Teses e Dissertações (BDTD USP - IFSC)
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Item Simulação computacional de espectros de Ressonância Paramagnética Eletrônica de onda contínua.(2008-11-27) Lima, José Fernando deNeste trabalho foi desenvolvido um programa para simular espectros de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) de onda contínua de amostras policristalinas para tensores não coincidentes. O Hamiltoniano de spin utilizado inclui os tensores anisotrópicos g, interação hiperfina, divisão de campo zero e quadrupolar e o termo Zeeman nuclear isotrópico. O programa inclui várias tecnologias novas, tais como: segmentação de campo com teoria de perturbação de autocampo para localizar as posições de campo ressonante, os métodos de distribuição Espiral e Repulsão para determinar o conjunto de orientações e a interpolação bidimensional triangular para reduzir o número de orientações computadas. A conjunção desses algoritmos podem aumentar a velocidade e a precisão das simulações, especialmente na simulação de espectros de sistemas de spin de dimensões grandes. O programa foi testado em algumas situações reais e o resultado obtido pode ser considerado, em alguns casos, equivalente aos programas comerciais e, em outros casos, de qualidade superior.Item Quantificação da perfusão sanguínea cerebral utilizando arterial spin labeling: aplicações em medidas de territórios vasculares e em imagens funcionais(2008-08-25) Paiva, Fernando FernandesArterial spin labeling é uma técnica completamente não invasiva que permite o monitoramento quantitativo da perfusão cerebral e, juntamente com outras técnicas de ressonância magnética, tem se estabelecido como uma excelente ferramenta para estudos relacionados à hemodinâmica e problemas vasculares cerebrais. Dentre as possíveis implementações da técnica, a abordagem contínua, combinada a uma bobina de marcação dedicada, apresenta algumas vantagens com relação à relação sinal-ruído e à deposição de potência de RF. No presente trabalho, estas vantagens foram exploradas na implementação de uma metodologia que permite a obtenção de mapas quantitativos de fluxo sanguíneo cerebral, bem como dos territórios vasculares das principais artérias suprindo o cérebro. Os resultados obtidos em humanos e animais revelam a robustez e aplicabilidade da técnica em estudos da hemodinâmica cerebral. Aplicações em hipertensão comprovam que a técnica é capaz de fornecer informações que podem auxiliar na compreensão de diferentes patologias. A implementação da variante dinâmica da técnica ASL demonstra a versatilidade da metodologia fornecendo ferramentas para uma maior compreensão das características espaciais e temporais da hemodinâmica cerebral. Os resultados demonstram isto tanto em condições de fluxo sanguíneo basal como em hiperemia causada por estímulos funcionais.Item Projeto de transdutores e otimização do sistema de recepção do tomógrafo de RMN de campo magnético ultrabaixo(2008-03-13) Vidoto, Edson Luiz GéaO objetivo deste trabalho foi melhorar a relação sinal-ruído de um sistema de imagens por ressonância magnética nuclear (TORM 005), através do desenvolvimento de bobinas de recepção mais eficientes, de circuitos de sintonia balanceados, circuitos de desacoplamento de potência para as bobinas receptoras e da melhoria do ambiente eletromagnético no qual os transdutores trabalham. Para isso, houve necessidade de se modificar a blindagem eletromagnética interna ao TORM 005 e incorporar filtros nas linhas de sinal mais críticas para o sistema. Novas bobinas para imagem foram desenvolvidas, melhorando a relação sinal-ruído e permitindo a execução de exames clínicos de diversas anatomias com qualidade superior. Sistemas de sintonia balanceados para as bobinas foram estudados e implementados, garantindo uma redução nas perdas destas bobinas devido a presença de um paciente em seu interior e permitindo uma maior reprodutibilidade da sintonia delas quando um paciente é substituído por outro. Circuitos para proteção da entrada do receptor e para desacoplamento da bobina receptora durante os pulsos de RF na transmissão foram desenvolvidos, construídos e incorporados ao TORM 005. O conjunto destas implementações garantiram ao TORM 005 uma melhora na relação sinal-ruído, na confiabilidade de operação e na reprodutibilidade dos resultados e conseqüentemente uma melhor qualidade da imagem,, o que tem permitido o uso constante do aparelho para aplicações clínicas e no desenvolvimento de novos trabalhos relacionados com imagem por RMN em ultra-baixo campo magnético.Item Projeto e construção de um equipamento de imagens por ressonância magnética para uso em rotina clínica e em pesquisa(2007-09-14) Vidoto, Edson Luiz GéaNeste trabalho medidas de condutividade alternada e de corrente versus tensão foram realizadas em dispositivos emissores de luz baseados em poli(2-metoxi-5-(2\'-etil-hexiloxi)-1,4-fenileno vinileno)-MEH-PPV com óxido de zinco (ZnO) como eletrodo transparente e injetor de buracos e alumínio (Al) como eletrodo metálico e injetor de elétrons. MEH-PPV é um derivado do PPV que emite no vermelho. O ZnO tem função trabalho similar à do ITO, mas é menos agressivo ao polímero, menos caro e mais fácil de ser processado. A curva I vs. V retificada mostrou que a corrente direta depende da temperatura. As componentes real e imaginária da condutividade (ac) apresentam comportamento típico de alguns materiais desordenados: a componente imaginária aumenta como função da freqüência e a componente real mostrou-se independente da freqüência para baixas freqüências e varia como uma lei de potência no domínio de freqüências mais altas O modelo de energias livres aleatórias-RFEB e uma resistência em série para o fenômeno de interface foram desenvolvidos e ajustados para os resultados ac. Com base neste ajuste teórico-experimental, obtemos importantes parâmetros do dispositivo, bem como informações quantitativas sobre o fenômeno de transporte no MEH-PPV.Item Espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica de onda contínua e pulsada em poli(o-metoxianilina)(2007-06-11) Ribeiro, Ronny RochaO trabalho envolve o estudo de amostras de poli(o-metoxianilina) (POMA) , dopadas com ácido trifluoracético (TFA) através das técnicas de espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) de onda contínua e pulsada. O sinal de RPE observado é atribuído a elétrons desemparelhados na cadeia polimérica, denominados pólarons. Uma vez que estes pólarons possuem carga elétrica e spin eletrônico, os estudos de RPE podem fornecer informações a respeito de sua mobilidade e sobre as propriedades de transporte no material em escala microscópica. O efeito da presença de oxigênio molecular, O2, (S=1), sobre a forma da linha CW é estudado em função do grau de dopagem e do envelhecimento das amostras. O alargamento observado da linha de RPE deve-se a processos de colisão entre o pólaron móvel e os spins localizados do O2. Durante uma colisão, os dois spins interagem entre si através de interações de troca magnética, produzindo spin-flips simultâneos. Uma vez que os spins fixos estão fortemente acoplados com a rede, o processo de relaxação spin-rede do pólaron torna-se muito eficiente, produzindo o alargamento da linha. Como resultado deste processo de colisões, a dependência da largura de linha em função da temperatura mostra um máximo em torno de 190 K. Modelos teóricos serão apresentados, a partir dos quais serão estimados os valores para a mobilidade do pólaron, raio de ação da interação pólaron-oxigênio e constantes de acoplamento. Amostras sintetizadas na presença de oxigênio possuem tempos de relaxação muito curtos em toda a faixa de temperatura estudada (2-280 K), impossibilitando a observação da RPE pulsada. Amostras envelhecidas mostram um comportamento diferente, característico da substituição do oxigênio por água, que leva ao cancelamento do efeito de alargamento. Nestas amostras, assim como em amostras sintetizadas em atmosfera inerte, estudos adicionais de RPE pulsada permitem, através de técnicas associadas ao eco de spins eletrônicos, ESE, a obtenção dos tempos de relaxação spin-spin e spin-rede, assim como o estudo das interações hiperfinas entre pólaron e núcleos vizinhos, 1H, 13C e 14N, que não são resolvidas no espectro CW. A quantificação e qualificação de núcleos interagentes, os quais possuem desdobramentos hiperfinos fracos, podem ser realizadas através das técnicas uni e bidimensionais, como ESEEM, 2DESEEM e HYSCORE.Item Desenvolvimento de um tomógrafo de ressonância magnética: integração e otimização.(2007-06-11) Martins, Mateus JoseO presente trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema de tomografia por Ressonância Magnética, para uso em diagnósticos médicos. Ele foi baseado em subsistemas disponíveis comercialmente, tais como os utilizados em equipamentos de imagens de RM comerciais. As principais contribuições deste projeto foram: o desenvolvimento de circuitos eletrônicos complementares e \"software\", necessários para tomar o \"hardware\" adquirido em um Tomógrafo de Ressonância Magnética para diagnósticos médicos. Isso não inclui somente o projeto de complexos programas necessários para gerar os pulsos de RF, formas de onda dos gradientes, sistema de aquisição de dados e as seqüências de pulsos necessárias para o completo sincronismo, mas também o desenvolvimento de uma interface amigável para realizar: a entrada de informações do paciente; a seleção das técnicas de imagem e o \"software\" interativo para visualização e seleção de planos. Um novo algoritmo de compressão de dados, para reduzir o armazenamento necessário de dados de imagens de RM, sem perda de informação foi também apresentado e implementado. Uma comparação com outras implementações de compressão de uso geral foi apresentada para mostrar uma performance superior na taxa de compressão e tempo de execução.Item Proposta de um sistema de banco de dados para tomografia por ressonância magnética nuclear(2007-03-23) Freire, Henrique Jota de PaulaEste trabalho é uma proposta e uma implementação de um sistema de banco de dados para ser utilizado no armazenamento e gerenciamento dos dados resultantes da operação de tomógrafos de ressonância magnética nuclear. O objetivo é obter tecnologia na área de sistemas de arquivamento e comunicação de imagens médicas. O trabalho insere-se em um esforço maior do grupo de ressonância do IFSC/USP-São Carlos na pesquisa e desenvolvimento de tecnologias na área de imagens por ressônancia magnética. A motivação para a utilização de sistemas digitais de bancos de dados para o armazenamento e gerenciamento de imagens médicas é o crescente aumento do volume gerado deste tipo de imagem nas instalações médicas. Quando comparado com o sistema de armazenamento tradicional, baseado em filmes, os sistemas digitais prometem ser mais seguros, eficientes e eficazes, além de proporcionar novas possibilidades na área de diagnóstico médico. Os principais resultados do trabalho são um modelo de dados conceitual elaborado com o modelo Entidade-relacionamento Estendido; um modelo de implementação relacional; e um sistema de banco de dados desenvolvido para uma plataforma computacional baseada em microcomputador e sistema operacional da família Windows. A metodologia utilizada no desenvolvimento do trabalho é baseada em conceitos básicos da disciplina de engenharia de programação. O sistema de banco de dados foi desenvolvido utilizando um sistema de gerenciamento de banco de dados comercial, o Microsoft Acess Versão 2.0. O trabalho também apresenta o padrão industrial DICOM 3,0 e destaca as partes que são específicas para a modalidade de imagens médicas por ressonância magnética e que foram implementadas neste trabalho.