Numerical 3D modeling of heat transfer in human tissues for microwave radiometry monitoring of Brown fat metabolismo

Background: Brown adipose tissue (BAT) plays an important role in whole body metabolism and could potentially mediate weight gain and insulin sensitivity. Although some imaging techniques allow BAT detection, there are currently no viable methods for continuous acquisition of BAT energy expenditure. We present a non-invasive technique for long term monitoring of BAT metabolism using microwave radiometry. Methods: A multilayer 3D computational model was created in HFSS™ with 1.5 mm skin, 3-10 mm subcutaneous fat, 200 mm muscle and a BAT region (2-6 cm3) located between fat and muscle. Based on this model, a log-spiral antenna was designed and optimized to maximize reception of thermal emissions from the target (BAT). The power absorption patterns calculated in HFSS™ were combined with simulated thermal distributions computed in COMSOL® to predict radiometric signal measured from an ultra-low-noise microwave radiometer. The power received by the antenna was characterized as a function of different levels of BAT metabolism under cold and noradrenergic stimulation. Results: The optimized frequency band was 1.5-2.2 GHz, with averaged antenna efficiency of 19%. The simulated power received by the radiometric antenna increased 2-9 mdBm (noradrenergic stimulus) and 4-15 mdBm (cold stimulus) corresponding to increased 15-fold BAT metabolism. Conclusions: Results demonstrated the ability to detect thermal radiation from small volumes (2-6 cm3) of BAT located up to 12 mm deep and to monitor small changes (0.5°C) in BAT metabolism. As such, the developed miniature radiometric antenna sensor appears suitable for non-invasive long term monitoring of BAT metabolism.

Iniciação ao violoncelo: estratégias e recursos pedagógicos

Resumo I (Prática Pedagógica) - No mundo actual, repleto de desafios, em que a sociedade exige cada vez mais do cidadão, é importante que os professores, como elementos fundamentais na formação para a cidadania, desenvolvam profissionalmente capacidades e competências que os façam pensar e reflectir sobre esta realidade. Uma orientação pedagógica construtiva, por parte do professor, não só em termos de aprendizagem dos alunos, mas também na construção do seu saber e prática pedagógica, torna-se fundamental. A Prática Pedagógica a que reporta este relatório foi desenvolvida no ano lectivo de 2012/2013 na Escola de Artes do Norte Alentejano (EANA). O mestrando desenvolveu a orientação pedagógica do ensino do violoncelo a três alunos que, conforme o regulamento em vigor do estágio do Mestrado em Ensino da Música, deve ser ministrada a discentes a frequentar níveis diferentes do ensino especializado da música, neste caso, Iniciação, 3º Grau e 5º Grau. Nesta primeira secção do relatório de estágio elabora-se a caracterização da escola e dos alunos, bem como a explanação das práticas educativas desenvolvidas, fornecendo uma descrição e levantamento das actividades adoptadas e das problemáticas que surgiram no decurso do estágio, identificando as opções tomadas para a resolução das mesmas. A partir dos resultados obtidos no estágio e de uma auto-avaliação da prática educativa, elaborou-se uma análise crítica da actividade docente que permitiu identificar aspectos positivos e menos positivos, que possam ser futuramente melhorados.