Models and tools for value systems analysis in collaborative environments

Dissertation to obtain the degree of Doctor in Electrical and Computer Engineering, specialization of Collaborative Networks

Estimation of infection rate in epidemic models with multiple populations

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Matemática e Aplicações Especialização em Actuariado, Estatística e Investigação Operacional

Relação entre a catastrofização da dor, percepção da intensidade da dor e incapacidade funcional em utentes com cdor crónica cervical

RESUMO: Introdução/Objectivo: A influência dos factores psicossociais, e nomeadamente da catastrofização da dor, na percepção da intensidade da dor e na incapacidade funcional, auto-reportada por indivíduos com dor crónica cervical (DCC), tem sido alvo de estudo em vários países, evidenciando o constructo multidimensional da DCC. Neste sentido, esta investigação pretende estudar se a catastrofização da dor, é uma variável preditiva relativamente à percepção da intensidade da dor, e à incapacidade funcional. Secundariamente procurou-se averiguar se as relações encontradas se mantêm estáveis antes e após exposição a uma intervenção em fisioterapia. Metodologia: Neste estudo participaram 40 indivíduos com DCC de origem músculo-esquelética e causa não traumática, que foram expostos a uma intervenção em fisioterapia no Centro de Medicina de Reabilitação do Alcoitão e na Clinica AlcaisFisio, que cumpriram os critérios de inclusão e aceitarem participar livremente no mesmo. A recolha de dados realizou-se em dois momentos distintos, antes e após exposição à intervenção em fisioterapia. A catastrofização da dor foi avaliada por meio da Escala de Catastrofização da Dor (PCS), a intensidade da dor pela Escala Numérica da Dor (END), sendo realizada a medição da incapacidade funcional através do Neck Disability Index versão Portuguesa (NDI-PT). A análise estatística incluiu duas fases: fase descritiva e fase inferencial. Foram desenvolvidos modelos de regressão linear com vista a testar o poder preditivo da catastrofização da dor sobre a intensidade da dor e a incapacidade funcional. O nível de significância para o qual os valores se consideraram satisfatórios foi de p<0,05. O tratamento dos dados foi realizado no software PASW versão 18. Resultados: Observou-se que existe uma relação moderada, positiva e significativa, nos dois momentos de avaliação, entre a catastrofização da dor e a percepção da intensidade da dor (p<0,001), apresentando um poder preditivo de 27,9% e 46,7%, das pontuações da intensidade da dor, antes e após exposição à intervenção em fisioterapia, espectivamente. Observou-se que a catastrofização da dor tem uma relação forte, positiva e significativa com a incapacidade funcional, nos dois momentos de avaliação (p<0,001), predizendo 51,8% e 61,8%, das pontuações da incapacidade funcional, antes e após exposição à intervenção em fisioterapia, respectivamente. Conclusão: A catastrofização da dor é um factor psicossocial que apresenta relação moderada com a percepção da intensidade da dor, e forte com a incapacidade funcional auto-reportada por indivíduos com DCC de origem músculo-esquelética e causa não traumática, antes e após exposição à intervenção em fisioterapia. Os resultados do estudo sugerem, assim, uma importante influência da catastrofização da dor sobre a percepção da intensidade da dor e a incapacidade funcional em indivíduos com DCC, realçando o constructo multidimensional da DCC. ------------ABSTRACT: Background and Purpose: The influence of psychosocial factors, particularly, the pain catastrophizing, on pain intensity and functional disability in individuals with chronic neck pain (CNP) has been report among recent research literature. The first aim of this research was to verify the predictive value of pain catastrophizing on pain intensity and patient’s functional disability. Secondly it aimed to verify the stability of these relations before and after a physiotherapy treatment. Methodology: A sample of 40 subjects with CNP of musculoskeletal and non-traumatic causes was recruited from the patient’s list of two private clinics in Lisbon district following verification of the inclusion criteria. All participants agree to participate in the study and signed a consent form. Data was collected immediately before and after a period of physiotherapy treatment. Pain catastrophizing was assessed by the Pain Catastrophizing Scale (PCS-PT), patient perception of pain intensity was measured by the Numerical Rating Scale (NRS), and functional disability was measured through the Neck Disability Index (NDI-PT). Data was analyzed through descriptive and inferential statistics. Linear regression models were developed in order to test the predictive power of pain catastrophizing on pain intensity and functional disability. The minimal level of significance established was p<0,05. Data analysis was performed using the software PASW version 18. Results: A positive moderate relationship between pain catastrophizing and pain intensity was founded in both moments, before and after physiotherapy intervention, of data collection (p<0,001) with a predictive power of 27,9% and 46,7%, respectively. A positive strong relationship between pain catastrophizing and functional disability was founded in both moments, before and after physiotherapy intervention, of data collection (p<0,001), with a predictive power of 51,8% and 61,8%, respectively. Conclusion: Pain catastrophizing is a psychosocial factor that is correlated moderately with the perception of pain intensity and strongly with self-reported functionaldisability for individuals with CNP musculoskeletal origin and non-traumatic causes,before and after a physiotherapy intervention. The results of this study suggest that pain catastrophizing has an important influence on the report levels of pain intensity and functional disability in CNP patients. These results also emphasize the multidimensional nature of chronic neck pain.

Critical Velocity obtained using Simplified Models of the Railway Track: Viability and Applicability

Increased demands on the capacity of the railway network gave rise to new issues related to the dynamic response of railway tracks subjected to moving vehicles. Thus, it becomes important to evaluate the applicability of traditionally used simplified models which have a closed form solution. Regarding simplified models, transversal vibrations of a beam on a visco-elastic foundation subjected to a moving load are considered. Governing equations are obtained by Hamilton’s principle. Shear distortion, rotary inertia and effect of axial force are accounted for. The load is introduced as a time varying force moving at a constant velocity. Transversal vibrations induced by the load are solved by the normal-mode analysis. Reflected waves at the extremities of the full beam are avoided by introduction of semi-infinite elements. Firstly, the critical velocity obtained from this model is compared with results of an undamped Euler- Bernoulli formulation with zero axial force. Secondly, a finite element model in ABAQUS is examined. The new contribution lies in the introduction of semi- infinite elements and in the first step to a systematic comparison, which have not been published so fa

Estimation Models for the adoption and use of information technology: internet-related technologies at firm level in the Portuguese and European context

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Doutor em Gestão de Informação

Behavioral and synaptic circuit analysis in models of neuropsychiatric disorders: Dissecting the in vivo role of the postsynaptic density proteins nArgBP2 and Shank3 using genetic engineered mice

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Carbon key-properties for microcystin adsorption in drinking water treatment: structure or surface chemistry?

Dissertação para Obtenção de Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Models for pheromone evaluation in Ant Systems for Mobile Ad-hoc networks

On a mobile ad-hoc network environment, where the resources are scarce, the knowledge about the network's link state is essential to optimize the routing procedures. This paper presents a study about different pheromone evaluation models and how they react to possible changes in traffic rate. Observing how the pheromone value on a link changes, it could be possible to identify certain patterns which can indicate the path status. For this study, the behavior of the Ant System evaluation model was compared with a Temporal Active Pheromone model (a biological approach) and a Progressive Pheromone Reduction model with and without a maximum pheromone limit.

Mathematical modelling of shallow flows: closure models drawn from grain-scale mechanics of sediment transport and flow hydrodynamics

Canadian Journal of Civil Engineering 36(10) 1605–16

Probabilistic models for mechanical properties of prestressing strands

This study focus on the probabilistic modelling of mechanical properties of prestressing strands based on data collected from tensile tests carried out in Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), Portugal, for certification purposes, and covers a period of about 9 years of production. The strands studied were produced by six manufacturers from four countries, namely Portugal, Spain, Italy and Thailand. Variability of the most important mechanicalproperties is examined and the results are compared with the recommendations of the ProbabilisticModel Code, as well as the Eurocodes and earlier studies. The obtained results show a very low variability which, of course, benefits structural safety. Based on those results, probabilistic modelsfor the most important mechanical properties of prestressing strands are proposed.

Non-linear time series models

The last three decades have seen quite dramatic changes the way we modeled time dependent data. Linear processes have been in the center stage in modeling time series. As far as the second order properties are concerned, the theory and the methodology are very adequate.However, there are more and more evidences that linear models are not sufficiently flexible and rich enough for modeling purposes and that failure to account for non-linearities can be very misleading and have undesired consequences.

A score test for non-nested hypotheses with applications to discrete data models

This paper suggests that a convenient score test against non-nested alternatives can be constructed from the linear combination of the likelihood functions of the competing models. It is shown that this procedure is essentially a test for the correct specification of the conditional distribution of the variable of interest.

Tuple-based morphisms for interoperability establishment of financial information models

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e Computadores

Mecanismos de inflamação brônquica resultantes da exposição a factores ambientais

RESUMO Tratando-se a asma de uma doença respiratória, desde há várias décadas que tem sido abordada a hipótese de que factores ambientais, nomeadamente os relacionados com a qualidade do ar inalado, possam contribuir para o seu agravamento. Para além dos aeroalergenos, outros factores ambientais como a poluição atmosférica estarão associados às doenças respiratórias. O ar respirado contém uma variedade de poluentes atmosféricos, provenientes quer de fontes naturais quer de origem antropogénica, nomeadamente de actividades industriais, domésticas ou das emissões de veículos. Estes poluentes, tradicionalmente considerados como um problema de foro ambiental, têm sido cada vez mais encarados como um problema de saúde pública. Também a qualidade do ar interior, tem sido associada a queixas respiratórias, não só em termos ocupacionais mas também em exposições domésticas. Dentro dos principais poluentes, encontramos a matéria particulada (como as PM10), o O3, NO2, e os compostos orgânicos voláteis (COVs). Se é verdade que os três primeiros têm como principais fontes de exposição a combustão fóssil associada aos veículos automóveis, já os COVs (como o benzeno, tolueno, xileno, etilbenzeno e formaldeído) são poluentes mais característicos do ar interior. Os mecanismos fisiopatológicos subjacentes à agressão dos poluentes do ar não se encontram convenientemente esclarecidos. Pensa-se que após a sua inalação, induzam um grau crescente de stress oxidativo que será responsável pelo desenvolvimento da inflamação das vias aéreas. A progressão do stress oxidativo e da inflamação, associarse- ão posteriormente a lesão local (pulmonar) e sistémica. Neste trabalho pretendeu-se avaliar os efeitos da exposição individual a diversos poluentes, do ar exterior e interior, sobre as vias aéreas, recorrendo a parâmetros funcionais, inflamatórios e do estudo do stress oxidativo. Neste sentido, desenvolveu-se um estudo de painel na cidade de Viseu, em que foram acompanhadas durante 18 meses, 51 crianças com história de sibilância, identificadas pelo questionário do estudo ISAAC. As crianças foram avaliadas em quatro Visitas (quatro medidas repetidas), através de diversos exames, que incluíram execução de espirometria com broncodilatação, medição ambulatória do PEF, medição de FENO e estudo do pH no condensado brônquico do ar exalado. O estudo dos 8-isoprostanos no condensado brônquico foi efectuado somente em duas Visitas, e o do doseamento de malonaldeído urinário somente na última Visita. Para além da avaliação do grau de infestação de ácaros do pó do colchão, para cada criança foi calculado o valor de exposição individual a PM10, O3, NO2, benzeno, tolueno, xileno, etilbenzeno e formaldeído, através de uma complexa metodologia que envolveu técnicas de modelação associadas a medições directas do ar interior (na casa e escola da criança) e do ar exterior. Para a análise de dados foram utilizadas equações de estimação generalizadas com uma matriz de correlação de trabalho uniforme, com excepção do estudo das associações entre poluentes, 8-isoprostanos e malonaldeído. Verificou-se na análise multivariável a existência de uma associação entre o agravamento dos parâmetros espirométricos e a exposição aumentada a PM10, NO2, benzeno, tolueno e etilbenzeno. Foram também encontradas associações entre diminuição do pH do EBC e exposição crescente a PM10, NO2, benzeno e etilbenzeno e associações entre valores aumentados de FENO e exposição a etilbenzeno e tolueno. O benzeno, o tolueno e o etilbenzeno foram associados com maior recurso a broncodilatador nos 6 meses anteriores à Visita e o tolueno com deslocações ao serviço de urgência. Os resultados dos modelos de regressão que incluíram o efeito do poluente ajustado para o grau de infestação de ácaros do pó foram, de uma forma geral, idênticos ao da análise multivariável anterior, com excepção das associações para com o FENO. Nos modelos de exposição com dois poluentes, com o FEV1 como variável resposta, somente o benzeno persistiu com significado estatístico. No modelo com dois poluentes tendo o pH do EBC como variável resposta, somente persistiram as PM10. Os 8-isoprostanos correlacionaram-se com alguns COVs, designadamente etilbenzeno, xileno, tolueno e benzeno. Os valores de malonaldeído urinário não se correlacionaram com os valores de poluentes. Verificou-se no entanto que de uma forma geral, e em particular mais uma vez para os COVs, as crianças mais expostas a poluentes, apresentaram valores superiores de malonaldeído na urina. Verificou-se que os poluentes do ar em geral, e os COVs em particular, se associaram com uma deterioração das vias aéreas. A exposição crescente a poluentes associou-se não só com obstrução brônquica, mas também com FENO aumentado e maior acidez das vias aéreas. A exposição crescente a COVs correlacionou-se com um maior stress oxidativo das vias aéreas (medido pelos 8-isoprostanos). As crianças com exposição superior a COVs apresentaram maiores valores de malonaldeído urinário. Este trabalho sugere uma associação entre exposição a poluentes, inflamação das vias aéreas e stress oxidativo. Vem reforçar o interesse dos poluentes do ar, nomeadamente os associados a ambientes interiores, frequentemente esquecidos e que poderão ser explicativos do agravamento duma criança com sibilância.-----------ABSTRACT: Asthma is a chronic respiratory disease that could be influenced by environmental factors, as allergens and air pollutants. The air breathed contains a diversity of air pollutants, both from natural or anthropogenic sources. Atmospheric pollution, traditionally considered an environmental problem, is nowadays looked as an important public health problem. Indoor air pollutants are also related with respiratory diseases, not only in terms of occupational exposures but also in domestic activities. Particulate matter (such as PM10), O3, NO2 and volatile organic compounds (VOCs) are the main air pollutants. The main source for PM10, O3, NO2 exposure is traffic exhaust while for VOCs (such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and phormaldehyde) the main sources for exposure are located in indoor environments. The pathophysiologic mechanisms underlying the aggression of air pollutants are not properly understood. It is thought that after inhalation, air pollutants could induce oxidative stress, which would be responsible for airways inflammation. The progression of oxidative stress and airways inflammation, would contribute for the local and systemic effects of the air pollutants. The present study aimed to evaluate the effects of individual exposure to various pollutants over the airways, through lung function tests, inflammatory and oxidative stress biomarkers. In this sense, we developed a panel study in the city of Viseu, that included 51 children with a history of wheezing. Those children that were identified by the ISAAC questionnaire, were followed for 18 months. Children were assessed four times (four repeated measures) through the following tests: spirometry with bronchodilation test, PEF study, FENO evaluation and exhaled breath condensate pH measurement. 8-isoprostane in the exhaled breath condensate were also measured but only in two visits. Urinary malonaldehyde measurement was performed only in the last visit. Besides the assessment of the house dust mite infestation, we calculated for each child the value of individual exposure to a wide range of pollutants: PM10, O3, NO2, benzene, toluene, xylene, ethyl benzene and formaldehyde. This strategy used a complex methodology that included air pollution modelling techniques and direct measurements indoors (homes and schools) and outdoors. Generalized estimating equations with an exchangeable working correlation matrix were used for the analysis of the data. Exceptions were for the study of associations between air pollutants, malonaldehyde and 8-isoprostanes. In the multivariate analysis we found an association between worsening of spirometric outcomes and increased exposure to PM10, NO2, benzene, toluene and ethylbenzene. In the multivariate analysis we found also negative associations between EBC pH and exposure to PM10, NO2, benzene, ethylbenzene and positive associations between FENO and exposure to ethylbenzene and toluene. Benzene, toluene and ethylbenzene were associated with increased use of bronchodilator in the 6 months prior to the visit and toluene with emergency department visits. Results of the regression models that included also the effect of the pollutant adjusted for the degree of infestation to house dust mites, were identical to the previous models. Exceptions were for FENO associations. In the two-pollutant models, with the FEV1 as dependent variable, only benzene persisted with statistical significance. In the two pollutant model with pH of EBC as dependent variable, only PM10 persisted. 8-isoprostanes were well correlated with some VOCs, namely with ethylbenzene, xylene, toluene and benzene. Urinary malonaldehyde did not present any correlation with air pollutants exposure. However, those children more exposed to air pollutants (namely to VOCs), presented higher values of malonaldehyde. It was found that air pollutants in general, and namely VOCs, were associated with deterioration of the airways. The increased exposure to air pollutants was associated not only with airways obstruction, but also with increased FENO and higher acidity of the airways. The increased exposure to VOCs was correlated with increased airways oxidative stress (measured by 8-isoprostane). Children with higher levels of exposure to VOCs had higher values of urinary malonaldehyde. This study suggests a relation between air pollution, airways inflammation and oxidative stress. It suggests also that attention should be dedicated to air quality as air pollutants could cause airways deterioration.

Algorithm for the Parkinson’s disease behavioural models characterization using a biosensor

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica