Sistema portátil de aquisição de dados para análise dinâmica de estruturas mecânicas

Este trabalho apresenta um sistema microcontrolado para aquisição dinâmica de sinais. O sistema possui condicionadores analógicos para três canais de entrada, possibilitando a leitura de sinais diferenciais provenientes de transdutores ligados em ponte de Wheatstone. Estes condicionadores provêem tensão de excitação AC, com portadora de 5 kHz. A parte digital do sistema baseia-se no microcontrolador Intel 80C196. Apresenta interface com o usuário através de teclado e mostrador de cristal líquido. A taxa de aquisição é de 1000 amostras/s e o armazenamento dos dados é feito em memória Flash de 4 Mbits. Também possibilita comunicação digital serial com um microcomputador tipo PC para análise e tratamento dos dados adquiridos. Um protótipo do equipamento foi montado interligando as partes analógica e digital. Para a calibração dos condicionadores de sinais foi adotado o procedimento de calibração estática, tendo como referência uma unidade de calibração resistiva padrão. Foi determinado o comportamento dos condicionadores através de ensaios dinâmicos, sendo apresentados gráficos de resposta em amplitude e fase em função da freqüência do sinal de entrada. Os dados resultantes de ensaios estáticos e dinâmicos foram adquiridos por um osciloscópio digital e pelo sistema de aquisição desenvolvido. São mostrados gráficos comparativos dos sinais obtidos com ambos os equipamentos.

Estudo da distribuição e dos territórios das artérias cerebrais rostral, média e caudal e cerebelares rostral, média e caudal na superfície do encéfalo em Didelphis albiventris (Gambá).

Estudaram-se as artérias cerebrais e cerebelares rostral, média e caudal na superfície do encéfalo de 30 Didelphis albiventris, 14 machos e 16 fêmeas, com o sistema arterial preenchido com Látex 603 pigmentado, e fixados em formol 20%. Sistematizaram-se as artérias e seus principais ramos, determinando a área territorial de irrigação, e as principais variações. A artéria cerebral rostral apresentou-se, à direita em 100% das peças e à esquerda esteve presente em 96,7% e ausente em 3,3% dos casos. Dividiu-se em ramo medial, tronco hemisférico rostral, e ramo lateral, artéria lateral do bulbo olfatório, presentes em 100% das amostras, bilateralmente. O tronco hemisférico rostral bifurcou-se em ramo rostral, artéria medial do bulbo olfatório, presente em todas as peças em ambos os antímeros, e ramo caudal, artéria inter-hemisférica rostral. Esta originou-se conforme o padrão em 90% dos casos à direita e em 86,7% à esquerda, nas amostras restantes teve origem de um ramo emitido pelo antímero oposto. A artéria cerebral média, presente em todos os casos nos dois antímeros, apresentou os seguintes ramos colaterais: ramos ventrorostrais presentes em 66,7% preparações; ramo ventrocaudal medial para o lobo piriforme, presente em 100% das amostras à direita e em 83,3% à esquerda; ramo ventrocaudal lateral para o lobo piriforme, presente em 100% das peças nos dois antímeros; Iº ramo hemisférico dorsolateral presente em 93,3% dos encéfalos à direita, e em 90% à esquerda; IIº ramo hemisférico dorsolateral presente em 36,6% das peças bilateralmente; ramo dorso-rostral presente à direita em 56,7% das amostras e à esquerda em 80% das preparações. A artéria cerebral média continua-se como ramo terminal em todos os casos, bilateralmente. A artéria cerebral caudal, presente bilateralmente em todas as peças, originou: ramo hemisférico tentorial em 83,3% dos casos à direita e em 80% à esquerda, este ramo originou-se da artéria comunicante caudal em 10% das peças nos dois antímeros ou ainda originou-se do tronco cerebral médio-rostral em 6,7% à direita e em 10% das preparações à esquerda; artéria tectal rostral à direita ímpar em 96,7% e dupla em 3,3% dos casos e à esquerda ímpar em 100% das peças. O ramo terminal da artéria cerebral caudal originou a artéria inter-hemisférica caudal em 93,3% das amostras à direita e em 86,7% à esquerda. A artéria cerebelar rostral originou-se como continuação natural do ramo terminal da artéria basilar em 93,3% dos casos, bilateralmente, percorrendo as faces rostral e dorsal dos hemisférios cerebelares , formando por sobre estes uma alça. Em 6,7% das amostras não formou uma alça. A artéria tectal caudal apresentou-se à direita ímpar em 83,3% e dupla em 16,7% das peças, à esquerda ímpar em 86,7%, dupla em 10% e ausente em 3,3% das amostras. A artéria cerebelar média à direita mostrou-se dupla em 70% e ímpar em 30% das peças, à esquerda, dupla em 56,7% e ímpar em 43,3% dos achados. A artéria cerebelar caudal apresentou-se à direita ímpar em 93,3% e dupla em 6,7% das peças e à esquerda ímpar em 86,7% e dupla em 13,3% das amostras.

Medição de deslocamento através de sensores magnetoresistivos aplicada ao movimento mandibular

Neste trabalho é apresentado um método para medição de deslocamentos sem contato, utilizando sensores magnetoresistivos, os quais são sensibilizados pela variação do campo magnético produzido por um imã permanente em deslocamento no espaço. Os sensores magnetoresistivos possuem, internamente, uma ponte de Wheathestone, onde a resistência varia conforme varia o campo magnético, de modo que o circuito mais indicado para este caso é um amplificador e um filtro para cada sensor. O principal objetivo do trabalho é a obtenção de uma técnica para medir deslocamentos sem contato, e estender os resultados para medida de movimentos mandibulares. A montagem consiste de duas placas de celeron, distantes 30mm uma da outra e unidas por parafusos de polietileno. Em cada uma destas placas foram dispostos quatro sensores, num total de oito, sendo que para cada um deles existe um circuito de amplificação e filtragem do sinal de saída. Sob uma chapa de alumínio foi fixado este equipamento e uma mesa de calibração em 3D, a qual, após a obtenção da matriz de calibração, foi substituída por um emulador de movimento mandibular. Os parâmetros do modelo foram estimados através do método dos mínimos quadrados com auxílio do software Matlab, Release 12. Este software também foi utilizado para o sistema de aquisição de dados durante a realização dos experimentos. A imprecisão dos resultados obtidos na determinação dos deslocamentos, está na ordem de décimos de milímetros. O trabalho apresenta, também, o mapeamento do campo magnético do magneto utilizado nos experimentos através do software FEM2000 – Método de elementos finitos aplicado ao eletromagnetismo.

Desenvolvimento de plataforma de força para teclado de computador

Com o advento dos computadores surgiram problemas de saúde associados à tarefa da digitação, causados, principalmente, pela posição estática do corpo, pela repetitividade de movimentos dos membros superiores, pelas forças envolvidas, etc. Na tentativa de relacionar esses fatores com os distúrbios, iniciou-se, na década de 90, o estudo da força aplicada nos teclados de computador. O objetivo principal deste trabalho é desenvolver uma plataforma para medir a força aplicada nas teclas do teclado de um computador durante a digitação, para utilização em biomecânica. Foi projetada e construída uma plataforma de força que mede a força vertical, Fz, (direção z), a força horizontal (e transversal) ao teclado, Fy, (direção y) e o momento aplicado no eixo horizontal e longitudinal ao teclado, Mx, (eixo x). Com estes três componentes é possível, numa análise bidimensional (2D), determinar a magnitude do vetor força resultante, seu ângulo com plano horizontal e o ponto de aplicação sobre a superfície da tecla. Os sensores utilizados foram os extensômetros de resistência elétrica, colados em placas que deformam-se principalmente por flexão; estes sensores são ligados em ponte completa de Wheatstone para cada canal de aquisição, Fx, Fy e Mx. Foi construído um modelo em madeira, PVC e acrílico, na escala 4,5:1, para auxiliar na busca de soluções de problemas de construção. Com o objetivo de aperfeiçoar o modelo conceitual criado, utilizou-se modelamento numérico (elementos finitos) Os sinais adquiridos para cada canal são independentes, não necessitando de operações posteriores. O sistema de aquisição é composto por um computador para armazenar e posteriormente tratar matematicamente os dados coletados, por uma placa de aquisição (A/D) de dados, um condicionador de sinais e o programa SAD 2.0 para aquisição e processamento de dados. A linearidade da plataforma de força permaneceu dentro dos limites de 3 % durante a calibração estática. Os testes dinâmicos mostraram que a plataforma possui freqüência fundamental superior a 2300 Hz, o que permite que ela seja utilizada com segurança para a análise de forças aplicadas durante a digitação.

Determinação das características aerodinâmicas de seções transversais de pontes em túnel de vento

A construção de grandes pontes, em especial estaiadas e suspensas, tornou-se mais freqüente nos últimos anos, inclusive no Brasil. O vento constitui-se em uma das principais ações neste tipo de estrutura, sendo fator determinante nas condições de estabilidade da mesma. A forma da seção transversal tem caráter decisivo na determinação dos parâmetros de projeto e, por esta razão, o estudo da ação do vento e sua interação com a ponte devem ser levados em conta na fase de projeto. O objetivo deste trabalho é gerar conhecimento específico sobre a influência da forma da seção transversal de pontes nas características aerodinâmicas estáticas (coeficientes aerodinâmicos), bem como estudar a tendência destas seções a apresentar um tipo de instabilidade estática chamada de divergência torsional. Os coeficientes aerodinâmicos, numa primeira etapa, foram determinados através de estudo experimental de oito formas de seções transversais de pontes em túnel de vento. Na segunda etapa, com base nos resultados da primeira, foi analisada por método analítico a tendência destas seções a apresentar divergência torsional. Os resultados dos coeficientes aerodinâmicos foram coerentes do ponto de vista aerodinâmico. No que se refere à influência da forma da seção transversal, observou-se que as formas mais aerodinâmicas realmente apresentam melhores resultados, isto é, coeficientes aerodinâmicos menores. Quanto à divergência torsional, segundo os resultados obtidos neste trabalho, verificou-se que este fenômeno não constitui um problema para as estruturas de seções de tabuleiros de pontes na faixa de velocidades de vento reais.

Desenvolvimento de célula de carga para medir força aplicada durante a escovação dental

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de medição para a análise biomecânica da força desenvolvida durante a escovação dental, com aquisição e processamento de dados de dinamometria para a análise da escovação dental como um processo eficaz de higiene bucal. Foi desenvolvida uma célula de carga com extensômetros de resistência elétrica, montada em uma escova dental. A célula de carga foi construída com 2 Strain Gages montados em meia ponte de Wheatstone, medindo força em flexão, e 4 Strain Gages montados em ponte completa de Wheatstone medindo força de torque. A aquisição dos dados e análise foi feita através do software SAD2. Foram selecionados 6 indivíduos, dois do sexo masculino e 4 do sexo feminino, todos destros, e instruídos a escovarem os dentes por 1 minuto. Os valores medidos para a força de flexão média variam de 24gf à 526gf e para o esforço de torque médio de –76gfmm à 1890gfmm. A célula de carga desenvolvida mostrou-se repetitiva, com boa sensibilidade e confiável com um erro em flexão de 2,7% e 5,5% em torque. A célula de carga apresentou resultados semelhantes a de outros trabalhos publicados anteriormente, sendo estes válidos para uma análise quantitativa inicial no processo de escovação.

Muro de contenção utilizando pneus : análise e alguns comparativos de custos

Neste trabalho é apresentada uma forma de avaliar a estabilidade de muros de pneus e são comparadas algumas soluções em termos de custos. Foram analisadas seções transversais com alturas entre 1 e 5 metros e escolhida a conformação que melhor se adequaa ao cálculo de estabilidade. Escolhida a melhor conformação foram feitos os cálculos de estabilidade, segundo parâmetros do trabalho de Sieira (1998) no Rio de Janeiro. Dentro des sesparâmetros: altura do muro, sobrecarga do muro, inclinação do talude, inclinação do muro, ângulo de atrito interno do solo, peso específico do solo, ângulo de atrito solo-muro, peso específico solo-pneu e coesão. Foram realizados cálculos aceitando certas variações nos parâmetros, para o cálculo de estabilidade As principais conclusões que podemos ressaltar para o muro de pneus são: (a) a altura deve ficar entre 2 e 4m, onde o custo e a es tabilidade jus tificam o seu uso; (b) a sobrecarga de aterro não deve ultrapassar 1,00 m; (c) a inclinação do muro deve ser de 6 e 8º; (d) o ângulo do talude deve ser horizontal de preferência; (e) a coesão deve ser calculada na situação crítica (0 kPa ). Foram feitos estudos também para uso de pneus como muro de apoio de ponte. Sua utilização se deve não só ao custo da obra em si, mas por razões ambientais , visto que o descarte dos pneus, é um grande problema atual. O enfoque deste trabalho é bastante prático e pode ser aplicado na maioria das situações , devendo ser adaptado a cada caso particular .

Aproximação de Petrov-Galerkin para o escoamento de sangue em anastomoses sistêmico-pulmonares do tipo Blalock-Taussig modificada

A anastomose sistêmico-pulmonar é um excelente procedimento paliativo para crianças e recém-nascidos portadores de cardiopatias congênitas cianóticas com diminuição da circulação pulmonar. Neste artigo, as aproximações “Streamline Upwind/Petrov-Galerkin – SUPG” foram utilizadas na simulação de escoamento de sangue em uma anastomose sistêmico pulmonar. A Anastomose estudada neste artigo é conhecido como Blalock-Taussig modificada no qual um enxerto de tubo sintético (prótese) é interposto entre a artéria subclávia esquerda e a artéria pulmonar com o objetivo de desviar parte do fluxo sistêmico ao pulmonar. A metodologia de elementos finitos utilizada, conhecida como método SUPG, supera as dificuldades enfrentadas pelo método de Galerkin clássico em altos números de Reynolds, que são compatibilizar os subespaços de velocidade e pressão – satisfazendo deste modo a condição denominada de Babuška-Brezzi e evitar oscilações espúrias devido à natureza assimétrica da aceleração advectiva de equação de momentum – adicionando termos malha-dependentes para a formulação de Galerkin clássica. Estes termos adicionais são construídos para aumentar a estabilidade da formulação de Galerkin original sem prejudicar sua consistência. Um modelo tridimensional parametrizado, utilizando o elemento lagrangeano trilinear, foi criado a partir de medições obtidas durante procedimento cirúrgico para avaliar os efeitos dos parametros geométricos envolvidos na cirurgia (diâmetro e ângulo do enxerto e a pulsatilidade do escoamento) Os resultados apresentam que o ângulo da anastomose proximal tem sensível influência na quantidade de fluxo desviada pelo enxerto e enorme influência na porcentagem de fluxo direcionado para cada um dos pulmões. Quanto ao diâmetro do enxerto conclui-se que este é o regulador principal da porcentagem de fluxo desviada. A partir das simulações realizadas determinou-se correlações para o fator de atrito e porcentagem de fluxo sangüíneo desviado pelo enxerto.

Ativação linfocitária durante a cirurgia de revascularização miocárdica : papel da circulação extracorpórea

Introdução: Sabe-se que a cirurgia de revascularização miocárdica está associada com alteração dos mediadores inflamatórios e da função imunitária, com ativação precoce dos linfócitos que poderia ser responsável pela linfopenia e diminuição da atividade dos linfócitos no pós-operatório. A elevação enzimática está diminuída na cirurgia sem circulação extracorpórea mas este achado não está associado a melhor evolução clínica. Nesta tese, testamos a hipótese de que a cirurgia de revascularização miocárdica realizada sem circulação extracorpórea pode levar a uma ativação linfocitária de menor intensidade do que a cirurgia com circulação extracorpórea. Métodos: A resposta da ativação linfocitária foi estudada durante o período trans e pósoperatório em 28 pacientes randomizados para cirurgia de coronária sem circulação extracorpórea (n=13) ou cirurgia convencional com circulação extracorpórea (n=15), utilizando citometria de fluxo para determinar a expressão de CD25, CD26, CD69 e DR em linfócitos T (CD3+) e B (CD19+), em sangue periférico. No mesmo período foram realizadas dosagens de troponina I por quimioluminescência e realizado ecocardiograma uni-bidimensional antes e após a cirurgia. Resultados: Não houve diferença estatisticamente significativa para nenhum dos marcadores de ativação linfocitária quando comparados os grupos operados sem ou com circulação extracorpórea (ANOVA bicaudal para medidas repetidas, p>0,05). Considerando todos os pacientes estudados, houve uma elevação da expressão proporcional de CD25 e CD69 em linfócitos T (CD3+) e B (CD19+). Nos linfócitos T, o valor proporcional médio mais elevado (+ EP) de CD69 foi observado 6 horas após terem sido completadas as anastomoses (+75 + 476%) e CD25 teve uma elevação mais gradual, com o pico de seu valor médio (+48 + 24 %) ocorrendo 24 horas após a revascularização. Em linfócitos B, o pico do valor médio de CD69 (+104 + 269 %) ocorreu também após o fim das anastomoses. CD25 teve seu pico de valor médio (+150 + 773 %) 112 horas após a revascularização e seu último valor medido ainda estava elevado. A expressão de CD26 em linfócitos T teve um aparente declínio nos seus valores proporcionais médios (-42 + 32 %) 12 horas após o fim das anastomoses. Não houve diferença significativa na elevação enzimática entre os dois grupos (teste estatístico >0,05). No ecocardiograma, o grupo operado sem circulação extracorpórea apresentou diminuição do volume diastólico (p=0,001) de da fração de ejeção (P=0,012), enquanto no grupo com circulação extracorpórea, diminuíram os volumes diastólico (p=0,006) e sistólico (p=0,01). Conclusões: 1) Comparando a cirurgia de revascularização miocárdica com circulação extracorpórea, a cirurgia sem circulação extracorpórea não reduz a ativação dos linfócitos. 2) A cirurgia de revascularização miocárdica produz uma ativação precoce dos linfócitos, com aumento da expressão de CD69 e CD25 em linfócitos T (CD3+) e B (CD19+), em sangue periférico. A elevação precoce de CD69, e elevação mais tardia de CD25, pode indicar duas partes de uma seqüência de ativação linfocitária. 3) O comportamento das enzimas cardíacas e dos achados ecocardiográficos não sugere benefício da cirurgia sem circulação extracorpórea sobre o dano miocárdio.

Análise morfométrica da reação intimal secundária ao implante de stent em artérias ilíacas submetidas à angioplastia : estudo experimental em suínos

OBJETIVO: analisar, por meio da morfometria digital, o espessamento intimal presente na artéria ilíaca de suínos, submetidos à angioplastia isoladamente e à angioplastia seguida do implante de stent. MATERIAIS E MÉTODOS: em dez suínos sadios, foi realizada a angioplastia de ambas as artérias ilíacas comuns (AIC) seguida do implante de um “Z” stent autoexpansível na AIC esquerda. Após quatro semanas, os animais foram sacrificados para a retirada de amostras de tecido arterial e preparo das lâminas histológicas de três grupos de peças de cada suíno divididas do seguinte modo: grupo 1, envolvendo o segmento arterial proximal do stent; grupo 2, envolvendo o segmento distal do stent; grupo 3, área da angioplastia da AIC direita. As imagens das lâminas foram digitalizadas e analisadas por programa de morfometria com cálculo da área luminal, área da camada íntima e área da camada média dos cortes histológicos. A análise estatística foi realizada através de média e desvio padrão das áreas em cada grupo, utilizando ANOVA, com teste Post-Hoc de Tukey e LSD. O valor de p≤0,05 foi considerado significativo. RESULTADOS: na análise das médias das áreas obtidas, foi encontrada uma diferença estatisticamente significativa quanto à camada íntima dos grupos 1 (5,41 mm²) e 2 (5,25 mm²), quando comparados ao grupo 3 (0,65 mm²), em relação à camada média dos grupos 1 (3,51 mm²) e 2 (3,70 mm²), quando comparados ao grupo 3 (5,59 mm²) e não se observou diferença significativa nas médias das áreas luminais dos três grupos (grupo 1: 6,63 mm²; grupo 2: 5,25 mm²; grupo 3: 5,78 mm²). CONCLUSÃO: a angioplastia da AIC do suíno, seguida do implante do stent, gerou um espessamento intimal maior do que aquele produzido apenas pela angioplastia; porém, a área da camada média apresentou-se diminuída nos grupos “angioplastia + stent”; a luz arterial não apresentou diferença entre estes grupos.

Sistematização das artérias da base do encéfalo e suas fontes de suprimento sangüíneo em chinchila (Chinchilla lanigera)

Neste trabalho estudou-se as artérias da base do encéfalo, bem como as suas fontes de suprimento sanguíneo na chinchila (Chinchilla lanigera), sendo utilizados 30 animais, 17 fêmeas e 13 machos, adultos. O sistema arterial foi preenchido com látex 603 corado em vermelho através do tronco braquiocefálico e da artéria subclávia esquerda. Sistematizou-se a origem das fontes de suprimento sanguíneo para o encéfalo e as artérias (Aa) da face ventral do cérebro, tanto à direita (D) como à esquerda (E), com suas respectivas percentagens de aparecimento: o arco aórtico emitiu tronco braquiocefálico e artéria (A.) subclávia E (93,3%), ou tronco braquiocefálico, A. carótida comum E e A. subclávia E (6,7%). O tronco braquiocefálico lançou A. carótida comum D e E e A. subclávia D (93,3%), ou A. carótida comum D e A. subclávia D (6,7%). A. carótida comum D e E dividiu-se em Aa carótidas externa e interna (100%). A. carótida interna D (100%) e A. carótida interna E (93,3%) não cooperaram na irrigação encefálica. Ramos terminais das Aa. vertebrais D e E presentes (100%) formaram a A. basilar (96,7%). A. espinhal ventral presente (100%). A. cerebelar caudal D, ímpar (80%) e dupla (20%), à E, ímpar (70%) e dupla (30%). A. trigeminal D e E ímpar (100%). A. cerebelar rostral vaso caudal D, presente (73,3%) e ausente (26,7%), à E, presente (70%) e ausente (30%). A. cerebelar rostral vaso rostral D e E presente (100%). A. tectal rostral D e E ímpar (100%). A. cerebral caudal D, ímpar (53,3%), duplo (36,7%) e triplo (10%), à E, ímpar (46,7%), duplo (46,7%) e triplo (6,7%). A. hipofisária D e E presente (100%). A. oftálmica interna D, ausente (73,3%) e presente (26,7%), à E, ausente (76,7%) e presente (23,3%). A. cerebral média D e E ímpar (100%). A. cerebral rostral D e E desenvolvida (96,7%) e vaso vestigial (3,3%). A. inter-hemisférica rostral mediana ímpar originada da A. cerebral rostral D (20%) e E (50%), e da união dos ramos das Aa cerebrais rostrais D e E (23,3%). A. lateral do bulbo olfatório à D, individual (76,7%) e tronco comum (23,3%), à E, individual (73,3%) e tronco comum (26,7%). A. medial do bulbo olfatório à D, individual (76,7%) e tronco comum (23,3%), à E, individual (73,3%) e tronco comum (26,7%). A. etmoidal interna D e E presente (100%). Observou-se que o círculo arterial cerebral da chinchila foi fechado caudalmente (100%), rostralmente aberto (70%) e fechado (30%). O encéfalo foi suprido quase que exclusivamente pelo sistema vértebro-basilar.