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Engenharia inversa de máscaras de imobilização para diagnóstico e terapêutica

2019-03-26Master thesis Open access
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dc.contributor.advisorLoja, Maria Amélia Ramos
dc.contributor.advisorVieira, Lina
dc.contributor.authorCraveiro, Débora Alexandra dos Santos
dc.date.accessioned2019-06-25T20:19:14Z
dc.date.available2019-06-25T20:19:14Z
dc.date.issued2019-03-26
dc.descriptionTrabalho final de mestrado para obtenção do grau de mestre em Engenharia Mecânicapt_PT
dc.description.abstractO presente trabalho visa a modelação e optimização de dispositivos de imobilização para diagnóstico e terapêutica com o objectivo da produção dos mesmos através da impressão 3D. Estes são indispensáveis no âmbito de tratamentos de radioterapia, e desejavelmente poderão vir a constituir um auxiliar preciso no diagnóstico no contexto da Medicina Nuclear. Para isso são abordados temas como a Engenharia Inversa para a reconstrução de um modelo da cabeça e a modelação geométrica assistida por um software Computer Aided Design (CAD) utilizando esta superfície. O presente trabalho aborda também temáticas como a simulação e a modelação de elementos finitos para uma análise cuidada da eficácia da imobilização do paciente. Modelos simples de placa foram utilizados para verificação de modelos mais complexos. Utilizando o método dos elementos finitos (MEF) com uma Teoria de Placa de Ordem Superior (High Order Shear Deformation Theory, HSDT), o Método de Navier e a aproximação de uma placa fina por metamodelação utilizando dados da HSDT. A metodologia foi posteriormente aplicada aos dispositivos de imobilização, de modo a possibilitar a obtenção de soluções óptimas. Nesta dissertação também são consideradas diferentes técnicas de optimização, entre as quais se destacam os algoritmos meta-heurísticos, Optimização por Enxame de Partículas (Particle Swarm Optimization, PSO) e o Algoritmo de Optimização da Baleia (Whale Optimization Algorithm, WOA). Estas temáticas foram implementadas para a optimização da placa fina enquanto estudo de verificação, e posteriormente, na optimização de metamodelos do deslocamento máximo das máscaras. Os modelos de dispositivos de imobilização concebidos foram finalmente produzidos por impressão 3D.pt_PT
dc.description.abstractThe present work aims the 3D modelling and optimization of immobilization devices for diagnosis and therapeutic medical applications with the aim of their production using 3D printing. These are imperative in radiotherapy treatments scope, and hopefully they might become a needed help in diagnosis in the Nuclear Medicine context. For that, there are addressed themes like Reverse Engineering for a head model reconstruction and the 3D geometric modelling using this surface with a CAD software. The present work also addresses thematics like simulation and finite element modelling for a meticulous analysis of the patient immobilization. Simple plate models were used as verification of more complex models. Using the finite element method (FEM) with a High-order Shear Deformation Theory (HSDT), the Navier Method and a thin plate approximation by metamodeling using the HSDT data. The methodology was after applied to the immobilization devices in order to enable the achievement of optimal solutions. In this thesis there are also considered different optimization techniques, including the meta-heuristic algorithms, Particle Swarm Optimizatio (PSO) and the Whale Optimization Algorithm (WOA). These thematics were implemented for the thin plate optimization as a verification study and after in the maximum displacement metamodels optimization. The models of the designed immobilization masks were finally produced by 3D printing.pt_PT
dc.description.versionN/Apt_PT
dc.identifier.citationCRAVEIRO, Débora Alexandra dos Santos - Engenharia inversa de máscaras de imobilização para diagnóstico e terapêutica. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2019. Dissertação de mestrado.pt_PT
dc.identifier.tid202257193
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10400.21/10198
dc.language.isoporpt_PT
dc.peerreviewedyespt_PT
dc.publisherInstituto Superior de Engenharia de Lisboapt_PT
dc.subjectEngenharia inversapt_PT
dc.subjectReverse engineeringpt_PT
dc.subjectSimulaçãopt_PT
dc.subjectSimulationpt_PT
dc.subjectMétodo de navierpt_PT
dc.subjectNavier methodpt_PT
dc.subjectMétodo dos elementos finitospt_PT
dc.subjectFinite element methodpt_PT
dc.subjectOptimizaçãopt_PT
dc.subjectOptimizationpt_PT
dc.subjectOptimização por enxame de particulaspt_PT
dc.subjectParticle swarm optimizationpt_PT
dc.subjectAlgoritmo de optimização da baleiapt_PT
dc.subjectWhale optimization algorithmpt_PT
dc.subjectMetamodelaçãopt_PT
dc.subjectMetamodelingpt_PT
dc.subjectImpressão 3Dpt_PT
dc.subject3D Printingpt_PT
dc.subjectKrigingpt_PT
dc.titleEngenharia inversa de máscaras de imobilização para diagnóstico e terapêuticapt_PT
dc.typemaster thesis
dspace.entity.typePublication
rcaap.rightsopenAccesspt_PT
rcaap.typemasterThesispt_PT

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