Component-based software engineering: a quantitative approach

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Doutor em Informática pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Cochineal, a precious source of red: cochineal dyes characterization by high performance liquid chromatography with diode array detection and principal component analysis

Presented at Faculdade de Ciências e Tecnologias, Universidade de Lisboa, to obtain the Master Degree in Conservation and Restoration of Textiles

MicroECG: an integrated platform for the cardiac arrythmia detection and characterization

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

Principal component analysis of the yield curve

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Finance from the NOVA – School of Business and Economics

The two-component system of a novel copper resistant operon of Marinobacter hydrocarbonoclasticus

Dissertation for the Master’s Degree in Structural and Functional Biochemistry

Qualidade e satisfação do sistema de seguimento à distância de cardioversores-desfibrilhadores implantáveis

RESUMO - Com o aumento da esperança de vida e das doenças crónicas, cada vez se tem implantado mais cardioversores-desfibrilhadores (CDI) para prevenção de morte súbita. O aumento exponencial no número de implantes aumenta o número de seguimentos dos dispositivos, sobrecarregando os profissionais de saúde e comprometendo a qualidade dos serviços prestados. Segundo as recomendações internacionais, um CDI deverá ser vigiado a cada 3 meses, o que perfaz 4 consultas por ano/doente no mínimo, se não existirem episódios de “choques” ou “descompensações” clínicas, e mensalmente quando é atingido o indicador de substituição electiva do gerador. A evolução da tecnologia, de algoritmos, visualização de episódios e terapias requer recursos técnicos e humanos diferenciados e um gasto de tempo considerável no seguimento. Em países como os Estados Unidos da América, em que os doentes têm de percorrer distâncias muito grandes para aceder aos cuidados de saúde, tornou-se preemente a necessidade de um sistema de vigilância alternativo. Nesse sentido, e usando o conceito da telemedicina, foi criado o seguimento/monitorização à distância de dispositivos cardíacos. Este reduz os custos em consultas, deslocações e recursos humanos, uma vez que contempla apenas uma consulta presencial por ano. Por outro lado, aumenta a segurança do doente com a monitorização periódica e a criação de alarmes, permitindo uma assistência de qualidade e intervenção adequada imediata. Aproveitando as vantagens que este tipo de sistema de transmissão remota oferece, procedeu-se no meu serviço, à distribuição inicial de 62 comunicadores a doentes portadores de CDI´s ou com Ressincronizadores Cardíacos (TRC´s1). Apesar de ser considerada uma melhoria na qualidade dos serviços prestados, é também uma mudança importante na metodologia da consulta feita até aqui. Segundo vários autores, a avaliação da qualidade dos cuidados em saúde está intrinsecamente ligada ao grau de satisfação dos doentes com esses serviços, ou seja, à relação entre as suas expectativas e os resultados percebidos por eles, sendo considerado um importante indicador de qualidade dos serviços. Com este trabalho, pretende-se avaliar a percepção dos doentes face ao novo seguimento em termos de aceitação, satisfação, validade, segurança e confiança no novo sistema. Se este mantém os mesmos padrões de qualidade que o seguimento presencial. Trata-se de um estudo transversal com uma componente retrospectiva de avaliação da nova metodologia de consulta à distância. Para tal, foi elaborado um questionário, que foi aplicado a 40 doentes (17,5% do género feminino e 82,5% do género masculino; média de idades de 65 anos) que constituíram a amostra do estudo. Verificou-se uma média de 5 anos de tempo de implante do CDI. Dos dados obtidos, é de realçar que 70% dos inquiridos estão satisfeitos e 30% estão muito satisfeitos com esta nova metodologia de consulta e cerca 67,4% prefere a consulta à distância. Quando solicitados para comparar a qualidade do serviço prestado entre as duas consultas, 65% respondeu igual e 27,5% melhor. Todos os inquiridos responderam ter confiança e segurança com o sistema de consulta à distância. Cerca de 87,5% dos inquiridos vê-se mesmo a continuar com este tipo de consulta. Os resultados obtidos são bastante satisfatórios no que diz respeito à transição do modo como a consulta de CDI´s é feita. Reflectem também que a tecnologia não é necessariamente uma barreira no acesso aos profissionais de saúde, desde que suportada por algum contacto directo (telefone e através de uma consulta presencial por ano). 1 TRC – Terapia de Ressincronização Cardíaca

Study of multi-component systems in polybenzimidazole membrane formation and their impact on membrane performance

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Healing replicas in a software component replication system

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

An assessment of the integration of the mental health component into the care of women affected by intimate partner violence in Peru

RESUMO: A violência contra as mulheres (VCM) é um problema de saúde pública e uma violação dos direitos humanos. Ele tem uma alta prevalência na América Latina e no Caribe; o Estudo da Violência Contra as Mulheres da Organização Mundial de Saúde (OMS) identificou que as mulheres peruanas sofrem o maior índice de violência. O Perú é signatário da CEDAW e da Convenção de Belém do Pará, com recomendações para resolver este tipo de discriminação e descrever o papel do setor da saúde. A lei peruana define a violência como um problema de saúde mental. Objectivos: As três orientações clínicas do Ministério da Saúde para avaliar a integração da componente de saúde mental no cuidado de mulheres afetadas pela VCM foram revistas. Método: A proteção da saúde mental foi avaliada nas orientações acima mencionadas. A lei peruana relevante para perceber o reconhecimento das consequências de VCM na saúde mental e os cuidados prestados neste contexto foram revistos. Usando esses padrões nacionais e internacionais, foi realizada uma análise de conteúdo dos guias peruanos para a atenção da violência para ver como eles se integram a saúde mental. Resultados: Estas orientações são muito extensas e não definem claramente a responsabilidade dos profissionais de saúde. Não incluem um exame de saúde mental na avaliação da vítima e são vagas na descrição das atividades a serem realizadas pelo prestador dos cuidados de saúde. As orientações recomendam uma triagem universal usando um instrumento com formato antiquado e pesado. Em contrapartida, as orientações da OMS não recomendam qualquer triagem. Conclusão: As várias orientações analisadas não fornecem a informação necessária para o profissional de saúde avaliar o envolvimento da saúde mental e, desnecessariamente, tratam as mulheres sobreviventes de VCM como doentes mentais. Recomenda-se que as orientações recentes da OMS (Responding to intimate partner violence and sexual violence against women: WHO clinical and policy guidelines, 2013) para os cuidados de VCM sejam usadas como um modelo para o desenvolvimento de um único dispositivo técnico que incorpora directrizes com base científica. legislação com base no género, saúde, guias, prevenção e mujeres 6 RESUMO (PORTUGUESE) A violência contra as mulheres (VCM) é um problema de saúde pública e uma violação dos direitos humanos. Ele tem uma alta prevalência na América Latina e no Caribe; o Estudo da Violência Contra as Mulheres da Organização Mundial de Saúde (OMS) identificou que as mulheres peruanas sofrem o maior índice de violência. O Perú é signatário da CEDAW e da Convenção de Belém do Pará, com recomendações para resolver este tipo de discriminação e descrever o papel do setor da saúde. A lei peruana define a violência como um problema de saúde mental. Objectivos: As três orientações clínicas do Ministério da Saúde para avaliar a integração da componente de saúde mental no cuidado de mulheres afetadas pela VCM foram revistas. Método: A proteção da saúde mental foi avaliada nas orientações acima mencionadas. A lei peruana relevante para perceber o reconhecimento das consequências de VCM na saúde mental e os cuidados prestados neste contexto foram revistos. Usando esses padrões nacionais e internacionais, foi realizada uma análise de conteúdo dos guias peruanos para a atenção da violência para ver como eles se integram a saúde mental. Resultados: Estas orientações são muito extensas e não definem claramente a responsabilidade dos profissionais de saúde. Não incluem um exame de saúde mental na avaliação da vítima e são vagas na descrição das atividades a serem realizadas pelo prestador dos cuidados de saúde. As orientações recomendam uma triagem universal usando um instrumento com formato antiquado e pesado. Em contrapartida, as orientações da OMS não recomendam qualquer triagem. Conclusão: As várias orientações analisadas não fornecem a informação necessária para o profissional de saúde avaliar o envolvimento da saúde mental e, desnecessariamente, tratam as mulheres sobreviventes de VCM como doentes mentais. Recomenda-se que as orientações recentes da OMS (Responding to intimate partner violence and sexual violence against women: WHO clinical and policy guidelines, 2013) para os cuidados de VCM sejam usadas como um modelo para o desenvolvimento de um único dispositivo técnico que incorpora directrizes com base científica.-----------------ABSTRACT: Violence against women (VAW) is a public health problem and a human rights violation. It is highly prevalent in Latin America and the Caribbean; the Multi-country Study on Violence against Women by the World Health Organization identified rural Peruvian women as suffering the highest rates of VAW. The country is party to CEDAW and Belen Do Para Conventions, which set forth recommendations to overcome this form of discrimination and describe the role of the health sector. Peruvian law defines violence as a mental health issue. Objective: The Ministry of Health’s three technical guidelines were reviewed to assess the integration of mental health into the care of women affected by violence Method: The protection of the woman’s mental health was ascertained in the conventions mentioned above. The recognition of the mental health consequences of VAW and the inclusion of its evaluation and care were assessed in pertinent Peruvian legislation. Using these international and national parameters, the three guidelines for the attention of violence were subject to content analysis to see whether they conform to the conventions and integrate mental health care. Outcome: These guidelines are too extensive and do not clearly define the responsibility of health workers. They do not include a mental health exam in the evaluation of the victim and are vague in the description of the actions to be carried out by the health care provider. Guidelines prescribe universal screening using an outdated instrument and moreover, WHO Guidelines do not recommend screening. Conclusion: These multiple guidelines do not provide useful guidance for health care providers, particularly for the assessment of mental health sequelae, and unnecessarily stigmatize survivors of violence as mentally ill. It is recommended that the World Health Organization’s document Responding to intimate partner violence and sexual violence against women: WHO clinical and policy guidelines (2013) be used as a blueprint for only one technical instrument that incorporates evidence -based national policy and guidelines.

Relating the spatial component and users interests to improve applications based on questions, petitions and participatory processes

Nowadays, participatory processes attending the need for real democracy and transparency in governments and collectives are more needed than ever. Immediate participation through channels like social networks enable people to give their opinion and become pro-active citizens, seeking applications to interact with each other. The application described in this dissertation is a hybrid channel of communication of questions, petitions and participatory processes based on Public Participation Geographic Information System (PPGIS), Participation Geographic Information System (PGIS) and ‘soft’ (subjective data) Geographic Information System (SoftGIS) methodologies. To achieve a new approach to an application, its entire design is focused on the spatial component related with user interests. The spatial component is treated as main feature of the system to develop all others depending on it, enabling new features never seen before in social actions (questions, petitions and participatory processes). Results prove that it is possible to develop a working application mainly using open source software, with the possibility of spatial and subject filtering, visualizing and free download of actions within application. The resulting application empowers society by releasing soft data and defines a new breaking approach, unseen so far.

Pair trading: Clustering based on principal component analysis

This study focuses on the implementation of several pair trading strategies across three emerging markets, with the objective of comparing the results obtained from the different strategies and assessing if pair trading benefits from a more volatile environment. The results show that, indeed, there are higher potential profits arising from emerging markets. However, the higher excess return will be partially offset by higher transaction costs, which will be a determinant factor to the profitability of pair trading strategies. Also, a new clustering approach based on the Principal Component Analysis was tested as an alternative to the more standard clustering by Industry Groups. The new clustering approach delivers promising results, consistently reducing volatility to a greater extent than the Industry Group approach, with no significant harm to the excess returns.

Electrohysterogram signal component cataloging with spectral and time-frequency methods

The Electrohysterogram (EHG) is a new instrument for pregnancy monitoring. It measures the uterine muscle electrical signal, which is closely related with uterine contractions. The EHG is described as a viable alternative and a more precise instrument than the currently most widely used method for the description of uterine contractions: the external tocogram. The EHG has also been indicated as a promising tool in the assessment of preterm delivery risk. This work intends to contribute towards the EHG characterization through the inventory of its components which are: • Contractions; • Labor contractions; • Alvarez waves; • Fetal movements; • Long Duration Low Frequency Waves; The instruments used for cataloging were: Spectral Analysis, parametric and non-parametric, energy estimators, time-frequency methods and the tocogram annotated by expert physicians. The EHG and respective tocograms were obtained from the Icelandic 16-electrode Electrohysterogram Database. 288 components were classified. There is not a component database of this type available for consultation. The spectral analysis module and power estimation was added to Uterine Explorer, an EHG analysis software developed in FCT-UNL. The importance of this component database is related to the need to improve the understanding of the EHG which is a relatively complex signal, as well as contributing towards the detection of preterm birth. Preterm birth accounts for 10% of all births and is one of the most relevant obstetric conditions. Despite the technological and scientific advances in perinatal medicine, in developed countries, prematurity is the major cause of neonatal death. Although various risk factors such as previous preterm births, infection, uterine malformations, multiple gestation and short uterine cervix in second trimester, have been associated with this condition, its etiology remains unknown [1][2][3].

Primary cilia and the regulation of hedgehog signaling: link to cardiac development

RESUMO: As células eucarióticas evoluíram um sistema de sinalização complexo que lhes permite responder aos sinais extracelulares e intracelulares. Desta forma, as vias de sinalização são essenciais para a sobrevivência da célula e do organismo, uma vez que regulam processos fundamentais, tais como o desenvolvimento, o crescimento, a imunidade, e a homeostase dos tecidos. A via de transdução de sinal Hedgehog (Hh) envolve o receptor Patched1 (Ptch1), que tem um efeito inibidor sobre a proteína Smoothened (Smo) na ausência dos seus ligandos, as proteínas Sonic hedgehog (Shh). Estas proteínas são reguladores fundamentais do desenvolvimento embrionário, como ilustrado pelas malformações drásticas observadas em embriões humanos e de murganho com perturbações da transdução de sinal da via Hh e que incluem polidactilia, defeitos craniofaciais e malformações ósseas. Igualmente importantes são as consequências da ativação inapropriada da via de sinalização Hh na formação de tumores. Curiosamente, os componentes desta via localizam-se nos cílios primários. Além disso, demonstrou-se que esta localização é crucial para a sinalização através da via Hh. Na presença dos ligandos, Ptch1 é internalizado e destinado a degradação ou sequestrado num compartimento da célula de onde não pode desempenhar o seu papel inibitório. A proteína Arl13b é uma pequena GTPase pertencente à família Arf/Arl da superfamília Ras de pequenas GTPases e foi implicada no síndrome de Joubert, uma ciliopatia caracterizada por ataxia congénita cerebelar, hipotonia, atrso mental e cardiopatia congénita. Murganhos deficientes para Arl13b, chamado hennin (hnn) morrem morrem prematuramente ao dia 13,5 de gestação (E13,5) e exibem anomalias morfológicas nos cílios que levam à interrupção da sinalização Hh. Além disso, a Arl13b está diretamente envolvida na regulação da via Hh, controlando a localização de vários componentes desta via nos cílios primários. Neste trabalho, mostramos que a Arl13b se localiza em circular dorsal ruffles (CDRs), que são estruturas de actina envolvidas em macropinocitose e internalização de recetores, e que regula a sua formação. Além disso, aprofundámos o conhecimento do processo de ativação da via de sinalização Hh, mostrando que as CDRs sequestram seletivamente e internalizam o recetor Ptch1. As CDRs formam-se minutos após ativação da via por ligandos Shh ou pelo agonista de Smo SAG e continuam a ser formadas a partir daí, sugerindo uma indução contínua da reorganização do citoesqueleto de actina quando a via está ativada. Observámos ainda que a inibição da formação de CDRs através do silenciamento de WAVE1, uma proteína necessária para a formação destas estruturas, resulta na diminuição da ativação da via de sinalização Hh. Além disso, o bloqueio da macropinocitose, que se segue ao fecho das CDRs, através do silenciamento de uma proteína necessária para a cisão de macropinossomas, nomeadamente a proteína BARS, tem um efeito semelhante. Estes resultados sugerem que as CDRs e a macropinocitose são necessárias para a ativação da via de sinalização Hh e indicam que esta via de internalização controla os níveis de sinal Hh. Durante o desenvolvimento, as células proliferativas dependem do cílio primário para a transdução de várias vias de sinalização. A via Hh induz a diferenciação do músculo cardíaco. Por conseguinte, os murganhos deficientes na via de sinalização Hh exibem uma variedade de defeitos de lateralidade, incluindo alteração do looping do coração, como pode ser visto em murganhos deficientes para Arl13b. Por conseguinte, investigámos o papel da Arl13b no desenvolvimento do coração. Mostramos que a Arl13b é altamente expressa no coração de embriões de murganho e de murganhos adultos ao nível do mRNA e da proteína. Além disso, o perfil de distribuição da Arl13b no coração segue o dos cílios primários, que são essenciais para o desenvolvimento cardíaco. Corações de murganhos hnn no estadio E12,5 mostram um canal átrio-ventricular aberto, espessamento da camada compacta ventricular e aumento do índice mitótico no ventrículo esquerdo. Além disso, um atraso de 1 a 2 dias no desenvolvimento é observado em corações de murganhos hnn, quando comparados com controlos selvagens no estadio E13,5. Assim, estes resultados sugerem que a Arl13b é necessária para o desenvolvimento embrionário do coração e que defeitos cardíacos podem contribuir para a letalidade embrionária de murganhos hnn. Em suma, foi estabelecido um novo mecanismo para a regulação dos níveis de superfície do recetor Ptch1, que envolve a remodelação do citoesqueleto de actina e a formação de CDRs após a ativação da via de sinalização Hh. Este mecanismo permite um feedback negativo que evita a repressão excessiva da via através da remoção de Ptch1 da superfície da célula. Além disso, determinou-se que uma mutação de perda de função na Arl13b causa defeitos cardíacos durante o desenvolvimento, possivelmente relacionados com a associação dos defeitos em cílios primários e na sinalização Hh, existentes em murganhos deficientes para Arl13b. A via de sinalização Hh tem tido um papel central entre as vias de sinalização, uma vez que a sua regulação é crucial para o funcionamento apropriada da célula. Assim, a descoberta de um novo mecanismo de tráfego através de macropinocitose e CDRs que controla a ativação e repressão da via de sinalização Hh traz novas perspetivas de como esta via pode ser regulada e pode ainda conduzir à identificação de novos alvos e estratégias terapêuticas. --------------------ABSTRACT: Eukaryotic cells have evolved a complex signaling system that allows them to respond to extracellular and intracellular cues. Signaling pathways are essential for cell and organism survival, since they regulate fundamental processes such as development, growth, immunity, and tissue homeostasis. The Hedgehog (Hh) pathway of signal transduction involves the receptor Patched1 (Ptch1), which has an inhibitory effect on Smoothened (Smo) in the absence of its ligands, the Sonic hedgehog (Shh) proteins. These proteins are fundamental regulators of embryonic development, as illustrated by the dramatic malformations seen in human and mouse embryos with perturbed Hh signal transduction that include polydactyly, craniofacial defects and skeletal malformations. Equally important are the consequences of inappropriate activation of the Hh signaling response in tumor formation. Interestingly, the components of this pathway localize to primary cilia. Moreover, it has been shown that this localization is crucial for Hh signaling. However, in the presence of the ligands, Ptch1 is internalized and destined for degradation or sequestered in a cell compartment where it no longer can play its inhibitory role. ADP-ribosylation factor-like (Arl) 13b, a small GTPase belonging to Arf/Arl family of the Ras superfamily of small GTPases has been implicated in Joubert syndrome, a ciliopathy characterized by congenital cerebellar ataxia, hypotonia, intellectual disability and congenital heart disease. Arl13b-deficient mice, called hennin (hnn) die at embryonic day 13.5 (E13.5) and display morphological abnormalities in primary cilia that lead to the disruption of Hh signaling. Furthermore, Arl13b is directly involved in the regulation of Hh signaling by controlling the localization of several components of this pathway to primary cilia. Here, we show that Arl13b localizes to and regulates the formation of circular dorsal rufles (CDRs), which are actin-basedstructures known to be involved in macropinocytosis and receptor internalization. Additionally, we extended the knowledge of the Hh signaling activation process by showing that CDRs selectively sequester and internalize Ptch1 receptors. CDRs are formed minutes after Hh activation by Shh ligands or the Smo agonist SAG and keep being formed thereafter, suggesting a continuous induction of actin reorganization when the pathway is switched on. Importantly, we observed that disruption of CDRs by silencing WAVE1, a protein required for CDR formation, results in down-regulation of Hh signaling activation. Moreover, the blockade of macropinocytosis, which follows CDR closure, through silencing of a protein necessary for the fission of macropinosomes, namely BARS has a similar effect. These results suggest that CDRs and macropinocytosis are necessary for activation of Hh signaling and indicate that this pathway of internalization controls Hh signal levels. During development, proliferating cells rely on the primary cilium for the transduction of several signaling pathways. Hh induces the differentiation of cardiac muscle. Accordingly, Hh-deficient mice display a variety of laterality defects, including alteration of heart looping, as seen in Arl13b-deficient mice. Therefore, we investigated the role of Arl13b in heart development. We show that Arl13b is highly expressed in the heart of both embryonic and adult mice at mRNA and protein levels. Also, Arl13b localization profile mimics that of primary cilia, which have been shown to be essential to early heart development. E12.5 hnn hearts show an open atrioventricular channel, increased thickening of the ventricular compact layer and increased mitotic index in the left ventricle. Moreover, a delay of 1 to 2 days in development is observed in hnn hearts, when compared to wild-type controls at E13.5. Hence, these results suggest that Arl13b is necessary for embryonic heart development and that cardiac defects might contribute to the embryonic lethality of hnn mice. Altogether, we established a novel mechanism for the regulation of Ptch1 surface levels, involving cytoskeleton remodeling and CDR formation upon Hh signaling activation. This mechanism allows a negative feedback loop that prevents excessive repression of the pathway by removing Ptch1 from the cell surface. Additionally, we determined that the Arl13b loss-offunction mutation causes cardiac defects during development, possibly related to the associated ciliary and Hh signaling defects found in Arl13b-deficient mice. Hh signaling has taken a center stage among the signaling pathways since its regulation is crucial for the appropriate output and function of the cell. Hence, the finding of a novel trafficking mechanism through CDRs and macropinocytosis that controls Hh signaling activation and repression brings new insights to how this pathway can be regulated and can lead to the discovery of novel therapeutic targets and strategies.

Envelhecimento ativo : qualidade de vida relacionada com a saúde em idosos praticantes de atividade física : Gigong

RESUMO - Racional : A proporção da população nacional de idosos regista uma tendência crescente e as suas consequências a nível humano, social e económico são preocupantes para os gestores dos serviços de saúde. O Qigong, componente da Medicina Tradicional Chinesa, compreende a realização de movimentos suaves, controlo da respiração e meditação. Objetivos e hipóteses: No âmbito da prática de atividade física enquanto estratégia de um envelhecimento ativo, investigou-se a hipótese do Qigong contribuir para a melhoria da Qualidade de Vida Relacionada com a Saúde dos idosos participantes nesta investigação. Pretendeu-se igualmente investigar a contribuição do Qigong na redução das Frequências Respiratória e Cardíaca. Métodos: Tratou-se de um estudo quasi-experimental, antes e depois da prática de Qigong, caraterizando-se os idosos, avaliando-se a Qualidade de Vida Relacionada com a Saúde através do Questionário SF-12v2 e as Frequências Respiratória e Cardíaca, antes e depois das sessões de Qigong. Resultados: Observou-se uma adesão ao programa de 46%, constatando-se uma tendência global para a melhoria da Qualidade de Vida Relacionada com a Saúde após a prática de Qigong, com diferença estatisticamente significativa na dimensão Função Social do questionário (p = 0,046) e na redução da Frequência Respiratória (p = 0,031). Nas dimensões Desempenho Emocional e Medida Sumário Mental, observou-se um nível de tendência sugestivo de efeito (p <0,10). Foram demonstrados benefícios sentidos por parte dos idosos, decorrentes da prática de Qigong. Conclusão: O Qigong demonstrou efetividade na melhoria da qualidade de vida social e redução da Frequência Respiratória, sugerindo melhoria ao nível mental e emocional dos idosos.