Tooth-Coil Permanent Magnet Synchronous Machine Design for Special Applications

This doctoral thesis presents a study on the design of tooth-coil permanent magnet synchronous machines. The electromagnetic properties of concentrated non-overlapping winding permanent magnet synchronous machines, or simply tooth-coil permanent magnet synchronous machines (TC-PMSMs), are studied in details. It is shown that current linkage harmonics play the deterministic role in the behavior of this type of machines. Important contributions are presented as regards of calculation of parameters of TC-PMSMs,particularly the estimation of inductances. The current linkage harmonics essentially define the air-gap harmonic leakage inductance, rotor losses and localized temporal inductance variation. It is proven by FEM analysis that inductance variation caused by the local temporal harmonic saturation results in considerable torque ripple, and can influence on sensorless control capabilities. Example case studies an integrated application of TC-IPMSMs in hybrid off-highway working vehicles. A methodology for increasing the efficiency of working vehicles is introduced. It comprises several approaches – hybridization, working operations optimization, component optimization and integration. As a result of component optimization and integration, a novel integrated electro-hydraulic energy converter (IEHEC) for off-highway working vehicles is designed. The IEHEC can considerably increase the operational efficiency of a hybrid working vehicle. The energy converter consists of an axial-piston hydraulic machine and an integrated TCIPMSM being built on the same shaft. The compact assembly of the electrical and hydraulic machines enhances the ability to find applications for such a device in the mobile environment of working vehicles.Usage of hydraulic fluid, typically used in working actuators, enables direct-immersion oil cooling of designed electrical machine, and further increases the torque- and power- densities of the whole device.

Influence of Travelling Current Linkage Harmonics on Inductance Variation, Torque Ripple and Sensorless Capability of Tooth-Coil Permanent-Magnet Synchronous Machines

This paper introduces an important source of torque ripple in PMSMs with tooth-coil windings (TC-PMSMs). It is theoretically proven that saturation and cross-saturation phenomena caused by the non-synchronous harmonics of the stator current linkage cause a synchronous inductance variation with a particular periodicity. This, in turn, determines the magnitude of the torque ripple and can also deteriorate the performance of signal-injection-based rotor position estimation algorithms. An improved dq- inductance model is proposed. It can be used in torque ripple reduction control schemes and can enhance the self-sensing capabilities of TC-PMSMs

Trombose na endoprótese do aneurisma da aorta: avaliação por TC multidetector

OBJETIVO: Avaliar as características demográficas e de imagens da trombose endoluminal em uma série de pacientes submetidos a tratamento endovascular do aneurisma de aorta abdominal (TEAAA). MÉTODOS: Avaliamos as características de imagem que permitiram o diagnóstico da trombose endoluminal em uma série de 30 pacientes submetidos ao TEAAA, com seguimento de 5 a 29 meses, através de exames de tomografia computadorizada multidetectores (TCMD) de 64 canais. RESULTADOS: Foram diagnosticados dez casos de trombose luminal (33,3%), sendo que em três pacientes a trombose foi total de um ramo ilíaco. CONCLUSÃO: A TCMD permitiu o diagnóstico de diferentes tipos de trombose endoluminal em pacientes submetidos ao TEAAA. O uso desta modalidade diagnóstica minimamente invasiva deverá ser encorajado na prática clínica.

Cardiac resynchronization therapy evaluated by myocardial scintigraphy with (99m)Tc-MIBI: changes in left ventricular uptake, dyssynchrony, and function

(99m)Tc-MIBI gated myocardial scintigraphy (GMS) evaluates myocyte integrity and perfusion, left ventricular (LV) dyssynchrony and function. Cardiac resynchronization therapy (CRT) may improve the clinical symptoms of heart failure (HF), but its benefits for LV function are less pronounced. We assessed whether changes in myocardial (99m)Tc-MIBI uptake after CRT are related to improvement in clinical symptoms, LV synchrony and performance, and whether GMS adds information for patient selection for CRT. A group of 30 patients with severe HF were prospectively studied before and 3 months after CRT. Variables analysed were HF functional class, QRS duration, LV ejection fraction (LVEF) by echocardiography, myocardial (99m)Tc-MIBI uptake, LV end-diastolic volume (EDV) and end-systolic volume (ESV), phase analysis LV dyssynchrony indices, and regional motion by GMS. After CRT, patients were divided into two groups according to improvement in LVEF: group 1 (12 patients) with increase in LVEF of 5 or more points, and group 2 (18 patients) without a significant increase. After CRT, both groups showed a significant improvement in HF functional class, reduced QRS width and increased septal wall (99m)Tc-MIBI uptake. Only group 1 showed favourable changes in EDV, ESV, LV dyssynchrony indices, and regional motion. Before CRT, EDV, and ESV were lower in group 1 than in group 2. Anterior and inferior wall (99m)Tc-MIBI uptakes were higher in group 1 than in group 2 (p < 0.05). EDV was the only independent predictor of an increase in LVEF (p=0.01). The optimal EDV cut-off point was 315 ml (sensitivity 89%, specificity 94%). The evaluation of EDV by GMS added information on patient selection for CRT. After CRT, LVEF increase occurred in hearts less dilated and with more normal (99m)Tc-MIBI uptake.

Tc-99m-labeled dextran for mammary lymphoscintigraphy in dogs

Lymphoscintigraphy is the technique of choice for sentinel lymph node detection in women with early breast cancer, but there is limited information evaluating the value of this technique in animals. We investigated mammary lymphatic drainage in 25 young female mongrel dogs by intramammary injection of 18.5 MBq of Tc-99m-dextran (70,000 Da). Lymph node anatomical referencing was obtained using an external marker, bone scintigraphy, or scintiscanning the body contour. Cranial and caudal thoracic mammary glands drained into the cranial sternal lymph node and axillary lymph center. The cranial thoracic mammary gland also drained into the superficial cervical lymph node in two of five animals. The cranial abdominal gland was drained by the axillary lymph center. The caudal abdominal mammary gland was drained by the superficial inguinal lymph node in all animals and simultaneously by medial iliac lymph nodes in four of five animals. In one dog, this mammary gland was also drained by the mediastinal and the superficial cervical lymph nodes. The inguinal mammary gland was drained by superficial inguinal lymph nodes and simultaneously via the medial iliac lymph node in one animal. Lymphatic communications between lymph nodes were identified in 11 of 25 (44%) animals. Tc-99m-dextran mammary lymphoscintigraphy was easy and rapid to perform and may provide valuable information for further studies.

Cisto nasolabial: apresentação de um caso e descrição em imagens por TC e RM

O cisto nasolabial é um cisto não odontogênico raro que se desenvolve na região inferior da asa nasal, com patogênese ainda incerta. Esta lesão, que possui crescimento lento e dimensões variáveis (1,5-3cm), caracteriza-se clinicamente por uma tumefação flutuante na região do sulco nasolabial ao redor da asa do nariz, causando uma elevação do lábio superior. Seu diagnóstico pode ser feito basicamente pelo quadro clínico e, se necessário, complementando-se com exames auxiliares por imagens. O presente trabalho relata o caso de uma paciente do sexo feminino de 48 anos, que se queixava da presença de uma massa consistente na região da asa esquerda do nariz e cujas características clínicas eram compatíveis com cisto nasolabial. As imagens de TC demonstraram uma formação expansiva com densidade de tecido mole, localizadas na região nasal esquerda medindo cerca de 1,2cm de diâmetro e apresentando contornos nítidos e bem definidos e densidade homogenia ao redor de 50 UH. Já as imagens de RM mostraram uma lesão de aspecto circular localizada em tecido mole, apresentando hiperintensidade nas imagens ponderadas em T1, T2 e no recurso de supressão da gordura, sendo a hipótese diagnóstico de cisto nasolabial, confirmado pelo exame histopatológico depois da cirurgia.

Contributo para o estabelecimento de níveis de referência de diagnóstico em equipamentos de TC multidetectores

Actualmente a Tomografia Computorizada (TC) é um dos métodos de diagnóstico por imagem que tem uma maior contribuição para a dose de radiação X recebida pelos pacientes. Pretende-se com este estudo avaliar as doses praticadas em TC e contribuir para o estabelecimento de Níveis de Referência de Diagnóstico (NRD) na região da Grande Lisboa, Portugal. Foram efectuadas medições de dose em 5 equipamentos de TC multidetectores, considerando o abdómen como área anatómica de interesse. Recorreu-se a uma câmara de ionização e a um fantoma para obter o índice de dose de TC (CTDI) e o produto dose-comprimento (DLP), que permitem determinar os NRD. Estes valores foram comparados com os NRD propostos pela Guideline Europeia e com os estudos desenvolvidos em outros países, como o Reino Unido, Grécia e Taiwan. Os resultados revelaram que os valores de NRD obtidos neste estudo (16,7 mGy para o CTDIvol e 436,5 mGy·cm para o DLP) são discrepantes relativamente à Guideline Europeia (±50%), mas muito próximos relativamente aos NRD estabelecidos nos países considerados. Estes valores podem ser eventualmente explicados pelos equipamentos em análise e pela utilização de protocolos de exame adoptados pelos profissionais de Radiologia nas instituições analisadas. ABSTRACT - Nowadays Computed Tomography (CT) is one of the imaging techniques which have a large contribution to radiation dose received by patients. The purpose of this study is to evaluate CT doses and contribute to the establishment of Diagnostic Reference Levels (DRL) in Lisbon, Portugal. Dose measurements on 5 multidetector CT scanners have been performed, considering the abdomen as the anatomic region of interest. All measurements were performed using an ionization chamber and a phantom to obtain the index CT dose (CTDI) and the dose-length product (DLP), which are used to determine DRL. These values were compared not only with European reference dose values but also with DRL studies developed in other countries like United Kingdom, Greece and Taiwan. The results revealed that DRL values obtained in this study (CTDIvol is 16,7 mGy and DLP is 436,5 mGy·cm) have a higher discrepancy to European Guideline (±50%), while the DRL´s of other countries are nearest to values obtained in this study. Those differences may be eventually explained by the type of the evaluated equipments but also by the exam protocols used by the Radiology professionals on the analyzed institutions.

O contributo da TC de perfusão na avaliação tumoral

O aparecimento da Tomografia Computorizada (TC) Multicorte no início dos anos noventa veio revolucionar os estudos crânio-encefálicos, possibilitando a avaliação funcional da hemodinâmica cerebral através dos estudos de perfusão.Com a natural evolução dos equipamentos de TC e dos softwares comerciais de análise de imagem foi crescendo o campo de aplicabilidade da TC de perfusão, surgindo os sistemas de análise fisiológica, úteis no estudo da vasculatura tumoral. Na actualidade, a TC tem provas dadas no diagnóstico de patologias tumorais, mostrando-se útil na caracterização da lesão primária e das possíveis metástases associadas, na avaliação do risco e na monitorização da resposta terapêutica, revelando-se um excelente indicador da angiogénese tumoral. Os estudos de perfusão são obtidos através da monitorização do comportamento de um bólus de contraste iodado através da vasculatura tumoral e os dados e correntes do padrão de distribuição deste no tecido tumoral podem fornecer informações relativas às suas propriedades fisiológicas.

Optimização dos protocolos de reconstrução em imagens TC de AVC isquémico agudo: projecto

Mestrado de Radiações aplicadas às Tecnologias da Saúde. Área de especialização: Imagem Digital com Radiação X.

PET/TC no planeamento em radioterapia

A delimitação precisa é crucial na RT. TC: informação anatómica, pobre na definição do envolvimento ganglionar; alguns tumores são praticamente invisíveis (p.e., esófago, fígado, baço e glândulas salivares), mapa de densidades electrónicas essencial para o cálculo. 18F-FDG PET: 1) mapeamento metabólico que permite alterar volumes alvo: BTV, elimina incertezas no GTV; 2) vantagens: estadiamento tumoral, predição da resposta tumoral, avaliação da resposta tumoral, detecção precoce da doença recorrente. PET/TC: maior precisão, menor variabilidade inter e intra-observador, menor erro no reposicionamento, adaptação à RT, ainda em Investigação Clínica.

Comparação do movimento respiratório adquirido com TC 4D e com o sistema Calypso em cancro de pulmão: estudo de caso

Objetivo do estudo - Comparar as amplitudes respiratórias segundo os eixos x, y e z adquiridos com a tomografia computorizada (TC) 4D e o sistema Calypso® em cancro de pulmão.

Immunodiagnosis of chronic Chagas' disease using the Tc 46 and Tc 58 antigens

The polypeptides of 46 and 58kDa were recognized in different T. cruzi strains (Y, WSL and Colombiana) by serum of all chagasic patients studied. These polypeptides were isolated from T. cruzi Y strain and used in ELISA. The sensitivity and specificity were 97.6% [CI 95%: 86-100%] and 100% [CI 95%: 89.3-100%], respectively when Tc 46 was used. When Tc 58 was used the sensitivity and specificity were 100% [CI 95%: 89.6-100%] and 90.2% [CI 95%: 75.9-96.8%], respectively.

Dose de radiação e risco para a saúde em doentes com Linfoma não-Hodgkin submetidos a estudos de TC

RESUMO - A exposição a radiações ionizantes em tomografia computorizada (TC) pode constituir-se como um risco para a saúde dos utentes. A TC é utilizada no diagnóstico e follow-up de doentes com Linfoma não-Hodgkin, subtipo Linfoma Difuso das Grandes Células B (LDGCB). O objetivo deste estudo foi determinar a dose efetiva acumulada e o risco de segundas neoplasias nestes doentes, diagnosticados em 2011 no IPOLFG e seguidos na consulta de hematologia até 2013. Foram avaliados retrospetivamente 70 doentes com base nos registos de dose do “Patient Protocol” das TC efetuadas. Em média cada doente fez 12 TC e a dose efetiva acumulada foi de 64,76 mSv (percentil 75). Três doentes foram expostos a doses de radiação superiores 90 mSv e um atingiu 111,72 mSv. Os resultados demonstram ser necessário rever os parâmetros e protocolos de exames de TC: (i) TC crânio (DLP= 777 mGycm) e TC abdominal-pélvico (DLP= 628 mGycm). O aumento do número de exames de TC efetuados e a consequente dose parece corresponder a um aumento do risco de segundas neoplasias e risco de morte por doenças neoplásicas durante a vida destes doentes. Os resultados são aparentemente mais significativos para as mulheres, que apresentam o dobro do risco de cancro do pulmão e risco de mortalidade superior em 14% para todas as doenças neoplásicas. O elevado número de exames de TC realizados por cada doente contribui para o aumento da probabilidade de efeitos deletérios e também para o aumento dos níveis de dose efetiva coletiva na população em geral.

Clinical significance of transient left ventricular dilation assessed during myocardial Tc-99m sestamibi scintigraphy

OBJECTIVE: To assess the clinical significance of transient ischemic dilation of the left ventricle during myocardial perfusion scintigraphy with stress/rest sestamibi. METHODS: The study retrospectively analyzed 378 patients who underwent myocardial perfusion scintigraphy with stress/rest sestamibi, 340 of whom had a low probability of having ischemia and 38 had significant transient defects. Transient ischemic dilation was automatically calculated using Autoquant software. Sensitivity, specificity, and the positive and negative predictive values were established for each value of transient ischemic dilation. RESULTS: The values of transient ischemic dilation for the groups of low probability and significant transient defects were, respectively, 1.01 ± 0.13 and 1.18 ± 0.17. The values of transient ischemic dilation for the group with significant transient defects were significantly greater than those obtained for the group with a low probability (P<0.001). The greatest positive predictive values, around 50%, were obtained for the values of transient ischemic dilation above 1.25. CONCLUSION: The results suggest that transient ischemic dilation assessed using the stress/rest sestamibi protocol may be useful to separate patients with extensive myocardial ischemia from those without ischemia.

Miocárdio viável pela tomografia computadorizada com Tc-99m (MIBI) sensibilizada por nitroglicerina endovenosa

FUNDAMENTO: A seleção de pacientes com doença coronariana crônica para recanalização baseia-se na detecção do miocárdio comprometido, potencialmente viável. OBJETIVO: Avaliar o miocárdio isquêmico, potencialmente viável pelo SPECT com MIBI sensibilizado por nitroglicerina em dose máxima tolerada. MÉTODOS: Investigamos de forma prospectiva, de abril de 2004 a novembro de 2005, pela tomografia computadorizada por emissão de fóton único SPECT com Tc-99m (MIBI), 40 pacientes (média etária 62 ± 8,9 anos, 30 homens) com obstrtução coronariana demonstrada angiograficamente, e a cintilografia miocárdica foi realizada em repouso e com nitroglicerina endovenosa (EV), iniciando com a dose (1 µg/kg/min) e incremento a cada minuto, até a queda da pressão arterial sistólica em 20 mmHg. A redução da perfusão dos segmentos foi classificada em moderada e severa, e comparada depois da nitroglicerina. Analisamos as variáveis angiográficas, hemodinâmicas e de perfusão miocárdica. RESULTADOS: Analisamos 680 segmentos miocárdicos em repouso: 538 com distribuição homogênea e 142 com hipoperfusão (54 com redução moderada e 88 severa). Depois da nitroglicerina, ocorreu aumento da perfusão em 19 (47,5%) de 40 pacientes. Tornaram-se viáveis 55 de 142 segmentos: 33 (61,1%) com redução moderada e 22 (25%) com redução severa, ambos apresentaram aumento significativo da distribuição do radiofármaco (p < 0,001, qui-quadrado). CONCULSÃO: Dos componentes com Tc-99m, está incluído o Tc-99m-2-methoxy-isobutil-isonitrila (MIBI) que, utilizado com dose otimizada de nitroglicerina EV, pode aumentar a captação do radiofármaco em áreas com hipoperfusão moderada e severa. Os resultados deste estudo sugerem aumento da sensibilidade do Tc-99m (MIBI) pela nitroglicerina para detecção de miocárdio viável.