Organised turbulence over mobile and immobile hydraulically rough boundaries

33rd IAHR Congress: Water Engineering for a Sustainable Environment

On the fractional central differences and derivatives

Fractional central differences and derivatives are studied in this article. These are generalisations to real orders of the ordinary positive (even and odd) integer order differences and derivatives, and also coincide with the well known Riesz potentials. The coherence of these definitions is studied by applying the definitions to functions with Fourier transformable functions. Some properties of these derivatives are presented and particular cases studied.

Fractional central differences and derivatives

Journal of Vibration and Control, Vol. 14, Nº 9-10

Fractional central differences and derivatives

Journal of Vibration and Control, 14(9–10): 1255–1266, 2008

Otimização da anisotropia fronto-calosa e ressonância magnética [1,5T] no idoso normal e com risco cérebro-vascular

RESUMO: Os mais recentes métodos de neuro imagem tal como a Ressonância Magnética (RM) permitiram obter imagens detalhadas do cérebro humano in vivo. Essas imagens revelam, muitas vezes, achados imprevistos face ao padrão normal, com elevada propensão para os indivíduos idosos e franca coexistência com fatores de risco vascular, como característica dum processo de envelhecimento normal. Embora na última década tenham surgido várias publicações sobre este assunto, ele continua ainda pouco explicado. Um pouco por todo o mundo têm emergido os programas de prevenção da doença e promoção da saúde desenvolvidos pela Saúde Pública suportadas sobretudo pelo avanço das tecnologias médicas que resultaram, entre outros impactos, num crescimento da população idosa. Estima-se, em 2030, uma composição demográfica com 20% de indivíduos acima dos 65 anos. Neste contexto, a doença microvascular cerebral é a causa mais frequente de comprometimento cognitivo vascular no idoso sendo as características senescentes na imagem por RM do tipo lesões isquémicas da Substância Branca (Leukoaraiosis) e enfartes lacunares (Status lacunar), atrofia cerebral, gliose e acumulação excessiva de ferro nos núcleos da base. Esta tese, considerando a linha de investigação de que deriva – Ciências da Vida - especialização em Medicina Clinica - Biotecnologia, reúne e reflete sobre três vertentes ligadas à RM e interdependentes em relação a uma problemática comum. A primeira trata da caracterização da Tecnologia por Ressonância Magnética existente em Portugal, a qual inclui uma avaliação exploratória da aplicação da técnica de Difusão Anisotrópica nos estudos cerebrais. As dimensões analíticas estudadas foram a Tecnológica, Sociodemográfica e Económica. Na recolha de dados recorreu-se a várias fontes de informação e a uma metodologia exploratória faseada, validada pela triangulação dos resultados. A sua análise obedeceu a critérios de estratificação e agrupamento segundo as mesmas dimensões analíticas. Otimização da anisotropia fronto-calosa e [RM 1,5T] no idoso normal e com risco cérebro-vascular A segunda descreve o estudo anátomo – radiológico que recaiu sobre parâmetros de quantificação assente na temática do cérebro do idoso em cadáver segundo uma metodologia experimental aplicada às métricas da difusão por RM. Na terceira, e última, é apresentado o estudo técnico - radiológico para avaliação e otimização da imagem ponderada em difusão em estudos clínicos associados ao cérebro do idoso “The Usual Brain Aging” ou Envelhecimento Cerebral Normal, com base metodológica assente nos critérios e indicadores estabelecidos pelo Estudo de Imagem de Roterdão (Rotterdam Scan Study - RSS). Como principais resultados obteve-se que não existem em Portugal estruturas para avaliação dos equipamentos pesados ou Agência de Avaliação das Tecnologias da Saúde para desenvolver o importante papel da produção de estudos comparativos entre os equipamentos disponíveis no mercado, a relação preço-qualidade e a sua afetação às necessidades clínico-epidemiológicas. Constatou-se que a implementação de equipamentos de RM está fortemente assente em critérios económicos carecendo de recomendações e diretivas para o uso racionalizado destas tecnologias. Quanto a dados quantitativos concluímos que a maioria dos equipamentos está instalada em instituições privadas (80,2%); a intensidade de campo magnético mais frequente é [1,5T] com 119 equipamentos; os equipamentos estão instalados maioritariamente nos distritos de Lisboa (55 unidades) e do Porto (39 unidades); o rácio médio de equipamentos por habitante em Portugal é de 1 para 65 195 habitantes; a amplitude de gradientes com maior expressão na amostra é 30-39mT/m; a maioria dos equipamentos foi instalada no intervalo temporal [2009-2012] com 59 equipamentos; apenas 6 instituições desenvolvem investigação clinica e a maioria das bobinas para estudos de crânio são do tipo Array. O estudo de otimização da técnica da difusão revelou, quanto à avaliação dos valoresb, que os mais baixos (b=500 s/mm2 e b=1000 s/mm2), apresentam maior IS e SNR sendo esta uma boa medida referente à qualidade de imagem, no entanto, os valores-b mais elevados (b=2000 s/mm2) apresentam maior CNR e CR, face aos anteriores, o Otimização da anisotropia fronto-calosa e [RM 1,5T] no idoso normal e com risco cérebro-vascular que apesar de proporcionar inferior detalhe anatómico e consequentemente inferior qualidade de imagem, num encéfalo normal, pode auxiliar na interpretação e apresentar vantagens na identificação de lesões microvasculares sempre que persistirem dúvidas em relação ao diagnóstico diferencial de doença microvascular do tipo status lacunar ou Hiperintensidades da Substância Branca. As alterações deste parâmetro são particularmente refletidas nas diferenças da avaliação da qualidade de imagem na região fronto-calos Concluímos da avaliação quantitativa da concentração média de ferro (26Fe) em todas as faixas etárias que os núcleos da base que apresentam maior concentração são, por ordem decrescente: Substância Nigra, Globus Pallidus, Putamen, Tálamo, Núcleo Rubro e Núcleo Caudado; que existe uma predominância na concentração de ferro (26Fe) no hemisfério esquerdo e que os indivíduos do género masculino apresentam mais ferro (26Fe) que os do género feminino nas faixas etárias [30-40[, [40-50[ e [50-60[. Como principal conclusão do estudo da concentração média de ferro em relação à idade destacamos que a concentração média de ferro (26Fe) é superior nos grupos etários superiores, logo aumenta com a idade, sobretudo na Substância Nigra e no Núcleo Lenticular. No estudo técnico-radiológico encontrámos evidências do aumento da difusibilidade da água na substância branca subcortical dos sujeitos idosos comparativamente aos mais jovens. Uma relação idêntica foi avaliada nos tálamos. O aumento relacionado com a idade parece ser predominantemente observado em doentes com mais de 65 anos de idade o que pode refletir alterações estruturais ligeiras associados ao envelhecimento normal. Os resultados indicam que a análise quantitativa das imagens ponderadas em difusão fornece informações, sobre a estrutura do cérebro, as quai s não estão disponíveis apenas por inspeção visual, tanto nas imagens ponderadas em difusão como em outras sequências de aplicação clínica de rotina. Para fazer face às desvantagens dos sistemas de quantificação das HSB os quais são dispendiosos, complexos, requererem tecnologia e formação específicas, recomendamos que a aplicação automatizada GUIAL, desenvolvida ao longo do nosso trabalho é de utilização elementar e prática para que seja introduzida nos sistemas de aquisição de imagem por RM com o fim de integrar o processamento de imagem nos indivíduos portadores de fatores de risco vascular. A avaliação do ADC, nesta amostra, permitiu concluir que a variação desta variável é explicada estatisticamente pela existência da condição clínica de status lacunar em ambos os hemisférios ou por outras palavras, o status lacunar influencia o valor de ADC. Embora uma pequena percentagem da variação do ADC seja explicada pelo género, o ADC nos homens foi superior ao das mulheres o que não nos surpreende, pois são também os homens onde a frequência de doença microvascular se revelou mais expressiva. Os valores do ADC, globalmente, entre os hemisférios cerebrais não mostraram alterações exceto na SB entre os idosos e não idosos. A SB da região frontal mostrou valores diminuídos na anisotropia e isotropia face às restantes áreas anatómicas. Os estudos indicam que na idade avançada existe uma maior predisposição para suscetibilidades de estrutura com status de desconexão. A classificação das HSB foi superior em indivíduos mais velhos e com status lacunar, e em menor quantidade (inferior rating de classificação) nos indivíduos idosos sem status lacunar. As alterações volumétricas foram mais frequentes no homem do que na mulher, presumivelmente devido à associação com a elevada classificação de status lacunar. Um aumento do índice de Evan correspondeu, neste estudo, ao aumento das HSB, à diminuição do volume cerebral total, à expansão ventrículo-sulcal frontal e ao aumento da medida do ângulo caloso. Estes resultados foram agravados pela classificação elevada de status lacunar nos indivíduos que apresentaram indícios de doença de pequenos vasos, com manifesto aumento dos espaços de Virchow-Robin,enfartes lacunares ou HSB. Esses resultados foram mais expressivos no género masculino do que no feminino revelando uma maior vulnerabilidade sobretudo na atrofia frontal nos homens. Por sua vez as dimensões do Corpo Caloso tornaram-se reduzidas devido à compressão dos ventrículos laterais e terceiro ventrículo. Estes indicadores tiveram expressão particularmente nos indivíduos com mais de 65 anos. ---------------------------------------------------------------------------------------------ABSTRACT: The latest neuroimaging methods, such as Magnetic Resonance Imaging (MRI), have enabled detailed images of in vivo human brain. These images reveal often unexpected findings related to the normal pattern, with high predisposition for the elderly people with forthright coexistence with vascular risk factors such as characteristics of a normal aging process. Although it has been, in the last decade, several publications on this subject, it is still little explained. All over the world have emerged disease prevention programs and health promotion developed by the Public Health sector, supported mainly by the advancement of medical technologies that have resulted, among other impacts, in a growing of the elderly population. It is estimated, in 2030, a demographic composition with 20% o people over 65 years. In this context, microvascular disease is the most common cause of cognitive vascular impairment in the elderly and senescent characteristics in the MRI trough ischemic lesions of the white matter (Leukoaraiosis) and lacunar infarcts (lacunar status), cerebral atrophy, gliosis and iron accumulation in the basal ganglia in excess.This thesis, considering the research line that stems - Life Sciences - specialization in Clinical Medicine, Biotechnology, gathers and reflects on three aspects linked to MR, interdependent and related to a common problem. The first deals with the Magnetic Resonance Technology characterization in Portugal, which includes an exploratory evaluation of the implementation of Anisotropic Diffusion technique in brain studies. The analytical dimensions studied were the Technologic, Socio-demographic and Economics. Collecting data was supported by different sources of information and was applied an exploratory methodology whose results were validated by triangulation. The research method was grouped and stratified criteria under the same analytical dimensions. The second describes the anatomical study - which was focused on radiological measurement parameters, based on the brain’s specimen under an experimental methodology applied to MRI diffusion metrics. Radiological evaluation and optimization of the weighted image diffusion in clinical studies were associated with the brain of the elderly "The Usual Brain Aging" with methodological basis based on established criteria and indicators by Rotterdam Scan Study (RSS). The main results obtained reveal the inexistence frameworks in Portugal for evaluation of equipments or Agency of Health Technology to produce studies comparing the equipment available on the market, the value for money and its allocation to clinical and epidemiological needs. It was found that the implementation of MRI equipment is strongly based on economic criteria lacking recommendations and guidelines for the rationalized use of these technologies. As the quantitative data we conclude that most of the scanners are located in private clinical institutions (80,2%); the most frequent magnetic field intensity is [1.5T] with 119 scanners; the scanners are mainly installed in Lisbon (55 units) and Porto (39 units) districts; the average ratio of equipment per capita in Portugal is 1 to 65 195 people; the gradient power with higher expression in the sample is 30-39mT / m;most of the scanners were installed in the years range [2009-2012 years] with 59 equipment; only 6 clinical placements develop clinical research and the most coils for brain studies are of Array type. The optimization study of diffusion technique revealed, as the assessment of the bvalues, the lower (b = 500 s / mm2 and b = 1000 s / mm 2), promotes an increase in the SI and SNR being this measure related to a higher image quality, however the highest b values (b = 2000 s / mm 2) have a higher CNR (Contrast to Noise-Ratio) and CR (Contrast Ratio), compared to the previous ones. This may provide less anatomical details and, thus, ower image quality, of a normal brain, however can help the interpretation and have advantages in identifying microvascular injuries when doubts persist regarding the differential diagnosis of microvascular disease of lacunar or WMH (White Matter Hyperintensities) status type. Changes on this parameter are Otimização da anisotropia fronto-calosa e [RM 1,5T] no idoso normal e com risco cérebro-vascular particularly reflected in the differences of image quality evaluation in the frontocallosum anatomical area. We conclude from the quantitative assessment of the average concentration of iron (26Fe), in all age groups to the basal ganglia, that the higher concentrations are, in descending order: Nigral Substantia, Globus pallidus, Putamen, Thalamus, Rubio nucleus and Caudate nucleus; that there is a predominance in the concentration of iron (26Fe) in the left hemisphere and that male gender show higher iron (26Fe) level tha females, in the age groups [30-40 [[40-50 [and [50- 60 [. Regarding a main conclusion of the mean concentration study of iron, in terms of age we point out that the average concentration of iron (26Fe) is higher among older groups and increases with age, especially in Nigral Substantia and Lenticular Nucleus. On the technical and radiological study we found evidence of an increased in water /diffusivity in the ubcortical white matter of the elderly compared with younger subjects. A similar relationship was assessed in the Thalamus. The increase agerelated seems to be predominantly observed in patients over 65 years which may reflect minor structural changes associated with normal aging. The results indicate that quantitative analysis of diffusion weighted imaging can provide information about the structure of the brain which is not reached only by visual inspection or standard sequences applied in clinical routine. To address the disadvantages the systems of quantification of WMH which the authors state that are costly, complex, require specific technology and training, we recommend that the automated application GUIAL, developed over our work is basic and practical to use and to be introduced in MR image systems acquisition in order to integrate image processing in patients with vascular risk factors. The evaluation of the ADC showed that its variation is statistically explained by the existence of the medical condition of lacunar status, in both hemispheres, or in other words, the lacunar status influences the ADC value. Although a small percentage of the ADC variation is explained by gender, the ADC in men was higher than women which Otimização da anisotropia fronto-calosa e [RM 1,5T] no idoso normal e com risco cérebro-vascular do not surprise us, since they are also men where the frequency of microvasculardisease has proved more significant. The values of ADC, overall, between the cerebral hemispheres showed no changes but were different in WM among the elderly and non-elderly subjects.The WM's forehead showed decreased values in anisotropy and isotropy face the other anatomical areas. The studies indicate that in old age there is a greater tendency to higher susceptibility to disconnection- status framework. The classification of WMH was higher in elderly people and lacunar status, and fewer (lower classification rating) in the elderly without lacunar status. volumetric changes were more frequent in men than in women, most probably because of its association with high lacunar status rating. An increase of Evan index corresponded, in this study, to an increase in WMH, to a decreased of total brain volume, to a ventricle sulcal frontal and callous angle expansion. These results were wound up by high ranking of lacunar status in subjects who had small vessel disease, clear increase in spaces of Virchow-Robin, lacunar infarctions or WMH. These results were more significant in males than in females revealing vulnerability particularly in the frontal atrophy in men. In turn the size of Corpus Callosum because reduced due to the compression of the lateral and third ventricles. These indicators had expression particularly in individuals over 65 years.

Waste recovery into activated carbon for water purification from heavy metals

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química Pela Universidade Nova de Lisboa,Faculdade de Ciências e Tecn

Braquiterapia prostática: morbilidade urinária e sexual

RESUMO: Objectivos 1. Avaliar a morbilidade urinária e sexual secundária à braquiterapia prostática com implante de I125. 2. Avaliar a influência da hormonoterapia neoadjuvante e adjuvante na morbilidade urinária e sexual secundária à braquiterapia(I125). 3. Avaliar a influência da associação da radioterapia externa na morbilidade urinária e sexual secundária à braquiterapia(I125). 4. Avaliar a morbilidade urinária dos doentes com contra-indicação relativa (próstatas volumosas, IPSS elevado).Material e métodos De Setembro de 2000 a Dezembro de 2004 foram recrutados 204 doentes com o diagnóstico de carcinoma da próstata localizado (T1 e T2) ou localmente avançado (T3) e expectativa de vida superior a 10 anos. Foram submetidos a braquiterapia, com implante transperineal de Iodo 125 (I125) em monoterapia ou combinada com hormonoterapia e/ou radioterapia externa (tratamento trimodal). Definiram-se diversos sub-grupos de pacientes, consoante algumas características habitualmente referidas como factores de risco para a morbilidade do tratamento de braquiterapia prostática, com o objectivo de analisar a sua influência sobre a morbilidade urinária e sexual: Grupo 1: Braquiterapia em monoterapia (MONO) versus braquiterapia associada a radioterapia externa (BCOMB) Grupo 2: Próstatas volumosas (>50ml) versus próstatas não volumosas (<50ml)Grupo 3: Braquiterapia associada a hormonoterapia (HORM) versus braquiterapia sem hormonoterapia (NHORM)Grupo 4: IPSS elevado versus IPSS baixo Avaliou-se a evolução do IPSS, QoL, taxa de RTU-P e retenção urinária pós implante, e evolução do BSFI durante todo o período de seguimento. Resultados Grupo 1: Para o grupo MONO o IPSS iniciou-se com 7.1, sofreu agravamento para 16.1 e 15.9 ao primeiro e terceiro meses. Aos 12 meses, o IPSS desceu para 10.1 enquanto que, aos 18 e 24 meses, o IPSS foi de 7.3 e 5.8. O grupo BCOMB iniciou com IPSS de 9.4. Sofreu agravamento ligeiro e pouco acentuado até aos 6 meses (IPSS de 14). A evolução do IPSS foi, então, flutuante com IPSS de 5.9 aos 12 meses e 9.5 aos 18 meses. Aos 24 meses apresentava IPSS de 6.7. A taxa de retenção urinária (6.4% e 0%) e de RTU-P (2.0% e 0%) foram semelhantes nos grupos MONO e BCOMB, respectivamente (p=0.375 e p=1). A evolução da qualidade das erecções foi semelhante nos dois grupos excepto aos 6 meses em que MONO apresentou o valor 6 e BCOMB 3.7 (p=0.029). A percentagem de doentes potentes foi significativamente inferior nos primeiros 6 meses após a braquiterapia para o grupo BCOMB relativamente ao grupo MONO: 36%–74%; 33%–73%; 33%–75%. Após os 6 meses os grupos foram homogéneos. Grupo 2: O IPSS evoluiu nas próstatas <50ml e >50ml de 7–9 para 15-19 ao primeiro mês e 15-18 ao 3.º mês. Apenas ao primeiro mês é que as diferenças no IPSS foram significativas (p=0.061). Após o 3.º mês os dois grupos foram semelhantes: IPSS de 8 e 12 ao 12.º mês e 5.7 e 6 ao 24.º mês. As taxas de retenção urinária e de RTU-P foram semelhantes (p=0.054 e p=0.286) Grupo 3: A evolução do IPSS, taxas de retenção urinária e de RTU-P foram sobreponíveis em ambos os grupos. A evolução da líbido, erecções, percentagem de doentes potentes, ejaculação, incómodo e satisfação foi significativamente inferior no grupo HORM relativamente ao grupo N HORM apenas ao primeiro mês (valores de p<0.0001; <0.0001; < 0.0001; 0.009 e 0.002 respectivamente) Grupo 4: A evolução do IPSS nos doentes com IPSS elevado foi a seguinte: 22.17(0M); 19.5(1M); 20.5(3M); 15.3(6M); 15.7(12M); 11(18M); 8(24M) A evolução do IPSS nos doentes com IPSS baixo foi a seguinte: 5.9(0M); 15.3(1M); 14.9(3M); 12.2(6M); 8.9(12M); 7.2(18M), 5.5(24M) As taxas de RTU-P (2.8% e 0%) e retenção urinária (5.1% e 5.9%) foram semelhantes em ambos os grupos de doentes (p=1). Conclusões 1. A radioterapia intersticial da próstata com implante transperineal e ecoguiado de Iodo 125 é frequentemente acompanhada de morbilidade urinária transitória e de intensidade moderada. A Morbilidade consiste em sintomatologia do aparelho urinário baixo (“LUTS – lower urinary tract symptoms”) que, na maioria dos doentes, sofre um agravamento máximo do primeiro ao 3.º mês. Segue-se uma melhoria ligeira até ao 6.º mês que é mais acentuada daí em diante. Por volta do 12.º e 18.º mês, a maior parte dos doentes apresenta sintomatologia urinária muito semelhante à que apresentava antes do tratamento. Após o 18.º mês, os doentes mantêm uma melhoria da sintomatologia urinária para além da que apresentavam previamente ao implante. As taxas de retenção urinária e de ressecção transuretral prostática após o implante de braquiterapia são muito baixas, inferiores a 10%. 2. A associação da braquiterapia prostática com radioterapia externa adjuvante influencia a evolução da sintomatologia urinária: o aparecimento da sintomatologia urinária é mais lento, demorando 6 meses a atingir o seu valor máximo que, por sua vez, é de intensidade menos acentuada do que quando a braquiterapia é utilizada em monoterapia. 3. O volume prostático superior a 50 ml não influencia a morbilidade urinária. 4. A terapêutica hormonal, neoadjuvante e adjuvante, não influencia a sintomatologia urinária. 5. Os doentes com sintomatologia urinária prévia muito acentuada não sofrem agravamento da referida sintomatologia. Pelo contrário, apresentam uma melhoria de sintomas urinários desde o primeiro mês, e que se mantém ao longo dos 24 meses de seguimento, apresentando, no final deste período, sintomatologia urinária ligeira e muito inferior à que apresentavam antes do implante. As taxas de retenção urinária e RTU-P após a braquiterapia são semelhantes às que ocorrem nos doentes assintomáticos previamente ao implante. 6. A vida sexual está preservada, em mais de 70% dos casos, ao fim dos 24 meses de seguimento. No entanto, imediatamente após o primeiro mês de seguimento, ocorre uma diminuição ligeira da qualidade das erecções que se mantém, sem melhoria ou agravamento, durante todo o período de seguimento. A hormonoterapia afecta todos os parâmetros da vida sexual, embora de forma apenas temporária. Após a suspensão da terapêutica hormonal este grupo de doentes recupera a actividade sexual e apresenta-se idêntico ao grupo de doentes que não foram sujeitos a essa terapêutica.----------------ABSTRACT: Objectives 1. To assess urinary and sexual morbility after prostatic brachytherapy with the implant of I125 seeds. 2. To assess the influence of neoadjuvant and adjuvant hormone therapy in urinary and sexual morbility after prostatic brachytherapy with the implant of I125 seeds. 3. To assess the effects, on urinary and sexual morbility, of associating external radiotherapy after prostatic brachytherapy with the implant of I125 seeds. 4. To assess the urinary morbility in patients with relative contraindications (voluminous prostates, high IPSS). Material and Methods From September, 2000 to December, 2004 a total of 204 patients were recruited with a diagnosis of localized (T1 and T2) or locally advanced (T3) carcinoma of the prostate and a life expectancy in excess of 10 years. The patients underwent brachytherapy with transperineal seed implant of iodine (I125) as a monotherapy or in combination with hormone therapy and/or external radiotherapy (trimodal treatment). With the aim of evaluating the treatment’s influence on urinary and sexual morbility, a number of patient sub-groups were defined in accordance with certain characteristics normally mentioned as morbility risk factors for prostatic brachytherapy treatment: Group 1: Brachytherapy as monotherapy (MONO) versus brachytherapy in combination with external radiotherapy (BCOMB) Group 2: Voluminous prostates (>50ml) versus non- voluminous prostates (<50ml) Group 3: Brachytherapy in combination with hormone therapy (HORM) versus brachytherapy without hormone therapy (NHORM)Group 4: High IPSS versus a low IPSS. The evolution of the IPSS, QoL, TURP rate and post-implant urinary retention as well as the BSFI were assessed throughout the entire follow-up period. Results Group 1: For the MONO group the IPSS began at 7.1, and then rose to 16.1 and 15.9 in the first and third months, respectively. At month 12, the IPSS had dropped to 10.1 and at month 18 and 24 the IPSS was registered at 7.3 and 5.8, respectively. The BCOMB group started out with an IPSS of 9.4. It underwent a slight and little-significant rise until month 6 (IPSS at 14). The evolution of the IPSS then began to fluctuate from an IPSS of 5.9 at month 12 and 9.5 at month 18. At month 24 we registered an IPSS of 6.7. The urinary retention rate (6.4% and 0%) and TURP rate (2.0% e 0%) were similar to those of the MONO and BCOMB groups, respectively (p=0.375 and p=1). The evolution regarding the quality of erections was similar for the two groups except at 6 months when the MONO group displayed a value of 6 and the BCOMB group 3.7 (p=0.029). The percentage of sexually potent patients was significantly lower in the first six months after brachytherapy for the BCOMB group when compared with the MONO group: 36%–74%; 33%–73%; 33%–75%. After six months, the results became more consistent. Group 2: IPSS results evolved in <50ml and >50ml prostates from 7–9 to 15-19 in the first month and from 15-18 after the third month. It was only in the first month that the differences in the IPSS were significant (p=0.061). After the third month, the two groups displayed similar outcomes: IPSS 8 and 12 at month 12 and 5.7 and 6 at month 24. Urinary retention and TURP rates were similar (p=0.054 e p=0.286). Group 3: IPSS evolution and rates of urinary retention and TURP were identical in both groups. Figures regarding libido, erections, percentage of sexually potent patients, ejaculation, discomfort and sexual satisfaction were always significantly lower for the HORM group, when compared to the NHORM group in the first month only (values of p<0.0001; <0.0001; <0.0001; 0.009 e 0.002, respectively). Group 4: IPSS evolution in patients with a high IPSS was as follows: 22.17(0M); 19.5(1M); 20.5(3M); 15.3(6M); 15.7(12M); 11(18M); 8(24M) IPSS evolution in patients with a low IPSS was as follows: 5.9(0M); 15.3(1M); 14.9(3M); 12.2(6M); 8.9(12M); 7.2(18M), 5.5(24M)TURP rates (2.8% e 0%) and those for urinary retention (5.1% e 5.9%) were similar in both patient groups (p=1). Conclusions 1. Interstitial radiotherapy of the prostate with transperineal, ultrasound-guided implant of Iodine-125 seeds is often followed by transitory urinary morbility of moderate intensity. The morbility involves symptoms of the lower urinary tract which, in most cases are at their worst from the first to the third months. There is a slight improvement up to the sixth month, at which point improvement becomes more accentuated. Around months 12 or 18, most patients display urinary symptoms that are very similar to those noted before treatment. After month 18, patients’ urinary symptoms continue to improve past the point they displayed prior to the implant. Urinary retention rates and those for transurethral resection of the prostate are very low (below 10%), after brachytherapy seed implant. 2. The combination of prostatic brachytherapy and adjuvant external radiotherapy affects the evolution of urinary symptoms: the appearance of urinary symptoms is much slower, taking six months to peak, and is less intense than when brachytherapy is employed as the only means of treatment. 3. The fact that the prostate displays a volume greater than 50 ml does not influence urinary morbility. 4. Neoadjuvant and adjuvant hormone therapy do not influence urinary symptomology. 5. Patients with severe, preexisting symptoms of the urinary tract do not experience a worsening of those symptoms. On the contrary, they exhibit an improvement in urinary symptoms as of the first month. This improvement continues for the 24 months, after which patients display symptoms of the urinary tract that are slight and a noticeable improvement over the urinary complaints registered before the implant. Urinary retention and TURP rates subsequent to brachytherapy are similar to those registered for asymptomatic patients. 6. The patient’s sexual performance is maintained in more than 70% of the cases, as noted after 24 months of follow-up. However, immediately after the first follow-up month there is a lessening in the quality of erections that continues, without improving or worsening, for the whole follow-up period. Hormone therapy affects all the parameters of sexual performance, albeit temporarily. After suspending hormone therapy, this group recovered with regard to sexual performance, and showed itself to be identical to the group of patients that had not undergone hormone therapy.-------------------RESUMÉ:Objectives 1. Évaluer la morbilité urinaire et sexuelle après la realisation la curiethérapie de la prostate avec implant de I125. 2. Évaluer l’ influence de la thérapie hormonale néoadjuvante et adjuvante en ce qui concerne la morbilité urinaire et sexuelle après la réalisation de la curiethérapie (I125). 3. Évaluer l’influence de l’association de la radiothérapie externe dans la morbilité urinaire et sexuelle après la réalisation de la curiethérapie (I125). 4. Évaluer la morbilité urinaire des malades avec des contre indications relatives (prostates volumineuses, IPSS élevé). Matériel et méthodologie De Septembre 2000 à Décembre 2004, on a recruté 204 patients ayant pour diagnostique un carcinome de la prostate localisé (T1 et T2) ou localement avancé (T3) et dont l’expectative de vie était de plus de 10 ans. Ils ont été soumis au traitement de la curiethérapie avec l’implantation transpérinéal de l’iode 125 (I125) en monothérapie ou en traitement combiné avec une thérapie hormonale et/ou radiothérapie externe (traitement trimodale). Il y a eu plusieurs sous-catégories de patients, et cela dépend de quelques caractéristiques normalement considérées comme des facteurs à risque en ce qui concerne la morbilité du traitement de la curiethérapie de la prostate, et l’objective étant d’analyser son influence sur la morbilité urinaire et sexuelle. Groupe 1: Curiethérapie en traitement unique (MONO) par rapport à la curiethérapie associée au traitement externe (BCOMB). Groupe 2: Prostates volumineuses (>50ml) par rapport au prostates qui ne sont pas volumineuses (<50ml). Groupe 3: Curiethérapie associée au traitement hormonale (HORM) par rapport à la curiethérapie sans traitement hormonale (NHORM). Groupe 4: IPSS élevé par rapport au IPSS diminué. Nous avons évalué l’evolution du IPSS, Qualité de vie, le taux de RTU-P et la retention de l’urine après l’implant, BSFI pendant toute la période du traitement. Résultats Groupe 1: Pour le groupe MONO l’IPSS a commençé avec un taux de 7.1, et les patients ont souffert d’un empirement allant jusqu’à 16.1 et 15.9 pendant le premier et le troisième mois. 12 mois après l’IPSS diminua jusqu’à 10.1 À 18 mois le taux fût de 7.3 et à 24 mois il diminua encore jusqu’à atteindre 5.8. Le groupe BCOMB commença avec un taux d’IPSS de 9.4. Ils souffrirent un empirement légér et peu accentué jusqu’aux 6 premiers mois (IPSS de 14). L’évolution de l’IPSS était fluctuante allant de 5.9 à 12 mois et 9.5 à 18 mois. À 24 mois, l’IPSS était de 6.7. Le taux de retention de l’urine (6.4% et 0%) et de la RTU-P (2.0% et 0%) étaient simmilaires dans les groupes MONO et BCOMB respectivement (p=0.375 et p=1). L’ évolution de la qualité des érections fût semblable dans les 2 groupes excepté le groupe MONO qui présenta une valeure de 6 à 6 mois et le groupe BCOMB qui présenta une valeure de 3.7 (p=0.029). Le pourcentage des malades sexuellement puissants a été significativement inférieur pendant les 6 premiers mois depuis la curiethérapie pour le groupe BCOMB si on le compare au groupe MONO: 36%–74%; 33%–73%; 33%–75%. Après cette période, les groupes eûrent des résultats homogénes. Groupe 2: L’ IPSS a évolué dans les prostates <50ml et >50ml de 7–9 jusqu’à 15-19 pendant le premier mois et jusqu’à 15-18 au 3ème mois. C’est seulement pendant le premier mois que les différences de l’IPSS ont été significatives (p=0.061). Après le 3ème mois les deux groupes ont eu des résultats semblables: IPSS 8 et 12 à 12.º mois et 5.7 et 6 à 24.º mois. Le taux de retention de l’urine et de la RTU-P ont été simmilaires (p=0.054 e p=0.286). Groupe 3: L’evolution de l’ IPSS, les taux de retention de l’urine et de la RTU-P pourraient se surposer pour les deux groupes. L’évolution de la libido, des érections, le pourcentage des malades sexuellements puissants, l’incommodité et la satisfaction ont été toujours significativement infériures dans le groupe HORM par rapport au groupe NHORM dès le premier mois (valeurs de p <0.0001; <0.0001; < 0.0001; 0.009 et 0.002 respectivement) Groupe 4: L’évolution de l’ IPSS pour les malades ayant un IPSS élevé fût ainsi: 22.17(0M); 19.5(1M); 20.5(3M); 15.3(6M); 15.7(12M); 11(18M); 8(24M)L’évolution de l’ IPSS pour les malades ayant un IPSS diminué fût ainsi:5.9(0M); 15.3(1M); 14.9(3M); 12.2(6M); 8.9(12M); 7.2(18M), 5.5(24M) Le taux de RTU-P (2.8% e 0%) et de retention de l’urine (5.1% et 5.9%) ont été semblables dans les 2 groupes de malades (p=1). Conclusions 1. La radiothérapie interstitielle de la prostate avec implant transpérinéal de l’iode 125 est fréquamment acompagnée d’une morbilité urinaire transitoire et d’intensité modérée. La morbilité consiste d’une symptomatologie de l’apparéil urinaire inférieure qui, dans la plupart des malades, empire gravement du premier au troisième mois. La situation s’améliore légèrement jusqu’au 6ème mois, l’amélioration étant plus accentuée à partir de là. Autour du 12ème jusqu’au 18ème mois, la majorité des malades présente une symptomatologie urinaire qui se ressemble beaucoup à celle qu’ils avaient avant le traitement. Après le 18ème mois l’amélioration de la symptomatologie urinaire est constante par rapport à celle qu’ils présentaient avant l’implant. Le taux de retention de l’urine et de RTU-P après l’implant de la curiethérapie sont très basses, au dessus de 10%. 2. L’association de la curiethérapie de la prostate avec la radiothérapie externe adjuvante a une influence sur l’évolution de la symptomatologie urinaire: l’apparition des symptômes est plus lente, prenant jusqu’à 6 mois pour atteindre son niveau maximum, qui à son tour, a une intensité moins accentuée que lorsque la curiethérapie est utilisée en monothérapie. 3. Le volume de la prostate supérieure à 50 ml n’a pas d’influence sur la morbilité urinaire. 4. La thérapie hormonale, néoadjuvante et adjuvante, n’a pas d’influence sur la symptomatologie urinaire. 5. Les malades ayant une symptomatologie urinaire préalable et très accentuée ne souffrent pas d’empirement de leur situation. Au contraire, ils présentent une amélioration des symptômes urinaires à partir du premier mois et ceci se maintient tout au long des 24 mois que dure le traitement, ayant à la fin de cette période une symptomatologie urinaire légère et beaucoup plus basse que celle qu’ils présentaient avant l’implant. Le taux de retention de l’urine et de la RTU-P après la curiethérapie est simmilaire à celui que les malades qui n’ont pas de symptômes présentent avant l’implant. 6. La vie sexuelle est préservée dans plus du 70% des cas à la fin de la période de traitement (24 mois). Entretemps, immédiatement après le premier mois d’étude, on note une légère diminution de la qualité des érections qui se maintient sans amélioration ou empirement tout au long du traitement. Le traitement à base d’hormones affecte tous les paramètres de la vie sexuelle, mais de façon temporaire. Après la suspension de la thérapie hormonale ce groupe de malades récupère l’activité sexuelle et se présente de façon égale au groupe de malades qui n’ont pas été soumis à ce traitement.

Spatial point pattern analysis of gorilla nest sites in the Kagwene Sanctuary, Cameroon: Towards understanding the nesting behavior of a critically endangered subspecies

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Modelling HIV/AIDS length of stay in Portugal

Tese apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Doutor em Estatística e Gestão de Informação pelo Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação da Universidade Nova de Lisboa

Dependence of IVIM-DWI estimations on acquisition parameters

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Envelhecimento ativo, capacidade funcional e atividade física: análise de fatores que contextualizam o processo de envelhecimento e sua percepção por parte de pessoas idosas

RESUMO: O envelhecimento populacional saudável ocupa parte da agenda do processo do envelhecimento humano, retratando uma preocupação social com repercussões nas economias societárias. O processo de envelhecimento, quando abordado fora do paradigma do envelhecimento saudável, desconsidera socialmente o potencial humano das pessoas idosas, promovendo a segregação e motivando atitudes de preconceito e discriminação, além de desperdiçar a experiência, o saber, a cultura e a capacidade de participação da pessoa idosa como contributo para a sociedade a que ela está inserida. O foco central da Política Nacional de Saúde do Idoso brasileira se inscreve na promoção de um envelhecimento saudável, nomeadamente por meio da manutenção da capacidade funcional ao valorizar a autonomia, a independência física e a integridade mental da pessoa idosa. O desafio para a viabilização do processo de envelhecimento ativo e bem-sucedido consiste na maximização das capacidades, potencialidades e recursos pessoais, comunitários e políticos. Pressupõe, também, uma concepção ampliada de viver, contextualizada no contínuo da vida, capaz de externar a preocupação com a saúde e o bem-estar, integrando as pessoas em fase de envelhecimento no contexto do ciclo de vida. Diante do exposto, a presente investigação objetivou conhecer os determinantes de envelhecimento ativo e bem-sucedido, numa população em processo de envelhecimento e relacioná-los com as ―práticas/conteúdos‖ e representações / significados‖ sobre o envelhecimento, as atividades físicas e a capacidade funcional. A investigação foi estruturada em três estudos: no primeiro foi criado e testado o instrumento ―Envelhecimento ativo, capacidade funcional e atividade física‖, na cidade de Lisboa, Portugal, e posteriormente realizada sua adaptação cultural e linguística do português de Portugal para o do Brasil. No segundo foi feita uma pesquisa observacional do tipo survey, descritiva e exploratória com o objetivo de conhecer as relações esteabelecidas entre o envelhecimento bem-sucedido, ativo, a atividade física e a capacidade funcional de uma população em processo de envelhecimento; e no terceiro momento foi realizado um estudo de cariz qualitativo com o objetivo de captar as percepções e comportamentos dos entrevistados diante do fato de se sentirem ou não pessoas idosas ou envelhecidas. Foram adotados os seguintes referenciais teóricos: envelhecimento ativo, envelhecimento bem sucedido, concepção muldidimensional do processual do envelhecimento (determinantes pessoais, familiares, sociais, psicocomunicacionais, econômicos e de saúde), atividade física e capacidade funcional e abordados à luz do perfil demográfico e da experiência das realidades européias, americana e brasileira. Foram triagulados métodos e técnicas (entrevista individual gravada, mensurações e questionário). Participaram pessoas com 60 anos de idade ou mais vinculadas que frequentam dois programas públicos destinados às pessoas idosas na cidade de Juiz de Fora, Minas Gerais, Brasil e foram excluidas as participações de pessoas com dependência para atividades da vida diária, para as atividades instrumentais da vida diária e com alteração do nível de consciência. Amostra aleatória estratificada composta por 326 participantes na qual foram realizadas mensurações e amostra por tipicidade construída a partir da base amostral composta de 87 participantes na qual foi realizada entrevista individual gravada. Atendidos todos os requisitos éticos e legais de pesquisa envolvendo seres humanos, segundo legislação brasileira. Aplicada Análise Fatorial e selecionados 11 fatores com 31 variáveis que contemplaram os determinantes do processo de envelhecimento ativo. Realizado reajustamento da análise fatorial,por questão de coerência conceptual, sendo selecionado oito fatores nomeados de acordo com o referencial teórico adotado que resultou em 25 variáveis que abordaram a participação em atividades e acesso aos serviços de saúde; à atividade física; à convivência, interação e avaliação do contato social; à escolaridade e renda; à saúde percebida e ao voluntariado. Utilizado como marcador para a atividade aeróbia o perfil da sobrecarga da atividade física semanal em consonância com diretrizes e recomendações de atividades aeróbias de intensidade moderada para as pessoas idosas. Identificado que 60,7% dos entrevistados realizam atividade física insuficiente. Os indicadores antropométricos utilizados evidenciaram índices de sobrepeso e de obesidade tanto entre os homens quanto entre as mulheres. Houve correlação do índice de massa corporal (IMC) com as medidas efetuadas segundo as faixas etárias. A análise inferencial possibilitou relacionar os determinantes do envelhecimento ativo, as medidas antropométricas e as variáveis sociodemográficas (escolaridade e idade), sendo obtidos os seguintes destaques: 1) à medida em que a idade aumenta, diminuem os níveis de prática da atividade física, dos contatos com as pessoas para conversar (das relações de convivência), dos trabalhos de voluntariado e das relações familiares e intergeracionais; 2) foi identificado um alinhamento conceptual dos diferentes determinantes concorrentes para um envelhecimento ativo à luz da prática da atividade física com a convivência e interação com os familiares e com auto-avaliação positiva da saúde percebida e atividade física; 3) quanto maior a idade menor os anos de escolaridade; 4) a diminuição da área transversa do braço e do IMC à medida que a idade aumenta, retratou diminuição da adiposidade corporal que está associada à perda da massa magra. A categorização do discurso dos 87 entrevistados permitiu captar a percepção do processo de envelhecimento por dois critérios antagônicos: preservação da autonomia e presença da deterioração. Foi caracterizado o sistema de crenças dos participantes com 1090 emissões de crenças. Houve tendência do sistema de crenças à centralidade com 638 (58,6%) crenças retratando concepções e situações difíceis de serem modificadas por processos educacionais. Os resultados obtidos diagnosticaram e reiteraram a tendência de incremento numérico de pessoas com 60 anos de idade ou mais na cidade brasileira de Juiz de Fora. Embora o estatuto do idoso esteja alicerçado em princípios do envelhecimento saudável e ativo ficou evidenciado a necessidade de estratégias para implementá-la com vistas a impactos sociais, econômicas e de saúde na perspectiva da prática de atividade física e da preservação da capacidade funcional. Constituem contribuição da presente investigação: 1) fundamentos teóricos e informação sobre juiz-foranos com 60 anos de idade ou mais segundo dimensões social, econômica, cultural e espiritual numa concepção ampliada de saúde; 2) abordagem do envelhecimento de forma processual e integrada, multidimensional e articulada com o ciclo da vida; 3) diagnóstico do grau de autonomia dos participantes permitindo subsidiar decisões para melhorar a capacidade funcional dos mesmos; 4) processo investigativo utilizando modelos teóricos que permitiram estabelecer um diagnóstico local e contextualizar o processo de envelhecimento para os participantes e 5) sobrecarga semanal de atividade física e os indicadores antropométricos dos participantes a ponto de subsidiar parâmetros de indicação terapêutica para manutenção da capacidade funcional.-------- ABSTRACT: The populational healthy aging holds part of the process of the human aging agenda, portraying a social concern with the repercussion in societary economies. The aging process when addressed out of the healthy aging paradigm socially disregard the human potential of the elderly, promoting segregation and motivating acts of prejudice and discrimination, in addition to the waste of experience, knowledge, culture and the participatory capacity of an older person in contributting to the society they are a part of. The Brazilian National Health Policy for the Elderly has its main focus in promoting the healthy aging, namely through the maintenance of the functional capacity by valuing the autonomy, physical independence and the mental integrity of the elderly person. The challenge of enabling the process of a successful and active aging lays in maximazing the capabilities, potencialities and personal, communitary and political resources. It infers additionaly a broad view of living, contextualized in the continuum of life, able to express concern with health and well-being, integrating the people in aging phase to the context of the life cycle. Hence, this research aimed to learn the determinants of active and successful aging in a population in aging process and relate them with the "practices/contents" and "representations/meanings" about aging, the physical activities and functional capacity. The investigation was structured in three studies: in the first it was developed and tested the instrument "Active Aging, Functional Capacity and Physical Activity" in the city of Lisboa, Portugal, and afterwards it was culturally and linguistically adapted from Portugal Portuguese to Brazilian Portuguese. The second study was an observational research with survey, descriptive and exploratory methods which aimed to learn the relations established between the successful aging, active aging, the physical activity and the functional capacity of a population in aging process; and the third comprised a qualitative study with the objective to collect the understanding and behavior of the interviewees based on the fact of either they saw themselves as elder or aged person or not. As theoretical framework were explored: active aging, successful aging, multidimensional concept of aging process (personal, familial, social, psycho-communicational, economic determinants), physical activity and functional capacity and explored based in demographic profile and in the European, American a Brazilian realities. Performed triangulation of methods and tecniques (recorded individual interviews, measurements and questionnaires). Participants were aged 60 or older included in two public services for the elderly population in the city of Juiz de Fora, Minas Gerais, Brazil and were excluded persons with dependency in both daily activities and instrumental daily activities and the persons with altered level of conciousness. Stratified ramdon sample of 326 participants in which were performed the measurements and typicality sample constructed from the sample basis of 87 participants whereupon the recorded individual interview was performed. Conforming to all the ethical and legal requirements of research with human beings according to the Brazilian legislation. Applied Factor Analysis and selected 11 factors and 31 variables that convey the determinants of the active aging process. Executed reajustment of factor analysis, for conceptual coherence, being selected eight factors named accordingly to the theoretical framework that resulted in 25 variables which approached the participation in activities and access to health care services; to physical activity; to coexistence, interaction and evaluation of social contact; to scholarity and income; to perceived health and volunteering. Used as marker to aerobic activity the profile of weekly physical activity overload in accordance with guidelines and reccomendations for moderate-intensity aerobic activities for older people. Identified that 60,7% of interviewees practice enough physical activity. Anthropometric markers evidence overweight and obesity levels both within men and women. There was correlation between body mass index (BMI) and measures carried out according to age ranges. The inferential analysis allowed relating the active aging determinants, the anthropometric measurements and sociodemographic variables (scholarity and age), obtaining the following highlights: 1) to the extent that age increases, lowers the levels of physical activity practice, of contact with people to talk to (social relationships), of volunteering work and familial and intergenerational relationships; 2) it was identified a conceptual alignment of diferent determinants concurrent to an active aging in light of the physical activity practice with the relationship and interaction of family and with positive self-assessment of perceived health and physical activity; 3) the older the person, lower are scholarity levels; 4) the decrease of the cross-sectional area of the arm and BMI as the age increases portrayed decreased adiposity of the body that is associated with loss of lean body mass. The categorization of the speech of 87 interviewees allowed to collect the understanding of the aging process by two opposite criteria: preservation of autonomy and existance of decline. It marked the belief system of participants with 1090 beliefs expressed. With tendency of the belief system to centrality with 638(58,6%) beliefs showing concepts and dificult situations to be changed through educational processes. The results diagnosed and reiterated the tendency of increase in the number of people aged 60 or older in the Brazilian city of Juiz de Fora. Although the elderly statute is built upon principles of healthy and active aging it was evident the need of strategies to implement it aiming at social, economic and health impacts in the perspective of physical education and preservation of the functional capacity. Constitute contributions of this study: 1) theoretical fundaments and data about Juiz de Fora citizens aged 60 or more according to social, economic, cultural and spiritual dimensions in a broad concept of health; 2) approach of aging in a procedural and integrative, multidimensional manner, articulated with the life cycle; 3) diagnosis of degree of autonomy of participants enabling decisions on how to improve their functional capacities; 4) investigative process using theoretical models which permit to stablish a local diagnosis and contextualize the aging process of participants and 5) weekly overload of physical activity and anthropometric indexes of participants as to subsidize parameters to therapeutic indication to the maintainence of functional capacity.

Landscape composition and climatic parameters significant in the spread of an invasive species (Pine wood Nematode)

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente

Predictive analytical and numerical modeling for orthogonal cutting

In this thesis, a predictive analytical and numerical modeling approach for the orthogonal cutting process is proposed to calculate temperature distributions and subsequently, forces and stress distributions. The models proposed include a constitutive model for the material being cut based on the work of Weber, a model for the shear plane based on Merchants model, a model describing the contribution of friction based on Zorev’s approach, a model for the effect of wear on the tool based on the work of Waldorf, and a thermal model based on the works of Komanduri and Hou, with a fraction heat partition for a non-uniform distribution of the heat in the interfaces, but extended to encompass a set of contributions to the global temperature rise of chip, tool and work piece. The models proposed in this work, try to avoid from experimental based values or expressions, and simplifying assumptions or suppositions, as much as possible. On a thermo-physical point of view, the results were affected not only by the mechanical or cutting parameters chosen, but also by their coupling effects, instead of the simplifying way of modeling which is to contemplate only the direct effect of the variation of a parameter. The implementation of these models was performed using the MATLAB environment. Since it was possible to find in the literature all the parameters for AISI 1045 and AISI O2, these materials were used to run the simulations in order to avoid arbitrary assumption.

Optimization of the electrodialytic phosphorus recovery from sewage sludge ash

Phosphorus (P) is becoming a scarce element due to the decreasing availability of primary sources. Therefore, recover P from secondary sources, e.g. waste streams, have become extremely important. Sewage sludge ash (SSA) is a reliable secondary source of P. The use of SSAs as a direct fertilizer has very restricted legislation due to the presence of inorganic contaminants. Furthermore, the P present in SSAs is not in a plant-available form. The electrodialytic (ED) process is one of the methods under development to recover P and simultaneously remove heavy metals. The present work aimed to optimize the P recovery through a 2 compartment electrodialytic cell. The research was divided in three independent phases. In the first phase, ED experiments were carried out for two SSAs from different seasons, varying the duration of the ED process (2, 4, 6 and 9 days). During the ED treatment the SSA was suspended in distilled water in the anolyte, which was separated from the catholyte by a cation exchange membrane. From both ashes 90% of P was successfully extracted after 6 days of treatment. Regarding the heavy metals removal, one of the SSAs had a better removal than the other. Therefore, it was possible to conclude that SSAs from different seasons can be submitted to ED process under the same parameters. In the second phase, the two SSAs were exposed to humidity and air prior to ED, in order to carbonate them. Although this procedure was not successful, ED experiments were carried out varying the duration of the treatment (2 and 6 days) and the period of air exposure that SSAs were submitted to (7, 14 and 30 days). After 6 days of treatment and 30 days of air exposure, 90% of phosphorus was successfully extracted from both ashes. No differences were identified between carbonated and non-carbonated SSAs. Thus, SSAs that were exposed to the air and humidity, e.g. SSAs stored for 30 days in an open deposit, can be treated under the same parameters as the SSAs directly collected from the incineration process. In the third phase, ED experiments were carried out during 6 days varying the stirring time (0, 1, 2 and 4 h/day) in order to investigate if energy can be saved on the stirring process. After 6 days of treatment and 4 h/day stirring, 80% and 90% of P was successfully extracted from SSA-A and SSA-B, respectively. This value is very similar to the one obtained for 6 days of treatment stirring 24 h/day.

Perfil imunológico de grávidas atópicas versus grávidas saudáveis

RESUMO: A prevalência das doenças atópicas tem vindo a aumentar, em especial ao nível dos países ocidentalizados. Vários fatores têm sido apontados para justificar este aumento de prevalência,destacando-se o reduzido tamanho das famílias, o elevado uso de antibióticos, a melhoria das condições sanitárias, bem como a diminuição quer das infeções de helmintas, quer da contaminação orofecal. Alguns estudos têm também avaliado a influência do ambiente pré-natal no desenvolvimento de atopia e asma. Da análise da literatura, parece inegável a importância deste período para o desenvolvimento do sistema imunitário. Neste âmbito, a transmissão de atopia à descendência em mulheres atópicas, e concretamente com asma alérgica, poderá ser moldada desde este período. A possibilidade de identificar marcadores de risco precoces para o desenvolvimento de atopia poderá ser o primeiro passo para o desenvolvimento de estratégias de prevenção para os indivíduos em risco. Este trabalho pretendeu abordar o sistema imunitário materno de forma a enriquecer a sua caraterização desde o terceiro trimestre da gravidez até ao fim do puerpério. Para além da exploração de perfis celulares e citocínicos maternos (nos quais se incluiu sobretudo a avaliação de diferentes populações de células T e B, com funções efetoras e reguladoras), foi também considerada a sua eventual relação com o desenvolvimento de atopia nas crianças. Foram recrutadas 135 mulheres com critérios para serem incluídas num dos 4 grupos do estudo: grávidas atópicas – GA (n=24), não grávidas atópicas – NGA (n=32), grávidas saudáveis – GS (n=44) e não grávidas saudáveis – NGS (n=35). Foram caraterizadas por Citometria de Fluxo populações de leucócitos e linfócitos, com particular interesse nos perfis maturativos de linfócitos T e B, bem como nas subpopulações de células T e B reguladoras. Foi ainda efetuada uma análise funcional, para avaliar a capacidade de produção de citocinas pelos linfócitos T e B. Foram igualmente avaliadas as concentrações de citocinas séricas por ensaios imunoenzimáticos. Estes parâmetros imunológicos maternos foram acompanhados desde o terceiro trimestre de gestação, até depois do puerpério (primeiras 6 semanas pós parto), e aos seis meses de idade, foi efetuada uma avaliação clínica das crianças. As mulheres não grávidas atópicas apresentaram contagens celulares mais elevadas para a generalidade das populações leucocitárias e linfocitárias (em relação a mulheres não grávidas saudáveis). Destaca-se ainda uma maior presença de eosinófilos nas mulheres NGA (p=0,0009; teste de Mann-Whitney U), que tinham igualmente os seus compartimentos linfocitários T e B mais ricos em células de memória, em relação às mulheres NGS. Para os perfis de regulação, verificou-se que as células T reguladoras se encontravam percentualmente aumentadas (p≤0,003; teste de Mann-Whitney U), tal omo as células T produtoras de IL10 após estimulação (p≤0,03; teste de Mann-Whitney U) em mulheres NGA. Também se observou uma maior expressão de Foxp3 (p=0,0002; teste de Mann-Whitney U), e ainda a diminuição dos níveis séricos de IFN-γ nas mulheres NGA (p=0,0019; teste de Mann-Whitney U), em relação a mulheres NGS. De um modo geral, as alterações verificadas nos parâmetros imunológicos de mulheres grávidas atópicas no terceiro trimestre da gravidez foram semelhantes às observadas em mulheres grávidas saudáveis. Comparadas com mulheres NGA, nas mulheres grávidas atópicas ocorreu uma alteração substancial da fórmula leucocitária, com um importante incremento de neutrófilos (p<0,0001; teste de Mann-Whitney U) e diminuição dos valores das restantes populações leucocitárias. A diminuição nas contagens de linfócitos totais estendeu-se a grande parte das subpopulações linfocitárias caraterizadas. Nos compartimentos linfocitários T e B foi possível observar uma diminuição das subpopulações de células de memória. Verificou-se igualmente na gravidez uma menor expressão de Foxp3 em mulheres GA (p<0,0001; teste de Mann-Whitney U) e ainda menos células B CD24HiCD38Hi circulantes (p=0,0012; teste de Mann-Whitney U). Ocrreu ainda uma diminuição relativa das células T CD4 produtoras de IFN-γ em mulheres GA (p≤0,024; teste de Mann-Whitney U), e uma maior presença de células T CD8 produtoras de IL17 (p=0,0172; teste de Mann-Whitney U), em relação ao observado em mulheres NGA. Depois do puerpério, no compartimento T de mulheres do grupo GA, verificou-se um aumento das populações de células de memória. Em comparação com a gravidez, após o puerpério o compartimento B, apresentou nas mulheres GA um aumento significativo da subpopulação de células B de transição (p<0,0001; teste de Wilcoxon). Verificou-se, igualmente em mulheres GA após o puerpério, uma maior expressão de Foxp3 nas células T reguladoras (p<0,0001; teste de Wilcoxon) e o aumento das populações de células T circulantes produtoras de IFN-γ (p≤0,0234; teste de Wilcoxon). As modulações das populações T e B desde a gravidez até depois do puerpério ocorreram de forma semelhante nas mulheres dos grupos GA e GS. Apesar de as mulheres GA manterem um perfil imunológico próximo do das mulheres GS depois do puerpério, aconteceu também neste período um processo de reaproximação ao perfil observado nas mulheres NGA. As mulheres GA com manifestações de risco para atopia na descendência (comparadas com mulheres GA sem manifestações de risco para atopia na descendência até aos 6 meses de vida) apresentaram uma maior proporção de células T e menor proporção de células B, percentagens mais elevadas de células T CD8 de memória efetoras, de células B de transição e de células B CD24HiCD38Hi, e contagens mais baixas de células B de memória. Na avaliação destes parâmetros como marcadores de risco para o desenvolvimento de atopia verificou-se que o parâmetro com melhor desempenho foi a percentagem de células B de transição, com uma Odds-Ratio de 54,0 [IC 95%: 4,2-692,9; (p=0,0005)], sensibilidade de 90,0% [IC 95%: 55,5 – 99,8] e especificidade de 85,7% [IC 95%: 57,2 – 98,2]. Este estudo foi pioneiro em Portugal, e no mundo, no que se refere ao acompanhamento do compartimento linfocitário B circulante, abordando o seu perfil de maturação, e em particular as células B com funções reguladoras, desde a gravidez até ao fim do puerpério, em mulheres atópicas e não atópicas. A este nível, encontram-se estudos na literatura a documentar a alteração do compartimento B durante a gravidez. O presente trabalho reporta agora que alterações, como a diminuição do número de células B em circulação, são impostas também na mulher atópica. Em suma, demonstrou-se a existência de um perfil imunológico caraterístico em mulheres atópicas, que sofre alterações significativas durante a gravidez, tendendo os parâmetros imunológicos a normalizar após o puerpério. O compartimento T, para o qual a literatura é mais rica em estudos e abordagens, demonstrou também neste trabalho oscilações caraterísticas entre o período pré e pós-natal. Verificaram-se sobretudo variações nos compartimentos de células T de memória, sem grandes alterações ao nível das células Treg no que se refere à sua presença em circulação. Apenas a registar a menor expressão de Foxp3 nas células Treg durante a gestação observada em mulheres atópicas, tal como em mulheres saudáveis (como também já foi relatado em estudos anteriores). Apesar de muitos dos dados se encontrarem em concordância com a literatura, quer no que se refere às subpopulações de células de memória, quer no que se refere às células Treg, também se encontram resultados discordantes, por exemplo documentando variações numéricas nas células Treg em circulação em mulheres atópicas e mulheres atópicas grávidas. A importância de harmonizar protocolos e fenótipos, parece crucial na abordagem de estudos futuros. Ao nível do risco para a atopia na descendência de mulheres atópicas, acrescentou-se ainda a possibilidade de definir marcadores não invasivos para a criança, em particular as células B de transição. Estas células, cuja maior presença em circulação no recém-nascido foi recentemente associada com manifestações alérgicas subsequentes, são agora apontadas já na mulher atópica, grávida do terceiro trimestre, como um elemento de risco para o desenvolvimento de atopia. Os marcadores de risco descritos, para além de facilmente poderem vir a ser englobados no âmbito dos normais rastreios maternos durante a gravidez, apresentam ainda a vantagem da precocidade do diagnóstico, permitindo não só a possibilidade de prevenção pós-natal, mas estendendo esta possibilidade ao período gestacional.----------------------------ABSTRACT: The prevalence of atopic diseases has been increasing, especially in Westernized countries. Several factors have been suggested to justify this increase in prevalence, as the small size of families, the high use of antibiotics, the improvement in sanitation conditions, as well as the reduction of both helminth infections, and orofecal contamination. A few studies have adressed the influence of prenatal environment on the development of atopy and asthma. From literature, it seems undeniable the importance of the prenatal period for the development of the immune system. In this context, the transmission of atopy to the progeny in atopic women, and specifically in women with allergic asthma, can be modulated from this period on. The ability to detect early risk markers for the development of atopic diseases may be the first step in the development of prevention strategies for individuals at risk. This study aimed to approach the maternal immune system in order to enrich its characterization from the third trimester of pregnancy until the end of the puerperium period. In addition to the evaluation of the maternal cellular profiles (in which, mostly, diferente populations of T and B cells with effector and regulatory functions were included) and citokines, the relation between these profiles and the development of atopy in the progeny was also assessed. 135 women were recruited for this study, and fullfiled the inclusion criteria necessary to be included in one of the four groups preset: atopic pregnant women - GA (n = 24), atopic nonpregnant women - NGA (n = 32), healthy pregnant women - GS (n = 44) and healthy nonpregnant women - NGS (n = 35). Populations of leukocytes and lymphocytes, and particularty maturation profiles of T and B lymphocytes, as well as subpopulations of T and B cells with regulatory functions, were characterized by flow cytometry. Functional assays were also performed, to assess the ability of cytokine production by T and B lymphocytes. Serum cytokine concentrations were assessed as well by enzymatic immunoassays. These maternal imune parameters were monitored since the third trimester of pregnancy until the end of the puerperium period (first six weeks after delivery). A clinical evaluation of all the newborn children was performed at the age of six months. Non-atopic pregnant women presented higher cell counts for most leukocyte and lymphocyte populations (compared to healthy non-pregnant women). We should also highlight the increased presence of eosinophils in NGA women (p = 0,0009; Mann-Whitney U test). Again compared to NGS women, NGA women showed increased memory cells within the circulating T and B lymphocyte compartments. Considering the regulatory profiles, NGA women presented higher percentages of regulatory T cells (p≤0,003; Mann-Whitney U test) and IL10 producing T cells after stimulation (p≤0,03; Mann Whitney U), as well as increased expression of Foxp3 (p = 0,0002; Mann-Whitney U test), and also decreased serum levels of IFN-γ (p = 0,0019; test Mann-Whitney U test) compared to NGS women. In general, the changes observed in immune parameters of atopic pregnant women in the third trimester of gestation were similar to those observed in healthy pregnant women. Comparing pregnant and non-pregnant atopic women, an important change in leukocyte subsets was observed, with a significant increase of neutrophils (p <0,0001; Mann-Whitney U test) and the consequent diminution of the remaining leukocyte populations in the GA group. The decrease in total lymphocyte counts was extended to most of the lymphocyte subsets characterized. It was possible to detect a decrease in memory cell subsets within the T and B lymphocyte compartments, also. During pregnancy, a lower expression of Foxp3 was reported in GA women (p <0,0001; Mann-Whitney U test) and, besides, lesser CD24HiCD38Hi B cells were present in circulation in these women, compared to NGA women (p = 0,0012; Mann-Whitney U test). There was still a decrease in the percentages of IFN-γ-producing CD4 T cells in GA women (p≤0,024; Mann-Whitney U test) and a greater presence of IL17-producing CD8 T cells (p = 0,0172; Mann-Whitney U test), compared to the levels observed in NGA women. At the end of the puerperium, there was an increase in memory cell subpopulations within the T cell compartment of GA women. Compared with the pregnancy evaluation, after puerperium, the B cell compartment showed a significant increase in the transitional subpopulation (p<0,0001; Wilcoxon test), in GA women. Moreover, after puerperium, GA women exhibited a greater expression of Foxp3 in Treg cells (p <0,0001; Wilcoxon test) and there was an increase in circulating IFN-γ-producing T cells (p≤0,0234; Test Wilcoxon). The modulations of T and B cell subpopulations from pregnancy until the end of puerperium were similar in women of GA and GS groups. Although at the end of puerperium, GA women still kept an immune profile close the one observed in GS women, at this time point, there were also signs of rapprochement between the immune profiles observed in women of GA and NGA groups. GA women with atopic manifestations in the offspring (compared to GA women without atopic manifestations in the offspring at the age of 6 months) presented higher proportions of T cells and lower proportions of B cells, higher percentages of effector memory CD8 T cells, transitional B cells and CD24HiCD38Hi B cells, and, finally, lower absolute counts of memory B cells. In the evaluation of these parameters as risk markers for the development of atopy, the parameter which presented the best performance was the percentage of transitional B cells, with an Oddsratio of 54,0 [95% CI: 4,2 to 692,9; (p = 0,0005)], sensitivity of 90,0% [95% CI: 55,5 to 99,8] and a specificity of 85,7% [95% CI: 57,2 to 98,2]. This study was a pioneer in Portugal, and in the world, in what concerns the monitoring of the circulating B cell compartment, addressing not only the maturation profile, but, in particular, B cells with regulatory functions, from pregnancy untill after puerperium, in atopic and non-atopic women. Literature presents evidence of a typical change in circulating B cells during pregnancy. This study now reports that changes, such as the decrease in the number of circulating B cells,/ are also imposed by pregnancy in atopic woman. In brief, it demonstrated the existence of a characteristic immune profile in atopic women, which undergoes significant alterations during pregnancy, tending to normalize after the puerperium. As for the T cell compartment, for which the literature is richer in studies and approaches, this study also showed characteristic fluctuations between the pre- and postnatal periods. There were variations mostly in the memory subsets within the T cell compartment, without major changes in regulatory T cells regarding their presence in circulation. Only the expression of Foxp3 in Treg cells presented lower levels during pregnancy, in both atopic and healthy women (as previously reported in other studies). Although much of the data now reported are in agreement with literature, regarding either memory cell subsets or regulatory T cells, there are also conflicting results, for example documenting changes in the numbers of regulatory T cells circulating in atopic pregnant and atopic non-pregnant women. The importance of harmonizing protocols and phenotypes seems crucial for the establishement of future studies. Considering the risk for atopy in the offspring of atopic women, this study added the possibility to define non-invasive markers for the child, in particular transitional B cells. These cells, whose greater presence in circulation in newborns has recently been associated with subsequent allergy development, are here identified in atopic pregnant women in the third trimester of gestation as a risk factor in the development of atopy in their progeny. The risk factors described, besides having the capacity to easily become integrated within the normal maternal screening protocols during pregnancy, also have the advantage of an early diagnosis, allowing not only the possibility of postnatal prevention but extending this possibility to the prenatal period.