Richards growth model and viability indicators for populations subject to interventions

In this work we study the problem of modeling identification of a population employing a discrete dynamic model based on the Richards growth model. The population is subjected to interventions due to consumption, such as hunting or farming animals. The model identification allows us to estimate the probability or the average time for a population number to reach a certain level. The parameter inference for these models are obtained with the use of the likelihood profile technique as developed in this paper. The identification method here developed can be applied to evaluate the productivity of animal husbandry or to evaluate the risk of extinction of autochthon populations. It is applied to data of the Brazilian beef cattle herd population, and the the population number to reach a certain goal level is investigated.

Keratoconus prediction using a finite element model of the cornea with local biomechanical properties

PURPOSE: The ability to predict and understand which biomechanical properties of the cornea are responsible for the stability or progression of keratoconus may be an important clinical and surgical tool for the eye-care professional. We have developed a finite element model of the cornea, that tries to predicts keratoconus-like behavior and its evolution based on material properties of the corneal tissue. METHODS: Corneal material properties were modeled using bibliographic data and corneal topography was based on literature values from a schematic eye model. Commercial software was used to simulate mechanical and surface properties when the cornea was subject to different local parameters, such as elasticity. RESULTS: The simulation has shown that, depending on the corneal initial surface shape, changes in local material properties and also different intraocular pressures values induce a localized protuberance and increase in curvature when compared to the remaining portion of the cornea. CONCLUSIONS: This technique provides a quantitative and accurate approach to the problem of understanding the biomechanical nature of keratoconus. The implemented model has shown that changes in local material properties of the cornea and intraocular pressure are intrinsically related to keratoconus pathology and its shape/curvature.

Dependence of the crossover exponent with the diffusion rate in the generalized contact process model

We study how the crossover exponent, phi, between the directed percolation (DP) and compact directed percolation (CDP) behaves as a function of the diffusion rate in a model that generalizes the contact process. Our conclusions are based in results pointed by perturbative series expansions and numerical simulations, and are consistent with a value phi = 2 for finite diffusion rates and phi = 1 in the limit of infinite diffusion rate.

The optical analysis of the abdominal wall using the biospeckle after implants of polypropylene mesh in rats

PURPOSE: To evaluate an experimental animal model to study the abdominal tissue activity considering its interaction with a polypropylene mesh, through the use of one of the optical phenomena of light Laser, the biospeckle. METHODS: Fifty Wistar male rats were divided into four groups: Group 1: ten animals not submitted to surgery; Group 2: ten animals submitted to surgery without polypropylene mesh; Group 3: 20 animals submitted to surgery followed by the mesh placement; Group 4: (sham) with ten animals. None of the animals presented post surgical complications being submitted to the optical tests at the 20th postoperative day. RESULTS: The analysis from the biospeckle tests, comparing the medians and standard deviations with T Student test, indicated that no significative difference was observed on the abdominal wall tissue activity in the four groups considered, with and without polypropylene mesh prosthesis implantation. CONCLUSION: The animal model is viable and the biospeckle open ways for a great number of experiments to be developed in evaluating tissue activity.

Stress distribution in the cervical region of an upper central incisor in a 3D finite element model

The aim of this study was to evaluate the stress distribution in the cervical region of a sound upper central incisor in two clinical situations, standard and maximum masticatory forces, by means of a 3D model with the highest possible level of fidelity to the anatomic dimensions. Two models with 331,887 linear tetrahedral elements that represent a sound upper central incisor with periodontal ligament, cortical and trabecular bones were loaded at 45º in relation to the tooth's long axis. All structures were considered to be homogeneous and isotropic, with the exception of the enamel (anisotropic). A standard masticatory force (100 N) was simulated on one of the models, while on the other one a maximum masticatory force was simulated (235.9 N). The software used were: PATRAN for pre- and post-processing and Nastran for processing. In the cementoenamel junction area, tensile forces reached 14.7 MPa in the 100 N model, and 40.2 MPa in the 235.9 N model, exceeding the enamel's tensile strength (16.7 MPa). The fact that the stress concentration in the amelodentinal junction exceeded the enamel's tensile strength under simulated conditions of maximum masticatory force suggests the possibility of the occurrence of non-carious cervical lesions such as abfractions.

Reaction-diffusion stochastic lattice model for a predator-prey system

We have the purpose of analyzing the effect of explicit diffusion processes in a predator-prey stochastic lattice model. More precisely we wish to investigate the possible effects due to diffusion upon the thresholds of coexistence of species, i. e., the possible changes in the transition between the active state and the absorbing state devoid of predators. To accomplish this task we have performed time dependent simulations and dynamic mean-field approximations. Our results indicate that the diffusive process can enhance the species coexistence.

A novel polar-based human face recognition computational model

Motivated by a recently proposed biologically inspired face recognition approach, we investigated the relation between human behavior and a computational model based on Fourier-Bessel (FB) spatial patterns. We measured human recognition performance of FB filtered face images using an 8-alternative forced-choice method. Test stimuli were generated by converting the images from the spatial to the FB domain, filtering the resulting coefficients with a band-pass filter, and finally taking the inverse FB transformation of the filtered coefficients. The performance of the computational models was tested using a simulation of the psychophysical experiment. In the FB model, face images were first filtered by simulated V1- type neurons and later analyzed globally for their content of FB components. In general, there was a higher human contrast sensitivity to radially than to angularly filtered images, but both functions peaked at the 11.3-16 frequency interval. The FB-based model presented similar behavior with regard to peak position and relative sensitivity, but had a wider frequency band width and a narrower response range. The response pattern of two alternative models, based on local FB analysis and on raw luminance, strongly diverged from the human behavior patterns. These results suggest that human performance can be constrained by the type of information conveyed by polar patterns, and consequently that humans might use FB-like spatial patterns in face processing.

Treadmill exercise testing of asymptomatic men and women without evidence of heart disease

The aim of this study was to test the hypothesis of differences in performance including differences in ST-T wave changes between healthy men and women submitted to an exercise stress test. Two hundred (45.4%) men and 241 (54.6%) women (mean age: 38.7 ± 11.0 years) were submitted to an exercise stress test. Physiologic and electrocardiographic variables were compared by the Student t-test and the chi-square test. To test the hypothesis of differences in ST-segment changes, data were ranked with functional models based on weighted least squares. To evaluate the influence of gender and age on the diagnosis of ST-segment abnormality, a logistic model was adjusted; P < 0.05 was considered to be significant. Rate-pressure product, duration of exercise and estimated functional capacity were higher in men (P < 0.05). Sixteen (6.7%) women and 9 (4.5%) men demonstrated ST-segment upslope ≥0.15 mV or downslope ≥0.10 mV; the difference was not statistically significant. Age increase of one year added 4% to the chance of upsloping of segment ST ≥0.15 mV or downsloping of segment ST ≥0.1 mV (P = 0.03; risk ratio = 1.040, 95% confidence interval (CI) = 1.002-1.080). Heart rate recovery was higher in women (P < 0.05). The chance of women showing an increase of systolic blood pressure ≤30 mmHg was 85% higher (P = 0.01; risk ratio = 1.85, 95%CI = 1.1-3.05). No significant difference in the frequency of ST-T wave changes was observed between men and women. Other differences may be related to different physical conditioning.

The UV/H2O2 - photodegradation of poly(ethyleneglycol) and model compounds

The general mechanism for the photodegradation of polyethyleneglycol (PEG) by H2O2/UV was determined studying the photooxidation of small model molecules, like low molecular weight ethyleneglycols (tetra-, tri-, di-, and ethyleneglycol). After 30 min of irradiation the average molar mass (Mw) of the degradated PEG, analysed by GPC, fall to half of its initial value, with a concomitant increase in polydispersitivity and number of average chain scission (S), characterizing a random chain scission process yielding oligomers and smaller size ethyleneglycols. HPLC analysis of the photodegradation of the model ethyleneglycols proved that the oxidation mechanism involved consecutive reactions, where the larger ethyleneglycols gave rise, successively, to smaller ones. The photodegradation of ethyleneglycol lead to the formation of low molecular weight carboxylic acids, like glycolic, oxalic and formic acids.

A importância das quedas no mesmo nível entre idosos no estado de são paulo

OBJETIVO: Analisar as características das quedas no grupo etário com 60 anos ou mais, com ênfase nas quedas no mesmo nível, residentes no Estado de São Paulo, a partir da análise das diferentes fontes de informação oficiais. MÉTODOS: Foram analisadas as 1.328 mortes registradas no SIM em 2007, 20.726 internações no SIH/SUS em 2008 e os 359 atendimentos realizados em 24 UEs do Estado de São Paulo em 2007. Um teste de regressão logística foi utilizado para testar associações entre variáveis nos atendimentos em emergências. RESULTADOS: O sexo masculino preponderou nas mortes (51,2 %) enquanto o sexo feminino preponderou nas internações (61,1%) e atendimentos em emergências (60,4%). O coeficiente de mortalidade foi 31/100.000 habitantes, aumentando com a idade e atingindo o valor de 110,7/100.000 habitantes na faixa de 80 anos e mais. As quedas no mesmo nível foram responsáveis pela maior proporção de mortes definidas (35%), nas internações (47,5%) e também nas emergências (66%), crescendo de importância com o aumento das faixas etárias. A residência foi o local de ocorrência em 65,8% dos casos atendidos nas emergências. Os traumatismos de cabeça assumem importância nas mortes; as fraturas de fêmur foram as lesões mais frequentes nas internações e emergências. Nas emergências, as mulheres foram 1,55 vezes significativamente mais prováveis de serem atendidas por uma queda do que pelas outras causas externas que os homens. Comparativamente à faixa de 60 a 69 anos, os indivíduos na faixa de 70 a 79 anos foram 2,10 vezes e os indivíduos de 80 anos e mais foram 2,26 vezes significativamente mais prováveis de serem atendidos por uma queda do que pelas outras causas externas. Não houve diferença estatisticamente significante quanto ao sexo ou faixa etária quando se comparou os indivíduos que sofreram quedas no mesmo nível e outros tipos de queda. CONCLUSÃO: Recomenda-se que a prevenção das quedas entre idosos entre na pauta de discussão das políticas públicas sem mais demora.

Influência do consumo alimentar na gestação sobre a retenção de peso pós-parto

OBJETIVO: Avaliar a influência da alimentação durante a gestação sobre a retenção de peso pós-parto. MÉTODOS: Foram acompanhadas 82 gestantes adultas e saudáveis que iniciaram o pré-natal em serviço público de saúde no Município de São Paulo, SP, entre abril e junho de 2005. As medidas de peso e estatura foram aferidas na primeira entrevista (até 16 semanas de gestação) e a medida de peso foi repetida em visita domiciliar 15 dias após o parto. O Recordatório de 24 horas foi usado para avaliar o consumo alimentar e foi aplicado nos três trimestres da gestação. Foi calculado o consumo médio de gordura saturada, fibras, açúcar adicionado, refrigerantes, alimentos processados, frutas, verduras e legumes, e a densidade energética da dieta. A retenção de peso foi obtida pela diferença entre a medida de peso pós-parto e a primeira medida realizada. A influência da alimentação sobre a retenção de peso pós-parto foi avaliada por meio de análise de regressão linear múltipla e foi realizado o teste para tendência linear. As variáveis utilizadas para ajuste do modelo foram: índice de massa corporal no início da gestação, estatura, renda familiar per capita, tabagismo, idade e escolaridade. RESULTADOS: O índice de massa corporal inicial médio foi de 24 kg/m² e a retenção média de peso foi de 1,9 kg. O aumento do consumo de gordura saturada (p = 0,005) e alimentos processados (p = 0,014) elevou de forma significativa a retenção de peso pós-parto, após ajuste pelas variáveis de controle. As demais variáveis de consumo alimentar não apresentaram relação significativa com a variável desfecho. CONCLUSÕES: O maior consumo de alimentos não saudáveis, como alimentos processados, e de gordura saturada influencia a elevação da retenção de peso pós-parto.

Determinantes do índice de massa corporal em adolescentes de escolas públicas de Piracicaba, São Paulo

O objetivo do presente estudo foi verificar os fatores determinantes do índice de massa corporal (IMC) de adolescentes matriculados nas escolas públicas de Piracicaba, São Paulo. A amostra foi constituída por 328 adolescentes de ambos os sexos, com idade mínima de dez anos. Verificou-se peso, estatura, maturação sexual, atividade física e consumo alimentar. Foi usado um modelo de regressão linear múltipla para verificar a associação entre as variáveis independentes e o IMC. Enquanto as meninas consideradas fisicamente ativas apresentaram maior média de IMC do que as insuficientemente ativas, a média do IMC dos meninos não apresentou diferença estatística quando comparada entre meninos ativos e insuficientemente ativos. A maturação sexual foi determinante do IMC, para ambos os sexos, reforçando a ideia de que é fundamental levar em consideração essa variável em estudos que avaliam o estado nutricional em adolescentes. Acredita-se que os métodos utilizados no presente estudo, os quais são normalmente utilizados em pesquisas semelhantes, apresentaram importantes limitações para avaliar a influência do nível de atividade física e do consumo alimentar sobre o IMC dos adolescentes. Dessa forma, ressalta-se a necessidade de aprimoramento desses métodos para adoção em futuros estudos.

Modelo de suplementação nutricional com fatores hepatotróficos aumenta proliferação celular em fígado de ratos sadios

Foram avaliados dois protocolos de administração, em ratos sadios, de uma solução de fatores hepatotróficos (FH), composta por aminoácidos, vitaminas, sais minerais, glicose, insulina, glucagon e triiodotironina (T3). A solução foi administrada durante 10 dias, 40mg/kg/dia, i.p., em duas, grupo 2xFH (n=15), ou três doses, grupo 3xFH (n=15), diárias. Foram observados os efeitos na proliferação celular dos hepatócitos, na angiogênese e na matriz extracelular hepática, assim como as possíveis reações adversas. Os animais dos grupos 2xFH e 3xFH apresentaram aumento da massa hepática de 30,1% e 22,5%, respectivamente, em relação ao grupo-controle (CT; n=15). O índice de proliferação hepatocelular foi maior nos grupos 2xFH (1,4%) e 3xFH (1,2%) em relação ao grupo CT (0,53%), e a densitometria relativa do fator de crescimento do endotélio vascular pelo imunoblot não revelou diferença estatística entre os três grupos. Nos grupos 2xFH e 3xFH, houve redução do colágeno intersticial em relação ao grupo CT. A solução de FH estimulou o crescimento hepático e reduziu o volume de colágeno perissinusoidal. A administração em três doses diárias resultou em mortalidade de 26,7%, possivelmente pelo excessivo estresse da manipulação e pela menor adaptação fisiológica dos ratos, o que não ocorreu nos grupos 2xFH e CT. Para esse tipo de abordagem em ratos, o procedimento experimental mais apropriado, seguro, com melhor chance de adaptação dos animais e com resultados significativos é a aplicação dos FH em duas doses diárias.

Prevalência de sobrepeso e obesidade em crianças de dois a seis anos matriculadas em escolas particulares no município de São Paulo

OBJETIVO: verificar a prevalência de sobrepeso e obesidade segundo sexo e idade em crianças de 2 a 6 anos de idade, alunos de escolas particulares no município de São Paulo. MÉTODO: foram realizadas medidas de peso e de altura para verificação do estado nutricional de oitocentos e seis crianças de ambos os sexos. Para a classificação do estado nutricional das crianças foram utilizadas as curvas de percentis do Índice de Massa Corporal (IMC = Peso (kg) / Altura² (cm)) para idade, conforme padrão de referência do Multicentre Growth Study, recomendado pela Organização Mundial de Saúde que classifica como sobrepeso valores de percentis > 85 e < 97 e para a obesidade valores < 97. Para análise da relação entre sexo, idade da criança e estado nutricional utilizou-se modelo linear generalizado de regressão múltipla (glm) com ligação logarítmica e família binomial, que permite, diretamente, a estimação das razões de prevalências. A prevalência de sobrepeso+obesidade foi 37,2 por cento para o sexo masculino e 33,4 por cento para o sexo feminino. A razão de prevalência (RP) mostrou que não existe diferença significativa entre obesidade e sobrepeso+obesidade para sexo e idade. CONCLUSÃO: observaram-se prevalências de sobrepeso e de obesidade superiores às prevalências médias da população brasileira. Os resultados encontrados neste estudo reforçam a preocupação com a obesidade infantil que aparentemente vem crescendo, em idades mais precoces como dos pré-escolares

A fuzzy reed-frost model for epidemic spreading

In this paper, we present a fuzzy approach to the Reed-Frost model for epidemic spreading taking into account uncertainties in the diagnostic of the infection. The heterogeneities in the infected group is based on the clinical signals of the individuals (symptoms, laboratorial exams, medical findings, etc.), which are incorporated into the dynamic of the epidemic. The infectivity level is time-varying and the classification of the individuals is performed through fuzzy relations. Simulations considering a real problem with data of the viral epidemic in a children daycare are performed and the results are compared with a stochastic Reed-Frost generalization