeção de modelos-alvo no subespaço ortogonal ao espaço nulo efetivo da matriz tomográfica é um critério adequado para se otimizar a malha de discretização do modelo interpretativo e a geometria de aquisição dos dados de modo a melhorar o condicionamento da reconstrução tomográfica. Esta abordagem pode ser utilizada durante as iterações lineares para redefinir a malha ou avaliar a necessidade de informação a priori adicional ao sistema tomográfico.