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Um braço robótico é um dispositivo cujas funções e comportamentos reproduzem movimentos de um braço humano. O equipamento pode ser utilizado em várias aplicações, como linhas de produção, complexos logísticos e no âmbito educacional. Na medicina, a ferramenta auxilia os médicos em cirurgias ao executar operações com precisão. Nesse trabalho, foi desenvolvido um modelo didático de braço robótico, capaz de simular parte do funcionamento de robôs cirúrgicos. O braço robótico possui quatro graus de liberdade, em que o movimento de pinça foi executado essencialmente por um sensor de força resistivo ou por sinais eletromiográficos.

Neste artigo é apresentado uma comparação entre três softwares 3D de peças com esboço único, sendo um resultado parcial de um próximo projeto de modelagem de peças 3D que atendem a as especificidades da elaboração de um Phantom Virtual e um futuro Phantom físico para um melhor aproveitamento de recursos. As análises foram feitas com critérios estabelecidos pelos autores. Entre os softwares comparados, o SolidWorks apresentou um melhor desempenho de produtividade.

As radiografias intraorais são três técnicas, periapical, bitewing e oclusal, e são utilizadas para visualização das estruturas da cavidade bucal. As técnicas se diferenciam pelos posicionamentos do aparelho de raios-X, receptores fotográficos, e as configurações do equipamento. Em algumas situações os pacientes podem ser submetidos a muitos exames odontológicos, dependendo do tratamento odontológico, onde os feixes primários de radiação direcionado aos órgãos e tecidos radiossensíveis podem resultar em riscos a saúde dos pacientes. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um objeto simulador antropomórfico de cabeça e pescoço, e calcular computacionalmente os Coeficientes de Conversão para Dose Absorvida (CC[D]) nos órgãos e tecidos radiossensíveis do objeto simulador, para os cenários de exposição das radiografias intraorais. Os CC[D] foram calculados empregando simulações de Monte Carlo com código Monte Carlo N-Particle (MCNP) (versão 6.2), considerando as tensões de 60, 65 e 70 kVp com filtração entre 1,5 mmAl e 2,5 mmAl, recomendado para radiografias intraorais, e os posicionamentos das técnicas periapical, bitewing e oclusal. Os resultados demonstraram que as glândulas salivares apresentaram os maiores valores de CC[D] nas técnicas intraorais, sendo as glândulas sublinguais expostas as maiores energias depositadas, seguida das glândulas parótidas e submandibulares. Em alguns posicionamentos das técnicas periapical e oclusal, órgãos como os olhos, cristalino e a tireoide, apresentaram valores maiores de CC[D], devido à direção dos feixes primários de radiação e ao posicionamento das técnicas. Intraoral radiographs are composed of three techniques, periapical, bitewing, and occlusal, and are used to visualize the structures of the oral cavity. The techniques are differenti ated by the positioning of the x-ray equipment, photographic receptors, and equipment configurations. In some situations, patients may be submitted to many dental exams, depending on the dental treatment, where the primary beams of radiation directed to radiosensitive organs and tissues may present risks to the patients’ health. The objective of this work was to develop a head and neck phantom and to computationally calculate the Conversion Coefficients for Absorbed Dose (CC[D]) in the phantom’s radiosensitive organs and tissues for the exposure scenarios of intraoral radiographs. The CC[D] were calculated by Monte Carlo simulations with Monte Carlo N-Particle (MCNP) code (version 6.2), considering the voltages of 60, 65, and 70 kVp with filtration between 1.5 mmAl and 2.5 mmAl, recommended for intraoral radiographs, and the placements of the periapical, bitewing and occlusal techniques. The results showed the salivary glands showed the highest CC[D] values in the intraoral techniques, with the sublingual glands having the highest deposited energies, followed by the parotid and submandibular glands. In some positions of the periapical and occlusal techniques, organs such as the eyes, lens, and thyroid, presented higher CC[D] values, due to the direction of the primary radiation beams and the positioning of the techniques. Dissertação (Mestrado)

A doença de Parkinson (DP) é um distúrbio neurodegenerativo potencialmente devastador e multifatorial, ligado a fatores genéticos e ambientais, que comprometem funções motoras e não motoras. Uma das dificuldades em avaliar o progresso da DP é relativa ao tempo prolongado para aplicação das avaliações clínicas e questionários, a complexidade e heterogeneidade dos comprometimentos motores e a necessidade de uma análise especializada. A bradicinesia é um dos sinais motores da doença de Parkinson, caracterizada pela lentidão na execução dos movimentos, prejudicando vários aspectos, como lentidão no tempo de reação para iniciar movimentos, diminuição da amplitude de movimento ao longo da execução das tarefas, tempo prolongado para alterar o padrão motor, fadiga rápida na execução de tarefas prolongadas e diminuição do ritmo durante as atividades. A avaliação da severidade da bradicinesia pode ser influenciada pelo tempo de experiência do examinador, pela colaboração do paciente, bem como pela variabilidade de resultados interexaminadores. A Movement Disorder Society (MDS) evidenciou a necessidade de desenvolvimento e validação de tecnologias para avaliação remota da condição motora das pessoas com a DP. Neste sentido, esta pesquisa apresenta duas estratégias distintas para a avaliação da bradicinesia, sendo elas; (i) a avaliação remota da bradicinesia e análise da concordância e correlação intra e interexaminadores, e (ii) a avaliação objetiva da bradicinesia por meio de sensores inerciais, com o objetivo de discriminar as componentes lentidão, amplitude e ritmo. Para alcançar o primeiro objetivo (i) foi traçada uma estratégia onde uma equipe de mediação executou a avaliação clínica pela MDS-UPDRS (Movement Disorder Society – Unified Parkinson’s Disease Rating Scale), gravou e editou todos os vídeos, para posteriormente disponibilizar para 14 avaliadores com tempo de experiência variados, entre 3 e 10 anos, na avaliação da DP, avaliarem 12 indivíduos com DP. Para os confrontos inter e intraexaminadores os métodos de correlação tau de Kendall, Cohen Kappa, Coeficiente de correlação interclasse (ICC) e o método Bland-Altman foram aplicados nas comparações pareadas entre avaliadores. Os resultados obtidos por esta metodologia mostraram melhor correlação entre avaliadores com alta experiência. A dificuldade nas avaliações pode ser influenciada pela falta de treinamento e pela dificuldade em usar escalas clínicas de forma consistente. Os confrontos de correlação também revelaram uma baixa concordância por inexperiência e examinadores mal treinados. Apesar das falhas nas avaliações clínicas, um grande número de avaliadores clínicos, usando métodos cegos e escalas de avaliação padrão ouro, fornecem uma “verdade fundamental” mais robusta da avaliação da bradicinesia. Destaca-se aqui que toda a execução desse estudo só foi possível devido ao cumprimento do protocolo pelo grupo mediador. A eficácia e viabilidade da telemedicina durante a pandemia de COVID-19, afinal é considerada um avanço na assistência médica, possibilitando acesso remoto, até fora do contexto pandêmico. No segundo objetivo da tese (ii), buscou-se avaliar as componentes da bradicinesia: lentidão, amplitude e ritmo, extraídas a partir dos sinais inerciais. O protocolo experimental consistiu em realizar as tarefas de pinça, abrir e fechar a mão, pronação e extensão e flexão e extensão e para tal, foram posicionados sensores inerciais em pontos estratégicos da extremidade do membro superior para a análise dos movimentos e quantificação. Realizaram esse protocolo, 15 indivíduos com doença de Parkinson e 15 indivíduos hígidos com sexo e idade pareada. O processamento dos sinais foi realizado no ambiente do software R e três métodos de extração de características foram utilizados. O algoritmo SFA (Slow Feature Analysis) foi aplicado para extrair a característica de lentidão; foi criado um índice pra extrair a amplitude, baseado na amplitude total e amplitude interquartílica e o ritmo foi quantificado pelo coeficiente de variação. Os índices das componentes foram correlacionados com a avaliação clínica e também métricas estatísticas de comparação intergrupos. Os resultados obtidos indicam que as correlações entre os índices das componentes da bradicinesia e as avaliações clínicas resultaram em correlações fortes entre -0,9 e -0,8 para a amplitude e lentidão, respectivamente. E para as comparações intergrupos, para os três índices, os resultados apresentaram diferença estatisticamente significativa. Com o estudo, pode-se concluir que as ferramentas escolhidas para extrair as características dos sensores inerciais, além de apresentarem-se como uma inovação na forma de processamento, foram adequadas e eficientes na discriminação das componentes da bradicinesia. Parkinson's disease (PD) is a potentially, devastating and multifactorial neurodegenerative disorder, linked to genetic and environmental factors, which compromises motor and non-motor functions. One difficulty in evaluating the PD progress is related to the prolonged time for clinical assessments and questionnaires application, the complexity and heterogeneity of motor impairments and the need for a specialized analysis. Bradykinesia is a Parkinson's disease symptoms, characterized as the slowness in the execution of movements, such as the reaction time to start the movements, the increase the range of movement during the execution of the tasks time for the duration of the motor pattern, the rapid fatigue in performing prolonged tasks and changing rhythm during activities. The assessment of bradykinesia severity can be influenced by the examiner's time of experience, by the patient's cooperation, as by the variability of inter-examiner results. The Movement Disorder Society (MDS) highlighted the need to develop and validate technologies for remote assessment of motor condition in PD. In this sense, this research presents two distinct strategies for the bradykinesia assessment, which are: (i) intra and inter-rater remote assessment of bradykinesia in Parkinson's disease and (ii) objective assessment, using inertial sensors, with the aim of discriminating the bradykinesia components: slowness, amplitude and rhythm. To the first objective (i), a mediation team performed and recorded the clinical evaluation MDS-UPDRS (Movement Disorder Society – Unified Parkinson’s Disease Rating Scale) and edited all the videos, to later available the videos to 14 evaluators with varying experience, between 3 and 10 years, in Parkinson's disease evaluation. For intra and inter-rater analysis, statistical methods were applied between evaluations, Cohen's Kappa, intraclass coefficient correlation (ICC) and the Bland-Altman method. The correlation results obtained between experience raters are strong. Difficulty in clinical assessments can be influenced by lack of training and difficulty using clinical scales. Correlation matches also revealed low agreement due inexperience and poorly trained examiners. Despite flaws in clinical assessments, a large number of clinical raters, using blinded methods and gold standard rating scales, provide a more robust “fundamental truth” of bradykinesia assessment. It is important to highlight that the entire study execution was only possible due the mediator group compliance with the protocol. The effectiveness and feasibility of telemedicine during the COVID-19 pandemic is considered a breakthrough in medical care, enabling remote access, even outside the pandemic context. In the second objective of thesis (ii), the aim was to evaluate the bradykinesia components: slowness, amplitude and rhythm, extracted from inertial signals. The experimental protocol consisted of four tasks perform: finger tapping, open and close the hand, pronation and supination and flexion and extension. For that, inertial sensors were positioned at the upper limb for movements analysis. Fifteen individuals with Parkinson's disease and fifteen healthy individuals with matched sex and age performed this protocol. Signal processing was performed in R software and three feature extraction methods were used. The algorithm SFA (Slow Feature Analysis) was applied to extract the slowness characteristic. An index was created to extract the amplitude, based on the total amplitude and interquartile amplitude, and the rhythm was quantified by the variation coefficient. The component indices were correlated to the clinical assessment and statistical metrics for inter-group comparison. The obtained results indicate strong correlations between the bradykinesia components and clinical assessments, between -0.9 and -0.8 for amplitude and slowness, respectively. And for intergroup comparisons, the three indices showed a statistically significant difference. With this study, it can be concluded that the processing tools chosen to extract the characteristics of the inertial sensors were adequate, innovated and efficient in the discrimination of the components of bradykinesia. Tese (Doutorado)

Orientador: José Wilson Magalhães Bassani Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Toda equipe de engenharia clínica (EC) precisa preocupar-se em manter ou melhorar o nível de qualidade de suas atividades. Um dos fatores que afetam a qualidade é a produtividade da equipe técnica, logo, medir a produtividade é fundamental para que os gestores possam acompanhar a equipe e propor ações para melhorias. Na EC, a maioria dos indicadores de produtividade são para avaliação da equipe, e poucos são os indicadores que retratam a produtividade individual. Desses, a maioria possui como metodologia de cálculo o uso apenas do número de ordens de serviço (OS) resolvidas ou número de horas técnicas trabalhadas (HT). Neste trabalho foi desenvolvido um indicador de produtividade (IP) a partir: do número de OS encerradas, do número de HT e, adicionalmente, da complexidade das OS encerradas. Esse indicador poderá ser utilizado como auxilio tanto para avaliação de trabalhadores individuais, quanto de equipes. IP foi utilizado para estudar a produtividade de uma equipe de um Núcleo de EC (NEC) durante o período de 01/01/2018 à 31/12/2019 (pré-pandemia da Covid-19) e também durante o período da pandemia, de 01/03/2020 à 31/07/2021. Os dados usados para realização deste trabalho foram coletados usando o sistema de software GETS - Gestão de Tecnologia para Saúde -, desenvolvido para uso via web pelo Laboratório Nacional para Gerenciamento de Tecnologia em Saúde (LNGTS) do Centro de Engenharia Biomédica (CEB) da UNICAMP. No período pré- pandemia da Covid-19, verificou-se que 68% dos profissionais executores do NEC apresentaram boa produtividade. Já no período da pandemia, observou-se que vários indivíduos tiveram baixa produtividade devido a fatores intrínsecos do período, impactando assim na produtividade da equipe, que dada as circunstâncias, apresentou ainda um bom desempenho. Além disso, foi interessante observar que a inclusão da complexidade na medição da produtividade foi capaz de evitar vieses nos resultados Abstract: Every clinical engineering (CE) team need to be concerned with maintaining or improving the quality level of its activities. One of the factors affecting this quality is the productivity of the technical team. Therefore, measuring the productivity is fundamental for managers to monitor the team and propose actions for improvement. In CE, most productivity indexes are for team assessment, and only few represent the productivity of each person. In this case, most have as methodology for calculation the number of finish service orders (SO) or the number of worked hours (WH). In this work, a productivity index (IP) was developed based on: number of finished SO, number of WH, and complexity of completed SO. This indicator can be used to help measure the productivity of teams and individual workers. IP was used to evaluate the productivity of a CE Nucleus (NEC) team in the period from 01/01/2018 to 31/12/2019 (Covid-19 pre-pandemic) and also during pandemic period, from 01/03/2020 to 31/07/2021. The data used for this work were collected using the software GETS - Gestão de Tecnologia para Saúde -, which was developed for web-based use by the National Laboratory for Health Technology Management (LNGTS) of the Center for Biomedical Engineering (CEB) at UNICAMP. During pre-pandemic period, it was found that 68% of the NEC professionals had good productivity. During the pandemic period, it was observed that many staff members had low productivity due to intrinsic factors of the period, thus impacting the team’s productivity, which, given the circumstances, still presented a good performance. Furthermore, it was interesting to observe that the inclusion of complexity in the measurement of productivity was able to avoid biases in the results Mestrado Engenharia Biomédica Mestre em Engenharia Elétrica CAPES 88887.596944/2021-0

Dissertação de Mestrado em Gestão apresentada à Faculdade de Economia Neste estudo salientam-se os determinantes do contrato psicológico que vinculam os engenheiros técnicos de campo às empresas de tecnologia de saúde onde trabalham. Procura melhor conhecer as atribuições para a permanência destes trabalhadores e, simultaneamente, disponibilizar uma compreensão específica sobre como a perceção das práticas de gestão nessas empresas intervém naquele domínio. A temática enquadra-se numa realidade de mercado em que a tecnologia, só por si, não salvaguarda uma posição concorrencial sustentável e as empresas passam a competir globalmente. Nesta circunstância, a articulação das características dos mercados com o valor do potencial humano torna-se a dinâmica determinante para a diferenciação estratégica. O objetivo é conhecer determinantes do contrato psicológico que concorrem para que técnicos de campo permaneçam nas empresas de prestação de serviços onde trabalham. Para o efeito, recorremos a um estudo qualitativo exploratório, com recurso a dezoito entrevistas semiestruturadas a técnicos de campo de nove empresas da área dos equipamentos médicos. As narrativas transcritas foram codificadas fazendo uso do software de análise MaxQDA, de um quadro conceptual de contrato psicológico e recorrendo ao modelo recursos-exigências do e no trabalho (Job Demand-Resource). Neste enquadramento, identificamos as variáveis de contexto e conteúdo que intervêm no acordo implícito, ou sendo explícito não formal, entre o empregado e o empregador, as quais são determinantes de consequências atitudinais e comportamentais associadas ao contrato psicológico. Demonstramos que estruturas multinacionais, distanciamento geográfico e cultural dos órgãos de gestão ou a escassez de apoio organizacional são percebidos como elementos sensíveis. Por outro lado, argumentamos que a identificação trabalhador-empresa, emerge de valores, objetivos e personalidades comuns, da forma como a empresa pondera as características do trabalhador face às tarefas e a sua incorporação nas metas da organização. Neste âmbito, o trabalhador é atraído pela empresa quando há coerência entre essas metas e as suas peculiaridades, por exemplo, a forma como são disponibilizados os recursos essenciais à realização de tarefas ou como se pode sentir apoiado nos seus interesses. Opostamente, verifica-se que a ausência deste ‘encaixe’, pelo desconhecimento que a empresa tem dos trabalhadores, do seu trabalho e dos seus interesses, determina uma falta de identificação com os pressupostos prévios, que desmotiva o trabalhador, levando a quebras do contrato psicológico e podendo mesmo resultar na saída do trabalhador da empresa. Demonstramos, ainda, que a satisfação com o trabalho e a perceção de segurança do mesmo, assim como, a motivação intrínseca ao desempenho com a empresa, são referenciais com evidência positiva no contrato psicológico. Estes aspetos estão implicados numa intenção de permanência que se deduz da predisposição de recomendação da empresa encontrada no estudo. Contrariamente, o trabalhador pode sentir falta de identificação com a sua empresa, sobretudo, por aspetos relacionados com a qualidade de vida no trabalho, que indiciam situações de atrito. No estudo, esses aspetos apresentam-se como motivos de não recomendação da empresa e indicadores de intenção de saída. Sugere-se que investigações futuras avancem na compreensão do processo subjacente ao contrato psicológico, suscitando interesse articular a perceção dos trabalhadores com a perspetiva da gestão, no sentido de contribuir para uma abordagem holística. Por outro lado, seria relevante explorar a dimensão ideológica associada ao trabalho destes profissionais integrados na área da saúde, bem como os efeitos desta variável na sua vida laboral. This study highlights the determinants of the psychological contract that bind field service engineers to the healthcare companies in which they work. It seeks to gain a better insight into the attributions for their permanence and, simultaneously, to provide a specific understanding of how the perception of management practices in these companies intervene in that domain. The theme is framed in a market context in which technology alone does not safeguard a sustainable competitive position as companies are now competing globally. In this circumstance, the articulation of market characteristics with the value of human capital becomes the determining dynamic for strategic differentiation. Our objective is to explore determinants of the psychological contract that contribute to the permanence of field service engineers in the healthcare companies in which they work. To this end, we conducted an exploratory qualitative study, based on eighteen semi-structured interviews with field service engineers from nine companies in the medical equipment industry. The transcribed narratives were coded using MaxQDA analysis software, a psychological contract conceptual framework, and the Job Demand-Resource model. In this framework, we identify the context and content variables that intervene in the implicit, or being explicit non-formal, agreement between the employee and the employer, which are determinants of attitudinal and behavioral consequences associated with the psychological contract. We found that multinational structures, the geographical and cultural distance of management boards, or the lack of organizational support are perceived as sensible factors. On the other hand, we argue that the identification between worker and company emerges from shared values, goals, and personalities, from how the company balances the worker's characteristics against the tasks and their incorporation into the organization's goals. In this respect, the worker is attracted to the company when there is consistency between these goals and his peculiarities, for example, the way essential resources are provided to perform his tasks or how he may feel supported in his interests. On the opposite direction, the absence of this 'fit', due to the company's lack of knowledge about the workers, their work and their interests, determines a lack of identification with the previous assumptions, which demotivates the worker, leading to breaks in the psychological contract and may even result in the worker leaving the company. We have also showed that job satisfaction and the perception of job security, as well as the intrinsic motivation to perform with the company, are references with positive evidence in the psychological contract. These aspects are linked to a permanence intention that is inferred from the predisposition to recommend the company found in the study. On the contrary, the employee may feel a lack of identification with his company, mainly due to aspects related to poor quality of life at work, which indicate situations of friction. In the study, these aspects are presented as reasons for not recommending the company and as indicators of intention to leave. It is also worth mentioning that future research should advance in the understanding of the process underlying the psychological contract, by articulating the workers' perception with the management perspective, in order to contribute to a holistic approach. On the other hand, it would be relevant to explore the ideological dimension associated with the work of these professionals integrated in the health care sector, as well as the effects of this dimension on their work life.

Este trabalho objetivou implementar o Prontuário Eletrônico do Paciente (PEP) a fim de integrar os atendimentos realizados pelos profissionais em uma Unidade Básica de Saúde (UBS) 24 horas do município de Campo Magro (PR), Região Metropolitana de Curitiba (PR). Trata-se de um estudo observacional, descritivo, quantitativo e transversal, onde participaram 28 profissionais da área da saúde. Foram aplicados dois questionários para a coleta de dados, sendo o primeiro composto de dez e o segundo de 15 perguntas, obtendo-se cinco respostas, e posteriormente os resultados foram analisados pelos testes de Kruskal-Wallis e Mann-Whitney. O trabalho obteve aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa da UTFPR. Nos resultados notou-se que 18 profissionais (64,29%) eram do gênero feminino, entre 18 a 30 anos, com ensino superior. A classe profissional com maior participação no estudo foi à médica, com 12 (46,43%). A maioria, 17 (69,71%), possuíam conhecimento parcial em informática e 26 (71,43%) faziam uso de aparelhos eletrônicos em sua rotina diária. A capacitação foi suficientemente informativa para 25 (89,28%) do grupo estudado; o mesmo percentual acreditou ter recebido as ferramentas necessárias para uso do PEP. Entretanto, 7 (25%) dos entrevistados relataram alguma dificuldade com o uso do prontuário eletrônico. Profissionais com maior nível de escolaridade, conhecimento em informática e utilização de tecnologias eletrônicas apresentaram maior facilidade referente à capacitação, informação e adequação. O PEP melhorou o atendimento dos pacientes, segundo 23 (82,14%) dos entrevistados. O estudo mostrou-se relevante para informatização da UBS, para segurança do paciente, realização de auditorias, otimização dos arquivos de dados, agilidade nas ouvidorias, como subsídio para pesquisas futuras e integralização dos serviços prestados. Desta forma, concluise que embora haja dificuldades, o uso do prontuário eletrônico e softwares em geral traz avanços ao sistema de saúde, sendo necessárias novas pesquisas para a consolidação da implantação do PEP em todo o país, bem como melhoria da assistência à saúde da população. This study aimed to implement the Electronic Patient Record (PEP) in order to integrate the care provided by professionals in a 24-hour Basic Health Unit (UBS) in the city of Campo Magro (PR), Metropolitan Region of Curitiba (PR). This is an observational, descriptive, quantitative and cross-sectional study, in which 28 health professionals participated. Two questionnaires were applied for data collection, the first consisting of ten and the second of 15 questions, obtaining five answers, and then the results were analyzed using the Kruskal-Wallis and Mann-Whitney tests. The work was approved by the Research Ethics Committee at UTFPR. In the results, it was noted that 18 professionals (64.29%) were female, between 18 and 30 years old, with higher education. The professional class with the greatest participation in the study was the physician, with 12 (46.43%). The majority, 17 (69.71%), had partial knowledge of information technology and 26 (71.43%) used electronic devices in their daily routine. The training was informative enough for 25 (89.28%) of the studied group; the same percentage believed they had received the necessary tools to use the PEP. However, seven (25%) of respondents reported some difficulty with the use of electronic medical records. Professionals with a higher level of education, knowledge of computers and use of electronic technologies showed greater ease in terms of training, information and adequacy. The PEP improved patient care, according to 23 (82.14%) of the respondents. The study proved to be relevant for the computerization of the UBS, for patient safety, carrying out audits, optimizing data files, agility in the ombudsman, as a subsidy for future research and integration of the services provided. Thus, it is concluded that although there are difficulties, the use of electronic medical records and software in general brings advances to the health system, requiring further research to consolidate the implementation of the PEP across the country, as well as improve health care of the population.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A Bocha Paralímpica (BP) é um esporte importante na vida social de seus atletas que são pessoas com deficiência física severa nos quatro membros. Porém, o convívio social e a comunicação são falhos em algumas pessoas com paralisia cerebral. Neste esporte, os atletas com dificuldades na comunicação podem produzir um desempenho esportivo menor durante um jogo, por não conseguirem transmitir suas ideias e necessidades de forma clara e objetiva. Quando se utiliza um dispositivo de comunicação para suprir esta dificuldade, a qualidade de vida, bem como a autonomia e as relações sociais, são melhoradas. A partir da necessidade de aumentar as vias de comunicação durante um jogo de BP, propõe-se o uso de um sistema computacional não invasivo para estabelecer a comunicação, de acordo com as frases mais frequentes utilizadas pelos atletas de BP. Avaliar o uso de um sistema computacional denominado PGCA por atletas com dificuldades de comunicação, durante tarefas do jogo, foi o objetivo deste estudo. O estudo foi dividido em duas fases e contou com a participação de 27 atletas de BP. Na Fase 1, participaram 25 atletas, que responderam a um formulário on-line, com o objetivo de investigar a frequência de uso de 68 frases utilizadas por eles para se comunicar em um jogo. Na Fase 2, participaram cinco atletas, dentre os quais três também participaram da Fase 1. A Fase 2 foi executada de forma presencial e tratou-se da customização individualizada do sistema PGCA, a partir da utilização das frases, encontradas na Fase 1, em situações simuladas de jogo de BP. Os dados mostram que as frases mais frequentes para esta amostra de atletas de BP são as frases de saudação e despedida, utilizadas nos três grupos de diálogo (árbitros, colegas e adversários) e algumas frases de discussão relacionadas ao jogo. É importante destacar que todas as frases utilizadas neste trabalho (68), de alguma maneira já foram utilizadas pelos atletas investigados. Na Fase 2, o sistema PGCA foi customizado individualmente para cada atleta e gerou-se uma imagem para cada gesto escolhido por eles, considerando a velocidade deste gesto e o segmento corporal utilizado para a sua execução. Na etapa final da pesquisa, a eficácia obteve uma mediana de 22% no reconhecimento do gesto produzido pelos atletas e a eficiência em torno de 12,80s para que o sistema reconhecesse os gestos e pronunciasse a frase correspondente. O sistema PGCA foi concebido para as pessoas que possuem dificuldades na comunicação, tal como a amostra da Fase 2. De acordo com os resultados encontrados em termos de usabilidade, o sistema PGCA foi considerado um sistema promissor em auxiliar os atletas de BP. As evidências indicam que é possível facilitar a comunicação de atletas de BP durante um jogo, oferecendo uma maior quantidade de frases para serem ditas pelos atletas, além dos sinais e códigos já utilizados. Os resultados evidenciam que para atletas com maior comprometimento motor, é necessária uma diferenciação na metodologia, para que o sistema tenha um reconhecimento mais efetivo do gesto motor. A bocha paralímpica é uma modalidade esportiva importante e possibilitar a tais atletas melhorias na sua comunicação, significa possibilitar melhorias concretas na possibilidade do atleta vencer. Os resultados indicam que o sistema PGCA possui boa usabilidade para o contexto do estudo, desta forma, favorecendo a participação ativa com maior autonomia dos atletas e fornecendo também novas experiências de acessibilidade. Boccia (BO) is an important sport in the social life of its athletes who are people with severe physical disabilities in all four limbs. However, social interaction and communication are flawed in some people with cerebral palsy. In this sport, athletes with communication difficulties can produce a lower sporting performance during a game, because they are not able to convey their thoughts and needs clearly and objectively. When a communication device is used to overcome this difficulty, the quality of life, as well as autonomy and social relationships are improved. From the need to increase communication routes during a BO game, the use of a non-invasive computer system is proposed to establish communication, according to the most frequent phrases used by BO athletes. Evaluate the use of a computational system called PGCA by athletes with communication difficulties during game tasks, was the aim of this research. The study was divided into two phases and included the participation of 27 BO athletes. In Phase 1, 25 athletes participated, who responded to an online form, with the aim of investigating the frequency of use of 68 phrases used by them to communicate in a game. In Phase 2, five athletes participated, among which three also participated in Phase 1. Phase 2 was performed in person and dealt with the individual customization of the PGCA system, using the phrases found in Phase 1, in situations BO game simulations. Data show that the most frequent phrases for this sample of BO athletes are the greeting and farewell phrases, used in the three dialogue groups (referees, colleagues and opponents) and some discussion phrases related to the game. It is important to highlight that all the phrases used in this work (68), somehow, were already used by the investigated athletes. In Phase 2, the PGCA system was individually customized for each athlete and an image was generated for each gesture chosen by them, considering the speed of this gesture and the body segment used for its execution. In the final stage of the research, effectiveness had a median of 22% in the recognition of gestures produced by athletes and efficiency around 12.80s for the system to recognize gestures and pronounce the corresponding phrase. The PGCA system was designed for people who have communication difficulties, such as the sample from Phase 2. According to the results found in terms of usability, the PGCA system was considered a promising system to help BO athletes. Evidence indicates that it is possible to facilitate the communication of BO athletes during a game, offering a greater amount of phrases to be said by the athletes, in addition to the signs and codes already used. The results show that for athletes with greater motor impairment, a differentiation in the methodology is necessary, só that the system has a more effective recognition of the motor gesture. BO is an important sport and enabling such athletes to improve their communication means enabling concrete improvements in the athlete’s ability to win. The results indicate that the PGCA system has good usability for the study context, thus favoring the active participation with greater autonomy of the athletes and also providing new accessibility experiences.

As próteses de mão projetadas para reproduzir movimentos de preensão naturais, descritas na literatura, são providas de atuadores angulares associados a elementos de transmissão como cabos, barras ou engrenagens. As configurações mecânicas comumente aplicadas nas próteses restringem a mobilidade dos dedos à condição de flexão ou extensão proporcionalmente distribuída entre os elos do mecanismo que correspondem às falanges, limitando a possibilidade de reprodução de movimentos independentes entre as falanges proximais e mediais e entre a região metacarpal e as falanges proximais. Esta pesquisa envolve o desenvolvimento de um modelo ideal em software de modelagem 3D de mão que possibilite avaliar a mobilidade independente entre as falanges servindo-se de pequenas molas ortodônticas de Nitinol como atuadores instalados em pares para cada articulação dos dedos. Para realização deste estudo, foi necessário determinar características dimensionais dos componentes mecânicos da prótese e de posicionamento das molas, simulando a variação de comprimento das molas sob variação de temperaturas por efeito Joule, bem como a capacidade de carga exercida em contração e relaxamento do membro biônico. Os resultados mostram que a movimentação individual das articulações é alcançada, mas a energia mecânica desenvolvida pelos atuadores testados nesta pesquisa é inferior a todos os dados observados nos relatos de aplicação de motores angulares. Hand prostheses that are described in the literature, designed to reproduce natural gripping movements, are provided with angular actuators associated to transmission elements such as cables, bars or gears. The mechanical configurations, commonly applied in prostheses, restrict the mobility of the fingers to the condition of flexion or extension proportionally distributed among the links of the mechanism that correspond to the phalanges, limiting the possibility of reproducing independent movements between the proximal and medial phalanges and between the metacarpal and the proximal phalanges. This research is about the development of an ideal hand model in 3D modeling software that enables the assessment of independent mobility among the phalanges using small Nitinol orthodontic springs as actuators, installed in pairs for each finger joint. To carry out this study, it was necessary to determinate dimensional characteristics of the mechanical components of the prosthesis and the positioning of the springs, simulating the variation in the length of the springs under temperature variation by the Joule effect, as well as the load capacity exerted during contraction and relaxation of the bionic limb. The results show that the individual movement of the joints is achieved, but the mechanical energy developed by the actuators tested in this research is inferior to all the data observed in the angular motors application reported.

A hipertensão arterial, conhecida como pressão alta, é uma condição em que a pressão arterial se mantém frequentemente acima de 140/90mmHg. Dados do Ministério da Saúde mostram que em 2017 o Brasil registrou 141.878 mortes devido à hipertensão ou a causas atribuíveis a ela. Este estudo tem por objetivo avaliar a confiabilidade das medições de pressão arterial e o desempenho do aplicativo de celular com relação aos resultados obtidos quando usado o equipamento de referência medidor automático de pulso, bem como mensurar através da aplicação de questionário de qualidade de vida, o grau de conhecimento da população sobre hipertensão arterial e da importância do acompanhamento contínuo da pressão para a prevenção de outras doenças graves. Esta pesquisa caracterizou-se como um estudo prospectivo transversal, observacional, comparativo quantitativo de caráter descritivo que foi realizado em três etapas. A aplicação de forma online de um questionário de qualidade de vida com relação à pré-disposição da hipertensão. A medição da pressão arterial para a comparação dos resultados obtidos e a elaboração e validação da cartilha da hipertensão. A cartilha foi avaliada de forma online por profissionais da área da saúde, comunidade em geral e profissionais da área de design. Os resultados obtidos por meio do questionário de qualidade de vida indicam que 31,2% da amostra acredita estar acima do peso, 45,1% utilizam alimentos processados ou industrializados e quase 80% da amostra afirmou ter histórico de pressão alta na família, sendo esses fatores, entre outros, considerados de risco para o desenvolvimento da hipertensão. Com relação à medição da pressão arterial, os resultados indicam que, tanto para a pressão arterial sistólica como para diastólica, não foi encontrada diferença significativa entre as duas formas de medição. Com relação à avaliação da cartilha, os participantes consideraram que a mesma apresenta conteúdo e aparência adequados para a promoção do conhecimento educativo e para a auto eficácia individual de prevenção da hipertensão arterial. High blood pressure, also known as high blood pressure, is a condition in which blood pressure is always above 140/90 mmHg. Data from the Ministry of Health show that in 2017, Brazil recorded 141,878 deaths due to hypertension or causes attributable to it. This study aims to evaluate the reliability of blood pressure rates and the performance of the cell phone application in relation to the results obtained when using the result of the automatic pulse meter, as well as to measure, through the application of a quality of life questionnaire, the degree of knowledge of the population about arterial hypertension and the importance of continuous monitoring of blood pressure for the prevention of other serious diseases. This research was characterized as a prospective cross-sectional, observational, qualitative-quantitative comparative descriptive study that was carried out in three stages. The online application of a quality of life questionnaire in relation to pre-disposition to hypertension. The combination of blood pressure for a comparison of the results obtained and the validation and validation of the hypertension guide. The hypertension booklet was evaluated online by health professionals, the general community and design professionals. The results obtained through the quality of life questionnaire indicate that 31.2% of the sample believes they are overweight, 45.1% use processed or industrialized foods and almost 80% of the sample claimed to have a history of high blood pressure in the family, these being, among others, factors that are considered risk factors for the development of hypertension. Regarding diastolic blood pressure, no difference was found between the two forms of determination. Regarding the evaluation of the booklet, the participants considered that it has content and adequacy to the promotion of educational knowledge and for an automatic individual effectiveness in the prevention of arterial hypertension.

UFU - Universidade Federal de Uberlândia O câncer de mama é a uma das principais causas de morte por câncer entre as mulheres e a mamografia é o exame mais sensível para a detecção precoce, podendo reduzir a mortalidade. Entretanto, a mamografia apresenta limitações especialmente em mamas densas ou espessas, em que a identificação de nódulos ou microclacificações pode ser obscurecida pelos tecidos mamários. Recentemente, a técnica de mamografia contrastada vêm apresentando grande potencial como técnica de imagem complementar à mamografia de rastreamento, para a identificação de alterações. Nessa técnica, utiliza-se um agente de contraste à base de iodo, por via intravenosa, permitindo que o agente de contraste administrado circule pelos vasos sanguíneos da mama, causando o realce de possíveis nódulos malignos. Na mamografia contrastada de dupla energia, são adquiridas imagens com feixes de radiação de baixa e alta energia, e as duas imagens são então subtraídas, fornecendo o realce do agente de contraste em relação ao tecido mamário. A qualidade da imagem mamográfica depende, dentre outros fatores, do desempenho do receptor de imagem quanto à relação à resolução espacial, e a função de transferência de modulação (MTF), que quantifica a redução no contraste no domínio das frequências espaciais, é considerada a função mais adequada para avaliar a resolução espacial do sistema de imagem. O objetivo deste trabalho é estudar os diferentes tipos de receptores (a-Se e CsI) com a finalidade de determinar como diferentes fatores de aquisição podem influenciar na qualidade da imagem. Esse estudo foi feito a partir da obtenção das curvas de MTF x , adquiridas por meio das simulações utilizando o código Monte Carlo PENELOPE. Foram analisados o desempenho de receptores de conversão direta (a-Se) e indireta (CsI), considerando os feixes de baixa e alta energia empregados em mamografia contrastada. Os resultados mostraram que para o a-Se, as curvas de MTF x apresentam melhora com o aumento do potencial do tubo, ao passo que para o CsI há uma redução na MTF x , especialmente para feixes com energias acima da borda de absorção da camada K do receptor. O aumento na espessura dos receptores provoca uma redução na MTF x , devido ao aumento da probabilidade de ocorrer interações múltiplas, e de reabsorção pelo próprio receptor da radiação característica produzida. Não foi observado resultado significativo de influência da atenuação do feixe pela mama nas curvas de MTF x . Para as curvas de MTF pré-amostragem, observou-se que os efeitos geométricos referentes às dimensões da superfície dos elementos detectores são a principal causa de limitação da resolução espacial da imagem, com menor influência das interações da radiação. Os resultados obtidos neste trabalho foram comparados com resultados experimentais da literatura, apresentando boa concordância, indicando a viabilidade do uso dos métodos computacionais para simulação do transporte da radiação no receptor para o estudo do desempenho do sistema de imagem em mamografia contrastada. Breast cancer is one of the main cause of cancer death among women, and mammography exams are the only imaging technique that has shown to reduce such mortality. However, mammography has limitations, especially in dense or thick breasts, in which the identification of nodules or microcalcifications may be obscured by breast tissue. Recently, the contrast-enhanced mammography technique has shown a great potential as a complementary imaging technique to identify alterations in screening mammography. In this technique, an iodine-based contrast agent is administred intravenously, allowing the administered contrast agent to circulate throughout the breast blood vessels, highlighting possible malignant nodules. In dual-energy contrast-enhanced mammography, images are acquired with low- and high-energy radiation beams, and the two images are then subtracted, providing an increase in the contrast agent in relation to the breast tissue. The quality of the mammography image depends, among other factors, on the performance of the image receptor with respect to spatial resolution and on the modulation transfer function (MTF), which quantifies the reduction in contrast at the spatial frequency domain, is considered the most appropriate function to evaluate the spatial resolution of the imaging system. The objective of this work is to study the different types of image receptors (a- Se and CsI) in order to evaluate how different acquisition factors can influence image quality. This study was done by obtaining the MTF x curves, acquired through simulations using the Monte Carlo code PENELOPE. The performance of direct conversion (a-Se) receivers and indirect conversion (CsI) receptors were analyzed considering low and high energy beams employed in contrast mammography. Results showed that, with the increase of the tube potential, the MTF x curves improve for a-Se, while for CsI there was a reduction in MTF x , especially for beams with energies above the absorption K-edge of the receptor. The increase of receptor thickness causes a reduction in MTF x , due to the increased probability of multiple interactions occurrence and of the reabsorption of produced characteristic radiation by the receptor. It was not observed significant results for the influence of beam attenuation by the breast on the MTF x curves. For the pre-sampling MTF curves, it was observed that geometric effects due to the dimensions of the surface of the detector elements are the main cause of limitation of the image’s spatial resolution, with less influence of the radiation interactions. The results obtained in the present study were compared with experimental data from the literature, showing good agreement, indicating the feasibility of using computational methods for simulating the radiation transport in the receptor for the study of the imaging systems performance in contrasted-enhanced mammography technique. Dissertação (Mestrado)

Cada vez mais a tecnologia vem transformando a medicina, e os hospitais incorporam novos equipamentos médico-assistenciais de forma rotineira. Esses avanços contribuem para a melhoria assistencial dos pacientes, no sentido de agregar maior eficiência e segurança nos diagnósticos e tratamentos. Contudo, esse movimento requer que os estabelecimentos de saúde contem com estrutura gerencial específica para lidar com o dinamismo do cenário. Neste contexto, a Engenharia Clínica oferece suporte no planejamento para as aquisições de novos equipamentos médico-assistenciais, incluindo aquelas que se destinam à substituição de tecnologias obsoletas. Especificamente para essa segunda tarefa, é requerida uma análise profunda de informações, indicadores e do contexto do equipamento dentro do hospital, para que as decisões sejam assertivas. Assim, o objetivo desta pesquisa foi desenvolver uma ferramenta multicritério de avaliação do nível de obsolescência dos equipamentos médico-assistenciais de um hospital universitário público, situado em Minas Gerais. Este trabalho se justifica pela possiblidade da ferramenta subsidiar os novos investimentos na área, minimizando equívocos no processo decisório, considerando, em especial, que o setor público de saúde se caracteriza por administrar recursos escassos. A metodologia que conduziu o trabalho se dividiu em duas partes. Na primeira foi realizada uma revisão integrativa da literatura para selecionar quais critérios seriam considerados na construção da ferramenta multicritério, sendo eles: idade do equipamento, custo de manutenção, suporte do fornecedor, taxa de falha e risco ao paciente. Em seguida, aplicou-se a ferramenta em todos os 2723 equipamentos de média e alta complexidade do hospital, obtendo-se assim o escore de obsolescência de cada um. Os principais resultados obtidos no trabalho foram a criação da ferramenta multicritério e a indicação dos escores de obsolescência de cada equipamento avaliado, sendo constatado que a Terapia Intensiva é o setor com maior número de equipamentos obsoletos e Diagnóstico e Terapia por Imagem o com maior percentual deles. Em relação ao tipo de equipamento, foi indicado que os oxímetros de pulso e os cardioversores são os mais obsoletos na instituição. Como produtos técnicos o trabalho apresenta a ferramenta multicritério desenvolvida; um relatório que indica os 100 equipamentos médico-assistenciais com maior nível de obsolescência entre os avaliados no Hospital universitário cenário do estudo; e um artigo científico de revisão integrativa da literatura. A ferramenta multicritério desenvolvida mostrou-se de fácil aplicação na instituição e poderá ser utilizada em processos decisórios de substituição de equipamentos no curto prazo, com importante contribuição na otimização do uso desses recursos.

Doenças cardiovasculares estão entre as principais causas de morte do mundo de acordo com a maioria das organizações de saúde, com a estenose aórtica estando entre uma das causas mais recorrentes.Nesses casos, um procedimento cirúrgico para transplante valvular é necessário. Válvulas biológicas de pericárdio bovino ou porcino são amplamente utilizadas. Antes de estarem aptas para implante, elas passam por diversos testes em um ambiente desimulação cardíaca, que reproduzem parâmetros como fluxo e pressão, com objetivode assegurar a qualidade do material. Neste contexto, o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um fantoma cardíaco que seja capaz de reproduzir os movimentos de sístole e diástole do ventrículo esquerdo do coração humano, utilizando de técnicas de segmentação a partir de imagens tomográficas, estruturadopor meio do processo de manufatura aditiva e prototipagem com látex, e controlado por meio de um microcontrolador. Uma revisão bibliométrica foi realizada, com objetivo de identificar as técnicas mais utilizadas. O fantoma foi inserido em um ambiente de simulação cardíaca, também projetado e desenvolvido na qual teve seuacionamento por sistemas pneumáticos mecânicos, que simularam as fibras musculares ventricular. Sensores de fluxo e pressão foram instalados na saída da válvula aórtica e os resultados experimentais foram comparados com uma simulação previamente realizada por meio do efeito Windkessel em seus três modelos. O estudo realizado conseguiu reproduzir os movimentos biomecânicos nos sentidos radial, longitudinal e lateral, além das variáveis fisiológicas presentes no ciclo cardíaco. Maiores refinamentos são necessários, porém a técnica deste trabalho apresenta potencial para ser utilizado em ambientes de simulação cardíaca humana com baixo custo. Cardiovascular diseases are among the leading causes of death worldwide accord to by most healthcare organizations, with aortic stenosis being among one of the most recurrent causes. For this cases a surgical procedure for valve transplantation is necessary. Biological valves from bovine or porcine pericardium are widely used. Before being ready for implantation, they undergo several tests in a cardiac simulation environment, which reproduce parameters such as flow and pressure, to ensure the quality of the material.In this context, the objective of this work is to develop a cardiac phantom that can reproduce the systole and diastole movements of the left ventricle of the human heart, using segmentation techniques from computerized tomography exam, structuredthrough the additive manufacturing process and latex prototyping, and controlled through a microcontroller. A bibliometric review was carried out to identify the most used techniques. The phantom was inserted in a simulation environment, also designed and developed, in which it was activated by mechanical pneumatic systems,which simulated the ventricular muscle fibers. Flow and pressure sensors wereinstalled at the aortic valve outlet and the experimental results were compared with a simulation performed using the Windkessel effect in its three models. The study carried out managed to reproduce the biomechanical movements in the radial, longitudinal and lateral directions, in addition to the physiological variables present in the cardiac cycle. Further refinements are prepared, but the technique of this work has the potential to be used in human simulation environments at a low cost.

Este trabalho apresenta o estudo do desenvolvimento de um método para melhorar as condições de observação e aprimorar resultados em experimentos de laboratório, a partir de um microscópio estereoscópico (lupa), da membrana corioalantoica de embrião (CAM) em ovos de galinha. Nesses experimentos foram implantados diferentes tipos de compostos que alteram os fatores de crescimento de vasos sanguíneos tanto para mais quanto para menos, ou seja, provocam uma alteração na densidade de vasos sanguíneos na região afetada. Essas pesquisas requerem a quantificação da vascularização para comparação dos efeitos estimuladores ou inibidores provocados por diversos agentes. Essa quantificação deve ser acurada, objetiva e consistente, por isso as imagens devem ter uma maior clareza nos aspectos observáveis e fatores que degradam a qualidade de uma imagem como: áreas de sombra, a falta de brilho e profundidade na visualização entre outros fatores devem ser minimizados. Para isso, primeiramente, foram observadas as principais limitações do sistema de iluminação da lupa na aquisição de imagens de CAMs e a partir do estudo das características das fontes de iluminação originais do microscópio e de fontes de iluminação alternativas e somando a utilização de recursos disponíveis, foi desenvolvido um aparato para melhorar a qualidade e o controle da iluminação. Para comparação dos resultados obtidos pelos dois métodos, foram utilizados nas imagens obtidas um método de contagem por grade e também um método de processamento digital, o B-COSFIRE para segmentar e possibilitar a medição das variações de densidade de vasos captados através do uso de fractais. Devido às características do método de iluminação proposto e desenvolvido para o estudo das membranas corioalantoicas, analisou-se um ganho nos resultados à medida que mais detalhes das imagens foram observados, isso tudo em comparação às imagens obtidas com a iluminação original do microscópio utilizado. Tornou-se nítido que, com uma melhor iluminação, destacam-se os vasos mais sutis, garantindo assim resultados melhores para uma posterior análise das imagens e medição da densidade dos vasos dentro do campo de visão. This work presents the study of the development of a method to improve the observation conditions and improve results in laboratory experiments, from a stereoscopic microscope (magnifying glass), of the embryo chorioallantoic membrane (CAM) in hen eggs. In these experiments, different types of compounds were implanted that alter blood vessel growth factors for both more and less, that is, they cause a change in the density of blood vessels in the affected region. These studies require the quantification of vascularization to compare the stimulatory or inhibitory effects caused by different agents. This quantification must be accurate, objective and consistent, só the images must have greater clarity in the observable aspects and factors that degrade the quality of an image such as: shadow areas, lack of brightness and depth in the visualization, among other factors, must be minimized. For this, first, the main limitations of the magnifying glass lighting system in the acquisition of images from CAMs and from the study of the characteristics of the original light sources of the microscope and alternative light sources, and adding the use of available resources, were observed, an apparatus was developed to improve the quality and control of lighting. To compare the results obtained by the two methods, a grid counting method and a digital processing method, the B-COSFIRE were used in the images obtained to segment and enable the measurement of density variations of captured vessels through the use of fractals. Due to the characteristics of the illumination method proposed and developed for the study of chorioallantoic membranes, a gain in the results was analyzed as more details of the images were observed, all this compared to the images obtained with the original illumination of the microscope used. It became clear that, with better lighting, more subtle vessels stand out, thus ensuring better results for further image analysis and measurement of vessel density within the field of view.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais A maior parte dos tratamentos radioterápicos é feita através de irradiações com feixes de fótons de diferentes energias. Para as medidas dosimétricas nesses feixes as técnicas mais utilizadas são a termoluminescência (TL) e a luminescência opticamente estimulada (OSL); para a correta utilização desses, é necessário conhecer suas características dosimétricas como a variação da sua resposta com a energia do feixe de radiação. O objetivo deste trabalho foi estudar a dependência energética da resposta relativa de diversos materiais quando irradiados em feixes monoenergéticos de fótons de baixas a altas energias, 10 keV a 1 MeV. Para isso, foram obtidas curvas de resposta relativa em função da energia dos fótons em água e no ar, para materiais comercialmente disponíveis como Sulfato de Cálcio dopado com Disprósio - CaSO4:Dy, Fluoreto de Lítio - LiF puro, dopado com materiais como Mg, Cu, P e Ti, e agregado com PTFE; e novos materiais promissores para uso na dosimetria como cristais variando a concentração de óxido de bário, óxido de cádmio, trióxido de dilantânio; e cristais compostos por BaGd2ZnO5 puro e dopado com Er e Yb. A relação foi estudada pela simulação Monte Carlo empregando o código MCNP6.2. Os resultados para materiais amplamente estudados foram coerentes com os resultados experimentais já apresentados na literatura. Para os novos materiais, foi possível observar seu comportamento em função da energia do feixe. Porém, nenhum material estudado se aproximou da linearidade interessante apresentada pelo LiF. The radiotherapy treatments are mostly carried out through irradiation with photon beams of different energies. For the dosimetric measurements in these beams, the most used techniques are thermoluminescence (TL) and optically stimulated luminescence (OSL). It is necessary to know their dosimetric characteristics such as the variation of their response with the energy of the radiation beam. The aim of this work was to study the energy dependence of the relative response of different materials when irradiated in low to high energy monoenergetic photon beams, 10 keV to 1 MeV. For this purpose, relative response curves as a function of photon energy in water and air were obtained for commercially available materials such as Calcium Sulfate doped with Dysprosium - CaSO4:Dy, Lithium Fluoride - pure LiF and doped with materials such as Mg, Cu , P, and Ti, and aggregated with PTFE; and promising new materials for use in dosimetry as crystals varying the concentration of barium oxide, cadmium oxide, dilanthanum trioxide; and crystals composed of pure BaGd2ZnO5 and doped with Er and Yb. The relationship was studied by Monte Carlo simulation using the code MCNP6.2. The results for widely studied materials were consistent with the experimental results already presented in the literature. For the new materials, it was possible to observe their behavior as a function of the beam energy. However, no material studied approached the interesting linearity presented by LiF. Dissertação (Mestrado)

Estima-se que haja anualmente mais de 1,2 milhões de casos de meningite bacteriana em todo o mundo, com coeficientes de incidência e letalidade que variam de acordo com a região, país, faixa etária e agente etiológico. No Brasil, o número de casos referentes às meningites de origem bacteriana é preocupante, pois além de sua rápida evolução e letalidade, representam em número de casos o segundo maior número de registros, com uma representatividade de 27,4%, de acordo com os dados de vigilância epidemiológica. Assim, considerando que a identificação etiológica e o diagnóstico precoce são essenciais para a definição de tratamentos antimicrobianos adequados, instituição de medidas de controle e até mesmo para o monitoramento do perfil epidemiológico da doença, e que, durante a pesquisa bibliográfica, foi identificado a existência de uma quantidade ordinária de plataformas totalmente automatizadas disponíveis no mercado, em conjunto com uma ausência de compatibilidade entre plataformas e painéis moleculares multiplex. O presente trabalho teve como objetivo validar o painel molecular multiplex XGEN MULTI MB (Fab.: Mobius LifeScience, Ref. XG-MB-MB-24) para uso em conjunto com a plataforma totalmente automatizada BD MAX™ System (Fab.: BD Diagnostics, Ref. BD MAX™ System), formando assim um sistema sindrômico multiplex utilizado para diagnóstico molecular de meningites bacterianas, denominado ao longo do trabalho como SSM MB. Como layout de validação, foram consideradas seis etapas de ensaios analíticos, compostas por ensaios de robustez, sensibilidade analítica, especificidade analítica, precisão e exatidão/acurácia, somando um total de 162 testes realizados. Para realização dos ensaios, foram utilizadas amostras previamente conhecidas como negativas para os patógenos em análise, em conjunto com padrões sintéticos de concentração conhecida, específicos para detecção dos alvos detectados no painel molecular multiplex XGEN MULTI MB. Após a avaliação dos resultados obtidos verificou-se que o sistema sindrômico multiplex SSM MB apresentou: curvas de amplificação em formato exponencial, resultados de detecção válidos e valores de fluorescência de acordo com o padrão observado na rotina utilizando um ganho de 80 (ensaios de robustez); capacidade de detectar os patógenos Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae e Haemophilus influenzae até uma concentração mínima de aproximadamente 13 cópias/µL (ensaios de sensibilidade analítica); capacidade de realizar detecções apenas do patógeno alvo, em canal específico, sem indícios de interferência de fluorescência em outros canais ópticos (ensaios de especificidade analítica); capacidade de detectar medições sucessivas de um mesmo analito, em condições operacionais inalteradas e em condições operacionais distintas, com resultados concordantes e dentro dos critérios de aceite proposto (ensaios de precisão); capacidade de detectar valores de medição próximos aos resultados aceitos como verdadeiramente corretos (ensaios de exatidão/acurácia). Deste modo, concluiu-se que o sistema sindrômico multiplex SSM MB atendeu aos objetivos previamente propostos, com resultados considerados como satisfatórios em todas as etapas de ensaio realizadas. Tanto que, posteriormente, os dados gerados neste trabalho também serão utilizados como base pelo fabricante, para atualização de registro do produto e inclusão da plataforma BD MAX™ System (Fab.: BD Diagnostics, Ref. BD MAX™ System) como equipamento compatível com o kit, perante o órgão regulamentador (ANVISA). It is estimated that anually there are more than 1.2 million cases of bacterial meningitis worldwide, with coefficients of incidence and lethality that vary according to region, country, age group and etiologic agent. In Brazil, the number of cases referring to bacterial meningitis is worrying, because besides its rapid evolution and lethality, it represents, in number of cases, the second largest number of records, with a representativeness of 27.4% according to the epidemiological surveillance data. Also, considering that the etiological identification and early diagnosis are essential for the definition of appropriate antimicrobial treatments, institution of control measures and monitoring of the disease’s epidemiological profile, along with the fact that during the bibliographic search an ordinary amount of fully automated platforms available on the market were found and a lack of compatibility between platforms and multiplex molecular panels was identified. The present study aimed to validate the multiplex molecular panel XGEN MULTI MB (Fab.: Mobius LifeScience, Ref. XG-MB-MB-24) for the use with a fully automated platform BD MAX™ System (Fab.: BD Diagnostics, Ref. BD MAX ™ System), forming together a multiplex syndromic system used for the molecular diagnosis of bacterial meningitis, later described as SSM MB. As validation layout, six stages of analytical tests were considered, including tests of robustness, analytical sensitivity, analytical specificity, precision, and accuracy, summing a total of 162 tests performed. For the testing procedure, previously known negative samples for the pathogens under analysis were used, along with synthetic standards of known concentration specific for the targets’ detection of the multiplex molecular panel XGEN MULTI MB. After the result’s evaluation, it was verified that the SSM MB multiplex syndromic system presented: amplification curves on exponential format, valid detection results and fluorescence values according to the pattern observed in the routine when using a gain of 80 (robustness tests); ability to detect Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae, and Haemophilus influenzae at a minimum concentration of approximately 13 copies/µL (analytical sensitivity tests); ability to perform detections only from the target pathogen, on specific channels and without evidence of fluorescence interference on anoother optical channels (analytical specificity tests); ability to detect successive measurements of the same analyte, under unaltered operating conditions and under different operating conditions, with consistent results and within the proposed acceptance criteria (precision tests); ability to detect measurement values, close to results accepted as truly correct (accuracy tests). Threfore, it was concluded that the SSM MB multiplex syndromic system met the objectives previously proposed with results considered satisfactory in all the tests performed. Such as that later, the data generated on this study will also be used by the manufacturer to update the product registration, adding the BD MAX™ System platform (Fab.: BD Diagnostics, Ref. BD MAX™ System) as an equipment compatible with the kit, at the correspondent regulatory authorities (ANVISA).

O estudo apresenta uma investigação feita em ambiente de trabalho da construção civil, onde os colaboradores estão sobre exposição de altos níveis de pressão sonora, o que pode ocasionar complicações de estresse físico e mental. O objetivo foi correlacionar a Variabilidade da Frequência Cardíaca (VFC) e usá-la para mensurar o estresse fisiológico provocado pela ocorrência de ruídos. A pesquisa realizada pode ser classificada como exploratória, transversal, quali-quantitativa e descritiva, com dados coletados em tempo real e em ambiente de trabalho efetivo, em 24 participantes com idade de 27 a 53 anos. Foi efetuada uma anamnese completa do estado de saúde e um questionário da Escala de Estresse no Trabalho (EET). Também se efetuou a medição de composição corporal, avaliação hemodinâmica e monitoramento da Variabilidade da Frequência Cardíaca nos momentos com e sem ruídos. Os dados do monitor de frequência cardíaca foram captados para filtragem através do software WCS Pulse e analisados mediante o software Kubios HRV. Para análise estatística foi utilizado o software BioEstat, verificando a normalidade dos dados por intermédio do teste de Shapiro-Wilk. Os dados normais foram correlacionados pelo teste de Pearson e os não-paramétricos, pelo teste de Spearman. As amostras dos períodos com e sem a presença de ruídos, pelo teste t de Student Pareado e pelo teste de Wilcoxon. Foi considerado o p-valor menor que 0,05. As evidências encontradas na alteração da atividade autônoma (SNA) dos participantes da pesquisa, sugerem ser um indicativo para uma associação à ocorrência dos ruídos. This study presents an investigation carried out in a civil construction work environment, where employees are under exposure to high levels of sound pressure, which can cause physical and mental stress complications. The goal was to track the Heart Rate Variability (HRV) and correlate it to measure the physiological stress caused by the occurrence of noise. The research conducted can be classified as exploratory, crosssectional, quali-quantitative and descriptive, with data collected in real time in an actualwork environment, from 24 participants aged 27 to 53 years. A complete anamnesis of health conditions and a questionnaire of the Work Stress Scale (TSS) were performed. Body composition was also measured, hemodynamic assessment was performed, and Heart Rate Variability was monitored in the moments with and without noise. The data from the heart rate monitor were captured and filtered through the WCS Pulse software and analyzed using the Kubios HRV software. BioEstat software was used for statistical analysis, verifying the data normality using the Shapiro-Wilk test. The normal data were correlated by Pearson’s test and the non-parametric data by Spearman’s test. The samples from the periods with and without the presence of noise, by the Paired Student t-test and the Wilcoxon test. A p-value of less than 0.05 was considered. The evidences found in the research participants’ autonomic activity (ANS) alteration suggest that it is an indication of an association with the occurrence of the noises.

A Engenharia Clínica é responsável pelas manutenções preventivas dos equipamentos médicos em unidades hospitalares. Ocorre que em grande parte dos hospitais as manutenções preventivas são programadas empiricamente de forma manual, o que acaba por não fornecer a solução ótima quanto à distribuição equânime das tarefas durante o ano, ocasionando uma demanda variável de mão de obra. O objetivo do presente trabalho é a utilização de ferramenta matemática para reorganização das manutenções preventivas (atividades fixas) de unidades hospitalares, com a consequente possibilidade de se otimizar o quadro de colaboradores dos setores de Engenharia Clínica. São utilizadas técnicas de Programação Linear Inteira (PLI), com inclusão das restrições relacionadas aos colaboradores, horários e periodicidade das preventivas, implementado no solver Lingo 18.0. Para validação do modelo são utilizadas informações obtidas de 4 unidades hospitalares atendidas pela mesma empresa terceirizada na cidade de Curitiba, Paraná, possibilitando a confrontação da solução do modelo com as informações da situação vigente. A solução ótima fornecida pela modelagem confirma que há grande margem para otimização das tarefas e pessoal da Engenharia Clínica com implantação da solução resultante melhor possível, considerando as restrições estabelecidas. Clinical Engineering is responsible for the preventive maintenance of medical equipment in hospital units. It happens that in most hospitals preventive maintenance is empirically programmed manually, which ends up not providing the optimal solution for the equitable distribution of tasks during the year, causing a variable demand for labor. The objective of the present work is the use of a mathematical tool to reorganize preventive maintenance (fixed activities) of hospital units, with the consequent possibility of optimizing the workforce in the Clinical Engineering sectors. Integer Linear Programming (ILP) techniques are used, with the inclusion of restrictions related to collaborators, preventive schedules and frequency, implemented in the Lingo 18.0 solver. To validate the model, information obtained from 4 hospital units served by the same outsourced company in the city of Curitiba, Paraná, is used, making it possible to compare the model’s solution with information from the current situation. The optimal solution provided by the modeling confirms that there is great scope for optimization of the tasks and personnel of the Clinical Engineering with implantation of the best possible resulting solution, considering the established restrictions.

Para o cálculo da dose em eletronterapia, utiliza-se um coeficiente de correção relacionado ao bloco de proteção, referente ao tamanho de campo e à energia do feixe, denominado de fator output, o qual é determinado para cada bloco a ser utilizado. Assim, neste trabalho foi determinado o fator output para diversos campos por meio do uso da câmara de ionização e método de integração setorial. Foram confeccionados 28 blocos de proteção e utilizados mais 3 blocos de referência disponibilizados na clínica. As medidas foram realizadas em um acelerador linear TrueBeam com feixes de 6, 9 e 12 MeV para os cones 6x6, 10x10 e 10x6 cm². Realizou-se medidas com câmara de ionização em um phantom de água para a obtenção do fator output mediante a razão entre as leituras de cada bloco em relação àquelas do bloco de referência. O fator também foi calculado por meio do método de integração setorial mediante função polinomial, a qual apresenta uma divisão do bloco em 16 raios espaçados uniformemente e apresenta a média do output de cada raio. Os resultados obtidos com a câmara de ionização e por meio do método de integração setorial apresentaram confiabilidade compatíveis, com diferença percentual relativa de ± 3%. Como os resultados com a câmara de ionização e método de integração setorial estão dentro dos limites de tolerância das recomendações de protocolos de dosimetria é possível utilizar os dois métodos na rotina clínica. Assim, conclui-se que é possível determinar o uso da câmara de ionização e o método de integração setorial como técnicas eficientes para a obtenção do fator output a ser aplicado como fator de correção no cálculo de unidades monitoras em eletronterapia. To calculate the dose in electrotherapy, a correction coefficient related to the protection block is used, referring to the field size and the beam energy, called the factor output, which is determined for each block to be used. Thus, in this work, the output factor for several fields was determined through the use of the ionization chamber and method of sectorial integration. 28 protection blocks were made and another 3 reference blocks made available at the clinic were used. The measurements were performed on a TrueBeam linear accelerator with beams of 6, 9 and 12 MeV for the 6x6, 10x10 and 10x6 cm² cones. Ionization measurements were carried out in a water phantom for the input of the output factor by means of a ratio between the readings of each block in relation to those of the reference block. The factor was also grouped using the sectoral integration method applying a polynomial function, which presents a division of the block in 16 evenly spaced rays and presents an average of the output of each ray. The results obtained with the ionization chamber and the method of sectorial integration are compatible, with a relative difference of ± 3%. As the results with the ionization chamber and the sectorial integration method are within the tolerance limits of the dosimetry protocol recommendations, it is possible to use both methods in the clinical routine. Thus, it is concluded that it is possible to determine the use of the ionization chamber and the method of sectorial integration as an efficient technique to produce the output factor to be processed as a correction factor in the calculation of monitor units in electron therapy.

A utilização de biomateriais na medicina tem se intensificado conforme novos tratamentos vão surgindo. Dentre os biomateriais, um segmento de grande importância que tem atraído a atenção de diversos cientistas são as biocerâmicas. Esses materiais possuem diversas aplicações quando se trata de regeneração, geração e formação de tecidos ósseos. O fosfato de cálcio, mais especificamente a hidroxiapatita, constitui uma grande parte da composição dos ossos e dentes humanos. Esse composto é facilmente produzido em laboratório com propriedades semelhantes às daquele natural presente no corpo humano. O biomaterial é utilizado principalmente para a produção de scaffolds porosos com o intuito de atuar como enxerto ósseo e substituir técnicas como o auto e aloenxerto. Este trabalho validou as principais técnicas de fabricação desses scaffolds usadas atualmente (freeze casting, impressão por extrusão, HAPES (suspensão emulsificada com alto teor de alcano) e LAPES (suspensão emulsificada com baixo teor de alcano), e estuda os parâmetros da técnica de produção de estruturas cerâmicas porosas chamada direct foaming – espumação direta – para tentar adaptar o processo para a produção de scaffolds de hidroxiapatita. Suspensões cerâmicas foram produzidas com auxílio de um agitador mecânico e um sonicador a fim de comparações nas dispersões produzidas, que tiveram suas propriedades reológicas analisadas em um reômetro rotacional. Os scaffolds produzidos foram observados por microscopia eletrônica de varredura para estudo da microestrutura. Resultados indicam que, apesar da técnica de espumação ser relativamente simples, com o uso de poucos reagentes químicos, trabalhar com materiais cerâmicos envolve diversas variáveis que precisam ser estudadas com cautela para que scaffolds sejam produzidos com parâmetros ideais para a aplicação em pesquisas médicas. The use of biomaterials in medicine has intensified as new treatments are emerging. Among biomaterials, an important segment that has attracted the attention of several scientists are bioceramics. These materials have various applications when it comes to bone tissue regeneration, generation and formation. Calcium phosphates, more specifically, hydroxyapatite, forms a large percentage of the composition of human bones and teeth. This compound is easily produced in laboratory with properties similar to those found in the human body naturally. The biomaterial is used mainly for the production of porous scaffolds in order to act as a bone graft and substitute techniques such as auto and allograft. This work validates the main manufacturing techniques of these scaffolds that are currently used, and studies the parameters of the porous ceramic structures production technique called direct foaming and tries to adapt the process for the production of hydroxyapatite scaffolds. Ceramic suspensions were produced with the aid of a mechanical stirrer and a sonicator in order to compare the dispersions produced, which had their rheological properties analyzed in a rotational rheometer. The scaffolds produced were observed by scanning electron microscopy for the study of the microstructure. Results indicate that, although the foaming technique is relatively simple, using few chemical reagents, working with ceramic materials involves several variables that need to be studied carefully só that scaffolds are produced with ideal parameters for application in medical research.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Os seres humanos estão expostos a diferentes fontes de radiação natural, porém, devido a fatores provocados pelo homem, essa exposição pode ser acima do recomendado, sendo necessárias medidas de proteção radiológica para as pessoas expostas e controle/minimização da fonte de radiação. Nesse estudo foram levantadas as principais fontes de radiação natural e foram realizadas simulações computacionais utilizando o Método Monte Carlo de forma a determinar a dose recebida por uma pessoa exposta a areia monazítica e uma rocha de urânio e tório. Para realizar a simulação foi utilizado o software MCNP 6.2. Foram levantadas as características químicas da areia e da rocha e para as séries de decaimento dos radionuclídeos 40K, 232Th e 238U, principais responsáveis pela emissão de radiação dos materiais utilizados, e foram identificados os decaimentos com maior probabilidade de ocorrência e que emitiam maior energia. Foi elaborada uma fonte de radiação, incluindo o espaço físico do laboratório, e foram adicionados dois objetos simuladores antropomórfico virtuais representando uma mulher e um homem. Os dados obtidos pela simulação foram os coeficientes de conversão de doses equivalente e efetiva. Foi realizada a análise dos dados coletados, verificando quais órgãos receberam a maior dose sendo que para ambos os objetos simuladores, a mama foi o que apresentou maiores valores de coeficiente de conversão de dose equivalente. Verificou-se que os objetos simuladores antropomórficos virtuais expostos a rocha tiveram doses de radiação maiores que os expostos a areia monazítica. Concluiu-se que utilizar a simulação computacional para realizar um mapeamento dos níveis de exposição de determinado local traz diversas vantagens e possibilidades. Humans are exposed to different sources of natural radiation. However, due to man-caused factors, this exposure may be above the recommended, and radiological protection measures are necessary for exposed people, together with control/minimization of the radiation source. For this study, the main sources of natural radiation were identified, and a computational simulation was performed using the Monte Carlo Method to determine the dose received by a person exposed to monazitic sand and a uranium and thorium rock. The MCNP 6.2 software was used to perform the simulation. The chemical characteristics of the sand and rock were traced and for the decay series of radionuclides 40K, 232Th and 238U - the main culprits of radiation emission in the employed materials - the highest probability of occurrence and highest amount of emitted energy ones were identified. A radiation source was developed, including the physical space of the laboratory, and two virtual anthropomorphic phantoms representing a woman and a man were added. The data obtained by the simulation were the equivalent and effective dose conversion coefficients. The collected data were evaluated, verifying which organs received the highest dose, and in both cases the breast region presented the highest values for equivalent dose conversion coefficient. The virtual anthropomorphic phantoms exposed to rock had higher radiation doses than those exposed to monazitic sand. It was concluded that using computer simulation to perform a mapping of exposure levels of a given location brings several advantages and possibilities. Dissertação (Mestrado)

Uma das ligas mais aplicada na área biomédica é a Ti-6Al-4V, no entanto, foram descobertos que o vanádio causa efeitos citotóxicos, gerando reações com alguns tecidos humanos, enquanto o alumínio tem sido associado com desordens neurológicas. Por sua vez, ligas do sistema TiMoNb integram uma nova classe a base de titânio, sem a presença de alumínio e vanádio, e apresentando um baixo módulo de elasticidade. Além disso, apresenta densidade volumétrica menor que alguns metais utilizados na medicina, algo atraente para elementos no emprego de biomateriais. Assim, esse trabalho pesquisa uma liga desse sistema, a liga Ti-15Mo-5Nb.

Orientadores: Eduardo Tavares Costa, Sergio Santos Mühlen Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A sociedade de hoje vive a era do conhecimento e das inovações e as dúvidas e incertezas aparecem como desafios para a consolidação de tecnologias e o estabelecimento de requisitos técnicos para a sua segurança. Surgem novos materiais, técnicas e procedimentos médicos que trazem consigo as incertezas associadas. Fabricantes, hospitais e usuários são desafiados pela inovação a usufruir dos benefícios das novas tecnologias em troca de um risco, muitas vezes, desconhecido. O gerenciamento de risco é a ferramenta de gestão mais apropriada para a manutenção do desempenho dos equipamentos eletromédicos e a segurança do paciente. A determinação do risco, a avaliação, implementação de eventuais controles e monitoramento necessitam de adaptações para atender à demanda de cada contexto e cenário de risco por todo o ciclo de vida da tecnologia empregada em equipamentos eletromédicos. Nesta tese é apresentado o desenvolvimento de uma ferramenta metodológica para a determinação do risco de interferência eletromagnéticas causadas por rádio frequência (RF), que possibilite a consolidação do uso da tecnologia eletrônica na área da saúde, destacando a relação e a interação entre as partes envolvidas, a saber: os usuários, os fabricantes e os hospitais. A ferramenta, baseada na abrangência da técnica de determinação de risco bow-tie combinada com a objetividade da lógica fuzzy, foi construída e condicionada ao contexto específico da Engenharia Clínica, garantindo a efetividade na condução do processo de gerenciamento de risco para a tomada de decisão quanto à implementação de controles adicionais nas instalações ou na adoção de procedimentos de manutenção e acompanhamento da tecnologia. A aplicação da ferramenta por meio de estudo de caso, em hospitais localizados na proximidade de estações de radiodifusão, gerou evidências de que o atendimento aos requisitos de segurança e eficácia exigidos no controle regulatório no pré-mercado necessita de tratamentos adicionais para os riscos residuais que, por sua vez, necessitam a vigilância pós-mercado com a participação mais ativa e presente da Engenharia Clínica. Por fim, e apresentada a identificação de cenários de riscos e são discutidos os procedimentos e as medidas de controle alternativas para a manutenção da segurança eletromagnética, considerando a diversidade de ambientes e as variedades de equipamentos eletromédicos Abstract: Today's society lives in the era of knowledge and innovations, and doubts and uncertainties appear as challenges to the consolidation of technologies and the establishment of technical requirements for their safety. New materials, techniques, and medical procedures emerge and bring with them the associated uncertainties. Manufacturers, hospitals and users are challenged by innovation to enjoy the benefits of new technologies in exchange for an often- unknown risk. Risk management is the most appropriate management tool for maintaining the performance and safety of electromedical equipment and patient safety. The determination of risk, its assessment, implementation of possible controls, and follow-up monitoring require adaptation to meet the demands of each context and risk scenario throughout the life cycle of the technology employed in electromedical equipment. It is presented in this thesis the development of a methodological tool for the determination of the eletromagnetic interference risk by radiofrequency RF to allow the safe use of electronic technology in health care, highlighting the relationship and interaction between the parties involved, namely: users, manufacturers and hospitals. The tool, based on the comprehensiveness of the bow-tie risk determination technique combined with the objectivity of fuzzy logic, was built and conditioned to the specific context of Clinical Engineering, ensuring the effectiveness in conducting the risk management process for decision making, regarding the implementation of additional controls in the facilities or the adoption of procedures for maintenance and monitoring of the technology. The application of the tool by means of a case study, in hospitals located in the proximity of broadcasting stations, generated evidence that meeting the safety and efficacy requirements demanded in the pre-market regulatory control needs additional treatment for the residual risks, which, in turn, need a post-market surveillance with the more active and present participation of Clinical Engineering. Finally, the identification of risk scenarios is presented and alternative procedures and control measures for maintaining electromagnetic safety are discussed, considering the diversity of environments and the varieties of electromedical equipment Doutorado Engenharia Biomédica Doutor em Engenharia Elétrica

O Instituto Carlos Chagas (ICC) é a unidade técnico-científica da FIOCRUZ que desenvolve pesquisa biomédica no Paraná. Dentre os diversos projetos de pesquisa e ensaios experimentais destacam-se aqueles que avaliam interação parasita-hospedeiro, produção de biomoléculas, ensaios de citotoxicidade incluindo o uso de métodos alternativos ao uso de animais, diferenciação de células-tronco, entre outros. Todas essas grandes áreas de conhecimento têm em comum o uso de cultivos celulares entre seus modelos de estudo. A fim de garantir a disponibilidade de cultivos celulares, treinamento de usuários e rastreabilidade do material biológico para os projetos de pesquisa, prestação de serviços e desenvolvimento tecnológico, o objetivo deste trabalho foi a implementação de um Banco de Linhagens Celulares do ICC – FIOCRUZ-PR seguindo um sistema de gestão e controle de qualidade. Para isso, foram aplicadas a ferramentas de gestão 5W2H e sistema 5S para fazer o diagnóstico inicial da estrutura e organização laboratorial e definir escopo de documentos e metodologias a serem implantadas. Seguiu-se a definição das linhagens celulares para estabelecimento dos Bancos de células Mestre e de trabalho de acordo com a demanda dos usuários. Foram estabelecidos bancos mestres e de trabalho para as linhagens celulares NHDF, V79-4, CHO K1, Balb/c 3T3, as quais foram submetidas aos ensaios de controle de qualidade, de viabilidade celular, teste para detecção de contaminação por micoplasma através da técnica Reação da Cadeia da Polimerase, coloração de DNA e por luminescência através de um kit comercial. Somente células com mais de 80% de viabilidade e que não apresentaram contaminação foram armazenadas no banco mestre e disponibilizadas aos pesquisadores através do banco de trabalho. Com esse trabalho foi possível rastrear as necessidades relativas à consolidação da estrutura laboratorial e documentação, elaborando e implementando o controle de procedimentos de segurança, treinamentos, registro e relatórios, entre outros documentos que garantam a rastreabilidade e confiabilidade dos dados. Desta forma, fortalecem-se os projetos de pesquisa e conferem maior reprodutibilidade aos resultados científicos. He Carlos Chagas Institute (ICC) is the technical-scientific unit of FIOCRUZ that develops biomedical research in Paraná. The research projects developed at ICC include the evaluation of parasite-host interaction, production of biomolecules, cytotoxicity tests, development of alternative methods to the use of animals, stem cell differentiation, among others. All of these areas have in common the use of cell cultures among their study models. To guarantee the availability of cell cultures, user training, and traceability of biological material for research projects, services, and technological development, the objective of this work was the implementation of an ICC Cell Line Bank following a management and quality control system. For this, 5W2H management tools and 5S System were applied to make the initial diagnosis of the structure and laboratory organization and define the scope of documents and methodologies to be implemented. The definition of cell lines used to establish the cell banks were based on the demand of users. Master and work banks were established for the cell lines: NHDF, V79-4, CHO K1, Balb/c 3T3. All these cells were subjected to quality control tests, including cell viability assays and detection of mycoplasma contamination using the Polymerase Chain Reaction (PCR), DNA staining and a commercial kit. Only cell cultures with cell viability higher than 80% and negative for mycoplasma tests were stored in the master bank and made available to researchers through the work bank. This work enabled the identification of needs related to the consolidation of the laboratory structure and documentation, allowing the elaboration and implementation of the control of safety procedures, training, registration, and reports, among other documents that guarantee the traceability and reliability of the cell culture data. This quality controls strengthens the research projects and improve their reproducibility of scientific results.

A cárie é uma doença infecciosa, transmissível, crônica, multifatorial e de lenta progressão. Ultimamente, há a busca pelo desenvolvimento de tratamentos minimamente invasivos das lesões cariosas com preservação estética. Uma estratégia interessante é o tratamento com Biomateriais e Laserterapia, pois permitiria uma melhor absorção e aproveitamento do Biosilicato® (BS) pelo dente lesionado com intuito de regeneração. Este estudo objetivou a investigação de métodos de aderência de BS ao dente cariado, assim como o desenvolvimento de metodologia para melhor interação do BS com o laser de Nd:YAG. O estudo foi conduzido em 2 fases experimentais. Na primeira, adotou-se o modelo de cárie química em dentina radicular bovina e, após, foi feito o tratamento com as partículas de BS em diferentes veículos de aplicação (água destilada, silicone e gel dental), com posterior avaliação composicional e morfológica, que mostraram a efetividade do tratamento de cárie com o BS veiculado em água destilada. Na segunda fase, a dentina cariada foi tratada com BS, associado ou não à irradiação laser e diferentes fotoabsorvedores, e avaliaram-se a morfologia e temperatura intrapulpar decorrentes dos tratamentos. A irradiação laser após a aplicação do BS, com utilização de carvão como fotoabsorvedor, possibilitou o recobrimento dos túbulos dentinários de forma uniforme, com aspecto de derretimento e recristalização do BS, proveniente do aquecimento promovido pelo laser. Ademais, a temperatura intrapulpar, monitorada durante a etapa de irradiação não apresentou variação superior a 5,6 ºC, que é considerada crítica para a vitalidade da polpa. Em conclusão, o tratamento de BS combinado ao laser de Nd:YAG se mostrou promissor ao tratamento da cárie.

O fenômeno de Raynaud (FR) é uma manifestação clínica caracterizada por um processo isquêmico transitório em uma resposta vascular exagerada ao frio, estresse e mecanismos vibracionais. Pode ser classificado em FR primário, de caráter idiopático, sem associação a nenhuma doença subjacente e com sintomas mais brandos e FR secundário (FR2) sendo um típico sinal para pacientes com diagnóstico de Esclerose Sistêmica (ES), uma doença reumática autoimune do tecido conjuntivo, de caráter heterogêneo, com envolvimento multissistêmico. Dentre os diversos recursos para a verificação de comprometimentos vasculares, a termografia é um método aplicado para apoiar o diagnóstico destas alterações. O objetivo deste estudo foi utilizar três métricas distintas para o cálculo da Diferença Distal Dorsal (DDD) (DDD mínima, DDD máxima e a soma das DDD’s de todos os dedos) em imagens termográficas para analisar o comportamento térmico tanto em indivíduos saudáveis quanto em indivíduos com FR2. A pesquisa foi realizada no período de 2018 a 2019. A amostra foi composta por 44 indivíduos em um grupo controle (GC) e 44 indivíduos correspondendo ao grupo com ES (FR2). Os participantes, após aclimatação de 10 minutos, foram submetidos ao protocolo do teste de estresse pelo frio, o qual consistiu em imergir as mãos em um recipiente de água a uma temperatura de 15°C por 60 segundos. A aquisição das imagens termográficas foi realizada em sete momentos: pré-teste e no 1º, 3º, 5º, 7º, 10º e 15º minuto. A cada momento, foram analisados os valores de DDD (de todos os dedos – mínimo, máximo e soma) entre os grupos. Para análise estatística, foram utilizados o teste t para amostras independente e o teste d de Cohen. Em relação aos resultados, houve significativa diferença em relação à taxa de recuperação da temperatura entre os grupos em todos os momentos (p = 0,000). O GC mostrou uma taxa de reaquecimento logo após o primeiro minuto subsequente ao teste de estresse a frio (-1,48ºC em t1 para -0,03ºC em t3; p=0,000), enquanto o grupo FR2 mostrou-se extremamente negativo no primeiro minuto após o teste (- 16,88ºC), conforme o tempo ia passando, a taxa de recuperação de temperatura foi ficando menos negativa, mas em nenhum momento se tornou positiva, mesmo ao longo dos quinze minutos (-7,23ºC). A DDD mínima, máxima e a soma das DDD’s, mostrou ser um índice válido para verificação e distinção do gradiente de temperatura no estudo com indivíduos identificados com ou sem FR secundário, entre o 1º e 5º minuto. Raynaud’s phenomenon (RP) is a clinical manifestation characterized by a transient ischemic process in an exaggerated vascular response to cold, stress and vibrational mechanisms. It can be classified as primary RP, of idiopathic character, without association with any underlying disease and with milder symptoms and secondary (RP2) being a typical sign for patients diagnosed with Systemic Sclerosis (Ssc), an autoimmune rheumatic disease of the connective tissue , of heterogeneous character, with multisystemic involvement. Among the various resources for the verification of vascular impairments, thermography is a method applied to support the diagnosis of these changes. The objective of this study was to use three different metrics to calculate the Distal Dorsal Difference (DDD) (minimum DDD, maximum DDD and the sum of DDD’s of all fingers) in thermographic images to analyze the thermal behavior both in healthy individuals and in individuals with RP2. The research was carried out from 2018 to 2019. The sample consisted of 44 individuals in a control group (CG) and 44 individuals corresponding to the group with ES (RP2). The participants, after acclimatizing for 10 minutes, were submitted to the cold stress test protocol, which consisted of immersing their hands in a water container at a temperature of 15°C for 60 seconds. The acquisition of thermographic images was performed in seven moments: pre-test and in the 1st, 3rd, 5th, 7th, 10th and 15th minute. At each moment, DDD values (from all fingers – minimum, maximum and sum) between groups were analyzed. For statistical analysis, the t-test for independent samples and the Cohen’s d test were used. Regarding the results, there was a significant difference in relation to the rate of temperature recovery between the groups at all times (p = 0.000). The CG showed a rate of reheat just after the first minute following the cold stress test (- 1.48ºC in t1 to -0.03ºC in t3; p = 0.000), while the RP2 group was extremely negative in the first minute after the test (-16.88ºC), as time passed, the rate of temperature recovery became less negative, but at no time did it become positive, even over the fifteen minutes (-7.23ºC). The minimum, maximum DDD and the sum of DDD’s, proved to be a valid index for checking and distinguishing the temperature gradient in the study with individuals identified with or without secondary RP, between the 1st and 5th minute.

A avaliação da diferença de potencial elétrico de equipamentos de raios X é um item fundamental do programa de controle de qualidade de uma clínica de radiodiagnóstico. Essa avaliação é importante para assegurar a proteção radiológica do paciente e garantir a qualidade da imagem do exame. A qualidade da imagem é responsável pelo diagnóstico correto do exame. As normas nacionais, Portaria 453/98 e a recente RDC 330/19, estabelecem limites de operação distintos para a tensão produzida pelo tubo de raios X do equipamento e não apresentam uma definição clara para o termo tensão. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho de três equipamentos de raios X e três equipamentos de mamografia através dos testes de exatidão e reprodutibilidade estabelecidos em norma. A tensão média de pico, tensão prática de pico e a tensão máxima de pico foram medidas pelos sensores Accu-Gold AGMS-D e AGMS-M, e os valores fornecidos pelo software Accu-Gold Radcal. Os valores de tensão avaliados dos seis equipamentos estiveram dentro dos limites de tolerância estabelecidos em norma para os testes de exatidão e reprodutibilidade. Os testes de exatidão, entre os equipamentos de raios X convencionais, apresentaram desvios de 0,16 a 6,25% com relação à tensão nominal. Entre os equipamentos de mamografia, os desvios foram de 0,33 a 3,2% com relação à tensão nominal. Os testes de reprodutibilidade, entre os equipamentos de raios X convencionais, apresentaram desvios de 0,11 a 0,82% com relação à tensão nominal. Entre os equipamentos de mamografia, os desvios foram de 0,3 a 0,5 kV e o coeficiente de variação (CV) inferior a 0,02. Neste trabalho verificou-se a importância dos testes de controle de qualidade e a necessidade de uma atuação coletiva multiprofissional. Conclui-se que, em paralelo aos testes de controle de qualidade, a atuação multiprofissional é uma prática essencial para garantir a qualidade do exame de radiodiagnóstico. The evaluation of the potential difference of X-ray equipment is a fundamental item in the quality control program of a radiodiagnosis clinic. This evaluation is important to ensure the patient’s radiological protection and to guarantee the quality of the exam image. The image quality is responsible for the correct diagnosis of the exam. National standards, Portaria 453/98 and the recent RDC 330/19, establish different operating limits for the voltage produced by the equipment’s X-ray tube and do not present a clear definition for the term voltage. The objective of this work was to evaluate the performance of three X-ray equipments and three mammographic equipments through the tests of accuracy and reproducibility established in the national standard. Mean peak voltage, practical peak voltage and maximum peak voltage were measured by the Accu-Gold AGMS-D and AGMS-M sensors, and the values provided by the Accu-Gold Radcal software. The voltage values evaluated for the six devices were within the tolerance limits established in the standard for the accuracy and reproducibility tests. Accuracy tests, among conventional X-ray equipment, showed deviations from 0.16 to 6.25% compared to the nominal voltage. Among mammography equipments, the deviations were from 0.33 to 3.2% to the nominal voltage. Reproducibility tests, among conventional X-ray equipment, showed deviations of 0.11 to 0.82% compared to the nominal voltage. Among mammography equipments, the deviations were 0.3 to 0.5 kV and the coefficient of variation (CV) was less than 0.02. In this work, the importance of quality control tests and the need for multiprofessional colaboration were verified. It is concluded that, in parallel to the quality control tests, multiprofessional performance is an essential practice to guarantee the quality of the radiodiagnostic exam.

Atualmente, os equipamentos mais utilizados para radioterapia são os aceleradores lineares que podem empregar tanto feixe de fótons como elétrons na faixa de megavoltagem nos tratamentos oncológicos. Embora o planejamento em radioterapia minimize as doses recebidas por estruturas adjacentes e radiossensíveis fora da região que se deseja tratar, é relatado na literatura que as doses periféricas recebidas durante a aplicação do tratamento dependem das configurações da máquina e da técnica utilizada, além da anatomia do paciente. Tendo em vista a proteção radiológica dos pacientes oncológicos e a minimização dos efeitos biológicos da radiação ionizante, este trabalho teve como objetivo quantificar a dose periférica em diferentes equipamentos de radioterapia com fótons de mesma energia e também com energias diferentes. As irradiações foram realizadas com dois aceleradores lineares da acelerador linear (modelo CL600CD e CL2100). Para a avaliação da dose foram utilizados detectores termoluminescentes de fluoreto de lítio dopado com magnésio e titânio (LiF: Mg, Ti), disponíveis comercialmente com o nome de TLD100, calibrados para cada equipamento e energia. A dose periférica foi avaliada irradiando um simulador antropomórfico adulto (Alderson Radiation Therapy Phanton – ART-210), com os detectores TLD100 inseridos ou posicionados em diferentes regiões do simulador (cristalinos direito e esquerdo, tireoide, mama esquerda, abdômen e gônadas). No planejamento, o isocentro foi posicionado na região da cabeça do simulador e irradiado com 20 Gy empregando feixes de fótons de 6 MV de dois equipamentos aceleradores e feixes de 6 e 15 MV do mesmo equipamento acelerador. Em todas as irradiações foi empregado o mesmo tamanho de campo (5 x 5 cm²) e a mesma dose no isocentro. Observou-se que quanto mais distante do isocentro, menor foi a dose periférica. Observamos experimentalmente que, mesmo utilizando tamanho de campo relativamente pequeno, há uma diferença na dose periférica de até 275% na região do abdome, quando considerados fótons de 6 MV provenientes de equipamentos aceleradores diferentes. Nowadays, the most used equipment for radiotherapy are linear accelerators, that can employ both photon and electrons beams in the megavoltage range for cancer treatments. Although radiotherapy planning minimizes the doses received by adjacent and radiosensitive tissues outside the region to be treated, in the literature is reported that the peripheral doses received during the treatment application depends on the machine settings and the technique used, in addition to the anatomy of the patient. Considering the radiological protection of cancer patients and the mitigation of the biological effects of ionizing radiation, this study aimed to quantify the peripheral doses received in simulated treatment employing different energy of photon from the same equipment and considering photon beam with the same energy from different equipment. The irradiations were carried out in two linear accelerators (model CL600CD and Model CL2100). For the evaluation of the dose, thermoluminescent detectors of lithium fluoride doped with magnesium and titanium (LiF: Mg, Ti), commercially available as TLD100, were calibrated for each equipment and energy. The peripheral dose was evaluated by irradiating an adult anthropomorphic phantom (Alderson Radiation Therapy Phantom – ART-210) in which the TLD100 detectors were inserted or positioned in different regions of the simulator (right and left crystalline, thyroid, left breast, abdomen and gonads). In planning, the isocenter was positioned in the head, exposing to 20 Gy using 6 MV photon beams from different accelerator equipment and 6 and 15 MV photon beams from the same accelerator equipment. In all irradiations, the same size of field (5 x 5 cm²) and the same dose in the isocenter. It was observed that the more distant from isocenter, the lower the peripheral dose. We observed experimentally that, even using relatively small field size, there is a difference into the peripheral dose of up 275% in the abdomen region, when considering 6MV photons from different accelerator equipment.

O diabetes mellitus é um grave problema de saúde pública que pode causar distúrbios micro e macrovasculares. Uma das complicações mais frequentes é o surgimento de úlceras nos pés, que podem levar à necessidade de amputação. Alterações na temperatura da pele são sinais de anormalidades, e a termografia de infravermelho pode ser uma ferramenta útil na detecção precoce do risco de úlceras do pé diabético. Esse exame capta a radiação térmica da pele e fornece uma imagem com a distribuição da temperatura, de maneira segura, rápida e sem contato. Este trabalho teve por objetivo estudar a distribuição de temperatura da planta dos pés de indivíduos diabéticos e não diabéticos. Participaram do estudo 72 voluntários, sendo 36 diabéticos (10 homens e 26 mulheres) e 36 indivíduos não diabéticos (12 homens e 24 mulheres). Foram adquiridas imagens térmicas da face e planta dos pés. Os pés foram, então, submetidos a um teste de estresse ao frio, após o qual foi adquirida nova imagem térmica. Nas análises estatísticas, foram adotados testes não paramétricos. No grupo de diabéticos, foi obtida correlação negativa entre a idade e a temperatura da testa (ρ= -0,492; p

Zumbido é uma sensação irritante de ouvir um som quando nenhum som externo está presente, chegando a interferir na qualidade de vida de seus portadores. Sua crescente e alta prevalência vem atingindo milhões de pessoas. Sons fractais são nuances musicais com ligações combinadas e semiprevisíveis, geradas por procedimentos recursivos. Este estudo tem como objetivo usar o som fractal, sem amplificação sonora, para aliviar o zumbido. Participaram do estudo 32 indivíduos, de ambos os gêneros, diferentes idades, com queixa de zumbido, com perda auditiva sensorioneural, de até 60dB por frequência. O participante da pesquisa realizou a anamnese, meatoscopia, audiometria tonal, logoaudiometria, imitanciometria, acufenometria e respondeu questionário Tinnitus Handicap Inventory – THI, escala numérica, escala de consciência e de incômodo com o zumbido no início e no final do estudo. O som fractal foi escutado por meio do próprio aparelho celular do participante, com fones de ouvido fornecidos pelo fabricante do celular, durante três meses, por uma hora diariamente. O tipo de zumbido encontrado foi de pitch alto, com média de 5673,5Hz. De acordo com o THI, em relação à gravidade do zumbido, foi observado que os participantes que iniciaram o estudo na classificação grave, 75% concluíram o estudo como deficiência leve e ligeira desvantagem e 25% como deficiência moderada. O THI apresentou diferença significativa na escala funcional, escala emocional, escala catastrófica e também na pontuação total final do questionário. Houve diferença estatisticamente significativa nas médias iniciais e finais da escala numérica, do nível de consciência e do nível de incômodo com o zumbido. Os participantes da pesquisa relataram alívio do zumbido escutando o som fractal sem amplificação sonora, por meio do próprio aparelho celular. Com os resultados alcançados é aceitável concluir que o som fractal sem amplificação sonora é eficaz no alívio do zumbido. Tinnitus is an irritating sensation of hearing a sound when no external sound is present, even interfering with the quality of life of its patients. Its increasing and high prevalence has reached millions of people. Fractal sounds are musical nuances with combined and semi-predictable connections, generated by recursive procedures.This study presents a possible alternative treatment through the use of fractal sound, without sound amplification, in the relief of tinnitus. The study included 32 individuals, of both genders, different ages, complaining of tinnitus, with sensorineural hearing loss, up to 60dB. The research participant performed anamnesis, meatoscopy, pure tone audiometry, logoaudiometry, immittanciometry, acuphenometry and answered the questionnaire Tinnitus Handicap Inventory – THI and numerical scale at the beginning and at the end of the study. The fractal sound was heard through the participants’ own cell phones, with headphones provided by the cell phone manufacturer, for three months, for one hour daily. The type of tinnitus found was high pitch, with an average of 5673.5 Hz. According to THI, in relation to tinnitus severity, it was observed that participants who started the study in the severe classification, 75% concluded the study as mild and slight disadvantage and 25% as moderate deficiency. The THI showed a significant difference in the functional scale, emotional scale, catastrophic scale and also in the final total score of the questionnaire. There was a statistically significant difference in the initial and final averages of the numerical scale, in the level of awareness and in the level of discomfort with tinnitus. The research participants reported tinnitus relief by listening to fractal sound without sound amplification through their own cell phones. With the results achieved it is acceptable to conclude that fractal sound without sound amplification is effective in relieving tinnitus.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais O ato de conduzir uma cadeira de rodas motorizada naturalmente, se torna extremamente difícil para pessoas com deficiência motora severa. A capacidade de conduzir tal dispositivo de forma independente requer habilidades motoras, visuais e cognitivas específicas, que em muitos casos foram significativamente afetadas ou mesmo perdidas, impossibilitando o indivíduo de ter uma vida independente. Nesta perspectiva, o presente trabalho propõe uma ferramenta para condução de cadeira de rodas motorizada por meio de rastreamento ocular a partir da imagem do usuário registrada por uma webcam de notebook. Por meio dessa estratégia foi possível dispensar a conexão ao notebook de outros periféricos tradicionalmente usados para realização da tarefa, como é o caso dos dispositivos de rastreamento ocular (eye tracker) disponíveis no mercado. Para o desenvolvimento do trabalho, foi realizada uma busca de trabalhos relacionados no intuito de identificar as tecnologias existentes, bem como as principais necessidades e dificuldades de usuários portadores de necessidades especiais. Em seguida, foi desenvolvido o sistema usando as bibliotecas Gaze Tracking e Dlib, que permitem identificar a região para a qual o olhar do usuário está dirigido. A qual, por sua vez, foi associada aos comandos direcionais necessários para a condução da cadeira. Por fim, o sistema foi testado por cinco usuários de cadeira de rodas e cinco voluntários hígidos no intuito de avaliá-lo, tanto em termos de usabilidade durante a condução, quanto em aplicabilidade para diversas patologias. Os resultados mostraram a viabilidade da solução proposta para a aplicação desejada. Assim, espera-se que futuramente o sistema desenvolvido possa ser utilizado por indivíduos para condução de cadeiras de rodas motorizadas de forma efetiva e segura. The act of driving a motorized wheelchair becomes extremely difficult for people with severe motor disabilities. The ability to drive such a device independently requires specific motor, visual and cognitive skills, which in many cases have been significantly affected or even lost, making it impossible for the individual to have an independent life. In this perspective, the present work proposes a tool for driving a motorized wheelchair by means of eye tracking from the user's image registered by a notebook webcam. Through this strategy it was possible to dispense with the connection to the notebook of other peripherals traditionally used to perform the task, as is the case of eye tracking devices available on the market. For the development of the work, a search for related works was carried out in order to identify the existing technologies, as well as the main needs and difficulties of users with special needs. Then, the system was developed using the Gaze Tracking and Dlib libraries, which allow identifying the region to which the user's eye is directed. Which, in turn, was associated with the directional commands necessary for driving the chair. Finally, the system was tested by five wheelchair users and five healthy volunteers in order to evaluate it, both in terms of usability while driving and in terms of applicability to various pathologies. The results showed the viability of the proposed solution for the desired application. Thus, it is expected that in the future the developed system can be used by individuals to drive motorized wheelchairs effectively and safely. Dissertação (Mestrado)

O câncer de tireoide é a neoplasia mais comum do sistema endócrino e a detecção da doença no estágio inicial aumenta as chances de sucesso do tratamento médico. A termografia tem apresentado resultados promissores na detecção de nódulos na tireoide, é um método indolor, não invasivo, que não utiliza radiação ionizante e não necessita de contato com o corpo do paciente. Essa pesquisa teve como objetivo analisar o comportamento térmico de nódulos da tireoide a partir da termografia estática. Foram avaliadas as imagens de 32 voluntários com nódulos maligno ou benigno na tireoide, confirmados através de ultrassom (US) e punção aspirativa por agulha fina (PAAF), em um Hospital escola especializado em câncer. As imagens foram coletadas em um ambiente com temperatura controlada de 22 °C. Foi utilizada a câmera Fluke Thermography, Modelo Ti32 para tomada das imagens. A primeira imagem foi adquirida antes do estresse ao frio na região do pescoço (resfriamento com uma bolsa em gel por 30 segundos), e após, foram adquiridas até completar o tempo de 10 minutos (um total de 27 imagens para cada paciente). A análise das imagens térmicas iniciou-se utilizando o Software Smart View 4.3, sendo escolhido a imagem de tempo três minutos após o estresse ao frio, pois representava o melhor momento de visualização dos nódulos. Foram analisadas tanto as áreas tumorais (P0) como a região adjacente (tecido saudável – PS). O Software R foi utilizado para realizar a extração da temperatura das regiões analisadas. Na análise descritiva da amostra verificou-se que houve predominância de pacientes do sexo feminino (28 mulheres e quatro homens) e a idade média das participantes foi de 55,22 ±11 anos. Antecedentes familiares relacionados à tireoide foram relatados por 14 voluntários (43,75%) e dentre as comorbidades citadas, a doença mais relatada foi hipertensão arterial sistêmica (31,25%) seguida por diabetes mellitus (18,75%). Quanto à análise das imagens, 14 voluntários não apresentaram categorização TIRADS (12) ou US (2), e dos 18 restantes (56,25%), o US apresentou 38,89% de acerto na correlação entre os diagnósticos do US e da PAAF, sendo que 11,11% foram resultados falsonegativos e 50% falso-positivos. Quanto às imagens térmicas, a média de temperatura dos nódulos benignos foi de 32,89 °C e nos malignos foi de 34,43 °C, com diferença de 1,54 °C (p= 0,096). A análise da temperatura mínima apresentou os melhores resultados, com diferença de 1,98 °C (p= 0,018) e praticamente não houve variação ao analisar a temperatura máxima (0,03 °C). Na análise tridimensional não foi possível distinguir os nódulos malignos dos benignos, no tempo de 3 minutos. O método apenas conseguiu distinguir a região com nódulo (maior concentração de pontos quentes) da região com tecido sadio. Assim, ainda são necessários estudos adicionais com a termografia para auxiliar na distinção entre os nódulos existentes. Para estudos futuros sugere-se utilizar a termografia dinâmica para esta finalidade. Thyroid cancer is the most common neoplasm of the endocrine system and early detection of the disease increases the chances of successful medical treatment. Thermography has shown promising results in the detection of thyroid nodules, it is a painless, non-invasive method that does not use ionizing radiation and does not require contact with the patient’s body. This research aimed to analyze the thermal behavior of thyroid nodules using static thermography. Images of 32 volunteers with malignant or benign thyroid nodules, confirmed by ultrasound and fine needle aspiration, were evaluated at a teaching hospital specialized in cancer. The images were collected in an environment with a controlled temperature of 22 °C. The Fluke Thermography camera, Model Ti32, was used to take the images. The first image was acquired before the cold stress in the neck region (cooling with a gel bag for 30 seconds), and afterwards, they were acquired until the time of 10 minutes was completed (a total of 27 images for each patient). The analysis of the thermal images began using the Software Smart View 4.3, choosing the time image three minutes after the cold stress, as it represented the best moment of visualization of the nodules. Both the tumor areas (P0) and the adjacent region (healthy tissue – PS) were analyzed. Software R was used to extract the temperature from the analyzed regions. In the descriptive analysis of the sample, it was found that there was a predominance of female patients (28 women and four men) and the average age of the participants was 55,22 ± 11 years. Family history related to the thyroid was reported by 14 volunteers (43,75%) and among the cited comorbidities, the most reported disease was systemic arterial hypertension (31,25%) followed by diabetes mellitus (18,75%). As for the analysis of the images, 14 volunteers did not present categorization TIRADS (12) or ultrasound (2), and of the remaining 18 (56,25%), the ultrasound presented 38,89% of correctness in the correlation between the diagnoses of the ultrasound and the fine needle aspiration, with 11.11% being falsenegative results and 50% false-positive results. As for thermal images, the mean temperature of the benign nodules was 32,89 °C and in the malignant ones it was 34,43 °C, with a difference of 1,54 °C (p= 0,096). The analysis of the minimum temperature showed the best results, with a difference of 1,98 °C (p= 0,018) and there was practically no variation when analyzing the maximum temperature (0,03 °C). In the three-dimensional analysis, it was not possible to distinguish between malignant and benign nodules, within 3 minutes. The method was only able to distinguish the region with a nodule (greater concentration of hot spots) from the region with healthy tissue. Thus, further studies with thermography are still needed to help distinguish between the existing nodules. For future studies it is suggested to use dynamic thermography for this purpose.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Entender e quantificar padrões respiratórios é de extrema importância, por possibilitar a análise da eficiência ou deficiência na demanda energética. A espirometria vem desempenhando um papel fundamental na avaliação clínica e no manejo de doenças pulmonares. A encefalopatia crônica não progressiva da infância (ECNPI) é uma das causas mais comuns de incapacidades físicas na infância e embora complicações respiratórias sejam as causas mais frequentes de morbimortalidade, são escassos estudos que descrevam a função respiratória nas mesmas. Desse modo, o presente estudo teve como principal objetivo identificar déficits e alterações respiratórias em provas de função pulmonar em crianças com ECNPI. O estudo foi composto por dois grupos distintos, nomeados como grupo A (controle) e B (grupo de estudo), recrutados em um centro de treinamento e dois centros de reabilitação neurológica na cidade de Curitiba. Adotou-se como fator de inclusão, crianças de ambos os sexos com faixa etária entre 6-12 anos (9,41 ± 1,47), eutróficos e com capacidade cognitiva para a realização do teste, gerando gráficos espirométricos reprodutíveis e aceitáveis para análise. Foram obtidos, ao final do estudo uma amostra de 20 pacientes no Grupo A e 21 no Grupo B, sem exclusão entre os avaliados. Para a verificação da função respiratória, foi utilizado o espirômetro bidirecional digital, da marca Carefusion-Microloop. Foram realizadas análises de frequência, mínimo, máximo, média e desvio padrão. Para a verificação da distribuição dos dados foi utilizado o teste de Shapiro-Wilk, e o teste de hipótese de Teste de Wilcoxon / Mann Whitney para a comparação entre os valores obtidos nos dois grupos, sendo que para esse caso espera-se obter p ≤ 0,05. A análise comparativa entre os grupos, demonstrou diferença significativamente maior nas variáveis espirométricas e estatura dos indivíduos do grupo A. Quando realizada a comparação intragrupo, o grupo A apresentou diferença significativa entre os gêneros, resultados opostos aos encontrados no grupo B. Além disso, o grupo B demonstrou resultados significativamente menores na capacidade vital forçada (CVF), pico de fluxo expiratório (PFE) e volume expiratório forçado no primeiro segundo (VEF1) nas comparações entre os níveis funcionais, topográficos e padrão funcional de marcha. Acredita-se que o objetivo tenha sido atingido, não somente comprovando e corroborando com os estudos prévios de que há aplicabilidade e eficiência do uso da espirometria em pacientes com desordens neurológicas, mas também de que há necessidade de parâmetros específicos para essa população. Understanding and quantifying breathing patterns is extremely important, as it allows the analysis of efficiency or deficiency in energy demand. Spirometry has been playing a fundamental role in the clinical evaluation and management of lung diseases. Chronic non-progressive childhood encephalopathy (ECNPI) is one of the most common causes of physical disabilities in childhood and although respiratory complications are the most frequent causes of morbidity and mortality, there are few studies describing their respiratory function. Thus, the present study aimed to identify deficits and respiratory changes in pulmonary function tests in children with brain injury. The study was composed of two distinct groups, named as group A (control) and B (study group), recruited from a training center and two neurological rehabilitation centers in the city of Curitiba. We adopted as an inclusion factor, children of both sexes aged between 6-12 years (9.41 ± 1.47), eutrophic and with cognitive ability to perform the test, generating reproducible and acceptable spirometric graphics for analysis. At the end of the study, a sample of 20 patients in Group A and 21 in Group B were obtained, without exclusion among those evaluated. To check the respiratory function, a digital bidirectional spirometer, from Carefusion-Microloop, was used. Frequency, minimum, maximum, average and standard deviation analyzes were performed. To verify the distribution of the data, the Shapiro-Wilk test was used, and the Wilcoxon / Mann Whitney test hypothesis test was used to compare the values obtained in the two groups, and for this case it is expected to obtain p ≤ 0.05. The comparative analysis between the groups showed a significantly greater difference in the spirometric variables and height of the individuals in group A. When the intra-group comparison was carried out, group A showed a significant difference between genders, results opposite to those found in group B. In addition, the group B demonstrated significantly lower results in forced vital capacity (FVC), peak expiratory flow (PEF) and forced expiratory volume in the first second (FEV1) in the comparisons between functional, topographic levels and functional gait pattern. It is believed that the objective has been achieved, not only proving and corroborating with previous studies that there is applicability and efficiency in the use of spirometry in patients with neurological disorders, but also that there is a need for specific parameters for this population.

Os testes laboratoriais convencionalmente aplicados para a determinação da tipagem sanguínea podem representar uma barreira a pacientes com acessibilidade reduzida e em situações de emergência. Objetivando ampliar o acesso a um teste laboratorial simples e rápido para a identificação dos sistemas ABO e Rh, propomos o desenvolvimento de um teste em formato de Vertical Flow, a partir do tratamento de camadas de membranas responsáveis pela captura do sangue, com resposta colorimétrica acusando presença ou ausência de reação. O protótipo exibiu resultados satisfatórios quando testado em amostras conhecidas e viável para produção em escala comercial, com consequente facilitação do acesso a este exame laboratorial para populações em emergência e com mobilidade reduzida. Laboratory tests conventionally applied to determine blood typing can represent a barrier to patients with reduced accessibility and in emergency situations. Aiming to expand access to a simple and quick laboratory test for the identification of ABO and Rh systems, we propose the development of a test in a Vertical Flow format, based on the treatment of layers of membranes responsible for blood capture, with a colorimetric response showing presence or absence of reaction. The prototype showed satisfactory results when tested on known samples and viable for commercial scale production, with consequent facilitation of access to this laboratory exam for populations in emergency and with reduced mobility.

O objetivo do trabalho foi analisar os descritores de dose dos exames de tomografia computadorizada de crânio em um grupo de pacientes que apresentaram traumatismo craniano grave e submetidos a craniectomia descompressiva. Apesar de haver várias recomendações para que se evite a exposição radiológica desnecessária, poucos estudos analisaram sistematicamente as doses aplicadas nesta população envolvida. Os parâmetros dos exames de TC de crânio consecutivas de 14 pacientes foram analisados retrospectivamente durante o período do tratamento. Foram constatados valores médios de 120 kVp (95% CI de 0,5), 295 mA (95% CI de 5,0), faixa de varredura de 21,7cm (95% CI de 4,2), DFOV de 24,9 cm (95% CI de 1,8), CTDI de 67,4 mGy (95% CI de 11,7), DLP de 1406,3 mGy.cm (95% CI de 398,7). Em conclusão, os valores encontrados no estudo estão acima das recomendações de diversas diretrizes e geram preocupação para exposição radiológica excessiva em pacientes com TCE grave e craniectomia descompressiva. The aim of the study was to analyze the dose descriptors of computed tomography examinations of the skull in a group of patients who had severe head trauma and underwent decompression craniectomy. Despite several recommendations to avoid unnecessary radiation exposure, few studies have systematically analyzed the doses applied in this population. The parameters of consecutive skull CT examinations of 14 patients were analyzed retrospectively during the treatment period. Average values of 120 kVp (95% CI of 0.5), 295 mA (95% CI of 5.0), scanning range of 21.7 cm (95% CI of 4.2), DFOV of 24.9 cm (95% CI 1.8), CTDI 67.4 mGy (95% CI 11.7), DLP 1406.3 mGy.cm (95% CI 398.7). In conclusion, the values found in the study were above the recommendations of several guidelines and cause concern for excessive radiological exposure in patients with severe TBI and decompression craniectomy.

Esta pesquisa foi motivada pela experiência profissional do autor desta dissertação, na área do planejamento hospitalar, vivenciada em um EAS, que a exemplo dos demais edifícios hospitalares historicamente são impactados com as novas demandas programáticas, dinamicidades da sociedade, e principalmente com as novas tecnologias na medicina, situações estas que vem ocasionando uma obsolescência das estruturas hospitalares existentes, gerando dificuldades espaciais, de infraestrutura, e consequentemente legais. Identificando que a pesquisa tem como objetivo viabilizar o delineamento das diretrizes projetuais no ambiente hospitalar construído, no sentido de promover a qualidade do projeto sob a luz do desempenho, esta foi desenvolvida com o apoio da metodologia da APO, que tem como objetivo aferir um conjunto de necessidades do usuário na utilização do ambiente construído. Teve como objeto de estudo um hospital regional situado na região metropolitana de Curitiba, que foi analisado em seus aspectos físicoespaciais em diferentes escalas, assim como na aplicação de questionários com cinco grupos de usuários, identificados por amostragem. Os resultados dos questionários identificaram diferentes percepções dos usuários sobre o espaço vivenciado, assim como um mapeamento setorial que relacionado as análises macro, meso e micro, deram suporte para diagnosticar e promover prognósticos teóricos e espaciais, e com isto identificar diretrizes em diferentes escalas, criando assim um mapeamento das ações para um PDH, não somente para o HMSJP, objeto deste estudo de caso, mas como referência de sistematização para outros EAS´s. This research was motivated by the professional experience of the author of this dissertation, in the area of hospital planning, experienced in an EAS, which, like other hospital buildings, has historically been impacted by new programmatic demands, society dynamics, and especially with new technologies in medicine, situations that have been causing the obsolescence of existing hospital structures, generating spatial, infrastructure, and consequently legal difficulties. Identifying that the research aims to enable the design guidelines in the built hospital environment to be made feasible, in order to promote the quality of the project in the light of performance, it was developed with the support of the APO methodology, which aims to assess a set user needs in the use of the built environment. The object of study was a regional hospital located in the metropolitan region of Curitiba, which was analyzed in its physical-spatial aspects at different scales, as well as in the application of questionnaires with five groups of users, identified by sampling. The results of the questionnaires identified different perceptions of users about the experienced space, as well as a sectorial mapping that related to macro, meso and micro analyzes, gave support to diagnose and promote theoretical and spatial prognoses, and with this, identify guidelines at different scales, creating thus a mapping of the actions for a PDH, not only for the HMSJP, object of this case study, but as a reference of systematization for other EAS´s.

Esta dissertação trata de um estudo sobre processamento de imagens com o intuito de automatizar o método de análise de termogramas de pacientes com suspeita diagnóstica de câncer. Atualmente, existem diversos exames por imagem que são utilizados para a triagem ou auxílio no diagnóstico complementar de tumores. No caso da mama, por exemplo, são realizados os exames de mamografia, ultrassonografia e, mais raramente, ressonância magnética. Para quadros da tireoide os exames de palpação, cintilografia e ultrassonografia são realizados. Também é adotado o exame por punção aspirativa com agulha fina para a realização da biópsia, que é considerada padrão ouro no diagnóstico de câncer. Em contraste, por se tratar de uma técnica não invasiva, a termografia tem sido amplamente estudada complementar no diagnóstico precoce de neoplasias. Os exames termográficos captam alterações de temperatura devido ao aumento da atividade metabólica na região comprometida. Contudo, a análise dos termogramas é em muitos casos é feita de forma visual, dependendo totalmente da percepção do examinador. Dessa forma, o objetivo desse trabalho é desenvolver um programa interativo de segmentação semiautomática para ROI contida em um termograma. Como metodologia foi desenvolvida uma rotina de segmentação, em linguagem Python, a partir de um algoritmo baseado em crescimento de regiões, capaz de agrupar pixels semelhantes para uma região do termograma. Assim, a partir desse pixel, é possível verificar a homogeneidade ou semelhança dos seus pixels vizinhos para captar regiões com alteração de temperatura nos tecidos analisados. Como resultados, são apresentados a área segmentada de forma semiautomática comparada com um método manual de delimitação de imagens térmicas, o tempo operacional médio foi de 16 segundos para o método proposto, contra 40 segundos aproximados de análise manual. Através da ferramenta desenvolvida, a região segmentada pode ser comparada com uma região circunvizinha a fim de comprovar diferença térmica entre os tecidos sadio e não sadio (com tumor). O programa também apresenta uma planilha com dados térmicos exportada diretamente do programa, explicitando as faixas de temperatura delimitadas pela ferramenta, para facilitar posteriores análises ou para fornecer informação para o prontuário médico. Os testes foram realizados em 20 termogramas coletados de pacientes com neoplasia da mama e tireoide, seguindo o protocolo de coleta e tratamento de imagens térmicas, e todos apresentaram temperaturas mínimas e médias delimitadas pelo método proposto superiores às encontradas pelo método manual. As comparações entre as regiões delimitadas de todos os vinte termogramas também evidenciaram que as temperaturas na região nodular eram superiores às dos tecidos vizinhos não comprometidos. This paper presents a study on image processing used in order to automate the method of analyzing thermograms of patients with suspected cancer diagnosis. Currently, there are several imaging tests that are used to do the triage of the patients, or to help in the complementary diagnosis of tumors. In the case of the breast, as an example, mammography, ultrasound and, more rarely, MRI scans can be performed. As for thyroid cases, palpation, scintigraphy and ultrasound examinations are performed. To performe the biopsy, the medical exam that can be used is the aspiration puncture with a fine needle, which is considered the gold standard in the diagnosis of cancer. On the other hand, since it is a non-invasive technique, thermography has been widely used in a complementary way in the early diagnosis of neoplasms. Thermographic exams can capture changes in temperature due to increased metabolic activity in the affected region. However, the analysis of thermograms in most of cases is done visually, depending entirely on the examiner’s perception. Thus, the objective of this work is to develop an interactive semiautomatic segmentation program for ROI contained in a thermogram. Therefore, a segmentation routine was developed, in Python language, from an algorithm based on region growth, capable of grouping similar pixels for a region of the thermogram. Thereby, from that pixel, it is possible to check the homogeneity or similarity of its neighboring pixels to capture regions with temperature changes in the analyzed tissues. As results, the segmented area is presented in a semi-automatic way when compared with a manual method of delimiting thermal images, and the average operational time was 16 seconds for the proposed method, against approximately 40 seconds of manual analysis. Making use of the developed tool, the segmented region can be compared with a surrounding region in order to prove thermal differences between healthy and non-healthy tissues (tissues with tumor). A spreadsheet with thermal data, exported directly from the program, is also presented, explaining the temperature ranges delimited by the tool that can be used to facilitate further analysis or to provide information for the medical record. The tests were carried out on 20 thermograms collected from patients with breast and thyroid cancer, following the protocol for collecting and treating thermal images, and they all presented minimum and average temperatures delimited by the proposed method, higher than those found by the manual method. Comparisons between the delimited regions of all twenty thermograms also showed that the temperatures in the nodular region were higher than those of neighboring non-compromised tissues.

A segmentação de estruturas anatômicas a partir de imagens médicas, como a tomografia computadorizada, tem sido aplicada no aperfeiçoamento de práticas como o planejamento cirúrgico, a fabricação de próteses, a realização de simulações e mais. Na área ortopédica, modelos 3d de ossos podem ser utilizados, por exemplo, na fabricação de guias e implantes personalizados. Extrair precisamente elementos complexos de uma imagem não é uma tarefa simples. A maioria das pesquisas relacionadas propõe métodos para a segmentação de uma única estrutura anatômica. Nesta pesquisa, decidiu-se testar as dificuldades referentes à segmentação da superfície dos quatro ossos que constituem a articulação do joelho (fêmur, patela, tíbia e fíbula) a partir de imagens de tomografia computadorizada e das unidades Hounsfield. O método proposto consiste em uma sequência de processamento que se inicia com a reamostragem dos dados, que são, então, pré-segmentados por global thresholding com limiar baseado no valor proposto pela literatura para segmentação de ossos: 200 UH. Em seguida, as descontinuidades das malhas obtidas, quando presentes, são corrigidas através de fechamento morfológico, e objetos indesejados, quando presentes, são removidos por erosão morfológica. Finalmente, os modelos são segmentados por Active Contour Without Edges executado por operadores morfológicos. Quatro estudos de caso com quatro indivíduos diferentes foram realizados através deste método. Os resultados obtidos mostram que o método proposto é capaz de segmentar e gerar os modelos 3d dos quatro ossos do joelho, permitindo que cada um destes seja manipulado individualmente se necessário. Porém, a segmentação dos ossos com base nas unidades Hounsfield não gerou o resultado esperado em três dos quatro estudos de caso, dos quais apenas um teve seus ossos segmentados corretamente com a aplicação de um limiar igual a 200 UH durante a pré-segmentação por global thresholding. Nos demais casos, o limiar teve que ser reduzido para que a malha dos ossos fosse segmentada como esperado. The segmentation of anatomical structures based on medical images, such as computed tomography, has been applied to improve practices such as surgical planning, prosthesis manufacturing, simulations and more. In the orthopedic area, 3d bone models can be used, for example, in the manufacture of personalized guides and implants. Precisely extracting complex elements from an image is not a simple task. Most related research proposes methods for segmenting a single anatomical structure. In this research, it was decided to test the difficulties related to the segmentation of the surface of the four bones that constitute the knee joint (fêmur, patella, tibia and fibula) using computed tomography images and the Hounsfield units. The proposed method consists of a processing sequence that begins with the resampling of the data, which are then pre-segmented by global thresholding with a chosen threshold based on the value proposed by the literature for bone segmentation: 200 HU. Then, the discontinuities of the obtained meshes, when present, are corrected through morphological closure, and undesirable objects, when present, are removed by morphological erosion. Finally, the models are segmented by Active Contour Without Edges executed by morphological operators. Four case studies with four different individuals were carried out using this method. The results obtained show that the proposed method is capable of segmenting and generating 3d models of the four knee bones, allowing each one to be manipulated individually if necessary. However, the bone segmentation based on Hounsfield units did not generate the expected result in three of the four case studies, of which only one had its bones correctly segmented with the application of a threshold equal to 200 HU during pre-segmentation by global thresholding. In all other cases, the threshold had to be lowered só that the bone mesh was segmented as expected.

O princípio de uma impressora 3D é o oposto da manufatura subtrativa, como é o caso de uma CNC, em que a fabricação se baseia na retirada de material para dar forma a um objeto. A impressão 3D é um método de fabricação com capacidade de criar geometrias complexas utilizando menos material quando comparado aos mais tradicionais meios de fabricação. A engenharia de tecidos vem vislumbrando a utilização da tecnologia de impressão 3D nas pesquisas e no avanço da fronteira do conhecimento, entretanto laboratórios de cultivo celular se deparam com riscos de contaminação inerente a troca do meio de cultura bem como a contaminação do meio por incorreta assepsia na manipulação. Nesta dissertação, é apresentado um conceito de plataforma de bioimpressão 3D que inova em agregar a função de troca do meio de cultura sem interação humana no período de cultivo. O processo de desenvolvimento e construção foi embasado nos modelos estudados, resultando em inspiração e inovação para esta pesquisa. O projeto utiliza materiais e tratamento superficial que facilitam a limpeza e assepsia do equipamento, seu design prioriza cantos arredondados para minimizar o risco de contaminação. O software open source utilizado na bioimpressora recebe uma função programada para controlar e gerenciar a troca do meio de cultura, sendo automática e controlada remotamente. Simulações com a plataforma, em laboratório, apresentam resultados satisfatórios quanto a troca do meio, capaz de um erro volumétrico na dosagem ser menor que 1% em condições de operação. The principle of a 3D printer is the opposite of subtractive manufacturing, as is the case with a CNC, in which manufacturing is based on removing material to shape an object. 3D printing is a manufacturing method with the ability to create complex geometries using less material when compared to more traditional manufacturing methods. Tissue engineering has been envisioning the use of 3D printing technology in research and in advancing the frontier of knowledge, however cell culture laboratories face risks of contamination inherent in the exchange of the culture medium as well as the contamination of the medium by incorrect asepsis in handling. In this dissertation, a 3D bioprinting platform concept is presented that innovates in adding the function of changing the culture medium without human interaction during the cultivation period. The development and construction process was based on the models studied, resulting in inspiration and innovation for this research. The project uses materials and surface treatment that facilitate the cleaning and asepsis of the equipment. Its cabinet follows a design that prioritizes rounded corners to minimize the risk of contamination. The open source software used in the bioprinter receives a programmed function to control and manage the exchange of the culture medium, being automatic and controlled remotely. Simulations with the platform, in the laboratory, present satisfactory results in terms of changing the medium, capable of a volumetric error in the dosage being less than 1% under operating conditions.

Procedimentos cirúrgicos minimamente invasivos estão em evidência e são, portanto, a grande tendência mundial. Eles correspondem a um grande avanço tecnológico que visa promover segurança ao paciente, minimizando complicações e tornando possíveis algumas cirurgias antes inimagináveis. Tanto cirurgias de alta complexidade, como transplantes e até procedimentos envolvendo laparoscopia exigem hoje a presença de equipamentos que apresentam elevada precisão no corte de tecidos biológicos moles e que estejam também conjugados à cauterização, evitando assim complicações causadas por hemorragias e até mesmo infecções. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a potência/intensidade gerada por tesouras ultrassônicas utilizadas nos procedimentos cirúrgicos. Foram avaliadas 25 tesouras Harmonic Ace® HAR36, com quatro peças de mão acopladas em oito diferentes geradores ETHICON GEN11. Os equipamentos foram configurados para gerar as potências Nível 5, padrão para corte, Nível 3, padrão para coagulação e Nível 1, também utilizada para coagulação com maior eficiência. Para cada uma das configurações do gerador GEN11 foram medidos os valores máximos das potências geradas utilizando uma balança ultrassônica UPM-DT-1 fabricada pela Ohmic Instruments. Os valores médios e os desvios padrões foram calculados utilizando-se o EXCEL (Microsoft Corp.). A média das potências geradas para todos os equipamentos avaliados foi de 1,1 ± 0,8 W para o Nível 1, 3,7 ± 2,3 W para o Nível 3 e 9,2 ± 3,3 W para o Nível 5. Verificou-se que há uma variação de 20 vezes entre a menor e a maior potência gerada, evidenciando a necessidade de implementação de um controle de qualidade adequado para esses equipamentos. Verificou-se também que, mesmo durante o teste padrão de funcionamento dos equipamentos, são geradas intensidades que podem submeter os operadores a riscos caso eles não tomem os devidos cuidados, sendo necessário um treinamento adequado. Assim, de forma a evitar riscos aos operadores, este trabalho sugere um protocolo de segurança com os passos a serem seguidos na ativação da tesoura ultrassônica. Minimally invasive surgical procedures are in evidence and are, therefore, the major worldwide trend. They correspond to a great technological advance that aims to promote patient safety, minimizing complications and making possible some complex surgeries that were not possible to be performed in the past. Highly complex surgeries, such as transplants and even procedures involving laparoscopy require the use of equipment that presents high precision in cutting soft biological tissues and that are also combined with cauterization, thus avoiding complications caused by haemorrhages and even infections. The objective of this work was to evaluate the power/intensity generated by ultrasonic shears used in surgical procedures. Twentyfive Harmonic Ace® shears – HAR36 were evaluated, with four handpieces coupled to eight different ETHICON GEN11 generators. The generators were configured to generate the Level 5 power, standard for cutting, Level 3, standard for coagulation and Level 1, also used for coagulation with greater efficiency. For each of the GEN11 equipment configurations, the maximum values of the generated power were measured using an Ohmic Instruments UPM-DT-1 Ultrasound Power Meter. The expected value and standard deviations were calculated using EXCEL (Microsoft Corp.). The average powers generated for all evaluated devices were 1.1 ± 0.8 W for Level 1, 3.7 ± 2.3 W for Level 3 and 9.2 ± 3,3 W for Level 5. It was found that there is a 20-fold variation between the lowest and the highest power generated, showing the importance of implementing an adequate quality control protocol for this equipment. It was also found that, even during the standard test of equipment, high levels of intensity are generated that can subject operators to risks if they do not take proper care, requiring adequate training of these professionals. Thus, in order to avoid risks to operators, this work suggests a safety protocol with the steps to be followed when activating the ultrasonic shears.

Edição 1 do Boletim da Sociedade Brasileira de Engenharia Biomédica (http://www.sbeb.org.br/site/)