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Item Controlador para bobinas de shimming via HTTP(2016-11-29) Coelho, Felipe BessaA Ressonância Magnética (RM) é uma técnica extremamente promissora para diversas áreas do conhecimento, desde seu uso conhecido em medicina até aplicações na indústria a fim de melhorar a eficiência de diversos processos. Este projeto trata do desenvolvimento de uma das partes do Espectrômetro Digital de RM desenvolvido pelo Centro de Imagens e Espectroscopia in vivo por Ressonância Magnética (CIERMag), o controlador de bobinas de shimming. O ajuste de shimming oferece melhorias significativas no resultado de experimentos e é parte integral de qualquer sistema de RM tanto por imagens como por espectroscopia. Foi idealizado um equipamento para estabelecer as correntes adequadas em bobinas de shimming que pode ser acessado tanto local como remotamente, permitindo a integração com outros subsistemas do Espectrômetro Digital. O equipamento consiste de hardware específico para estabelecer e analisar as correntes estabelecidas em bobinas de shimming e também de software adequado. Este projeto estabelece as diretrizes de funcionamento do controlador de bobinas de shimming e como ele interage com outros equipamentos.Item Ressonância paramagnética eletrônica pulsada em sistemas vítreos e amorfos(2014-06-25) Lima, José Fernando deA investigação estrutural de materiais desordenados tem grande interesse devido ao rápido progresso de suas aplicações tecnológicas. A ressonância magnética, particularmente a ressonância paramagnética eletrônica (RPE) de onda contínua (CW) e pulsada, tem demonstrado ser um método altamente sensível para a análise das propriedades físicas e químicas de materiais vítreos e amorfos. Neste trabalho, aplicamos essas técnicas, em particular as técnicas de RPE pulsada, electron spin echo envelope modulation (ESEEM) com seqüências de dois e três pulsos e a de echo detected field sweep (EDFS) no estudo de três materiais distintos. No primeiro trabalho é apresentado um estudo das mudanças estruturais fotoinduzidas em filmes do sistema vítreo [Sb(PO3)3]nSb203 dopados com Cu2+.Esse material possui a propriedade de fotocontração quando exposto à luz ultravioleta. As medidas de RPE CW e de EDFS mostram que ocorre uma distorção na estrutura local quando o filme é irradiado por UV. Os espectros de ESEEM mostram a presença e uma linha de 31P que diminui drasticamente quando o filme é irradiado. O segundo trabalho descreve o estudo do xerogel pentóxido de vanádio, V2O3:nH2O com n = 1.8. Os espectros de RPE CW do V4+ na temperatura ambiente exibem uma estrutura hiperfina isotrópica tipicamente observada em líquidos. Em baixas temperaturas (65K) o espectro é anisotrópico e corresponde ao observado para amostras sólidas em pó. As simulações dos espectros CW estão em acordo com os resultados experimentais. Estudos de ESEEM em baixas temperaturas, efetuados para diversos valores do campo externo mostram que as modulações correspondentes aos núcleos 1 H existem somente para as componentes perpendiculares do espectro de ii EDFS. Os resultados obtidos são consistentes com o modelo estrutural no qual quatro radicais OH estão situados em posições equivalentes no plano equatorial da estrutura do V4+. Uma molécula de água pode estar localizada no sitio oposto da ligação axial V=0. No terceiro trabalho são estudados vidros foto-termo-refrativos (phototherino - refractive ou PTR). Vidros PTR do sistema O-Si-Na-Zn-Al-K-F-Br dopados com Ce, Ag, Sn, Sb exibem cristalização em nano-escala, induzidas após irradiação com luz ultravioleta e subseqüentes tratamentos térmicos. Neste trabalho, conjuntos de amostras irradiadas e/ou tratadas termicamente são analisados por RPE CW, EDFS e ESEEM. RPE CW não forneceu informações confiáveis sobre a estrutura do vidro. Mudanças significativas foram observadas nos espectros de EDFS, indicando mudanças estruturais na vizinhança dos centros paramagnéticos. Medidas sistemáticas de ESEEM em várias posições de campo magnético mostram claramente a modulação característica de 23Na, indicando que núcleos de Na são parte da estrutura ligante ao redor do centro observado. Para a amostra irradiada e tratada por 1 hora a 450°C e 2 horas a 520°C, o espectro de ESEEM obtido nas proximidades de g = 2 mostra a presença adicional de uma linha que pode ser atribuída a íons de 19F. Comparando-se com resultados de RMN, pode-se concluir que domínios de NaF são formados nas proximidades desse centro paramagnético. O quarto trabalho está relacionado com a simulação numérica de espectros de RPE CW e consiste em um estudo teórico a respeito da determinação dos autocampos de um Hamiltoniano de spin. O algoritmo proposto pode ser resolvido pelo \"Filter Diagonalization Method\", ou FDM, sugerindo uma nova metodologia capaz de resolver o problema de uma maneira mais direta do que a empregada pelos métodos usuaisItem 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 Construção de um Susceptômetro AC Autobalanceado e Estudo de Polímeros Condutores Eletrônicos por Susceptibilidade Magnética e Ressonância Magnética.(2008-09-15) Souza, Ruberley Rodrigues deNeste trabalho, é descrito uma ponte de indutâncias mútuas que pode ser usada para medidas automáticas de susceptibilidade magnética AC, em freqüências até 1 kHz. Este susceptômetro utiliza um novo e alternativo arranjo para o \"probe\". O conjunto de bobinas, mantido em temperatura ambiente, é movimentado de tal forma a posicionar a amostra no centro de cada uma das bobinas secundárias. A amostra, cuja posição é fixa, tem sua temperatura controlada por um criostato de fluxo de Hélio. O acoplamento magnético do \"probe\" com materiais na vizinhança foi minimizado com o uso de uma blindagem magnética. Este \"probe\" tem uma sensibilidade de 10-7 emu com um campo magnético AC de 8 G rms e freqüência de 100 Hz. Neste trabalho, são apresentados também alguns resultados de susceptibilidade magnética AC, obtidos em supercondutores de alto Tc e compostos intermetálicos de terras raras. A relação entre transporte de cargas e propriedades magnéticas, de poliparafenileno (PPP) dopado com FeCl3 e poli(o-metoxianilina) (POMA) dopada com TFA e HCl, foi estudada utilizando as técnicas de Susceptibilidade Magnética AC (SMAC), Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Os resultados obtidos para o PPP foram interpretados em termos de três contribuições: presença do polaron paramagnético, cuja mobilidade aumenta com o aumento da temperatura; íons Fe3+ coordenados em sítios de baixa simetria da molécula FeCl3; e íons Fe3+ fortemente acoplados via interação de troca. A dependência com a temperatura do sinal de RPE da POMA pode ser entendido em termos da dinâmica dos polarons. O estreitamento da linha de RPE, devido a dopagem do material, pode ser explicada por dois processos diferentes. Em baixas temperaturas, predomina a interação de troca polaron-polaron, modulada pelas autuações de spin. Em altas temperaturas o \"motional narrowing\" é provocado pelo aumento de mobilidade do polaron. Em temperaturas intermediárias, é observado um efeito anômalo: a largura de linha cresce abruptamente, produzindo um pico em torno de 220 K. Este pico pode ser associado a contribuição não secular para a largura de linha. Acredita-se que o espalhamento do polaron por moléculas de oxigênio, promova um aumento no mecanismo de relaxação spin-rede. Os resultados de RMN para o 1H e 19F mostram que as componentes espectrais da largura de linha, são associadas com as fases amorfa e cristalina da POMA. Neste material, a taxa de relaxação spin-rede do 1H aumenta mais de uma ordem de grandeza com a dopagem. Isto pode ser explicado por um mecanismo de relaxação envolvendo acoplamento hiperfino núcleo-polaron.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 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.Item Desenvolvimento da tecnologia de tomografia por ressonância magnética nuclear(2007-06-29) Tannus, AlbertoNeste trabalho, descrevemos o desenvolvimento do equipamento e o software necessários à implementação da técnica de obtenção de imagens por RMN. Nossos principais objetivos foram a construção de um sistema de controle e aquisição de dados que permitisse operar um espectrômetro de Fourier de RMN pulsada como um tomógrafo de RMN; por outro lado, visamos a construção de um espectrômetro que tivesse seus parâmetros facilmente reconfiguráveis pelo sistema de controle. O resultado foi um sofisticado equipamento que permite, além do proposto, trabalhar com técnicas de espectroscopia de alta resolução e espectroscopia em sólidos. Uma grande ênfase foi dada ao entendimento das técnicas De reconstrução de imagens, desde as convencionais até aquelas que constituem atualmente a fronteira de pesquisa nessa área. Os resultados obtidos com o sistema descrito são considerados bons, comparáveis aos das unidades construídas por empresas que operam comercialmente nessa área, em cooperação com centros localizados em universidades no exterior, pouco devendo a equipamentos similares (protótipos) desenvolvidos naqueles centros.