Digital elevation modeling through forests: the challenge of the Amazon / Modelagem digital de elevação através das florestas: o desafio da Amazônia

Elevation mapping at ground level is challenging in forested areas like the Amazon region, which is mostly covered by dense rainforest. The most common techniques, i.e. photogrammetry and short wavelength radar, provide elevations at canopy level at best, while most applications require ground elevations. Even lidar and P-band radar, which can penetrate foliage and measure elevations at ground level, have some limitations which are analyzed in here. We address three research questions: To what extent can a terrain model be replaced by a more easily available canopy-level surface model for topography-based applications? How can the elevation be obtained at ground level through forest? Can a priori knowledge of general continental relief properties be used to compensate for the limits of measurement methods in the presence of forest?(AU)

O mapeamento da elevação ao nível do solo é um desafio em áreas florestadas como a região amazônica, coberta principalmente por floresta tropical densa. As técnicas mais comuns, i.e., a fotogrametria e o radar de comprimento de onda curto, fornecem elevações ao nível do dossel na melhor das hipóteses, enquanto a maioria das aplicações requer a elevação do solo. Mesmo o lidar e o radar de banda P, que podem penetrar a folhagem e medir elevações ao nível do solo, têm algumas limitações que são analisadas aqui. Abordamos três questões: Até que ponto um modelo de terreno pode ser substituído por um modelo de superfície ao nível do dossel, mais facilmente disponível, para aplicações baseadas na topografia? Como a elevação ao nível do solo pode ser obtida através da floresta? O conhecimento a priori das propriedades gerais do relevo continental pode ser usado para compensar os limites dos métodos de medição na presença de floresta?(AU)

JPEG and raw image files compared to direct measurement of the breast region

Purpose: To compare JPEG and RAW image file extensions to direct measurement of the breast region. Methods: Points were marked on the breasts and arms of 40 female volunteers. The joining of these points in each hemibody formed seven linear segments, one angular segment and one median segment common to both hemibodies. Volunteers were photographed in a standardized fashion and evaluated by three raters using the software Adobe Photoshop CS6® and three image file extensions (RAW, high resolution JPEG and low resolution JPEG); values were compared to direct anthropometry. Results: All variables had interclass correlation coefficient higher than 0.8 (ICC>0.8). On average, all variables in all methods showed differences (p 0.05) when compared to direct measurement. A formula was created for each segment and each image file extension in comparison with the direct measurement. Conclusion: Measurements were similar among the correlated JPEG and RAW image file extensions but differed from the actual breast measurement obtained with a caliper.(AU)

Analysis and characterization of the normal gait phases of walking Warmblood horses as a tool for the diagnosis of lameness / Análise e caracterização das fases do andamento normal dos cavalos através da combinação de fotogrametria e acelerometria como ferramenta para o diagnóstico da claudicação

Horses with lameness modify gait behavior, but when it is subtle, it may not be possible to identify it clinically. The objective of this research is to characterize the normal gait phases of walking Warmblood horses by combining photogrammetry and accelerometry to monitor lameness to indicate a structural or functional disorder in the extremities. The study was conducted in 23 adult male Warmblood horses. Photogrammetry was used to identify the kinematic variables of the limbs and the markers path over time; triaxial accelerometers were used to capture the orthogonal acceleration components. It was determined that only 10 horses showed a normal gait pattern, there was a 43% correspondence between the expert´s judgment and the diagnostic techniques. According to the Stashak classification of the gait phases, cycle phases to forelimb were 34/4/8/13/41, while for hind limb were 54/11/8/8/19 (% of the stride). The range of motion (ROM) of the neck, knee and fetlock joints was 45.52±5.63°, 196.04±19.7° and 209±11.52° respectively. A combination of experimental methods was used to identify the phases of gait cycle of healthy horses. There was a correspondence in the location of the points of maximum displacement of the limbs with both techniques. More detailed information on the limbs movement was obtained using the accelerometer technology. These methods are applicable to other conditions either outdoors or in the lab.(AU)

Os cavalos com claudicação modificam o comportamento do andamento. Porém, uma leve modificação pode não ser identificada clinicamente. O objetivo desta pesquisa foi caracterizar as fases do andamento normal dos cavalos através da combinação de fotogrametria e acelerometria, para identificar alterações estruturais ou funcionais nos membros. O estudo foi conduzido em 23 cavalos Warmblood machos adultos. A partir da fotogrametria foi possível obter as variáveis cinemáticas das extremidades e a trajetória dos marcadores ao longo do tempo. Por outro lado, os acelerômetros triaxiais foram usados para capturar as componentes ortogonais da aceleração. Determinou-se que apenas 10 cavalos mostraram um padrão de marcha normal, e houve uma correspondência de 43% entre pareceres dos peritos e as técnicas de diagnóstico. De acordo com a classificação das fases da marcha de Stashak, as fases do ciclo da extremidade anterior foram 34/4/8/13/41 enquanto para a extremidade posterior foram 54/11/8/8/19. A amplitude de movimento (ROM) de pescoço, joelho e sesamóide foram 45,52±5,63°, 196,04±19,7° e 209±11,52°, respectivamente. Uma combinação dos métodos experimentais foi utilizada para identificar as fases do ciclo de marcha de cavalos saudáveis. Constatou-se correspondência na localização dos pontos de deslocamento máximo do membro com ambas as técnicas. A informação mais detalhada do movimento dos membros foi obtida usando a acelerometria. Estes métodos são aplicáveis em outras condições, quer a campo ou no laboratório.(AU)

Analysis and characterization of the normal gait phases of walking Warmblood horses as a tool for the diagnosis of lameness / Análise e caracterização das fases do andamento normal dos cavalos através da combinação de fotogrametria e acelerometria como ferramenta para o diagnóstico da claudicação

Horses with lameness modify gait behavior, but when it is subtle, it may not be possible to identify it clinically. The objective of this research is to characterize the normal gait phases of walking Warmblood horses by combining photogrammetry and accelerometry to monitor lameness to indicate a structural or functional disorder in the extremities. The study was conducted in 23 adult male Warmblood horses. Photogrammetry was used to identify the kinematic variables of the limbs and the markers path over time; triaxial accelerometers were used to capture the orthogonal acceleration components. It was determined that only 10 horses showed a normal gait pattern, there was a 43% correspondence between the expert´s judgment and the diagnostic techniques. According to the Stashak classification of the gait phases, cycle phases to forelimb were 34/4/8/13/41, while for hind limb were 54/11/8/8/19 (% of the stride). The range of motion (ROM) of the neck, knee and fetlock joints was 45.52±5.63°, 196.04±19.7° and 209±11.52° respectively. A combination of experimental methods was used to identify the phases of gait cycle of healthy horses. There was a correspondence in the location of the points of maximum displacement of the limbs with both techniques. More detailed information on the limbs movement was obtained using the accelerometer technology. These methods are applicable to other conditions either outdoors or in the lab.(AU)

Os cavalos com claudicação modificam o comportamento do andamento. Porém, uma leve modificação pode não ser identificada clinicamente. O objetivo desta pesquisa foi caracterizar as fases do andamento normal dos cavalos através da combinação de fotogrametria e acelerometria, para identificar alterações estruturais ou funcionais nos membros. O estudo foi conduzido em 23 cavalos Warmblood machos adultos. A partir da fotogrametria foi possível obter as variáveis cinemáticas das extremidades e a trajetória dos marcadores ao longo do tempo. Por outro lado, os acelerômetros triaxiais foram usados para capturar as componentes ortogonais da aceleração. Determinou-se que apenas 10 cavalos mostraram um padrão de marcha normal, e houve uma correspondência de 43% entre pareceres dos peritos e as técnicas de diagnóstico. De acordo com a classificação das fases da marcha de Stashak, as fases do ciclo da extremidade anterior foram 34/4/8/13/41 enquanto para a extremidade posterior foram 54/11/8/8/19. A amplitude de movimento (ROM) de pescoço, joelho e sesamóide foram 45,52±5,63°, 196,04±19,7° e 209±11,52°, respectivamente. Uma combinação dos métodos experimentais foi utilizada para identificar as fases do ciclo de marcha de cavalos saudáveis. Constatou-se correspondência na localização dos pontos de deslocamento máximo do membro com ambas as técnicas. A informação mais detalhada do movimento dos membros foi obtida usando a acelerometria. Estes métodos são aplicáveis em outras condições, quer a campo ou no laboratório.(AU)

Image analysis software versus direct anthropometry for breast measurements

PURPOSE: To compare breast measurements performed using the software packages ImageTool(r), AutoCAD(r) and Adobe Photoshop(r) with direct anthropometric measurements. METHODS: Points were marked on the breasts and arms of 40 volunteer women aged between 18 and 60 years. When connecting the points, seven linear segments and one angular measurement on each half of the body, and one medial segment common to both body halves were defined. The volunteers were photographed in a standardized manner. Photogrammetric measurements were performed by three independent observers using the three software packages and compared to direct anthropometric measurements made with calipers and a protractor. RESULTS: Measurements obtained with AutoCAD(r) were the most reproducible and those made with ImageTool(r) were the most similar to direct anthropometry, while measurements with Adobe Photoshop(r) showed the largest differences. Except for angular measurements, significant differences were found between measurements of line segments made using the three software packages and those obtained by direct anthropometry. CONCLUSION: AutoCAD(r) provided the highest precision and intermediate accuracy; ImageTool(r) had the highest accuracy and lowest precision; and Adobe Photoshop(r) showed intermediate precision and the worst accuracy among the three software packages. .(AU)

DETERMINAÇÃO DE ÁREA, VOLUME E MASSA EM ANIMAIS DE INTERESSE ZOOTÉCNICO

A fim de utilizar a modelagem tridimensional (3D) para estimar área, volume e massa, bem como avaliar o impacto dos desvios envolvidos nas equações empíricas disponíveis na literatura, em animais, foram utilizados seis ovinos Corriedale tosqueados com massa entre 10 e 105 kg e cinco bovinos Nelore com massa entre 600 a 800 kg. Os animais foram treinados utilizando os princípios de habituação e condicionamento, a fim de reduzir a reatividade dos animais. Para medição da área de superfície, utilizaram-se basicamente três procedimentos: equação empírica (EE) para cada espécie, instrumento manual de medição (IMM) e modelagem 3D do animal por fotogrametria (AR) e escaneamento com sensor kinect (AS_KS). Foi realizada uma análise de covariância, sendo a massa a covariável e uma análise de regressão não linear foi ajustada como uma função potência (alometria). Analisando as médias de área de superfície, para ovinos, em relação aos procedimentos utilizados não houve diferença entre IMM e modelos 3D, bem como entre os modelos 3D, enquanto entre IMM e EE houve diferença significativa. Para os bovinos, observou-se que os procedimentos 3D foram, em média, superiores às estimativas de área de superfície pela EE (=5%). Quando se plotou os dados de área de superfície, de ovinos, dos métodos testados em função da massa corporal, obteve-se aproximações empíricas distintas daquelas estimadas pela EE em mais de 11% para animais acima de 100kg, enquanto que para os bovinos a diferença média entre os modelos 3D e EE foi de mais de 18%. Como os ajustes das equações com IMM e por modelos 3D tiveram taxas de crescimento muito próximas e os desvios entre elas foram inferiores a 2%, constatou-se que o uso de modelos 3D foi ratificado. Quando se plotou os dados de ambas as espécies, observou-se excelentes ajustes (R²=0.99) e estimativas consistentes com aquelas obtidas pelas equações específicas para cada raça, com desvios inferiores a 3,2%. Outras relações, como volume em função da área de superfície, foram estabelecidas, resultando em aproximações consistentes quando utilizada para estimar o volume do animal. Quando se considerou o animal como um Cilindro Horizontal Padrão (CHP), sua área de superfície foi estimada, em média, 36% abaixo daquelas observadas para os modelos 3D e IMM. Por meio da simulação da transferência de calor por convecção, obteve-se uma diferença de mais 56% na taxa de convecção quando se considerou o animal como um CHP em relação aos modelos 3D e cilindro horizontal completo (CHC). Quando se relacionou as informações das imagens bidimensionais (2D) com as informações dos modelos 3D, foi possível encontrar equações para estimar área, volume e massa dos animais. Outra abordagem que ficou constatada foi a utilização de modelos 3D para avaliação em melhoramento genético, como pelo método EPMURAS. O uso de modelos 3D para estimar a área de superfície e volume em animais foi validado. O método parece ser o melhor meio para estimar a área de superfície e volume, e certamente aparece como uma ferramenta para melhorar as pesquisas envolvendo transferência de calor e massa, bem como o melhoramento genético.

In order to use three-dimensional (3D) modeling to estimate area, volume and mass, as well as to evaluate the impact of the deviations involved in the empirical equations available in the literature, in livestock, six shorn Corriedale sheep were weighed with mass between 10 and 105 kg and five Nelore cattle with mass between 600 and 800 kg. The animals were trained using the principles of habituation and conditioning in order to reduce the reactivity of the animals. For the measurement of the surface area, three procedures were used: empirical equation (EE) for each species, manual measurement instrument (IMM) and 3D animal modeling by photogrammetry (AR) and kinect sensor (AS_KS) scanning. A covariance analysis was performed, with the mass being covariable and a non-linear regression analysis was adjusted as a power function (allometry). Analyzing the surface area averages for sheep, in relation to the procedures used there was no difference between IMM and 3D models, as well as between 3D models, while between IMM and EE there was a significant difference. For cattle, it was observed that the 3D procedures were, on average, higher than the surface area estimates by EE (=5%). When data were plotted on the surface area of sheep and the methods tested for body mass, empirical approximations were obtained, different from those estimated by EE in more than 11% for animals over 100 kg, while for cattle the difference between 3D and EE models was over 18%. As the adjustments of the equations with IMM and 3D models had very close growth rates and deviations between them were lower than 2%, it was verified that the use of 3D models was ratified. When plotting the data of both species, we observed excellent adjustments (R² = 0.99) and estimates consistent with those obtained by the specific equations for each breed, with deviations lower than 3.2%. Other relationships, such as volume versus surface area, were established, resulting in consistent approximations when used to estimate the volume of the animal. When the animal was considered as a Standard Horizontal Cylinder (CHP), its surface area was estimated, on average, 36% lower than those observed for the 3D and IMM models. Simulation of the heat transfer by convection gave a difference of 56% in the convection rate when the animal was considered as a CHP in relation to the 3D models and the full horizontal cylinder (HCC). When the information of the two-dimensional images (2D) was related to the information of the 3D models, it was possible to find equations to estimate area, volume and mass of the animals. Another approach that was verified was the use of 3D models for evaluation in genetic improvement, as by the EPMURAS method. The use of 3D models to estimate surface area and volume in animals was validated. The method seems to be the best medium for estimating surface area and volume, and it certainly appears as a tool to improve research involving heat and mass transfer as well as genetic improvement.

Fotografia aplicada na pesquisa clínico-cirúrgica

Medical photography is an adequate scientific document when performed on a standard fashion. A proper photography is an important issue on a scientific publication. Plastic surgeons are experts in clinical photography and, frequently, an image is a more significant data than the written part of a paper. The purpose of this article is to describe the principles developed in this specialty. Basic photographic equipment used for clinical pictures is described. Standardized pictures determined by patient position and framing using anatomical references are reported. Using these rules it is possible to compare pre and post operative pictures. Topics such as intra operative pictures in endoscopic surgery, computer fotogrametry and in Experimental Surgery are also analyzed.

A fotografia médica realizada de forma sistematizada e padronizada satisfaz plenamente a sua finalidade como documentação científica, principalmente em relação à sua reprodutibilidade. Uma documentação acurada é da inteira responsabilidade do autor de um trabalho, e é um pré-requisito obrigatório em publicações científicas. Na pesquisa da área cirúrgica, a Cirurgia Plástica tem estado na vanguarda da fotografia científica e, frequentemente, uma imagem torna-se mais significativa que a informação fornecida pela palavra escrita. Assim, este artigo visa transmitir os princípios desenvolvidos nessa especialidade às outras da área clínico-cirúrgica. É descrito o equipamento fotográfico básico para um pesquisador na área cirúrgica, e são propostos padrões de apresentação e posicionamento do paciente, assim como de sistematização fotográfica e enquadramento utilizando pontos de referência anatômicos. Essa padronização resulta numa fiel comparabilidade entre fotografias pré e pós-operatórias. Também são os tópicos como a documentação fotográfica intra-operatória, na Cirurgia Vídeo-Assistida, na fotogrametria computadorizada e na Cirurgia Experimental.

Fotografia aplicada na pesquisa clínico-cirúrgica

Medical photography is an adequate scientific document when performed on a standard fashion. A proper photography is an important issue on a scientific publication. Plastic surgeons are experts in clinical photography and, frequently, an image is a more significant data than the written part of a paper. The purpose of this article is to describe the principles developed in this specialty. Basic photographic equipment used for clinical pictures is described. Standardized pictures determined by patient position and framing using anatomical references are reported. Using these rules it is possible to compare pre and post operative pictures. Topics such as intra operative pictures in endoscopic surgery, computer fotogrametry and in Experimental Surgery are also analyzed.

A fotografia médica realizada de forma sistematizada e padronizada satisfaz plenamente a sua finalidade como documentação científica, principalmente em relação à sua reprodutibilidade. Uma documentação acurada é da inteira responsabilidade do autor de um trabalho, e é um pré-requisito obrigatório em publicações científicas. Na pesquisa da área cirúrgica, a Cirurgia Plástica tem estado na vanguarda da fotografia científica e, frequentemente, uma imagem torna-se mais significativa que a informação fornecida pela palavra escrita. Assim, este artigo visa transmitir os princípios desenvolvidos nessa especialidade às outras da área clínico-cirúrgica. É descrito o equipamento fotográfico básico para um pesquisador na área cirúrgica, e são propostos padrões de apresentação e posicionamento do paciente, assim como de sistematização fotográfica e enquadramento utilizando pontos de referência anatômicos. Essa padronização resulta numa fiel comparabilidade entre fotografias pré e pós-operatórias. Também são os tópicos como a documentação fotográfica intra-operatória, na Cirurgia Vídeo-Assistida, na fotogrametria computadorizada e na Cirurgia Experimental.

Padronização fotográfica e morfométrica na fotogrametria computadorizada do nariz

Objective: To develop a photographic standardization and technique of morphometric analyses of the external part of the nose to compare photographic images into an objective form of pre and post-operative. Methods: Eleven females patients were pictures bearers of negroid nose with age varying among 19 to 45 years old being 2 of white color, 5 of brown color and 4 of black color. The photographic technique was standardized in the anterior position, right profile and basal position. Pictures in paper were digitized and through common graphic software mensurations were accomplished by photogrammetry. It was used nine nasals measured, one were used in anterior position, three in right profile and five in basal position. Results: The patient's photographic positioning among the pre and post-operative were comparable. The identification of the anthropometrics points and chosen lines were clear, the obtaining of measures was of easy execution, and measures values could have approach of millesimal order, turning possible the comparison of the values. Conclusion: The procedures of photographic standardization and morphometric analyzed proposed were shown feasible, practical and necessary.

Objetivo: Desenvolver uma padronização fotográfica e uma técnica de análise morfométrica da parte externa do nariz para comparar de forma objetiva imagens fotográficas pré e pós-operatórias. Métodos: Foram fotografadas 11 pacientes do sexo feminino portadoras de nariz negróide com idade variando entre 19 a 45 anos, sendo 2 de cor branca, 5 de cor parda e 4 de cor negra. A técnica fotográfica foi padronizada nas posições anterior, de perfil direito e basilar. Fotografias em papel foram digitalizadas e por meio de um software gráfico comum foram realizadas as fotogrametrias. Foram padronizadas 9 medidas nasais, sendo 1 em posição anterior, 3 em perfil direito e 5 em posição basilar. Resultados: O posicionamento fotográfico do paciente entre o pré e pós-operatório foi comparável. A identificação dos pontos antropométricos e linhas escolhidas foram nítidas, a obtenção de medidas foi de fácil execução, e os valores mensurados puderam ter aproximação de ordem milesimal, tornando possível a comparação dos valores. Conclusão: Os procedimentos de padronização fotográfica e análise morfométrica propostos mostraram-se exeqüíveis, práticos e precisos para avaliar de forma objetiva resultados de rinoplastia.

Rinoplastia do nariz negróide por via intra-oral sem ressecções externas: avaliação da eficácia da técnica

OBJECTIVE: To evaluate effectiveness of the technique of reduction of the width of the nasal base of negroid nose, modifying the inclination of the axes of the nostrils for the mobilization of internal tissues, through intra-oral approach, avoiding external scars. METHODS: Eleven adult female patients were operated with age varying between 19 to 45 years old, being distributed in 2 of the Caucasoid race and 9 of negroid race, being of this 5 brown color and 4 of black color. The picture method was standardized, and images in paper were digitized. Through software they were measured in the pre-operative pictures and with 3 months after the rhinoplasty. 8 relative indexes to the nasal base based on anthropometrics points. The obtained values were submitted to statistically descriptive analysis. RESULTS: No significant statistically differences were found in seven of these features, relative reduction of the width of the nasal base and the variation in the axis of the nostrils inclinations. Just one significant alteration found, an increased in the nasal labial angle (p=0,001). CONCLUSION: The technique of rhinoplasty of negroid nose through intra-oral approach without external resection, just with mobilization of the internal tissues is not effective to reduce the nasal base.

OBJETIVO: Avaliar a eficácia da técnica de redução da largura da base nasal do nariz negróide, modificando a inclinação dos eixos das narinas pela mobilização de tecidos internos, por abordagem intra-oral, evitando cicatrizes externas. MÉTODOS: Foram operadas 11 pacientes adulta do sexo feminino, com idade variando entre 19 a 45 anos, distribuindo-se em 2 da raça caucasóide e 9 da raça negróide, sendo desta 5 de cor parda e 4 de cor negra. O método de fotografia foi padronizado, e as imagens em papel foram digitalizadas. Por meio de software foram mensurados nas fotografias pré-operatórias e com 3 meses após a rinoplastia, 8 índices relativos à base nasal baseados em pontos antropométricos. Os valores obtidos foram submetidos à análise estatística descritiva e inferencial. RESULTADOS: Não houve diferença estatisticamente significante em 7 índices relativos a redução da largura da base nasal e à inclinação dos eixos das narinas. Apenas houve alteração significante no aumento do Ângulo Nasolabial (p=0,001). CONCLUSÃO: A técnica de rinoplastia de nariz negróide por via intra-oral sem ressecções externas, apenas com mobilização dos tecidos internos, não é eficaz para a reduzir a largura da base nasal.