Effect of various acupuncture treatment protocols upon sepsis in wistar rats

Sepsis is a syndrome characterized by infection and generalized inflammatory response that can lead to organ failure and death. In this study we standardize a model to investigate acupuncture's effects upon sepsis. The objectives were to study the use of acupuncture in the infectious process and to formulate acupuncture's treatment protocol for sepsis. The CLP (cecal ligation and puncture) model in rats was used to induce sepsis through bacterial entrance into the peritoneal cavity. An acupuncture treatment protocol that enhanced survival and reversed the neutrophil impairment migration toward the peritoneal cavity in rats with sepsis was achieved. It seems that acupuncture can be used for the treatment of experimental infectious processes. The effects of acupuncture and related mechanisms are discussed.

Application of a model updating technique for health condition monitoring and damage detection of flexible structures

This paper discusses the application of a damage detection methodology to monitor the location and extent of partial structural damage. The methodology combines, in an iterative way, the model updating technique based on frequency response functions (FRF) with monitoring data aiming at identifying the damage area of the structure. After the updating procedure reaches a good correlation between the models, it compares the parameters of the damage structure with those of the undamaged one to find the deteriorated area. The influence of the FEM mesh size on the evaluation of the extent of the damage has also been discussed. The methodology is applied using real experimental data from a spatial frame structure.

On the photonic dispersion of periodic superlattices made of left-handed materials

Studies of the band gap properties of one-dimensional superlattices with alternate layers of air and left-handed materials are carried out within the framework of Maxwell's equations. By left-handed material, we mean a material with dispersive negative electric and magnetic responses. Modeling them by Drude-type responses or by fabricated ones, we characterize the n(ω) = 0 gap, i.e., the zeroth order gap, which has been predicted and detected. The band structure and analytic equations for the band edges have been obtained in the long wavelength limit in case of periodic, Fibonacci, and Thue-Morse superlattices. Our studies reveal the nature of the width of the zeroth order band gap, whose edge equations are defined by null averages of the response functions. Oblique incidence is also investigated, yielding remarkable results. © 2010 Springer Science+Business Media B.V.

Forced oscillations with continuum models of atomic force microscopy

The dynamics of the AFM-atomic force microscope follows a model based in a Timoshenko cantilever beam with a tip attached at the free end and acting with the surface of a sample. General boundary conditions arise when the tip is either in contact or non-contact with the surface. The governing equations are given in matrix conservative form subject to localized loads. The eigenanalysis is done with a fundamental matrix response of a damped second-order matrix differential equation. Forced responses are found by using a Galerkin approximation of the matrix impulse response. Simulations results with harmonic and pulse forcing show the filtering character and the effects of the tip-sample interaction at the end of the beam. © 2012 American Institute of Physics.

Structural Health Monitoring based on AR models and PZT sensors

This paper presents a new approach for damage detection in Structural Health Monitoring (SHM) systems, which is based on the Electromechanical Impedance (EMI) principle and Autoregressive (AR) models. Typical applications of EMI in SHM are based on computing the Frequency Response Function (FRF). In this work the procedure is based on the EMI principle but the results are determined through the coefficients of AR models, which are computed from the time response of PZT transducers bonded to the monitored structure, and acting as actuator and sensors at the same time. The procedure is based on exciting the PZT transducers using a wide band chirp signal and getting its time response. The AR models are obtained in both healthy and damaged conditions and used to compute statistics indexes. Practical tests were carried out in an aluminum plate and the results have demonstrated the effectiveness of the proposed method. © 2012 IEEE.

Detection of buried pipes using a shear wave ground surface vibration technique

A major UK initiative, entitled 'Mapping the Underworld', is seeking to address the serious social, environmental and economic consequences arising from an inability to locate the buried utility service infrastructure without resorting to extensive excavations. Mapping the Underworld aims to develop and prove the efficacy of a multi-sensor device for accurate remote buried utility service detection, location and, where possible, identification. One of the technologies to be incorporated in the device is low-frequency vibro-acoustics, and the application of this technology for detecting buried infrastructure is currently being investigated. Here, a shear wave ground vibration technique for detecting buried pipes is described. For this technique, shear waves are generated at the ground surface, and the resulting ground surface vibrations measured, using geophones, along a line traversing the anticipated run of the pipe. Measurements were made at a test site with a single pressurized polyethylene mains water pipe. Time-extended signals were employed to generate the illuminating wave. Cross-correlation functions between the measured ground velocities and a reference measurement adjacent to the excitation were then calculated and summed using a stacking method to generate a cross-sectional image of the ground. The wide cross-correlation peaks caused by high ground attenuation were partially compensated for by using a generalized cross-correlation function called the smoothed coherence transform. To mitigate the effects of other potential sources of vibration in the vicinity, the excitation signal was used as an additional reference when calculating the generalized cross-correlation functions. For two out of three tests, the pipe was detected, indicating that this technique will be a valuable addition to the Mapping the Underworld armoury.

Digital filtering of oscillations intrinsic to transmission line modeling based on lumped parameters

A correction procedure based on digital signal processing theory is proposed to smooth the numeric oscillations in electromagnetic transient simulation results from transmission line modeling based on an equivalent representation by lumped parameters. The proposed improvement to this well-known line representation is carried out with an Finite Impulse Response (FIR) digital filter used to exclude the high-frequency components associated with the spurious numeric oscillations. To prove the efficacy of this correction method, a well-established frequency-dependent line representation using state equations is modeled with an FIR filter included in the model. The results obtained from the state-space model with and without the FIR filtering are compared with the results simulated by a line model based on distributed parameters and inverse transforms. Finally, the line model integrated with the FIR filtering is also tested and validated based on simulations that include nonlinear and time-variable elements. © 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Damage Detection Based on Electromechanical Impedance Principle and Principal Components

This paper presents a novel time domain approach for Structural Health Monitoring (SHM) systems based on Electromechanical Impedance (EMI) principle and Principal Component Coefficients (PCC), also known as loadings. Differently of typical applications of EMI applied to SHM, which are based on computing the Frequency Response Function (FRF), in this work the procedure is based on the EMI principle but all analysis is conducted directly in time-domain. For this, the PCC are computed from the time response of PZT (Lead Zirconate Titanate) transducers bonded to the monitored structure, which act as actuator and sensor at the same time. The procedure is carried out exciting the PZT transducers using a wide band chirp signal and getting their time responses. The PCC are obtained in both healthy and damaged conditions and used to compute statistics indexes. Tests were carried out on an aircraft aluminum plate and the results have demonstrated the effectiveness of the proposed method making it an excellent approach for SHM applications. Finally, the results using EMI signals in both frequency and time responses are obtained and compared. © The Society for Experimental Mechanics 2014.

Expectations and industrial output in Uruguay: Sectoral interdependence and common trends

This paper examines the interdependence between expectations and growth by analysing Uruguayan manufacturing industry, divided for the purpose into four industry groupings differentiated by trade participation and production specialization. The study shows that there is a long-run relationship between industrialists' expectations and output growth in each grouping. In the most trade-oriented groupings the relationship is one of predetermination, showing how useful expectations are as a guide to sectoral growth. Expectations in the four industrial groupings are shown to follow a common long-run trend, identified with the one guiding the export grouping. Impulse-response simulations derived from a multisectoral vector autoregression (VAR) model confirm the important role of the industries most exposed to international competition in spreading shorter-term shocks.

Influência de parâmetros espaciais sobre potenciais corticais provocados visuais gerados por estimulação pseudoaleatória

As contribuições dos mecanismos de detecção de contraste ao potencial cortical provocado visual (VECP) têm sido investigadas com o estudo das funções de resposta ao contraste e de resposta à frequência espacial. Anteriormente, o uso de sequências-m para o controle da estimulação era restrito à estimulação eletrofisiológica multifocal que, em alguns aspectos, se diferencia substancialmente do VECP convencional. Estimulações únicas com contraste espacial controlado por sequências-m não foram extensivamente estudadas ou comparadas às respostas obtidas com as técnicas multifocais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da frequência espacial e do contraste de redes senoidais no VECP gerado por estimulação pseudoaleatória. Nove sujeitos normais foram estimulados por redes senoidais acromáticas controladas por uma sequência-m binária pseudoaleatória em 7 frequências espaciais (0,4 a 10 cpg) em 3 tamanhos diferentes (4º, 8º e 16º de ângulo visual). Em 8º, foram testados adicionalmente seis níveis de contraste (3,12% a 99%). O kernel de primeira ordem não forneceu respostas consistentes com sinais mensuráveis através das frequências espaciais e dos contrastes testados – o sinal foi muito pequeno ou ausente – enquanto o primeiro e o segundo slice do kernel de segunda ordem exibiram respostas bastante confiáveis para as faixas de estímulo testadas. As principais diferenças entre os resultados obtidos com o primeiro e o segundo slice do kernel de segunda ordem foram o perfil das funções de amplitude versus contraste e de amplitude versus frequência espacial. Os resultados indicaram que o primeiro slice do kernel de segunda ordem foi dominado pela via M, porém para algumas condições de estímulo, pôde ser percebida a contribuição da via P. Já o segundo slice do kernel de segunda ordem refletiu contribuição apenas da via P. O presente trabalho estende achados anteriores sobre a contribuição das vias visuais ao VECP gerado por estimulação pseudoaleatória para uma grande faixa de frequências espaciais.

Metodologia para estimação da topologia de linhas telefônicas através da análise de medições em uma e em duas portas

Nesta tese é proposta uma metodologia para identificação automática de topologias de linhas telefônicas compostas de uma ou mais seções de linha, as quais são utilizadas em sistemas de linhas digitais de assinante (DSL, do inglês digital subscriber line). Métodos com esta finalidade são fundamentais para a qualificação da linha com o objetivo de instalação do serviço DSL, em especial na atualização para serviços como o VDSL2 ou para adoção de "vetorização". Com o intuito de ser relevante para as operadoras na qualificação de uma rede inteira, composta de milhões de linhas, é fundamental que, além de precisão, métodos de qualificação tenham baixo custo computacional. Os métodos desenvolvidos são baseados nessa premissa e fazem análise da resposta ao impulso e da resposta à reflectometria no domínio do tempo de uma dada linha. Esses sinais são analisados utilizando-se um método de detecção de bordas, baseado em transformada wavelet, para identificar e extrair características de sinal que contenham informação sobre a topologia da linha. Dependendo das características disponíveis, é utilizado um dos três sistemas especialistas desenvolvidos para interpretação dessas informações e identificação da topologia. Estas metodologias são avaliadas através de um conjunto de teste de linhas reais medidas em laboratório. Seus resultados são comparados com os resultados de dois outros métodos implementados a partir da literatura. Os resultados obtidos mostram que os métodos propostos são eficientes na estimação de informações da topologia da linha e possuem reduzido custo computacional quando comparados às implementações das outras técnicas avaliadas.

Simulação de perfis nucleares de poço em formações complexas

A identificação e descrição dos caracteres litológicos de uma formação são indispensáveis à avaliação de formações complexas. Com este objetivo, tem sido sistematicamente usada a combinação de ferramentas nucleares em poços não-revestidos. Os perfis resultantes podem ser considerados como a interação entre duas fases distintas: • Fase de transporte da radiação desde a fonte até um ou mais detectores, através da formação. • Fase de detecção, que consiste na coleção da radiação, sua transformação em pulsos de corrente e, finalmente, na distribuição espectral destes pulsos. Visto que a presença do detector não afeta fortemente o resultado do transporte da radiação, cada fase pode ser simulada independentemente uma da outra, o que permite introduzir um novo tipo de modelamento que desacopla as duas fases. Neste trabalho, a resposta final é simulada combinando soluções numéricas do transporte com uma biblioteca de funções resposta do detector, para diferentes energias incidentes e para cada arranjo específico de fontes e detectores. O transporte da radiação é calculado através do algoritmo de elementos finitos (FEM), na forma de fluxo escalar 2½-D, proveniente da solução numérica da aproximação de difusão para multigrupos da equação de transporte de Boltzmann, no espaço de fase, dita aproximação P₁, onde a variável direção é expandida em termos dos polinômios ortogonais de Legendre. Isto determina a redução da dimensionalidade do problema, tornando-o mais compatível com o algoritmo FEM, onde o fluxo dependa exclusivamente da variável espacial e das propriedades físicas da formação. A função resposta do detector NaI(Tl) é obtida independentemente pelo método Monte Carlo (MC) em que a reconstrução da vida de uma partícula dentro do cristal cintilador é feita simulando, interação por interação, a posição, direção e energia das diferentes partículas, com a ajuda de números aleatórios aos quais estão associados leis de probabilidades adequadas. Os possíveis tipos de interação (Rayleigh, Efeito fotoelétrico, Compton e Produção de pares) são determinados similarmente. Completa-se a simulação quando as funções resposta do detector são convolvidas com o fluxo escalar, produzindo como resposta final, o espectro de altura de pulso do sistema modelado. Neste espectro serão selecionados conjuntos de canais denominados janelas de detecção. As taxas de contagens em cada janela apresentam dependências diferenciadas sobre a densidade eletrônica e a fitologia. Isto permite utilizar a combinação dessas janelas na determinação da densidade e do fator de absorção fotoelétrico das formações. De acordo com a metodologia desenvolvida, os perfis, tanto em modelos de camadas espessas quanto finas, puderam ser simulados. O desempenho do método foi testado em formações complexas, principalmente naquelas em que a presença de minerais de argila, feldspato e mica, produziram efeitos consideráveis capazes de perturbar a resposta final das ferramentas. Os resultados mostraram que as formações com densidade entre 1.8 e 4.0 g/cm³ e fatores de absorção fotoelétrico no intervalo de 1.5 a 5 barns/e^-, tiveram seus caracteres físicos e litológicos perfeitamente identificados. As concentrações de Potássio, Urânio e Tório, puderam ser obtidas com a introdução de um novo sistema de calibração, capaz de corrigir os efeitos devidos à influência de altas variâncias e de correlações negativas, observadas principalmente no cálculo das concentrações em massa de Urânio e Potássio. Na simulação da resposta da sonda CNL, utilizando o algoritmo de regressão polinomial de Tittle, foi verificado que, devido à resolução vertical limitada por ela apresentada, as camadas com espessuras inferiores ao espaçamento fonte - detector mais distante tiveram os valores de porosidade aparente medidos erroneamente. Isto deve-se ao fato do algoritmo de Tittle aplicar-se exclusivamente a camadas espessas. Em virtude desse erro, foi desenvolvido um método que leva em conta um fator de contribuição determinado pela área relativa de cada camada dentro da zona de máxima informação. Assim, a porosidade de cada ponto em subsuperfície pôde ser determinada convolvendo estes fatores com os índices de porosidade locais, porém supondo cada camada suficientemente espessa a fim de adequar-se ao algoritmo de Tittle. Por fim, as limitações adicionais impostas pela presença de minerais perturbadores, foram resolvidas supondo a formação como que composta por um mineral base totalmente saturada com água, sendo os componentes restantes considerados perturbações sobre este caso base. Estes resultados permitem calcular perfis sintéticos de poço, que poderão ser utilizados em esquemas de inversão com o objetivo de obter uma avaliação quantitativa mais detalhada de formações complexas.

Migração usando equação da onda unidirecional de abertura arbitrária

Neste trabalho avaliamos uma classe de operadores de continuação de campos de onda, baseados em equações unidirecionais e com aplicação direta à migração sísmica. O método de representação de equações de onda unidirecionais, desenvolvido neste trabalho, é válido para abertura angular arbitrária, baseia-se no conceito de rigidez de um semiespaço, na transformação Dirichlet-Neumann e em sua discretização por elementos finitos. O método de construção dos operadores de continuação requer a introdução de variáveis auxiliares cujo número cresce em função da maior abertura angular desejada para o operador. Efetuamos a implementação no domínio do espaço e da frequência o que permite sua imediata paralelização. Baseados em experimentos numéricos, que avaliam a relação de dispersão e a resposta ao impulso do operador, propomos prescrições que permitem especificar o número de variáveis auxiliares e o passo de continuação para o operador de migração. A aplicação do algoritmo nos dados do modelo de domo salino da SEG-EAGE demonstra a capacidade do algoritmo em migrar refletores com forte mergulho em meios com forte variação lateral de velocidade.

Migração FD 3D em profundidade usando aproximação de Padé complexa

A implementação convencional do método de migração por diferenças finitas 3D, usa a técnica de splitting inline e crossline para melhorar a eficiência computacional deste algoritmo. Esta abordagem torna o algoritmo eficiente computacionalmente, porém cria anisotropia numérica. Esta anisotropia numérica por sua vez, pode levar a falsos posicionamentos de refletores inclinados, especialmente refletores com grandes ângulos de mergulho. Neste trabalho, como objetivo de evitar o surgimento da anisotropia numérica, implementamos o operador de extrapolação do campo de onda para baixo sem usar a técnica splitting inline e crossline no domínio frequência-espaço via método de diferenças finitas implícito, usando a aproximação de Padé complexa. Comparamos a performance do algoritmo iterativo Bi-gradiente conjugado estabilizado (Bi-CGSTAB) com o multifrontal massively parallel solver (MUMPS) para resolver o sistema linear oriundo do método de migração por diferenças finitas. Verifica-se que usando a expansão de Padé complexa ao invés da expansão de Padé real, o algoritmo iterativo Bi-CGSTAB fica mais eficientes computacionalmente, ou seja, a expansão de Padé complexa atua como um precondicionador para este algoritmo iterativo. Como consequência, o algoritmo iterativo Bi-CGSTAB é bem mais eficiente computacionalmente que o MUMPS para resolver o sistema linear quando usado apenas um termo da expansão de Padé complexa. Para aproximações de grandes ângulos, métodos diretos são necessários. Para validar e avaliar as propriedades desses algoritmos de migração, usamos o modelo de sal SEG/EAGE para calcular a sua resposta ao impulso.

Migração FFD 3D em profundidade usando aproximação de Padé complexa

Implementações dos métodos de migração diferença finita e Fourier (FFD) usam fatoração direcional para acelerar a performance e economizar custo computacional. Entretanto essa técnica introduz anisotropia numérica que podem erroneamente posicionar os refletores em mergulho ao longo das direções em que o não foi aplicado a fatoração no operador de migração. Implementamos a migração FFD 3D, sem usar a técnica do fatoração direcional, no domínio da frequência usando aproximação de Padé complexa. Essa aproximação elimina a anisotropia numérica ao preço de maior custo computacional buscando a solução do campo de onda para um sistema linear de banda larga. Experimentos numéricos, tanto no modelo homogêneo e heterogêneo, mostram que a técnica da fatoração direcional produz notáveis erros de posicionamento dos refletores em meios com forte variação lateral de velocidade. Comparamos a performance de resolução do algoritmo de FFD usando o método iterativo gradiente biconjugado estabilizado (BICGSTAB) e o multifrontal massively parallel direct solver (MUMPS). Mostrando que a aproximação de Padé complexa é um eficiente precondicionador para o BICGSTAB, reduzindo o número de iterações em relação a aproximação de Padé real. O método iterativo BICGSTAB é mais eficiente que o método direto MUMPS, quando usamos apenas um termo da expansão de Padé complexa. Para maior ângulo de abertura do operador, mais termos da série são requeridos no operador de migração, e neste caso, a performance do método direto é mais eficiente. A validação do algoritmo e as propriedades da evolução computacional foram avaliadas para a resposta ao impulso do modelo de sal SEG/EAGE.