Métodos numéricos para resolução de equações diferenciais ordinárias lineares baseados em interpolação por spline

In this work we have elaborated a spline-based method of solution of inicial value problems involving ordinary differential equations, with emphasis on linear equations. The method can be seen as an alternative for the traditional solvers such as Runge-Kutta, and avoids root calculations in the linear time invariant case. The method is then applied on a central problem of control theory, namely, the step response problem for linear EDOs with possibly varying coefficients, where root calculations do not apply. We have implemented an efficient algorithm which uses exclusively matrix-vector operations. The working interval (till the settling time) was determined through a calculation of the least stable mode using a modified power method. Several variants of the method have been compared by simulation. For general linear problems with fine grid, the proposed method compares favorably with the Euler method. In the time invariant case, where the alternative is root calculation, we have indications that the proposed method is competitive for equations of sifficiently high order.

Controle ótimo H∞ de sistemas não-lineares com modelos fuzzy takagi-sugeno

Neste trabalho é proposta uma metodologia de rastreamento de sinais e rejeição de distúrbios aplicada a sistemas não-lineares. Para o projeto do sistema de rastreamento, projeta-se os controladores fuzzy M(a) e N(a) que minimizam o limitante superior da norma H∞ entre o sinal de referência r(t) e o sinal de erro de rastreamento e(t), sendo e(t) a diferença entre a entrada de referência e a saída do sistema z(t). No método de rejeição de distúrbio utiliza-se a realimentação dinâmica da saída através de um controlador fuzzy Kc(a) que minimiza o limitante superior da norma H∞ entre o sinal de entrada exógena w(t) e o sinal de saída z(t). O procedimento de projeto proposto considera as não-linearidades da planta através dos modelos fuzzy Takagi-Sugeno. Os métodos são equacionados utilizando-se inequações matriciais lineares (LMIs), que quando factíveis, podem ser facilmente solucionados por algoritmos de convergência polinomial. Por fim, um exemplo ilustra a viabilidade da metodologia proposta.

Detecção de metamidofós em solos por métodos ecotoxicológico e cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas sequencial (LC-MS/MS)

Soil contamination by pesticides is an environmental problem that needs to be monitored and avoided. However, the lack of fast, accurate and low cost analytical methods for discovering residual pesticide in complex matrices, such as soil, is a problem still unresolved. This problem needs to be solved before we are able to assess the quality of environmental samples. The intensive use of pesticides has increased since the 60s, because the dependence of their use, causing biological imbalances and promoting resistance and recurrence of high populations of pests and pathogens (upwelling). This has contributed to the appearance of new pests that were previously under natural control. To develop analytical methods that are able to quantify residues pesticide in complex environment. It is still a challenge for many laboratories. The integration of two analytical methods one ecotoxicological and another chemical demonstrates the potential for environmental analysis of methamidophos. The aim of this study was to evaluate an ecotoxicological method as "screening" analytical methamidophos in the soil and perform analytical confirmation in the samples of the concentration of the analyte by chemical method LC-MS/MS In this work we tested two soils: a clayey and sandy, both in contact with the kinetic methamidophos model followed pseudo-second order. The clay soil showed higher absorption of methamidophos and followed the Freundlich model, while the sandy, the Langmuir model. The chemical method was validated LC-MS/MS satisfactory, showing all parameters of linearity, range, precision, accuracy, and sensitivity adequate. In chronic ecotoxicological tests with C. dubia, the NOEC was 4.93 and 3.24 for ng L-1 of methamidophos to elutriate assays of sandy and clay soils, respectively. The method for ecotoxicological levels was more sensitive than LC-MS/MS detection of methamidophos, loamy and sandy soils. However, decreasing the concentration of the standard for analytical methamidophos and adjusting for the validation conditions chemical acquires a limit of quantification (LOQ) in ng L-1, consistent with the provisions of ecotoxicological test. The methods described should be used as an analytical tool for methamidophos in soil, and the ecotoxicological analysis can be used as a "screening" and LC-MS/MS as confirmatory analysis of the analyte molecule, confirming the objectives of this work

Contribuição da glicemia pós-desjejum para o controle glicêmico do paciente com diabetes melito tipo 2

Estudos epidemiológicos observaram que glicemias pós-prandiais (GPPs) elevadas são fator principal na ocorrência de doenças cardiovasculares. Sabe-se que a hemoglobina glicada (HbA1C) reflete a glicemia média dos últimos 2-3 meses, entretanto é controversa a contribuição relativa da glicemia de jejum (GJ) e GPP para o valor da HbA1C. OBJETIVO: Avaliar a contribuição da GJ e GPPs para o valor da HbA1C em pacientes com diabetes melito tipo 2 (DM2). MÉTODOS: Participaram 53 indivíduos com DM2, estáveis e em tratamento com antidiabéticos orais (n= 27) e/ou insulina (n= 26). Cada paciente comparecia a 3 visitas a intervalos de 2 meses. em cada visita era medida a GJ, as GPPs (2h pós-desjejum: GPD e pós-almoço: GPA) e a HbA1C, sendo fornecido o desjejum e o almoço segundo seus hábitos alimentares. Mediu-se a glicose plasmática pela glicose-oxidase e a HbA1C, pela cromatografia de troca iônica. Realizou-se a análise das associações pelo coeficiente de correlação de Spearman, com P< 0,05. RESULTADOS: A HbA1C correlacionou-se melhor em cada visita ao longo do estudo com a GPD (r: 0,66­0,48), a glicemia média (r: 0,64­0,41), a área abaixo da curva glicêmica (r : 0,64­0,46) e a GPP média (r: 0,59­0,41). CONCLUSÕES: A GPD mostrou-se um parâmetro eficaz adicional no monitoramento glicêmico dos pacientes com DM2.

Controle de qualidade e dosimetria em equipamentos de tomografia computadorizada

OBJETIVO: Avaliação de condições dos equipamentos e dosimetria em setores de tomografia computadorizada utilizando protocolos de cabeça, abdome e coluna lombar em pacientes adultos (em três equipamentos distintos) e pediátricos com até um ano e meio de vida (em um dos equipamentos avaliados). MATERIAIS E MÉTODOS: Foram estimados o índice de dose em tomografia computadorizada e a dose média em cortes múltiplos, em exames com pacientes adultos, em três distintos equipamentos. Ainda foram estimadas as doses na superfície de entrada e as doses absorvidas em exame de cabeça para pacientes adultos e pediátricos em um dos equipamentos avaliados. RESULTADOS: Foram realizados testes de controle de qualidade, mecânicos, demonstrando que os equipamentos satisfazem as especificações de uso estabelecidas pelas normas vigentes. Os resultados da dosimetria mostraram que valores de dose média em cortes múltiplos excederam em até 109,0% os valores de níveis de referência, apresentando consideráveis variações entre os equipamentos avaliados neste estudo. As doses absorvidas obtidas com protocolos pediátricos são inferiores aos de pacientes adultos, apresentando redução de até 51,0% na tireoide. CONCLUSÃO: Neste estudo foram avaliadas as condições de operação de três equipamentos tomográficos, estabelecendo quais parâmetros devem ser trabalhados para a implantação de um programa de controle de qualidade nas instituições onde esta pesquisa foi desenvolvida.

Identificação e comparação entre controle preditivo com modelo não linear e PI sintonizados com PSO em sistema de separação gravitacional de águia-óleo

The separation methods are reduced applications as a result of the operational costs, the low output and the long time to separate the uids. But, these treatment methods are important because of the need for extraction of unwanted contaminants in the oil production. The water and the concentration of oil in water should be minimal (around 40 to 20 ppm) in order to take it to the sea. Because of the need of primary treatment, the objective of this project is to study and implement algorithms for identification of polynomial NARX (Nonlinear Auto-Regressive with Exogenous Input) models in closed loop, implement a structural identification, and compare strategies using PI control and updated on-line NARX predictive models on a combination of three-phase separator in series with three hydro cyclones batteries. The main goal of this project is to: obtain an optimized process of phase separation that will regulate the system, even in the presence of oil gushes; Show that it is possible to get optimized tunings for controllers analyzing the mesh as a whole, and evaluate and compare the strategies of PI and predictive control applied to the process. To accomplish these goals a simulator was used to represent the three phase separator and hydro cyclones. Algorithms were developed for system identification (NARX) using RLS(Recursive Least Square), along with methods for structure models detection. Predictive Control Algorithms were also implemented with NARX model updated on-line, and optimization algorithms using PSO (Particle Swarm Optimization). This project ends with a comparison of results obtained from the use of PI and predictive controllers (both with optimal state through the algorithm of cloud particles) in the simulated system. Thus, concluding that the performed optimizations make the system less sensitive to external perturbations and when optimized, the two controllers show similar results with the assessment of predictive control somewhat less sensitive to disturbances

Prevalência de lesões cutâneas actínicas em pacientes com carcinoma basocelular do segmento cefálico: um estudo caso-controle

OBJETIVO: Avaliar a prevalência de lesões cutâneas actínicas em portadores de carcinoma basocelular do segmento cefálico. MÉTODOS: Foi conduzido estudo tipo caso-controle. Os casos, constituídos por pacientes com carcinoma basocelular sólido, primário, menor que dois centímetros, no segmento cefálico; e controles, por pacientes com outras dermatoses. Foram analisadas variáveis constitucionais, comportamentais e lesões actínicas. RESULTADOS: Avaliaram-se 120 casos e 360 controles. Mílio facial (OR = 2,3), leucodermia puntacta de membros superiores (OR = 2,9) e cutis romboidalis nuchae (OR = 1,8) associaram-se à neoplasia independentemente das demais variáveis, sugerindo um fenótipo de risco. Houve ainda associação com fenótipos claros, genética familiar e exposição solar cumulativa. Queimadura solar, tabagismo e alcoolismo não foram identificados como fatores de risco. O uso de fotoprotetores não evidenciou proteção; porém, o grupo controle era composto por pacientes dermatológicos, aos quais são indicados fotoprotetores regularmente. CONCLUSÃO: Lesões actínicas foram mais prevalentes em portadores de carcinoma basocelular sólido do segmento cefálico que em controles, especialmente mílio, cutis romboidalis nuchae e leucodermia puntacta, independentemente dos demais fatores de risco conhecidos.

Dois testes de imageamento com GPR em problemas de controle ambiental em regiões tropicais: migração de dunas e localização de dutos de óleo enterrados

Because the penetration depth of Ground Penetrating Radar (GPR) signals is very limited in high conductive soils, the usefullness of this method in tropical regions is not yet completly known. The main objective of this researh is to test the usefullness of the method in Brazil. Two typical problems where GPR has been used in Europe and North American were choosed for this test: the first one is to characterize the internal structures of a sand body and the second problem is the localization of old buried pipes lines. The first test was done near the city of São Bento do Norte, in the northern coast of Rio Grande do Norte state, NE Brazil. In this region, there is a sand dune that is migrating very fast in the direction of adjacent settling areas. To characterize the internal structure of the dune and its relationship to the prevailing wind direction, as a preliminary step to understand the dune migration, GPR profiles using the 400 MHz frequency were performed in E-W, N-S, NE-SW, and SE-NW directions over the sand dune intersecting at the top of the dune. The practical resolution of the GPR data is around 30 cm; this was sufficient to distinguish individual foresets inside the dune. After applying the elevation correction to the data, we identified that dips of bedding structures are smallest for the N-S profile, which is perpendicular to the dominant wind direction, largest for the E-W profile, and intermediate for the SW-NE and SE-NW profiles. Foresets in the E-W profile dip with angles varying from 2 to 6 degrees. In the E-W profile, the water table and a horizontal truncation interface separating two generations of dunes were identified, as well as an abrupt directional change in the foreset patterns associated to a lateral contact between two dune generations, the older one extending to the west. The used high frequency of 400 Mhz does not allow a penetration deep enough to map completely these internal contacts. The second test was done near Estreito, a small town near Carnaúbais city, also in Rio Grande do Norte state. In this locality, there are several old pipe lines buried in area covered by plantations where digging should be minimized. Several GPR profiles using the 400 and 200 MHz frequency were performed trying to intercept perpendicularly the possible pipe lines. Because of the high conductivity of the soil, the raw original data can hardly be use to identify the pipe lines. However, after an adequate processing over the 200 MHz profiles, six pipe lines were identified. As a global result of the tests, GPR can be very usefull if the conductivity of the ground is low or, in the case of medium conductivities of the soils, if adequate processing is performed

Cardiotocografia Anteparto e Prognóstico Perinatal em Gestações Complicadas pelo Diabete: Influência do Controle Metabólico Materno

Objetivo: relacionar a qualidade do controle metabólico com os resultados da cardiotocografia (CTG) anteparto e avaliar sua capacidade preditiva no prognóstico perinatal de gestações associadas ao diabete. Pacientes e Métodos: estudo retrospectivo de 125 gestantes, portadoras de diabete gestacional ou clínico, no qual se relacionou a última CTG anteparto (intervalo máximo de 48 horas) à qualidade do controle metabólico materno e aos resultados perinatais. A qualidade do controle metabólico foi definida pela média glicêmica do dia do exame (MGd) e da gestação (MG) e pelo comportamento da requisição de insulina (R/insulina). Para os resultados perinatais foram analisados os índices de Apgar de 1º e 5º minuto, a classificação peso/idade gestacional, o tempo de internação, a necessidade de cuidados de UTI e a ocorrência de óbito neonatal (ONN) precoce. A capacidade diagnóstica da CTG anteparto foi avaliada pelos índices de sensibilidade, especificidade e valor preditivo positivo e negativo. Resultados: a MGd adequada (<120 mg/dL) associou-se a 2,9% dos resultados de CTG anteparto alterados e a inadequada ( > ou = 120 mg/dL), a 26,1% (p<0,005). A MG mantida inadequada se relacionou a 13,7% de CTG anteparto alterada e a adequada, a apenas 2,7% (p<0,005). O comportamento da requisição de insulina não interferiu nos resultados da CTG anteparto. Os índices de Apgar de 1º e 5º minuto, a necessidade de cuidados de UTI e a ocorrência de ONN precoce não dependeram do último traçado da CTG anteparto. O exame diferenciou o tempo de internação dos recém-nascidos: quando normal, 46,4% tiveram alta hospitalar até o 3º dia de vida e, quando alterado, 62,5% deles ficaram internados por mais de sete dias. Conclusões: os resultados alterados da última CTG anteparto relacionaram-se com níveis inadequados de MG, diária e da gestação, e não dependeram da R/insulina. O resultado normal da CTG anteparto foi adequado para garantir a saúde neonatal. Ao contrário, os resultados alterados indicaram risco de complicações nos filhos de mães diabéticas.

Protocolo para controle de eficácia terapêutica em disfagia orofaríngea neurogênica (PROCEDON)

OBJETIVO: apresentar uma proposta para o controle de eficácia terapêutica em disfagia orofaríngea neurogênica. MÉTODOS: o protocolo foi proposto em concordância com a literatura atual e aplicado em um indivíduo pós-acidente vascular encefálico (AVE) isquêmico à direita, comprovado por tomografia computadorizada, com disfagia orofaríngea grave crônica, gênero masculino, 66 anos, apresentando aspiração laringotraqueal e em uso de sonda nasoentérica exclusiva pré-fonoterapia. Para controle da eficácia terapêutica do programa de reabilitação fonoaudiológica foi aplicado, pré e pós-fonoterapia, a classificação do grau de comprometimento da disfagia orofaríngea, Functional Oral Intake Scale (FOIS), a avaliação videofluoroscópica da deglutição com medida do tempo de trânsito faríngeo (TTF) da deglutição por meio de software e da percepção do indivíduo. RESULTADOS: na pré-fonoterapia verificou-se disfagia orofaríngea grave, FOIS nível 1, presença de aspiração laringotraqueal para mais de uma consistência e tempo de trânsito faríngeo de 13 segundos. Após fonoterapia verificou-se disfagia orofaríngea moderada, FOIS nível 5, ausência de aspiração laringotraqueal e TTF de 4 segundos. CONCLUSÃO: o protocolo proposto foi capaz de avaliar a eficácia da reabilitação na disfagia orofaríngea neurogênica neste indivíduo pós-acidente vascular encefálico, tanto para mensurar as mudanças ocorridas na fisiopatologia da deglutição quanto na ingestão oral e na percepção do indivíduo. Outros estudos com populações distintas são necessários, sendo que novas propostas devem ainda refletir a inclusão da condição nutricional e pulmonar do indivíduo no controle de eficácia em disfagia orofaríngea.

Comparação entre dois métodos de detecção de DNA de papilomavírus humano em carcinoma epidermoide de lábio

Introdução: Recentemente o papilomavírus humano (HPV) tem sido associado à carcinogênese oral. A metodologia empregada na detecção do vírus é uma das maiores causas observadas da grande variabilidade nas taxas de detecção do HPV. Objetivo: Este estudo comparou a sensibilidade de detecção do DNA do HPV em casos de carcinoma epidermoide de lábio utilizando a amplificação do DNA viral por reação em cadeia da polimerase (PCR) ou nPCR. Material e método: Foram utilizadas 33 amostras provenientes de casos de carcinoma epidermoide de lábio. Para as extrações do DNA utilizou-se o sistema QIAamp DNA Mini Kit. Como controle interno utilizou-se o gene da b-globina. Das 33 amostras iniciais, 30 foram positivas para o gene b-globina, sendo utilizadas para detectar o DNA viral. Comparou-se a amplificação do DNA viral pelos métodos da PCR com os oligonucleotídeos MY09/MY11 e nPCR, empregando-se os pares de oligonucleotídeos iniciadores MY09/MY11 e, na segunda etapa, o par GP5+/GP6+. O controle positivo para a presença do DNA do HPV utilizado foi a linhagem de células HeLa e, como controle negativo, a mistura de amplificação sem DNA. A análise dos produtos de PCR e nPCR para HPV foi realizada por eletroforese em gel de poliacrilamida a 8%. Resultados: Utilizando-se o método da PCR, a amplificação do DNA do HPV foi constatada em dois casos. Com a nPCR foi verificada presença de DNA viral em 13 das 30 amostras. Conclusão: Com a utilização da nPCR, a detecção do HPV nos casos estudados aumentou mais de seis vezes.

Spirulina, exercício e controle da glicemia em ratos diabéticos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Parâmetros do controle postural em mulheres idosas com ou sem histórico de quedas associadas ou não à osteoartrite de joelhos

OBJETIVOS: Comparar parâmetros estabilométricos de mulheres idosas com ou sem histórico de quedas associadas ou não à osteoartrite (OA) de joelhos. MÉTODOS: Cinquenta e seis idosas apresentando ou não histórico de quedas (Q) e OA de joelho unilateral e bilateral foram distribuídas da seguinte maneira: grupo QOA (n = 10), idosas com histórico de queda e OA de joelho; grupo QSOA (n = 11), idosas com histórico de queda e sem OA de joelho; grupo SQOA (n = 14), idosas sem histórico de quedas (SQ) e com OA de joelho; e grupo SQSOA (n = 21), idosas sem histórico de quedas e sem OA de joelho. Para análise do equilíbrio semiestático usando uma plataforma de força, foram avaliados os deslocamentos anteroposterior (DAP) e mediolateral (DML), as velocidades de oscilação anteroposterior (VAP) e mediolateral (VML) em quatro situações na postura ereta. As situações avaliadas foram as seguintes: 1) PFOA: sobre superfície fixa e olhos abertos; 2) PFOF: sobre superfície fixa e olhos fechados; 3) PIOA: sobre superfície instável e olhos abertos; 4) PIOF: sobre superfície instável e os olhos fechados. RESULTADOS: As idosas com OA de joelho apresentaram maior DAP em todas as situações analisadas (P < 0,05), ao passo que idosas com histórico de quedas apresentaram maior DML (P < 0,05). Não houve diferenças entre os grupos para VAP e VML (P > 0,05). CONCLUSÕES: A OA de joelho, por si, é um fator prejudicial no aumento de oscilação do centro de pressão (COP) na direção anteroposterior, enquanto o histórico de quedas, independente da presença de OA de joelhos, traz prejuízos ao controle postural na direção mediolateral.

Controle de movimentos voluntários no membro superior não plégico de portadores de paralisia cerebral hemiplégica espástica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Determinação de parâmetros de validação de métodos cromatográficos para análise de 5-hidroximetilfurfural e açúcares em amostras de processo de produção de polímero biodegradável

A eficiência de métodos para análise de 5-hidroximetilfurfural por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção na região do ultravioleta e determinação de sacarose, glicose e frutose por cromatografia líquida com detecção por índice de refração foi avaliada. Após otimização das condições analíticas, os principais parâmetros de validação (linearidade, limite de quantificação, limite de detecção, recuperação, sensibilidade e precisão) foram determinados e demonstraram que os procedimentos analíticos podem ser aplicados para o controle do processo de produção de poli(3-hidroxibutirato).