HYBRID ARTIFICIAL NEURAL NETWORK APPLIEDTO MODELING SCFE OF BASIL AND ROSEMARY OILS

This work presents the results of a Hybrid Neural Network (HNN) technique as applied to modeling SCFE curves obtained from two Brazilian vegetable matrices. A series Hybrid Neural Network was employed to estimate the parameters of the phenomenological model. A small set of SCFE data of each vegetable was used to generate an extended data set, sufficient to train the network. Afterwards, other sets of experimental data, not used in the network training, were used to validate the present approach. The series HNN correlates well the experimental data and it is shown that the predictions accomplished with this technique may be promising for SCFE purposes.

Soil infiltration based on bp neural network and grey relational analysis

Soil infiltration is a key link of the natural water cycle process. Studies on soil permeability are conducive for water resources assessment and estimation, runoff regulation and management, soil erosion modeling, nonpoint and point source pollution of farmland, among other aspects. The unequal influence of rainfall duration, rainfall intensity, antecedent soil moisture, vegetation cover, vegetation type, and slope gradient on soil cumulative infiltration was studied under simulated rainfall and different underlying surfaces. We established a six factor-model of soil cumulative infiltration by the improved back propagation (BP)-based artificial neural network algorithm with a momentum term and self-adjusting learning rate. Compared to the multiple nonlinear regression method, the stability and accuracy of the improved BP algorithm was better. Based on the improved BP model, the sensitive index of these six factors on soil cumulative infiltration was investigated. Secondly, the grey relational analysis method was used to individually study grey correlations among these six factors and soil cumulative infiltration. The results of the two methods were very similar. Rainfall duration was the most influential factor, followed by vegetation cover, vegetation type, rainfall intensity and antecedent soil moisture. The effect of slope gradient on soil cumulative infiltration was not significant.

Comparing the artificial neural network with parcial least squares for prediction of soil organic carbon and pH at different moisture content levels using visible and near-infrared spectroscopy

Visible and near infrared (vis-NIR) spectroscopy is widely used to detect soil properties. The objective of this study is to evaluate the combined effect of moisture content (MC) and the modeling algorithm on prediction of soil organic carbon (SOC) and pH. Partial least squares (PLS) and the Artificial neural network (ANN) for modeling of SOC and pH at different MC levels were compared in terms of efficiency in prediction of regression. A total of 270 soil samples were used. Before spectral measurement, dry soil samples were weighed to determine the amount of water to be added by weight to achieve the specified gravimetric MC levels of 5, 10, 15, 20, and 25 %. A fiber-optic vis-NIR spectrophotometer (350-2500 nm) was used to measure spectra of soil samples in the diffuse reflectance mode. Spectra preprocessing and PLS regression were carried using Unscrambler® software. Statistica® software was used for ANN modeling. The best prediction result for SOC was obtained using the ANN (RMSEP = 0.82 % and RPD = 4.23) for soil samples with 25 % MC. The best prediction results for pH were obtained with PLS for dry soil samples (RMSEP = 0.65 % and RPD = 1.68) and soil samples with 10 % MC (RMSEP = 0.61 % and RPD = 1.71). Whereas the ANN showed better performance for SOC prediction at all MC levels, PLS showed better predictive accuracy of pH at all MC levels except for 25 % MC. Therefore, based on the data set used in the current study, the ANN is recommended for the analyses of SOC at all MC levels, whereas PLS is recommended for the analysis of pH at MC levels below 20 %.

Modeling the water uptake by chicken carcasses during cooling by immersion

In this study, water uptake by poultry carcasses during cooling by water immersion was modeled using artificial neural networks. Data from twenty-five independent variables and the final mass of the carcass were collected in an industrial plant to train and validate the model. Different network structures with one hidden layer were tested, and the Downhill Simplex method was used to optimize the synaptic weights. In order to accelerate the optimization calculus, Principal Component Analysis (PCA) was used to preprocess the input data. The obtained results were: i) PCA reduced the number of input variables from twenty-five to ten; ii) the neural network structure 4-6-1 was the one with the best result; iii) PCA gave the following order of importance: parameters of mass transfer, heat transfer, and initial characteristics of the carcass. The main contributions of this work were to provide an accurate model for predicting the final content of water in the carcasses and a better understanding of the variables involved.

An artificial neural network model for prediction of quality characteristics of apples during convective dehydration

In this study, the effects of hot-air drying conditions on color, water holding capacity, and total phenolic content of dried apple were investigated using artificial neural network as an intelligent modeling system. After that, a genetic algorithm was used to optimize the drying conditions. Apples were dried at different temperatures (40, 60, and 80 °C) and at three air flow-rates (0.5, 1, and 1.5 m/s). Applying the leave-one-out cross validation methodology, simulated and experimental data were in good agreement presenting an error < 2.4 %. Quality index optimal values were found at 62.9 °C and 1.0 m/s using genetic algorithm.

Telemetria de resposta neural intra-operatória em usuários de implante coclear

A possibilidade de realizar o implante coclear em crianças pequenas torna necessário o uso de medidas objetivas para auxiliar a programação do processador de fala. Telemetria é a propriedade que permite, no Nucleus 24®, a obtenção do potencial de ação composto evocado do VIII par (EAP) utilizando o implante como instrumento de estimulação e gravação para o estudo das propriedades neurais remanescentes. OBJETIVO: Descrever a utilização do sistema de telemetria para a gravação do EAP, caracterizando as respostas obtidas e a sua prevalência na condição intraoperatória. FORMA DE ESTUDO: clínico com coorte transversal. MATERIAL E MÉTODO: Medidas das impedâncias dos eletrodos e do EAP em um grupo de 17 indivíduos usuários do implante Nucleus 24® durante a cirurgia. Análise das respostas de acordo com a etiologia, o tempo de duração da surdez e a posição dos eletrodos dentro da cóclea. RESULTADOS: Maior prevalência nos eletrodos apicais e limiares mais elevados nos casos de meningite e otosclerose. CONCLUSÃO: A telemetria é eficiente para a verificação da integridade dos eletrodos na condição intraoperatória e para a gravação do EAP, apresentando alta prevalência na população estudada.

Efeitos do potencial de ação neural sobre a percepção de fala em usuários de implante coclear

O Potencial de Ação Composto Evocado Eletricamente reflete a atividade do nervo auditivo, podendo ser registrado através dos eletrodos do implante coclear. A determinação dos elementos neurais estimuláveis pode contribuir para explicar a variabilidade de desempenho entre indivíduos implantados. OBJETIVO: Comparar o desempenho nos testes de percepção da fala entre pacientes que apresentaram e que não apresentaram potencial de ação composto evocado eletricamente no momento intra-operatório. MATERIAL E MÉTODO: Estudo prospectivo no qual 100 indivíduos usuários do implante coclear Nucleus 24 foram divididos em dois grupos de acordo com a presença ou ausência do potencial de ação intra-operatório. Após 6 meses de uso do dispositivo, os resultados dos testes de percepção de fala foram comparados entre os grupos. RESULTADOS: O potencial foi observado em 72% dos pacientes. A percepção no teste de frases em formato aberto foi melhor nos indivíduos com presença de potencial (média 82,8% contra 41,0%, p = 0,005). Houve associação entre ausência do potencial e etiologia da surdez por meningite. CONCLUSÃO: Ausência de potencial neural intraoperatório esteve associada ao pior desempenho na percepção da fala e à etiologia da surdez por meningite. Por outro lado, a presença do potencial de ação intraoperatório sugere ótimo prognóstico.

Perda auditiva sensório-neural na otite média crônica supurativa em pacientes com e sem colesteatoma

Perda auditiva sensório-neural (PASN) relacionada a otite média crônica supurativa (OMCS) foi estudada para esclarecer a participação do colesteatoma nesse contexto. OBJETIVO: Avaliar ocorrência de PASN na OMCS, correlacionando com colesteatoma, duração da doença e idade. CASUÍSTICA E MÉTODOS: Estudo retrospectivo de 115 pacientes com OMCS com e sem colesteatoma submetidos à cirurgia. Incluíram-se pacientes com doença unilateral, orelha contralateral normal e idade inferior a 60 anos. RESULTADOS: Idade média foi de 26 anos, sendo 58 homens e 57 mulheres. Tempo médio de duração da doença otológica de 12,4 anos. Limiar auditivo médio foi de 40 dB na orelha com OMCS e 22dB na orelha normal (P=0,002). Observou-se colesteatoma em 78 dos 115 casos. Na orelha com OMCS, ocorreram 15 (13%) casos de PASN, sendo 7 associadas à colesteatoma e 8 não associadas. Seis casos de PASN foram severa/profunda, correlacionando-se com idade ajustada (P=0,003), ausência de colesteatoma (P=0,01), mas não com duração da doença (P=0,458). CONCLUSÃO: PASN ocorreu em 13% dos pacientes com OMCS, correlacionando-se com o aumento da idade, mas não com a presença de colesteatoma ou com maior duração da doença otológica.

Rede neural artificial para detecção de sobremortalidade atribuível à cólera no Ceará

OBJETIVO: Avaliar as redes neurais recorrentes enquanto técnica preditiva para séries temporais em saúde. MÉTODOS: O estudo foi realizado durante uma epidemia de cólera ocorrida no Estado do Ceará, em 1993 e 1994, a partir da sobremortalidade tendo como causa básica as infecções intestinais mal definidas (CID-9). O número mensal de óbitos por essa causa, referente ao período de 1979 a 1995 no Estado do Ceará, foram obtidos do Sistema de Informação de Mortalidade (SIM) do Ministério da Saúde. Estruturou-se uma rede com dois neurônios na camada de entrada, 12 na camada oculta, um neurônio na camada de saída e um na camada de memória. Todas as funções de ativação eram a função logística. O treinamento foi realizado pelo método de backpropagation, com taxa de aprendizado de 0,01 e momentum de 0,9, com dados de janeiro de 1979 a junho de 1991. O critério para fim do treinamento foi atingir 22.000 epochs. Compararam-se os resultados com os de um modelo de regressão binomial negativa. RESULTADOS: A predição da rede neural a médio prazo foi adequada, em dezembro de 1993 e novembro e dezembro de 1994. O número de óbitos registrados foi superior ao limite do intervalo de confiança. Já o modelo regressivo detectou sobremortalidade a partir de março de 1992. CONCLUSÕES: A rede neural se mostrou capaz de predição, principalmente no início do período, como também ao detectar uma alteração concomitante e posterior à ocorrência da epidemia de cólera. No entanto, foi menos precisa do que o modelo de regressão binomial, que se mostrou mais sensível para detectar aberrações concomitantes à circulação da cólera.

Efeito da fortificação alimentar com ácido fólico na prevalência de defeitos do tubo neural

OBJETIVO:Analisar o efeito de alimentos fortificados com ácido fólico na prevalência de defeitos de fechamento do tubo neural entre nascidos vivos. MÉTODOS: Estudo longitudinal de nascidos vivos do município de Recife (PE) entre 2000 e 2006. Os dados pesquisados foram obtidos do Sistema Nacional de Informações de Nascidos Vivos. Os defeitos de fechamento do tubo neural foram definidos de acordo com o Código Internacional de Doenças-10ª Revisão: anencefalia, encefalocele e espinha bífida. Compararam-se as prevalências nos períodos anterior (2000-2004) e posterior (2005-2006) ao período mandatório à fortificação. Analisou-se a tendência temporal das prevalências trimestrais de defeitos do fechamento do tubo neural pelos testes de Mann-Kendall e Sen's Slope. RESULTADOS: Não se identificou tendência de redução na ocorrência do desfecho (Teste de Mann-Kendall; p= 0,270; Sen's Slope =-0,008) no período estudado. Não houve diferença estatisticamente significativa entre as prevalências de defeitos do fechamento do tubo neural nos períodos anterior e posterior à fortificação dos alimentos com acido fólico de acordo com as características maternas. CONCLUSÕES: Embora não tenha sido observada redução dos defeitos do fechamento do tubo neural após o período mandatório de fortificação de alimentos com ácido fólico, os resultados encontrados não permitem descartar o seu benefício na prevenção desta malformação. São necessários estudos avaliando maior período e considerando o nível de consumo dos produtos fortificados pelas mulheres em idade fértil.

Principal components and generalized linear modeling in the correlation between hospital admissions and air pollution

OBJECTIVE To analyze the association between concentrations of air pollutants and admissions for respiratory causes in children. METHODS Ecological time series study. Daily figures for hospital admissions of children aged < 6, and daily concentrations of air pollutants (PM10, SO2, NO2, O3 and CO) were analyzed in the Região da Grande Vitória, ES, Southeastern Brazil, from January 2005 to December 2010. For statistical analysis, two techniques were combined: Poisson regression with generalized additive models and principal model component analysis. Those analysis techniques complemented each other and provided more significant estimates in the estimation of relative risk. The models were adjusted for temporal trend, seasonality, day of the week, meteorological factors and autocorrelation. In the final adjustment of the model, it was necessary to include models of the Autoregressive Moving Average Models (p, q) type in the residuals in order to eliminate the autocorrelation structures present in the components. RESULTS For every 10:49 μg/m3 increase (interquartile range) in levels of the pollutant PM10 there was a 3.0% increase in the relative risk estimated using the generalized additive model analysis of main components-seasonal autoregressive – while in the usual generalized additive model, the estimate was 2.0%. CONCLUSIONS Compared to the usual generalized additive model, in general, the proposed aspect of generalized additive model − principal component analysis, showed better results in estimating relative risk and quality of fit.

Problems and perspectives for Chagas disease control: in search of a realistic analysis

Chagas disease was an important medical and social problem in almost all of Latin America throughout the twentieth century. It has been combated over a broad swath of this continent over recent decades, with very satisfactory results in terms of vector and transfusional transmission. Today, a surveillance stage still remains to be consolidated, in parallel with appropriate care required for some millions of infected individuals who are today living in endemic and non-endemic areas. Contradictorily, the good results attained have generated excessive optimism and even disregard among health authorities, in relation to this disease and its control. The loss of visibility and priority may be a logical consequence, particularly in Latin American healthcare systems that are still disorganized and overburdened due to insufficiencies of financial and human resources. Consolidation of the victories against Chagas disease is attainable but depends on political will and continual attention from the most consequential protagonists in this struggle, especially the Latin American scientific community.

A utilização de uma rede neural artificial para previsão da incidência da malária no município de Cantá, estado de Roraima

INTRODUÇÃO: A malária é uma doença endêmica na Amazônia Legal Brasileira, apresentando riscos diferentes para cada região. O Município de Cantá, no Estado de Roraima, apresentou para todo o período estudado, um dos maiores índices parasitários anuais do Brasil, com valor sempre maior que 50. O presente estudo visa à utilização de uma rede neural artificial para previsão da incidência da malária nesse município, a fim de auxiliar os coordenadores de saúde no planejamento e gestão dos recursos. MÉTODOS: Os dados foram coletados no site do Ministério da Saúde, SIVEP - Malária entre 2003 e 2009. Estruturou-se uma rede neural artificial com três neurônios na camada de entrada, duas camadas intermediárias e uma camada de saída com um neurônio. A função de ativação foi à sigmoide. No treinamento, utilizou-se o método backpropagation, com taxa de aprendizado de 0,05 e momentum 0,01. O critério de parada foi atingir 20.000 ciclos ou uma meta de 0,001. Os dados de 2003 a 2008 foram utilizados para treinamento e validação. Comparam-se os resultados com os de um modelo de regressão logística. RESULTADOS: Os resultados para todos os períodos previstos mostraram-se que as redes neurais artificiais obtiveram um menor erro quadrático médio e erro absoluto quando comparado com o modelo de regressão para o ano de 2009. CONCLUSÕES: A rede neural artificial se mostrou adequada para um sistema de previsão de malária no município estudado, determinando com pequenos erros absolutos os valores preditivos, quando comparados ao modelo de regressão logística e aos valores reais.

Electromyography function, disability degree, and pain in leprosy patients undergoing neural mobilization treatment

INTRODUCTION: This study aimed to evaluate the effect of the neural mobilization technique on electromyography function, disability degree, and pain in patients with leprosy. METHODS: A sample of 56 individuals with leprosy was randomized into an experimental group, composed of 29 individuals undergoing treatment with neural mobilization, and a control group of 27 individuals who underwent conventional treatment. In both groups, the lesions in the lower limbs were treated. In the treatment with neural mobilization, the procedure used was mobilization of the lumbosacral roots and sciatic nerve biased to the peroneal nerve that innervates the anterior tibial muscle, which was evaluated in the electromyography. RESULTS: Analysis of the electromyography function showed a significant increase (p<0.05) in the experimental group in both the right (Δ%=22.1, p=0.013) and the left anterior tibial muscles (Δ%=27.7, p=0.009), compared with the control group pre- and post-test. Analysis of the strength both in the movement of horizontal extension (Δ%right=11.7, p=0.003/Δ%left=27.4, p=0.002) and in the movement of back flexion (Δ%right=31.1; p=0.000/Δ%left=34.7, p=0.000) showed a significant increase (p<0.05) in both the right and the left segments when comparing the experimental group pre- and post-test. The experimental group showed a significant reduction (p=0.000) in pain perception and disability degree when the pre- and post-test were compared and when compared with the control group in the post-test. CONCLUSIONS: Leprosy patients undergoing the technique of neural mobilization had an improvement in electromyography function and muscle strength, reducing disability degree and pain.

Factors associated with neural alterations and physical disabilities in patients with leprosy in São Luis, State of Maranhão, Brazil

Introduction Leprosy is a chronic infectious disease that is caused by Mycobacterium leprae. The objective of this study was to evaluate the risk factors that are associated with neural alterations and physical disabilities in leprosy patients at the time of diagnosis. Methods A prospective cross-sectional study was conducted on 155 leprosy patients who participated in a program that aimed to eliminate leprosy from São Luis, State of Maranhão. Results Patients who were 31-45 years of age, were older than 60 years of age or had a partner were more likely to have a disability. Patients with partners were 1.14 times more likely (p = 0.025) to have disabilities of the hands. The frequency of disabilities in the feet among the patients with different clinical forms of leprosy was statistically significant. Conclusions The identification of risk factors that are associated with neural alterations and physical disabilities in leprosy patients is important for diagnosing the disease because this approach enables physicians to plan and prioritize actions for the treatment and monitoring of patients.