Estudo de metodologias de caracterização de sinais de fluxo sanguíneo em bypass cardíacos

O processamento de sinais de fluxo sanguíneo tem sido objecto de interesse de muitos investigadores, no entanto até este momento, tanto quanto se sabe, não existe caracterização de sinais de ultra-som Doppler de fluxo sanguíneo em vasos cardíacos com inserção de bypass. A presente dissertação, inserida nos objectivos de um projecto de investigação internacional, apresenta as metodologias desenvolvidas com vista à tipificação de sinais ultra-sónicos de fluxo sanguíneo recolhidos em bypass cardíacos e à verificação da variabilidade da composição do sangue artificial com a temperatura ambiente e com a utilização de diferentes marcas dos seus compostos. No que concerne à composição do sangue artificial verifica-se que a utilização de detergentes de marcas diferentes não influencia o espectrograma dos sinais ultra-sónicos; contudo, o glicerol brasileiro possibilita melhor dispersão das partículas de PVC que o glicerol português. Verifica-se também que o aumento da temperatura a que o sangue artificial e o ambiente envolvente se encontram potencia claramente a identificação das envolventes do espectrograma correspondente. Os sinais ultra-sónicos de fluxo sanguíneo foram distinguidos em siglas FL, FR e FT e foram pré-processados removendo-se o ruído de baixas frequências (até 430Hz) e as baixas intensidades de potência (inferiores a um limiar de 35). Após a determinação da envolvente dos ciclos cardíacos, foi calculado o ciclo cardíaco médio de cada sigla. Analisando as características dos ciclos cardíacos médios: tempos de subida e descida do pico máximo, tempo acima da média do ciclo cardíaco médio, índice de pulsatilidade, frequências máxima e média e ainda a duração temporal, conseguiu identificar-se que os sinais FT apresentam durações temporais maiores e um espectrograma maioritariamente acima da frequência média do ciclo cardíaco, os sinais FR apresentam maior índice de pulsatilidade e maiores valores de frequência máxima. Os sinais FL apresentam características intermédias.

Estimating bottom properties with a vector sensor array during MakaiEx 2005

Nowadays, vector sensors which measure both acoustic pressure and particle velocity begin to be available in underwater acoustic systems, normally configured as vector sensor arrays (VSA). The spatial filtering capabilities of a VSA can be used, with advantage over traditional pressure only hydrophone arrays, for estimating acoustic field directionality as well as arrival times and spectral content, which could open up the possibility for its use in bottom properties' estimation. An additional motivation for this work is to test the possibility of using high frequency probe signals (say above 2 kHz) for reducing size and cost of actual sub bottom profilers and current geoacoustic inversion methods. This work studies the bottom related structure of the VSA acquired signals, regarding the emitted signal waveform, frequency band and source-receiver geometry in order to estimate bottom properties, specially bottom reflection coefficient characteristics. Such a system was used during the Makai 2005 experiment, off Kauai I., Hawai (USA) to receive precoded signals in a broad frequency band from 8 up to 14 kHz. The agreement between the observed and the modelled acoustic data is discussed and preliminary results on the bottom reflection estimation are presented.

Source localization with vector sensor array during the makai experiment

Vector sensors measure both the acoustic pressure and the three components of particle velocity. Because of this, a vector sensor array (VSA) has the advantage of being able to provide substantially higher directivity with a much smaller aperture than an array of traditional scalar (pressure only) hydrophones. Although several, most of them theoretic, works were published from early nineties, only in the last years due to improvements and availability of vector sensor technology, the interest on field experiments with VSA increased in the scientific community. During the Makai Experiment, that took place off the coast of Kauai I., Hawaii, in September 2005, real data were collected with a 4 element vertical VSA. These data will be discussed in the present paper. The acoustic signals were emitted from a near source (low frequency ship noise) and two high frequency controlled acoustic sources located within a range of 2km from the VSA. The advantages of the VSA over traditional scalar hydrophone arrays in source localization will be addressed using conventional beamforming.

Deteção automática de eventos em sinais Doppler de fluxo sanguíneo

Os sinais de fluxo sanguíneo são sinais aleatórios que, além de variarem de individuo para individuo, variam também consoante o ciclo cardíaco em análise. Sendo o diagnóstico de patologias cardiovasculares fortemente baseado em sinais de ultrassom Doppler representados em forma de espectrograma, e tendo em consideração que o ruído do tipo speckle é parte integrante dos sinais ultrassónicos, torna-se vital a pesquisa de métodos de eliminação desse tipo de ruído e de caracterização precisa dos parâmetros desses sinais biomédicos por forma a melhorar a qualidade do diagnóstico clínico. Com esta tese pretende-se desenvolver uma ferramenta computacional que possibilite a extração automática dos parâmetros pico sistólico, fim de diástole e de outros eventos clinicamente relevantes de sinais Doppler de fluxo sanguíneo, com especial atenção ao sinal proveniente da artéria carótida. Esta investigação vem na continuidade de um projeto realizado anteriormente no Grupo de Processamento de Sinal Biomédico da Universidade do Algarve, no qual foi desenvolvido um sistema de redução de ruído de espectrogramas Doppler. Este sistema de remoção de ruído será aqui aplicado e melhorado. Para a deteção e extração automática de parâmetros clínicos, foi desenvolvido um algoritmo que recebe um sinal de Doppler e que tem como saída o espectrograma livre de ruído e os valores dos parâmetros clínicos calculados. O algoritmo desenvolvido está dividido em três partes principais. A primeira, consiste na transformada do sinal para os domínios tempo-frequência para a criação do espectrograma e na aplicação de uma metodologia de remoção do ruído do tipo speckle do espectrograma. A fase seguinte é a criação de um sinal bidimensional a partir do espectrograma, o qual é criado para possibilitar a sua caraterização. Por último, desenvolveu-se uma fase dedicada à caracterização do sinal, tendo como principais funções a deteção dos eventos clínicos de pico sistólico, fim de diástole, índice de pulsação, índice de resistência e ratio sístole-diástole. A refinação de atuação de cada uma das três partes mencionadas pode ser ajustada pelo utilizador, tendo para o efeito sido desenvolvido uma interface gráfica na qual a interação do utilizador com o programa global é facilitada. Versatilidade e eficácia do algoritmo desenvolvido foram demonstradas pelos resultados obtidos com três sinais de Doppler de diferentes origens: um de origem clínica, um sinal de fluxo em artéria carótida simulado experimentalmente recorrendo a phantoms, e um sinal de fluxo simulado computacionalmente. Para cada um destes sinais são apresentados os valores das variáveis considerados preferenciais para o ajuste ao respetivo sinal e os respetivos espetros de ruído reduzido. Os resultados da extração automática dos parâmetros clínicos dos três sinais, comprovou a utilidade clínica do algoritmo desenvolvido.

Análise de estratégias de processamento de dados GPS

Nos últimos anos, a rede de estações GPS permanentes tem crescido de forma sustentada em todo o mundo. Também em Portugal existe um número cada vez maior de estações permanentes, a maior parte das quais ligadas a instituições públicas e universidades. O volume de dados produzido por estas redes implica a criação de procedimentos automáticos de processamento de observações com metodologias adequadas. Tendo como objectivo principal processar os dados GPS provenientes de uma rede de estações da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), foi elaborado um sistema de processamento automático de observações para um conjunto alargado de estações. A rede é constituída por estações IGS (Madrid, Maspalomas, Ponta Delgada, San Fernando e Villa Franca del Campo), por estações EUREF (Cascais, Vila Nova de Gaia e Lagos) e estações da FCUL (Flores, Graciosa, Santa Maria, Instituto de Meteorologia da Madeira, Observatório Astronómico de Lisboa Norte, Observatório Astronómico de Lisboa Sul). O processamento de observações GPS foi feito com recurso ao Bernese Processing Engine, uma componente do Bernese GPS Software 4.2, e foram utilizadas diferentes estratégias que incluem a modificação do ângulo de máscara, a determinação de gradientes troposféricos e a inclusão do efeito de carga oceânica. Neste trabalho são analisadas várias séries temporais e discutidas as vantagens e desvantagens de cada uma das estratégias utilizadas.

Spectral analysis of embolic signals

Tese de dout., Engenharia Electrónica e Computação, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2005

Processamento de emoções realizado por sujeitos com traumatismo crânio-encefálico

Tese de dout., Psicologia, Faculdade de Ciências Humanas e Sociais, Univ. do Algarve, 2010

Jogos digitais no ensino e aprendizagem da matemática: efeitos sobre a motivação e o desempenho dos alunos

Esta investigação visa conhecer e analisar o papel da utilização de jogos digitais, como recurso didáctico, na aula de Matemática e os benefícios que pode trazer para a motivação, interesse, aquisição de conceitos e desenvolvimento de competências dos alunos e, por consequência, para os seus resultados escolares. A utilização de quatro jogos digitais, como recursos didácticos foi posta em prática em sala de aula ao longo de uma intervenção pedagógica, que decorreu entre Janeiro e Junho de 2009/2010, numa turma do 8.º ano do ensino básico. Um dos quatro jogos foi criado por mim, deliberadamente para este estudo, tendo em conta as características dos alunos. Foram definidas as seguintes questões de investigação que orientaram o desenvolvimento do estudo: 1) O recurso aos jogos digitais é um factor de motivação e interesse dos alunos pela disciplina de Matemática? Porquê? 2) O jogo digital, utilizado como estratégia didáctica, permite a aquisição e compreensão de conceitos e o desenvolvimento de competências matemáticas? Como? 3) Trabalhar com jogos digitais na sala de aula tem influência nos resultados escolares dos alunos, nomeadamente nos testes de avaliação? Em que sentido? O quadro teórico discute e analisa em profundidade a utilização do jogo em contexto educativo. A sua organização compreende duas partes: as potencialidades da introdução do jogo no ensino e aprendizagem da Matemática e as características presentes nos jogos digitais, com ênfase na sua vertente educativa, em geral, e no seu interesse para a disciplina de Matemática, em particular. Neste estudo adoptei uma abordagem metodológica mista, centrada na análise de dados recolhidos através de observação participante, aplicação de quatro questionários a toda a turma, entrevistas a alunos, relatórios produzidos pelos alunos sobre a actividade realizada durante os jogos e resultados de testes escritos de avaliação que incidiram sobre tópicos envolvidos nos jogos utilizados. Os resultados da investigação evidenciam que os jogos digitais são aliciantes, motivadores e interessantes para os alunos e têm um efeito positivo na aprendizagem e nos resultados escolares dos alunos. Contribuem para um aumento da confiança dos alunos relativamente à sua capacidade de aprender Matemática e do seu empenho na disciplina. Os jogos digitais revelam-se úteis para a aprendizagem de conceitos matemáticos, em particular, porque favorecem uma melhor compreensão dos mesmos.

Processamento de emoções em traumatismos crânio-encefálicos frontais

Os traumatismos crânio-encefálicos (TCE) são a causa mais frequente de lesão cerebral em jovens adultos, integrando o campo de intervenção mais frequente na prática neuropsicológica (Portellano, 2005), sendo o lobo frontal uma das estruturas cerebrais mais vulneráveis ao impacto que ocorre no cérebro durante um TCE. Lesões nesta estrutura cerebral estão frequentemente associadas a sequelas em diferentes funções cognitivas, alterações a nível do comportamento emocional e social e que podem alterar gravemente o estilo de vida do doente. Está bem documentado na literatura a relação entre o reconhecimento visual de emoções e o lobo frontal (ver, por exemplo Green, Turner, & Thompson, 2004; Croker & McDonald, 2005; Radice-Neumanet al., 2007). Os estudos indicam uma marcada dificuldade por partes destes sujeitos no reconhecimento visual de emoções básicas e uma associação entre esta dificuldade e as sequelas comportamentais (ver, por exemplo, Radice-Neumanet al., 2007). Relativamente à valência das emoções, investigações prévias indicam que existe uma maior dificuldade no reconhecimento das emoções negativas, comparativamente às emoções positivas, sendo consensual que a alegria é a emoção básica mais bem reconhecida no grupo clínico de sujeitos com TCE, quando comparados com grupos não-clínicos. Pretendemos com a presente investigação dar continuidade ao estudo sobre o processamento de emoções e verificar se existe um compromisso no reconhecimento visual de emoções básicas em doentes com TCE frontais. Adicionalmente, procuramos investigar se existe uma associação entre o reconhecimento de emoções e o desempenho dos sujeitos em provas que avaliam o funcionamento executivo. Participaram no estudo 17 sujeitos com TCE recente no lobo frontal, e/ou em regiões subcorticais com conexão aos lobos frontais, recrutados nas unidades de Neurotraumatologia, Neuropsicologia e de Neurocirurgia do Hospital de S. José, em Lisboa. Este grupo foi emparelhado a um grupo de controlo constituído por 17 sujeitos saudáveis. A ambos os grupos foi aplicada uma entrevista clínica para recolha de dados sócio-demográficos e clínicos, testes neuropsicológicos para avaliação das funções executivas e cinco sub-testes adaptados da Florida Affect Battery (FAB) para avaliar o processamento de emoções. No geral, os resultados revelam um desempenho estatisticamente inferior no grupo TCE nas provas de avaliação do reconhecimento visual de emoções, quando comparado com o grupo de controlo, sobretudo para as emoções “triste” e “zangada”. Contudo, não existe compromisso no reconhecimento da emoção “alegria”. Relativamente às funções executivas, os resultados do estudo indicam que existe correlação entre a maioria das componentes avaliadas e o reconhecimento de emoções. Em suma, o nosso estudo indica a existência de um compromisso no reconhecimento visual de emoções no grupo clínico com TCE, sendo a dificuldade superior no reconhecimento de emoções negativas. Demonstramos também uma correlação inequívoca entre a disfunção executiva e a dificuldade no reconhecimento de emoções nos doentes com TCE.

Formas de autorrepresentação e mutações contemporâneas da literacia

Desde 2008/ 2009 tenho lecionado a disciplina de licenciatura Autobiografia e Histórias de Vida no âmbito da qual pedi aos alunos que elaborassem um bilhete de identidade personalizado. Com este material pude desenvolver uma reflexão a partir do diálogo entre a forma por excelência de identificação pública em Portugal e o discurso identitário de jovens estudantes universitários. O processamento textual dos seus bilhetes de identidade revelou a estreita ligação com os suportes mediáticos que os enformam (na esmagadora maioria digitais) e com as práticas de literacia a eles associadas. Afinal de contas, estes estudantes vivem imersos num contexto de revolução digital em que as noções estabelecidas de literacia e os modos tradicionais de leitura e autorrepresentação estão a ser desafiados e até postos em causa.

Dissemelhanças no processamento de emoções através da face de acordo com a estrutura de personalidade

A incapacidade para reconhecer e expressar adequadamente emoções tem sido comumente verificada em grupos clínicos com perturbação do desenvolvimento (e.g. autismo). Alguns autores verificaram semelhanças no comportamento emocional entre sujeitos com perturbação do desenvolvimento e sujeitos com perturbações clinicas e da personalidade. Neste contexto, o estudo da personalidade patológica e normal passou a ser alvo de interesse por parte de autores dedicados ao estudo do processamento de emoções e da sua influência no comportamento social. Neste sentido, e à semelhança do que tem sido realizado em estudos recentes, foi nosso objetivo avaliar de que forma os diferentes traços de personalidade influenciam a capacidade para reconhecer emoções básicas através da face. Para tal, foram testados 72 participantes da população geral (42 mulheres e 30 homens) com uma média de idades de 23.29 (± 3.38) anos e uma média de escolaridade de 15.47 (± 2.13) anos. Todos os sujeitos responderam a um instrumento de personalidade e psicopatologia (Inventário Clínico Multiaxial de Millon- III) sendo posteriormente distribuídos por duas análises: Análise 1- Grupo sem sintomatologia composto pelos grupos: personalidade histriónica (N=18), personalidade compulsiva (N=18) e personalidade narcisista (N=13); e Análise 2- Grupo com sintomatologia que se subdivide em: grupo com ansiedade (N=13), grupo com hipomania (N=8) e grupo sem sintomas (N=13). Depois de avaliada a estrutura de personalidade e as funções executivas, os participantes responderam a uma tarefa visual para a avaliação do processamento de emoções básicas com recurso ao software Presentation. Os principais resultados revelam diferenças significativas para o processamento da emoção tristeza no grupo sem sintomatologia, com o grupo com características de personalidade narcisista a revelar uma menor acuidade que os restantes grupos. No grupo com sintomatologia, o grupo com ansiedade apresentou uma menor acuidade na emoção raiva, quando comparado com o grupo saudável. Estes resultados são discutidos tendo por base um quadro concetual que sugere que o processamento de emoções básicas varia de acordo com a estrutura de personalidade.

O processamento da forma global nas perturbações do espetro do autismo

Enquanto o processamento local foi robustamente demonstrado, a literatura diverge relativamente ao processamento global nas perturbações do espetro do autismo (PEA). Este estudo teve como objetivo explorar a capacidade para processar informação global, enfatizando a sua trajetória desenvolvimental, em indivíduos com PEA. Os participantes foram avaliados em duas tarefas, utlizando objectos ecológicos, que requeriam processos de agrupamento distintos: a primeira, envolvendo estímulos que permitiam o recurso ora de ambas as frequências espaciais ora de frequências espaciais baixas para agrupar; e a segunda, envolvendo estímulos que não permitiam o recurso a frequências espaciais para agrupar. As crianças com PEA mostraram, ao contrário das crianças com desenvolvimento típico, dificuldades em algumas formas de processamento global mas não noutras, dependendo dos processos de agrupamento exigidos. Os adultos com PEA mostraram um processamento global idêntico ao dos adultos com desenvolvimento típico. Estes resultados vão de encontro às conclusões de estudos recentes, que sugerem que o processamento global em indivíduos com PEA se desenvolve com a idade. A discrepância na literatura sobre o processamento global nas PEA pode, então, ser explicada pela exigência do processamento do estímulo e a etapa de desenvolvimento dos indivíduos.

Desenvolvimento de um simulador de sinais de fluxo sanguíneo na válvula aórtica

Dissertação de mestrado, Engenharia de Sistemas e Computação, Unidade de Ciências Exactas e Humanas, Universidade do Algarve, 1997

A influência da batimetria no regime de impacte de tempestades. Estudo de um caso prático com recurso a SIG

Dissertação de Mestrado, Geomática – Ramo de Ciências da Informação Geográfica, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Instituto Superior de Engenharia, Universidade do Algarve, 2015