Aluno de Iniciação Científica: Vitor Roberto Thomaz (PIBIC/CNPq)
Curso: Engenharia Civil
Orientador: Mildred Ballin Hecke
Co-Orientador: Marco André Argenta
Departamento: Construção Civil
Setor: Tecnologia
Palavras-chave: Anisotropia , Parâmetros geométricos , Tecidos Biológicos
Área de Conhecimento: 30102006 - ESTRUTURAS
Na análise de tecidos biológicos tem-se uma estrutura mais complexa do que as normalmente estudadas na engenharia, devido à variação de suas propriedades e seu formato irregular. Na engenharia, em geral, a caracterização física dos materiais é obtida por pesagens, medições volumétricas e sua geometria, comumente regular, é criada a partir de figuras primitivas como triângulos, retângulos, cilindros, facilitando sua criação digital. Já os tecidos biológicos, em sua grande maioria, apresentam uma geometria complexa, que pode caracterizá-los como anisotrópicos, ou seja, apresentam um comportamento distinto para cada direção analisada. Uma das formas de se analisar esses materiais é a utilização de imagens obtidas por meio de microtomografias. A microtomografia é uma técnica não destrutiva que reconstrói e modela interiores de amostras na escala micrométrica e obtém informações sobre suas características tridimensionais. A partir das imagens obtidas pelo detector de raios X, função do coeficiente de atenuação, são reconstruídas as fatias tomográficas transversais utilizando-se o algoritmo de Feldkamp modificado. E sobre essas fatias, são aplicados métodos para a quantificação da anisotropia geométrica da amostra. Neste trabalho são estudados quatro métodos distintos: o método do comprimento médio de interceptação (CMI) e o método baseado nos princípios do momento de inércia e do produto de inércia, escritos sob a forma de um tensor de inércias (TI), que calculam o grau de anisotropia e as direções anisotrópicas; o método do tensor de nível de cinza que calcula os volumes, densidade aparente e densidade do pixel; e o método do box counting que calcula a dimensão fractal, utilizada para quantificar a irregularidade geométrica da amostra. Estes foram implementados em linguagem de programação Python e os resultados aplicados na analise do tecido ósseo, especificamente o osso trabecular, que devido a sua complexidade exigiu imagens em escala micrométricas, obtidas por meio de um microtomógrafo de alta resolução. O conhecimento dessas características geométricas permitiu um melhor entendimento do comportamento do tecido ósseo e suas propriedades possibilitando quantificar e diagnosticar fenômenos como a remodelação óssea ou doenças como a osteoporose.
