PINPIN a-Si: H based structures for X-ray image detection using the laser scanning technique

Conventional film based X-ray imaging systems are being replaced by their digital equivalents. Different approaches are being followed by considering direct or indirect conversion, with the later technique dominating. The typical, indirect conversion, X-ray panel detector uses a phosphor for X-ray conversion coupled to a large area array of amorphous silicon based optical sensors and a couple of switching thin film transistors (TFT). The pixel information can then be readout by switching the correspondent line and column transistors, routing the signal to an external amplifier. In this work we follow an alternative approach, where the electrical switching performed by the TFT is replaced by optical scanning using a low power laser beam and a sensing/switching PINPIN structure, thus resulting in a simpler device. The optically active device is a PINPIN array, sharing both front and back electrical contacts, deposited over a glass substrate. During X-ray exposure, each sensing side photodiode collects photons generated by the scintillator screen (560 nm), charging its internal capacitance. Subsequently a laser beam (445 nm) scans the switching diodes (back side) retrieving the stored charge in a sequential way, reconstructing the image. In this paper we present recent work on the optoelectronic characterization of the PINPIN structure to be incorporated in the X-ray image sensor. The results from the optoelectronic characterization of the device and the dependence on scanning beam parameters are presented and discussed. Preliminary results of line scans are also presented. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Laser welding of shape memory alloys

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

On similarities in infrared spectra of complex drugs

A chromatographic separation of active ingredients of Combivir, Epivir, Kaletra, Norvir, Prezista, Retrovir, Trivizir, Valcyte, and Viramune is performed on thin layer chromatography. The spectra of these nine drugs were recorded using the Fourier transform infrared spectroscopy. This information is then analyzed by means of the cosine correlation. The comparison of the infrared spectra in the perspective of the adopted similarity measure is possible to visualize with present day computer tools, and the emerging clusters provide additional information about the similarities of the investigated set of complex drugs.

In Situ Near-Infrared (NIR) Versus High-Throughput Mid- Infrared (MIR) Spectroscopy to Monitor Biopharmaceutical Production

The development of biopharmaceutical manufacturing processes presents critical constraints, with the major constraint being that living cells synthesize these molecules, presenting inherent behavior variability due to their high sensitivity to small fluctuations in the cultivation environment. To speed up the development process and to control this critical manufacturing step, it is relevant to develop high-throughput and in situ monitoring techniques, respectively. Here, high-throughput mid-infrared (MIR) spectral analysis of dehydrated cell pellets and in situ near-infrared (NIR) spectral analysis of the whole culture broth were compared to monitor plasmid production in recombinant Escherichia coil cultures. Good partial least squares (PLS) regression models were built, either based on MIR or NIR spectral data, yielding high coefficients of determination (R-2) and low predictive errors (root mean square error, or RMSE) to estimate host cell growth, plasmid production, carbon source consumption (glucose and glycerol), and by-product acetate production and consumption. The predictive errors for biomass, plasmid, glucose, glycerol, and acetate based on MIR data were 0.7 g/L, 9 mg/L, 0.3 g/L, 0.4 g/L, and 0.4 g/L, respectively, whereas for NIR data the predictive errors obtained were 0.4 g/L, 8 mg/L, 0.3 g/L, 0.2 g/L, and 0.4 g/L, respectively. The models obtained are robust as they are valid for cultivations conducted with different media compositions and with different cultivation strategies (batch and fed-batch). Besides being conducted in situ with a sterilized fiber optic probe, NIR spectroscopy allows building PLS models for estimating plasmid, glucose, and acetate that are as accurate as those obtained from the high-throughput MIR setup, and better models for estimating biomass and glycerol, yielding a decrease in 57 and 50% of the RMSE, respectively, compared to the MIR setup. However, MIR spectroscopy could be a valid alternative in the case of optimization protocols, due to possible space constraints or high costs associated with the use of multi-fiber optic probes for multi-bioreactors. In this case, MIR could be conducted in a high-throughput manner, analyzing hundreds of culture samples in a rapid and automatic mode.

Comparative analysis of near and mid-infrared spectroscopy to monitor recombinant cyprosin production

Infrared spectroscopy, either in the near and mid (NIR/MIR) region of the spectra, has gained great acceptance in the industry for bioprocess monitoring according to Process Analytical Technology, due to its rapid, economic, high sensitivity mode of application and versatility. Due to the relevance of cyprosin (mostly for dairy industry), and as NIR and MIR spectroscopy presents specific characteristics that ultimately may complement each other, in the present work these techniques were compared to monitor and characterize by in situ and by at-line high-throughput analysis, respectively, recombinant cyprosin production by Saccharomyces cerevisiae. Partial least-square regression models, relating NIR and MIR-spectral features with biomass, cyprosin activity, specific activity, glucose, galactose, ethanol and acetate concentration were developed, all presenting, in general, high regression coefficients and low prediction errors. In the case of biomass and glucose slight better models were achieved by in situ NIR spectroscopic analysis, while for cyprosin activity and specific activity slight better models were achieved by at-line MIR spectroscopic analysis. Therefore both techniques enabled to monitor the highly dynamic cyprosin production bioprocess, promoting by this way more efficient platforms for the bioprocess optimization and control.

Sistema de visão e laser para percepção em ambientes subaquáticos

A exploração do meio subaquático utilizando visão computacional é ainda um processo complexo. Geralmente são utilizados sistemas de visão baseados em visão stereo, no entanto, esta abordagem apresenta limitações, é pouco precisa e é exigente em termos computacionais quando o meio de operação é o subaquático. Estas limitações surgem principalmente em dois cenários de aplicação: quando existe escassez de iluminação e em operações junto a infraestruturas subaquáticas. Consequentemente, a solução reside na utilização de fontes de informação sensorial alternativas ou complementares ao sistema de visão computacional. Neste trabalho propõe-se o desenvolvimento de um sistema de percepção subaquático que combina uma câmara e um projetor laser de um feixe em linha, onde o projetor de luz estruturada _e utilizado como fonte de informação. Em qualquer sistema de visão computacional, e ainda mais relevante em sistemas baseados em triangulação, a sua correta calibração toma um papel fulcral para a qualidade das medidas obtidas com o sistema. A calibração do sistema de visão laser foi dividida em duas etapas. A primeira etapa diz respeito à calibração da câmara, onde são definidos os parâmetros intrínsecos e os parâmetros extrínsecos relativos a este sensor. A segunda etapa define a relação entre a câmara e o laser, sendo esta etapa necessária para a obtenção de imagens tridimensionais. Assim, um dos principais desafios desta dissertação passou por resolver o problema da calibração inerente a este sistema. Desse modo, foi desenvolvida uma ferramenta que requer, pelo menos duas fotos do padrão de xadrez, com perspectivas diferentes. O método proposto foi caracterizado e validado em ambientes secos e subaquáticos. Os resultados obtidos mostram que o sistema _e preciso e os valores de profundidade obtidos apresentam um erro significativamente baixo (inferiores a 1 mm), mesmo com uma base-line (distância entre a centro óptico da câmara e o plano de incidência do laser) reduzida.

Optimização da focagem de feixes laser em tecidos biológicos: desenvolvimento de um simulador óptico

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Estudo do efeito do tratamento por laser de objectos arqueológicos ferrosos

Dissertação de Mestrado em Conservação e Restauro - Metais

Otimização do processo de corte de chapa a laser na SERMEC LASER

O presente trabalho visa apresentar a temática da otimização da produção de corte laser numa empresa do ramo da indústria metalomecânica, denominada Sermec Laser e situada no concelho da Maia no Distrito do Porto. Para alcançar este objetivo foi necessário conhecer o funcionamento atual do processo, como por exemplo, os seus intervenientes, as taxas de ocupação do equipamento de corte a laser e os procedimentos. Só depois de ser explorada essa vertente será possível desenvolver um plano com vista a melhorar esse processo. Este projeto espera criar um plano de melhoria que será testado e, quando for validado, será implementado. As melhorias propostas por este plano passam pelo aumento da eficiência do processo de corte a laser e a alteração de parte do layout da empresa de forma a facilitar e agilizar este mesmo processo. O objetivo final será acrescentar mais valor ao processo, reduzindo os seus desperdícios. Com esta melhoria a empresa ficará a ganhar, pois irá produzir de forma mais ajustada às suas necessidades.

Development of cyclodextrin-hydrogel polymeric systems in scCO2 for drug delivery

Thesis for the Degree of Master of Science in Bioorganic Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Treatment of Vascular Lesions of the Tongue with Nd: YAG Laser

The treatment of vascular lesions of the tongue is a very challenging procedure since the maintenance of the lingual tissue is of critical importance. Numerous treatment options have been described in literature but the Nd:YAG Laser appears to be one of the safest therapeutic options. We described a successful treatment of vascular lesions of the tongue with an excellent clinical result after only one treatment session with the Nd:YAG laser, with conservation of the lingual tissue and its functionality.

Heparinized nanohydroxyapatite/collagen granules for controlled release of vancomycin

The purpose of this study was to develop a bone substitute material capable of preventing or treating osteomyelitis through a sustainable release of vancomycin and simultaneously inducing bone regeneration. Porous heparinized nanohydroxyapatite (nanoHA)/collagen granules were characterized using scanning electron microscopy, micro-computed tomography and attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy. After vancomycin adsorption onto the granules, its releasing profile was studied by UV molecular absorption spectroscopy. The heparinized granules presented a more sustainable release over time, in comparison with nonheparinized nanoHA and nanoHA/collagen granules. Vancomycin was released for 360 h and proved to be bioactive until 216 h. Staphylococcus aureus adhesion was higher on granules containing collagen, guiding the bacteria to the material with antibiotic, improving their eradication. Moreover, cytotoxicity of the released vancomycin was assessed using osteoblast cultures, and after 14 days of culture in the presence of vancomycin, cells were able to remain viable, increasing their metabolic activity and colonizing the granules, as observed by scanning electron microscopy and confocal laser scanning microscopy. These findings suggest that heparinized nanoHA/collagen granules are a promising material to improve the treatment of osteomyelitis, as they are capable of releasing vancomycin, eliminating the bacteria, and presented morphological and chemical characteristics to induce bone regeneration.

Bartholin's Gland Cysts: Management with Carbon-Dioxide Laser Vaporization

OBJETIVO: Avaliar a eficácia, a taxa de recorrência e as complicações da vaporização laser com CO2 no tratamento dos cistos da glândula de Bartholin. MÉTODOS: Estudo retrospectivo com 127 pacientes que apresentavam cistos sintomáticos da glândula de Bartholin submetidas à vaporização laser CO2 na nossa instituição de janeiro de 2005 a junho de 2011. Foram excluídas todas as pacientes com abcessos da glândula de Bartholin ou com suspeita de câncer. Todos os procedimentos foram realizados em regime ambulatorial, sob anestesia local. A coleta dos dados foi feita com base na consulta do processo clínico, tendo-se procedido à análise das características demográficas, dos parâmetros anatômicos, das complicações intra e pós-operatórias e dos dados de acompanhamento. Os dados foram armazenados e analisados no software Microsoft Excel® 2007, e os resultados foram apresentados como frequência (porcentagem) ou média±desvio padrão. As taxas de complicações, recorrência e cura foram calculadas. RESULTADOS: A idade média das pacientes foi de 37,3±9,5 anos (variando entre 18 e 61 anos). Setenta por cento(n=85) delas eram multíparas. A queixa mais frequente foi dor e 47,2% (n=60) das pacientes tinham antecedentes de tratamento médico e/ou cirúrgico por abcesso da glândula de Bartholin. A dimensão média dos cistos foi de 2,7±0,9 cm. Foram verificados três (2,4%) casos de hemorragia intraoperatória ligeira e 17 (13,4%) recorrências durante um período médio de 14,6 meses (variando entre 1 e 56 meses): dez abscessos da glândula de Bartholin e sete cistos recorrentes, que precisavam de uma nova intervenção cirúrgica. A taxa de cura após um único tratamento à laser foi de 86,6%. Dentre as cinco pacientes com doença recorrente que foram submetidas a um segundo procedimento com laser, a taxa de cura foi de 100%. CONCLUSÕES: Na presente instituição, a vaporização laser com CO2 parece ser uma opção terapêutica segura e eficaz no tratamento dos cistos da glândula de Bartholin.

Application of Infrared Thermal Imaging in a Violinist with Temporomandibular Disorder

Temporomandibular disorders (TMD) consist of a group of pathologies that affect the masticatory muscles, temporomandibular joints (TMJ), and/or related structures. String instrumentalists, like many orchestra musicians, can spend hours with head postures that may influence the biomechanical behavior of the TMJ and the muscles of the craniocervicomandibular complex (CCMC). The adoption of abnormal postures acquired during performance by musicians can lead to muscular hyperactivity of the head and cervical muscles, with the possible appearance of TMD. Medical infrared thermography is a non-invasive procedure that can monitor the changes in the superficial tissue related to blood circulation and may serve as a complement to the clinical examination. The objective of this study was to use infrared thermography to evaluate, in one subject, the cutaneous thermal changes adjacent to the CCMC that occur before, during, and after playing a string instrument.

Monoterapia com Laser na Fasceíte Plantar

Introdução: A fasceíte plantar (FP) constitui a causa mais frequente de dor no retropé. Está recomendada uma prova terapêutica inicial conservadora. Objetivos: Caraterizar fatores demográficos e sintomáticos, terapêutica prévia e resultados de monoterapia com laser. Material e Métodos: Estudo observacional retrospetivo (12 meses). O tratamento aplicado foi laser infravermelho (AsGa 904nm; densidade de energia 20J/cm2; potência de pico 200mW). Fez-se análise estatística descritiva e comparativa (nível de significância de 0,05). Resultados: Seguiram-se 32 doentes com FP, com idade média de 54,28 anos (24–86; DP 13,95), 66% mulheres, Índice de Massa Corporal (IMC) médio de 30,18Kg/m2 (17,91-41,13; DP 5,19), 75% unilaterais, tempo médio de evolução de 6,28 meses (0,2-24; DP 6,82), 21 tinham feito previamente farmacoterapia e 12 outros tratamentos de MFR. O nível de dor inicial (END) médio foi 7,31 (5-10; DP 1,38). Dos 26 doentes tratados (6 perdas), 24 (92,3%) reportaram melhoria. O número médio de sessões foi 28,5 (11– 60; DP 14,01). O nível médio de dor final foi 0,75 (0-5; DP 2,37), com melhoria média de 89,7% (28,6%-100%; DP 0,16) do nível de dor. A intensidade de dor inicial foi maior em doentes com IMC superior (p=0,002). Não se encontraram outras relações estatisticamente significativas. Conclusões: A FP caraterizou-se por um nível de dor significativo (moderado a grave). A obesidade pareceu ser um fator de risco. A taxa de melhoria com o tratamento com laser foi muito satisfatória. A terapia com laser de baixa intensidade IV constitui uma boa opção terapêutica, a justificar avaliação suplementar por ensaios prospetivos controlados e randomizados.