NLP-CISUC/PROPOR_FOS_Classification huggingface dataset:
Caracterização de patologias da pele por ultrassons

Palavras-chave: Doenças de pele,Imagem médica - processamento,Pele - patologias,Ultrasons

A pele constitui a primeira barreira física que o corpo humano dispõe para proteção, sendo importante manter as suas características. Para a sua avaliação e diagnóstico, a técnica por ultrassons, nomeadamente a ecografia, apresenta-se como uma abordagem com utilização crescente devido ao seu carácter não invasivo, não ionizante e acessível (baixo custo), quando comparado com outras técnicas de imagiologia. O principal objetivo da presente dissertação consiste no desenvolvimento de três abordagens com vista à caracterização da pele, usando tecnologia por ultrassons. Para tal foram usadas imagens ecográficas de doentes assim como imagens obtidas a partir de fantomas criados no Laboratório de Tecnologia de Materiais Elétricos e Ultrassons, do Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores, da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. Duas dessas abordagens permitem a caracterização completamente automática de imagens de forma global ou recorrendo a características texturais da imagem, eliminando possíveis ambiguidades resultantes do processo de interação com utilizadores. A metodologia desenvolvida inclui mais de 400 características texturais, 5 classificadores, seletores de características e um algoritmo de fusão de classificadores. A terceira abordagem permite a classificação de imagens de fantomas a partir do uso de apenas três parâmetros acústicos, revelando a possibilidade de desenvolvimento de técnicas de caracterização, recorrendo apenas a parâmetros acústicos, tornando a técnica ainda mais acessível. O trabalho desenvolvido mostrou que os ultrassons podem ser utilizados para distinguir pele com lesão de pele sem lesão. Utilizando características texturais das imagens é possível obter um valor F-score igual a 96,3% para imagens de pele. Mostrou-se ainda, que a utilização de apenas três parâmetros acústicos extraídos dos fantomas permite a sua classificação com um F-score igual a 89,1%. Palavras-Chave: Ultrassons, Fantomas, Parâmetros Acústicos, Processamento de Imagem Médica, Algoritmos de Classificação

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Análise de sensibilidade e otimização de um sensor de explosivos baseado em polímeros fluorescentes

Palavras-chave: Explosivos,Polímeros,Sensor

Esta dissertação baseia-se no estudo, otimização e desenvolvimento de um sensor optoelectrónico para a deteção de vapores libertados por materiais explosivos. A otimização foi feita recorrendo ao Software COMSOL MultiPhysics, onde várias geometrias a aplicar no sensor foram modeladas e comparadas. Todos os conceitos aplicados nas simulações foram verificados experimentalmente. Depois de obter os resultados das simulações foi feito um levantamento das vantagens e desvantagens de cada ideia testada e construiu-se um modelo para a geometria ideal do sensor, ou seja, a geometria que melhora a deteção de explosivos. Quanto ao desenvolvimento do sensor, começou-se por verificar experimentalmente que os conceitos e ideias projetadas eram exequíveis, e testaram-se alguns polímeros diferentes. Tendo essa verificação efetuada, procedeu-se à procura e escolha dos melhores componentes para o protótipo seguindo-se a montagem e testes do sensor desenvolvido. Uma vez que se pretende que o sensor seja apenas sensível a vapores de explosivos, foram testadas algumas outras substâncias para assegurar o grau de seletividade necessário. A sua sensibilidade também foi estudada. Por fim, também foi executado um estudo de caracterização do polímero utlizado, sendo que o objetivo era obter experimentalmente alguns parâmetros necessários para um conhecimento total das suas características. Este conhecimento possibilita uma melhor modelação computacional. Palavras-chave: Fluorescência, Polímeros, Simulação Computacional, COMSOL MultiPhysics, Explosivos, Sensor

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Câmara para análise por difracção de raios-x de hidretos metálicos activados. Aplicação ao LaNi5.

Palavras-chave: Hidretos,Hidrogénio - armazenamento,Difracção de raios

A utilização de hidrogénio como meio de armazenamento de energia é um dos campos mais promissores para a disseminação de formas alternativas de energia, e a utilização de hidretos para armazenar aquele gás uma das suas áreas mais activas. A análise destes hidretos é essencial para o desenho de contentores de armazenamento optimizados. Nesta tese descreve-se o processo de design que levou à construção de uma câmara para o estudo destes hidretos por difracção de raios-X in situ em função da pressão de equilíbrio de hidrogénio gasoso, utilizando como interface da radiação uma janela de polímero. Uma câmara de alumínio, com janela de Kapton e duas juntas de vedação, foi projectada para ser utilizada num difractómetro Seifert PTS 3000, do tipo Bragg-Brentano, à temperatura ambiente, e testada a uma pressão de 25bar. Na operação da câmara foi testada uma amostra de LaNi5, cujo hidreto é bastante estudado, e analisados os difractogramas característicos em diferentes estágios de concentração de hidrogénio na rede cristalina. Em concreto foram estudadas e calculados os parâmetros de rede das fases α e β às pressões de equilíbrio de 0, 1,25, 2,5 e 10bar, tendo concluído que a estrutura de fases se divide desigualmente entre fases α e β para valores de concentração dentro do patamar de absorção isotérmica do material.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Desenvolvimento de caracterização de cristais líquidos termotrópicos

Palavras-chave: Cristais líquidos,Cristais líquidos liotrópicos,Cristais Líquidos termotrópicos,Difracção de raios x

Os derivados dos ácidos benzóico constituem uma família de compostos com caracter ísticas estruturais tais que os tornam excelentes candidatos para desenvolver o mais variado tipo de estruturas, a partir de ligações intermoleculares de hidrogénio. Algumas destas estruturas moleculares permitem desenvolver conformações tais que quando sujeitos a variações de temperatura revelam fases de cristal líquido. As por rinas, enquanto estruturas discóticas, também se enquadram num grupo molecular capaz de exibir este tipo de comportamento quando sujeito as variações de temperatura.Neste trabalho são sintetizadas e caracterizadas novas série homólogas de co-cristais a partir dos ácidos 4-alquil benzóico e 4-alcóxido benzóico que exibem fase cristal líquido, nomeadamente as séries 8BAO + mBA, 44bipy + mBA e 44bipy + nBAO. Nesta investiga ção recorre-se ao método de análise térmica, nomeadamente calorimetria diferencial de varrimento complementada com informação obtida por termomicroscopia de luz polarizada. É feita uma análise estrutural por difracção de raios-X de pó e por espectroscopia de infravermelho. Finalmente, recorreu-se à relaxometria de RMN para se estudar a dinâ- mica molecular e, ainda, se zeram medidas electro-ópticas. Mereceu também a atenção neste trabalho o estudo estrutural por difracção de raios-X de monocristal e térmico de uma por rina. Estes co-cristais formam-se a partir de ligações intermoleculares de hidrogénio e os elementos de cada série revelam características semelhantes entre si tanto a nível estrutural como a nível térmico. A característica principal comum partilhada é o aparecimento de uma fase nemática e esmética nos co-cristais das séries 8BAO + mBA e 44bipy + mBA respectivamente, quando submetidos a uma variação térmica. Foi possível estabelecer uma correlação qualitativa sobre a dinâmica molecular dos complexos estudados neste trabalho e comprovar a presença das mesofases supracitadas. A birrefringência medida num dos complexos da série 8BAO + mBA na fase cristal líquido revelou resultados compatíveis com os de outros cristais líquidos clássicos amplamente estudados

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Sistema de receção, armazenamento e visualização de dados de oximetria e ECG

Palavras-chave: Dados biomédicos - armazenamento.,Doenças cardiovesculares - monotorização,Sinais vitais - monotorização

O envelhecimento da população, associado à melhoria da qualidade de vida e consequentemente a uma esperança média vida cada vez maior, acarreta consigo grandes desafios no que toca à manutenção dessa qualidade de vida com o aumentar da idade. As doenças tornam-se mais prováveis, e entre estas figuram as doenças do foro cardiovascular, que constituem das principais causas de morte mundiais. Um produto que permita ao seu utilizador realizar um dia-a-dia normal, ao mesmo tempo que monitoriza parâmetros biomédicos para uma avaliação constante do seu estado de saúde, é assim uma resposta viável à necessidade de análise frequente do estado de saúde de um individuo. Este projeto visa desenvolver ferramentas a ser utilizadas num produto móvel de monitorização permanente de dados vitais já existente, o OneCare da Intellicare, uma spin-off da ISA – Intelligent Sensing Anywhere, S.A.. Foram utilizados vários sensores portáteis de sinais biomédicos, para obter parâmetros vitais que indicam se um individuo se encontra em estado normal, ou a sofrer de uma situação anormal. Os sensores enviam os seus dados através de Internet para um programa remoto, que recebe os dados e os armazena. Um segundo programa permite depois visualizar graficamente os dados recebidos. Este projeto focou-se no desenvolvimento dos programas responsáveis por receber, descodificar, armazenar e representar graficamente os dados biomédicos. Palavras-chave: Java, MQTT, JSF, Armazenamento de Dados, Monitorização Remota de Sinais Vitais

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Desenvolvimento da base de dados da unidade de neurodesenvolvimento e autismo

Palavras-chave: Base de dados,Sistemas de informação hospitalar,Testes neuropsicológicos

Num serviço hospitalar, uma boa organização e armazenamento de informações contribui significativamente para a melhoria dos cuidados de saúde prestados aos utentes. Isto, para além de manter um registo do historial do utente, permite a utilização dessas informações em processos de investigação clínica e translacional o que se poderá traduzir na criação de conhecimento e melhoria da prestação de cuidados ao doente. Este projecto tem como objectivo principal criar uma base de dados para a Unidade de Neurodesenvolvimento e Autismo (UNDA) do Centro de Desenvolvimento da Criança Luís Borges (CDCLB), Hospital Pediátrico – Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra (HP-CHUC). Um dos objectivos secundários é a informatização dos principais testes neuropsicológicos e de avaliação social utilizados. Para dar suporte à base de dados foi construída uma plataforma que servirá como interface com o utilizador. A base de dados foi construída em Structured Query Language (SQL) utilizando o sistema gerenciador de base de dados Microsoft SQL Server 2008®. A solução geral do projecto foi edificada em três camadas, uma referente ao acesso aos dados, outra de serviço e, por fim, a de apresentação. Nesta última camada, que representa a interface com o utilizador, foi utilizada a arquitectura Model-View-Controller (MVC). A linguagem utilizada foi C# com a utilização do ambiente integrado de desenvolvimento Microsoft Visual Studio 2010®. Dentro de todos os testes neuropsicológicos e de avaliação social, o único que se encontra implementado, se bem que apenas em parte, é a Escala de Desenvolvimento Mental de Ruth Griffiths. No entanto, foi feito um levantamento das características de todos os restantes testes para que se possa proceder à sua informatização e aplicação digital. PALAVRAS-CHAVE: Base de dados, Investigação Clínica, Testes Neuropsicológicos, MVC, WebService, Sistemas de Informação Hospitalar, Arquitectura em Camadas.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Protecção contra radiação não-ionizante: arco eléctrico

Palavras-chave: Acidentes de trabalho,Radiação - protecção.,Radiação não ionizante,Segurança no trabalho

Actualmente há uma consciencialização generalizada da necessidade de decrescer o número de acidentes de trabalho e doenças profissionais, assim como da formação especializada dos trabalhadores em questões de segurança do trabalho. Estabeleceram-se então directrizes com o intuito de proteger os trabalhadores e o público em geral contra potenciais efeitos adversos da radiação não-ionizante. Estas directrizes aplicam-se a toda a exposição, aguda ou crónica, proveniente de fontes artificiais, estabelecendo limites de exposição. Numa primeira fase, este trabalho serviu para verificar se as directrizes em que se baseia a legislação e normas portuguesas e europeias são as adequadas para a garantia de segurança no trabalho dos soldadores com arco eléctrico. Por outro lado, serviu para entender quais os riscos a que um soldador está sujeito devido à emissão de radiação óptica e que equipamentos deve utilizar para se proteger. Analisámos, com base nas recomendações do ICNIRP, três espectros disponibilizados na literatura (A: GTAW; Corrente do arco: 300A; Eléctrodo: EWth-2; Gás de protecção: Ar AT 20cfm; B: GTAW; 275 A; EWth-2; He AT 50cfm; C: GMAW; 150 A; Linde 85; CO2 AT 40cfm) e um outro por nós medido (TIG; 60A; WT-20; Ar + CO2 a 4.5bar). A medição experimental foi realizada com a ajuda de um espectrómetro de fibra óptica, Ocean Optics USB+ 2000 UV-VIS e obrigou à adopção de uma metodologia de calibração utilizando uma fonte de luz calibrada Ocean Optics LS-1. Nestas análises determinámos a densidade óptica mínima para óculos de protecção. A análise dos espectros A, C e TIG mostrou que os danos térmicos impunham um limite de exposição mais restritivo relativamente aos danos fotoquímicos. Por outro lado, no caso do espectro C, os efeitos fotoquímicos são restritivos em relação aos efeitos térmicos. A densidade óptica mínima para óculos de protecção varia entre 4.21 (espectro C) e 5.53 (espectro TIG). Podemos concluir que o mecanismo de interação da luz (térmico ou fotoquímico) com os tecidos oculares, que apresenta maior potencial de dano depende das condições do processo de soldadura. As densidades ópticas que determinámos estão dentro da gama dos valores disponibilizados nos equipamentos de protecção comercializados O conjunto de recomendações relativas à exposição dos olhos e pele à radiação óptica incoerente não permite fornecer um limite de exposição único que se aplique de forma prática a todos os processos de soldadura por arco eléctrico. Contudo, penso que mostrámos que a interpretação correcta destas recomendações, algo que exige competências, como, por exemplo, as de um Engenheiro Biomédico, juntamente com a utilização de uma técnica experimental relativamente simples, permite o cálculo correcto dos factores de segurança aplicáveis as diversos processos de soldadura por arco eléctrico. Palavras-chave: Protecção contra radiação, radiação não ionizante, soldadura, arco eléctrico, acidente de trabalho, equipamento de protecção.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Desenvolvimento de uma placa geradora de sinais para eletroterapia

Palavras-chave: Electroterapia - medicina física e reabilitação

Nos últimos anos tem-se assistido a uma forte expansão da Medicina Física e de Reabilitação, devido essencialmente ao envelhecimento populacional, dando origem ao aparecimento de novos produtos e serviços de reabilitação geriátrica. Desta forma, tendo em conta o know-how da Exatronic na conceção de dispositivos médicos, pretende-se desenvolver uma placa geradora de sinais que permita a aplicação de corrente elétrica com finalidade terapêutica. A Eletroterapia é uma tecnologia bem estabelecida, podendo ser abordada como um conjunto de modalidades que incluem como agente terapêutico a corrente elétrica, os ultrassons e os lasers. Contudo, no contexto deste trabalho a eletroterapia é definida como a aplicação de corrente elétrica de baixas e médias frequências (até 10kHz) de forma a permitir o tratamento de diversas patologias relacionadas com a MFR. Desta forma, na presente dissertação encontram-se expostos todos os passos que envolveram o desenvolvimento do hardware e firmware do protótipo final do dispositivo de eletroterapia. Numa fase inicial do projeto foram identificadas e estudadas as principais modalidades terapêuticas e a sua importância no contexto da MFR. Para tal, foi elaborado um estudo de mercado junto de vinte e uma unidades de MFR onde se procurou concluir quais os tipos de correntes elétricas utilizadas com mais frequência e as características físicas que um dispositivo portátil de eletroterapia deve apresentar. Com base neste estudo, definiram-se os requisitos técnicos e os diferentes programas terapêuticos do dispositivo: a Iontoforese e a Estimulação Elétrica Transcutânea Nervosa (TENS). Numa segunda fase foram estudadas várias abordagens para a arquitetura da placa geradora de sinal, sendo produzido um PCB através do software Altium Designer 10®. Posteriormente foi desenvolvido o firmware, com recurso à linguagem de programação C de forma a possibilitar o correto funcionamento do hardware, nomeadamente na emissão das diferentes modalidades terapêuticas. Por fim, foi testado o protótipo construído por forma a validar as suas potencialidades como base de um dispositivo médico de Eletroterapia. Palavras-Chave: Medicina Física e de Reabilitação, Eletroterapia, hardware, firmware, Altium Designer 10®, linguagem de programação C.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Caracterização objetiva da catarata com recurso a técnicas por ultrassons

Palavras-chave: Catarata,Facoemulsificação

A catarata resulta da acumulação de lesões ao longo do tempo, o que conduz à alteração do cristalino. Atualmente existem mais de 20 milhões de pessoas no mundo que sofrem de catarata, sendo a principal causa da perda de visão. A facoemulsificação é o procedimento cirúrgico mais utilizado para extrair a catarata e recuperar a acuidade visual. A determinação incorreta da energia ótima de facoemulsificação, que depende da rigidez do cristalino com catarata, poderá provocar danos irreversíveis, nomeadamente a destruição das células do endotélio da córnea ou a destruição da cápsula posterior do cristalino. As técnicas por ultrassons podem ser utilizadas para determinar a rigidez do cristalino. Nesse âmbito, procedeu-se à caraterização objetiva da catarata em cristalinos de suínos, permitindo a análise de parâmetros acústicos como a velocidade e a atenuação ex-vivo. A velocidade de propagação foi calculada através de três abordagens diferentes, o tempo de voo entre as cápsulas anterior e posterior, a análise em frequência e o tempo de voo utilizando um refletor plano. O cálculo da atenuação também foi realizado considerando três metodologias: a diferença espectral entre os ecos das cápsulas anterior e posterior, a diferença espectral entre o eco de um refletor, com e sem o cristalino, e a análise através do sinal de backscattering. Ainda relativamente à atenuação, foi estudada a dependência da atenuação com a frequência. Para além dos métodos referidos também foi utilizada a distribuição Nakagami, o B-scan e o Sonograma para analisar o cristalino. Os resultados deste estudo confirmam que a velocidade e a atenuação dos ultrassons aumentam com a progressão da catarata (p <0.001). A velocidade de propagação calculada através do método que fez uso de um refletor plano, embora fosse consistente com as outras duas abordagens, apresentou valores inferiores. No que respeita à atenuação, os dois primeiros métodos utilizados apresentaram uma boa concordância (ICC = 0.717, p<0.001). Para ambos os métodos, observou-se que o valor da atenuação se mantinha após os 120 minutos de imersão (p> 0.05). O cálculo da atenuação através do sinal de backscattering também revelou um aumento consistente. Observou-se também, e ao contrário do B-scan, que o parâmetro Nakagami e o Sonograma podem ser utilizados para caracterizar o cristalino. O trabalho desenvolvido mostrou que os ultrassons podem ser utilizados para caracterizar a rigidez do cristalino. O conhecimento exato da rigidez do cristalino contribuirá para o aumento dos níveis de segurança da cirurgia de facoemulsificação da catarata. Palavras Chave (Tema): Catarata, cristalino, facoemulsifcação. Palavras Chave (Tecnologias): Ultrassons, velocidade, atenuação, backscattering

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Desenvolvimento de HMI e base de dados para dispositivo médico de monitorização de sinais vitais

Palavras-chave: Monitorização de sinais vitais

O aumento da esperança média de vida associado a uma melhoria dos cuidados de saúde tem contribuído para o envelhecimento da população e para o aumento do número de indivíduos com doenças crónicas. Estas circunstâncias criam uma sobrelotação dos centros responsáveis pela prestação desses cuidados, diminuindo a qualidade do serviço fornecido. No entanto, estas mesmas circunstâncias criam novas oportunidades de negócio com o desenvolvimento de dispositivos e serviços médicos, procurando melhorar a qualidade de vidas destes indivíduos e diminuir as necessidades dos serviços de saúde. É com base nestes pressupostos que se iniciou o desenvolvimento do “Exa Allinone”, um dispositivo médico de monitorização de sinais vitais. Nesta primeira fase, procedeu-se ao desenvolvimento de uma interface gráfica user-friendly e de uma base de dados adequada. Este processo teve em conta as diretivas europeias para o correto desenvolvimento de dispositivos e software médico (Diretiva 93/42/CEE; Diretiva 2007/47/CE; Norma IEC 62304), necessitando para isso a adoção de um modelo de desenvolvimento de software, neste caso o modelo AGILE. O Software foi desenvolvido tendo em conta quatro utilizadores diferentes com permissões de utilização diferentes. Tendo em conta os conhecimentos de cada utilizador também se procedeu ao desenvolvimento de dois modos de apresentação da informação recolhida, um modo de apresentação para utilizadores com formação na área da saúde e outro para utilizadores sem essa formação. Esta aplicações foi, assim, desenvolvida na linguagem C# com o apoio do ambiente de desenvolvimento integrado Visual Studio®, sendo o software compatível com o sistema operativo Windows® Embedded CE 6.0. Durante o desenvolvimento usou-se uma mainboard Micro 2440 da FriendlyArm, com ecrã táctil de 7’’. Após a integração da interface e da base de dados, realizaram-se testes ao sistema, dos quais resultou a elaboração de um documento descritivo dos resultados obtidos. A par deste desenvolvimento, foi criado um manual de utilização da aplicação. Palavras-chave: Dispositivo Médico; Software Médico; Monitorização de sinais vitais; Interface gráfica; Base de dados; Ambient Assisted Living; IEC 62304; Diretiva 93/42/CEE; Diretiva 2007/42/CE; Engenharia de Software.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais