Projecto de Controladores usando Redes Neuronais

Neste documento descreve-se o projeto desenvolvido na unidade curricular de Tese e Dissertação durante o 2º ano do Mestrado de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores no ramo de Automação e Sistemas, no Departamento de Engenharia Eletrotécnica (DEE) do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP). O projeto escolhido teve como base o uso da tecnologia das redes neuronais para implementação em sistemas de controlo. Foi necessário primeiro realizar um estudo desta tecnologia, perceber como esta surgiu e como é estruturada. Por último, abordar alguns casos de estudo onde as redes neuronais foram aplicadas com sucesso. Relativamente à implementação, foram consideradas diferentes estruturas de controlo, e entre estas escolhidas a do sistema de controlo estabilizador e sistema de referência adaptativo. No entanto, como o objetivo deste trabalho é o estudo de desempenho quando aplicadas as redes neuronais, não se utilizam apenas estas como controlador. A análise exposta neste trabalho trata de perceber em que medida é que a introdução das redes neuronais melhora o controlo de um processo. Assim sendo, os sistemas de controlo utilizados devem conter pelo menos uma rede neuronal e um controlador PID. Os testes de desempenho são aplicados no controlo de um motor DC, sendo realizados através do recurso ao software MATLAB. As simulações efetuadas têm diferentes configurações de modo a tirar conclusões o mais gerais possível. Assim, os sistemas de controlo são simulados para dois tipos de entrada diferentes, e com ou sem a adição de ruído no sensor. Por fim, é efetuada uma análise das respostas de cada sistema implementado e calculados os índices de desempenho das mesmas.

Aquisição e Processamento de Imagens de Microscopia em Balística Forense

As novas tecnologias aplicadas ao processamento de imagem e reconhecimento de padrões têm sido alvo de um grande progresso nas últimas décadas. A sua aplicação é transversal a diversas áreas da ciência, nomeadamente a área da balística forense. O estudo de evidências (invólucros e projeteis) encontradas numa cena de crime, recorrendo a técnicas de processamento e análise de imagem, é pertinente pelo facto de, aquando do disparo, as armas de fogo imprimirem marcas únicas nos invólucros e projéteis deflagrados, permitindo relacionar evidências deflagradas pela mesma arma. A comparação manual de evidências encontradas numa cena de crime com evidências presentes numa base de dados, em termos de parâmetros visuais, constitui uma abordagem demorada. No âmbito deste trabalho pretendeu-se desenvolver técnicas automáticas de processamento e análise de imagens de evidências, obtidas através do microscópio ótico de comparação, tendo por base algoritmos computacionais. Estes foram desenvolvidos com recurso a pacotes de bibliotecas e a ferramentas open-source. Para a aquisição das imagens de evidências balísticas foram definidas quatro modalidades de aquisição: modalidade Planar, Multifocus, Microscan e Multiscan. As imagens obtidas foram aplicados algoritmos de processamento especialmente desenvolvidos para o efeito. A aplicação dos algoritmos de processamento permite a segmentação de imagem, a extração de características e o alinhamento de imagem. Este último tem como finalidade correlacionar as evidências e obter um valor quantitativo (métrica), indicando o quão similar essas evidências são. Com base no trabalho desenvolvido e nos resultados obtidos, foram definidos protocolos de aquisição de imagens de microscopia, que possibilitam a aquisição de imagens das regiões passiveis de serem estudadas, assim como algoritmos que permitem automatizar o posterior processo de alinhamento de imagens de evidências, constituindo uma vantagem em relação ao processo de comparação manual.

Priapismo na Criança - Caso Clínico e Revisão da Literatura

Reporta-se um caso clínico de uma criança de 10 anos, com anemia de células falciformes que recorre ao serviço de urgência por priapismo com 12h de evolução. A propósito deste caso clínico fez-se uma revisão da literatura sobre priapismo na criança: definição, etiologia mais frequente, diagnóstico e tratamento.

Effects of Aerobic Exercise Associated with Abdominal Microcurrent: A Preliminary Study

Objective: To analyze the short- and long-term effects of microcurrent used with aerobic exercise on abdominal fat (visceral and subcutaneous). Methods: Forty-two female students from a university population were randomly assigned into five group: intervention group (IG) 1 (n=9), IG2 (n=9), IG3 (n=7), IG4 (n=8), and placebo group (PG) (n=9). An intervention program of 10 sessions encompassing microcurrent and aerobic exercise (performed with a cycloergometer) was applied in all groups, with slightly differences between them. In IG1 and IG2, microcurrent with transcutaneous electrodes was applied, with different frequency values; 30-minute exercise on the cycloergometer was subsequently performed. IG3 used the same protocol as IG1 but with different electrodes (percutaneous), while in IG4 the microcurrent was applied simultaneously with the cycloergometer exercise. Finally, the PG used the IG1 protocol but with the microcurrent device switched off. All groups were evaluated through ultrasound and abdominal perimeter measurement for visceral and subcutaneous abdominal fat assessment; through calipers for skinfolds measurement; through bioimpedance to evaluate weight, fat mass percentage, and muscular mass; and through blood analyses to measure cholesterol, triglyceride, and glucose levels. Results: After intervention sessions, visceral fat decreased significantly in IG1 compared with the PG. Subcutaneous fat was reduced significantly in all groups compared with the PG. After 4 weeks, almost all results were maintained. Conclusion: The addition of microcurrent to aerobic exercise may reduce fat more than does aerobic exercise alone.

FAS -670A>G genetic polymorphism Is associated with Treatment Resistant Depression

Background Hippocampal neurogenesis has been suggested as a downstream event of antidepressants (AD) mechanism of action and might explain the lag time between AD administration and the therapeutic effect. Despite the widespread use of AD in the context of Major Depressive Disorder (MDD) there are no reliable biomarkers of treatment response phenotypes, and a significant proportion of patients display Treatment Resistant Depression (TRD). Fas/FasL system is one of the best-known death-receptor mediated cell signaling systems and is recognized to regulate cell proliferation and tumor cell growth. Recently this pathway has been described to be involved in neurogenesis and neuroplasticity. Methods Since FAS -670A>G and FASL -844T>C functional polymorphisms never been evaluated in the context of depression and antidepressant therapy, we genotyped FAS -670A>G and FASL -844T>C in a subset of 80 MDD patients to evaluate their role in antidepressant treatment response phenotypes. Results We found that the presence of FAS -670G allele was associated with antidepressant bad prognosis (relapse or TRD: OR=6.200; 95% CI: [1.875–20.499]; p=0.001), and we observed that patients carrying this allele have a higher risk to develop TRD (OR=10.895; 95% CI: [1.362–87.135]; p=0.008).Moreover, multivariate analysis adjusted to potentials confounders showed that patients carrying G allele have higher risk of early relapse (HR=3.827; 95% CI: [1.072–13.659]; p=0.039). FAS mRNA levels were down-regulated among G carriers, whose genotypes were more common in TRD patients. No association was found between FASL-844T>C genetic polymorphism and any treatment phenotypes. Limitations Small sample size. Patients used antidepressants with different mechanisms of action. Conclusion To the best of our knowledge this is the first study to evaluate the role of FAS functional polymorphism in the outcome of antidepressant therapy. This preliminary report associates FAS -670A>G genetic polymorphism with Treatment Resistant Depression and with time to relapse. The current results may possibly be given to the recent recognized role of Fas in neurogenesis and/or neuroplasticity.

Does Metabolic Syndrome Predict Significant Angiographic Coronary Artery Disease?

INTRODUCTION: Metabolic syndrome (MS) is an independent predictor of acute cardiovascular events. However, few studies have addressed the relationship between MS and stable angiographic coronary artery disease (CAD), which has a different pathophysiological mechanism. We aimed to study the independent predictors for significant CAD, and to analyze the impact of MS (by the AHA/NHLBI definition) on CAD. METHODS: We prospectively included 300 patients, mean age 64±9 years, 59% male, admitted for elective coronary angiography (suspected ischemic heart disease), excluding patients with known cardiac disease. All patients underwent assessment of demographic, anthropometric, and laboratory data and risk factors, and subsequently underwent coronary angiography. RESULTS: In the study population, 23.0% were diabetic, 40.5% had MS (and no diabetes) and 36.7% had neither diagnosis. Significant CAD was present in 51.3% of patients. CAD patients were older and more frequently male and diabetic, with increased triglycerides and glucose and lower HDL cholesterol. Abdominal obesity was also less prevalent. MS was not associated with the presence of CAD (OR 0.94, 95% CI 0.59-1.48, p=0.778). Of the MS components, the most important predictors of CAD were increased glucose and triglycerides. Abdominal obesity was associated with a lower risk of CAD. In a multivariate logistic regression model for CAD, independent predictors of CAD were age, male gender, glucose and triglycerides. Body mass index had a protective effect. CONCLUSIONS: Although MS is associated with cardiovascular events, the same was not found for stable angiographically proven CAD. Age, gender, diabetes and triglycerides are the most influential factors for CAD, with abdominal obesity as a protective factor.

Prevalence of Metabolic Syndrome and Diabetes on a High-Risk Population with Suspected Coronary Artery Disease

Objectivos: A prevalência de Sindroma Metabólica (SM) e diabetes é variável consoante a definição utilizada, assim como com a região geográfica e o grupo étnico estudado. Não existem estudos em indivíduos portugueses com suspeita de doença arterial coronária. Analisámos a prevalência de SM e diabetes nesta população específica de doentes, comparando também definições. Métodos: Incluíram-se no estudo 300 indivíduos, com uma idade media de 64 ± 9 anos, 59% do género masculino, admitidos para angiografia coronária electiva, tendo sido excluídos os doentes com doença cardíaca previamente conhecida. Avaliou-se a prevalência de SM e de diabetes. Resultados: A prevalência ajustada de SM foi de 39,3% (critério NCEP-ATP III), 53,8% (critério IDF) e 48,4% (critério AHA/NHLBI). A prevalência ajustada de diabetes foi de 14,8% pela definição prévia da ADA e de 36.4% com a definição mais recente. A concordância global entre as definições de SM foi de 45,3%, sendo mais elevada entre as definições da AHA/NHLBI e da NCEP-ATP III (Kappa 0,821). A prevalência de SM está altamente dependente da idade em ambos os géneros, sendo mais prevalente no género feminino. A prevalência de diabetes é também dependente da idade, sendo semelhante em ambos os géneros. O componente de SM mais frequente é a hipertensão arterial, seguido pela obesidade abdominal, elevação da glicose, colesterol-HDL baixo e finalmente elevação dos triglicéridos. É também importante referir que 60% dos doentes estavam sob terapêutica hipolipemiante (56,6% com estatinas, 1,7% com fibratos e 1,7% com ambos). A diferença mais significativa entre géneros no que diz respeito aos componentes de SM é a elevada prevalência de obesidade abdominal no género feminino. Conclusões: Nesta população de alto risco, a prevalência de SM é elevada, sendo contudo a prevalência de diabetes semelhante à registada em estudos epidemiológicos na população geral.

Predictors of adherence to the Mediterranean diet from the first to the second trimester of pregnancy

Background: Although changes in eating patterns may occur during gestation, predictors of these changes have not been explored. This study aimed to identify predictors of adherence to the Mediterranean diet (MD) from the first to second trimester of pregnancy. Methods: A prospective study was conducted with 102 pregnant women aged 18-40, from the city of Porto, Portugal. Socio-demographic and lifestyle characteristics were assessed through a questionnaire. Food consumption was assessed with a three-day food diary completed during the first and second trimesters. Participants were categorized according to their change in adherence to the MD into the negative change group (i.e., women who had low adherence in each trimester or had high adherence in the first trimester and then low adherence in the second) and the positive change group (i.e., women who had high adherence in both trimesters or had low adherence in the first trimester and then high adherence in the second). Conditional stepwise logistic regression models were performed to assess the potential predictors of negative MD change. Results: Among the 102 women, 39.2% had negative change from the first to the second trimester. The logistic model´s results show that being married (OR=0.26, 95%CI: 0.10, 0.76) and having a higher intake of vegetables in the first trimester (OR=0.17, 95%CI: 0.10, 0.43) were associated with lower odds of having a negative change in adherence to the MD from the first to second trimester. Conclusion: Marital status and vegetable consumption seem to be associated with a lower occurrence of negative change in adherence to the MD from early to middle pregnancy.

Candida glabrata susceptibility to antifungals and phagocytosis is modulated by acetate

Candida glabrata is considered a major opportunistic fungal pathogen of humans. The capacity of this yeast species to cause infections is dependent on the ability to grow within the human host environment and to assimilate the carbon sources available. Previous studies have suggested that C. albicans can encounter glucose-poor microenvironments during infection and that the ability to use alternative non-fermentable carbon sources, such as carboxylic acids, contributes to the virulence of this fungus. Transcriptional studies on C. glabrata cells identified a similar response, upon nutrient deprivation. In this work, we aimed at analyzing biofilm formation, antifungal drug resistance, and phagocytosis of C. glabrata cells grown in the presence of acetic acid as an alternative carbon source. C. glabrata planktonic cells grown in media containing acetic acid were more susceptible to fluconazole and were better phagocytosed and killed by macrophages than when compared to media lacking acetic acid. Growth in acetic acid also affected the ability of C. glabrata to form biofilms. The genes ADY2a, ADY2b, FPS1, FPS2, and ATO3, encoding putative carboxylate transporters, were upregulated in C. glabrata planktonic and biofilm cells in the presence of acetic acid. Phagocytosis assays with fps1 and ady2a mutant strains suggested a potential role of FPS1 and ADY2a in the phagocytosis process. These results highlight how acidic pH niches, associated with the presence of acetic acid, can impact in the treatment of C. glabrata infections, in particular in vaginal candidiasis.

Nefrectomia Laparoscópica em Idade Pediátrica

Objectivos: Numerosas séries têm sido publicadas documentando a experiência em nefrectomias por via transperitoneal e retroperitoneal. Este artigo pretende documentar as primeiras 10 nefrectomias e nefroureterectomias laparoscópicas via transperitoneal realizadas no Hospital D. Estefânia. Material e Métodos: Revisão retrospectiva de cinco nefrectomias e cinco nefroureterectomias laparoscópicas realizadas no período de Fevereiro a Setembro de 2010 em crianças com idades compreendidas entre os 2 e os 18 anos. Todos os doentes foram referenciados por complicações de rins não funcionantes. Os procedimentos, via transperitoneal, foram unilaterais, com recurso a 3 portas. Foi igualmente efectuada a análise da duração da cirurgia, taxa de conversão, tempo de internamento e complicações associadas à técnica. Resultados: Todos os rins foram removidos com sucesso por via laparoscópica, sem necessidade de conversão em nenhum dos casos. O tempo operatório médio foi de 103 minutos. Cinco doentes tiveram alta ao 2º dia de pós-operatório, três doentes ao 3º dia de pós-operatório e dois doentes, pela complexidade médico-cirúrgica inerente tiveram internamentos mais prolongados. Não se verificaram complicaçõesno per- ou pós-operatório, com retoma precoce da actividade normal em todos os doentes. Conclusão: A nefrectomia laparoscópica na criança parece ser uma alternativa viável e segura à cirurgia aberta. Consideramos necessário a aquisição de mais experiência para reduzir os tempos operatórios e definir a sua verdadeira eficácia. A experiência adquirida com outros procedimentos laparoscópicos transperitoneais foi determinante na opção por esta via (versus retroperitoneal).

Pesquisa de Sequências do Cromossoma Y em Indivíduos com Síndroma de Turner

O síndroma de Turner (TS) tem sido descrito em associação com diversas anomalias dos cromossomas sexuais. Embora a maioria dos individuos com TS não apresentem evidência citogenética de sequências do cromossoma Y, diferentes autores consideram que algumas doentes com TS podem possuir uma linha celular minoritária contendo material do cromossoma Y, que não é detectada pela análise citogenética convencional. A identificação de moisacismos minoritários ou subrepresentados contendo o cromossoma Y é de importância fundamental em termos clínicos devido ao risco aumentado que estas doentes possuem para desenvolvimento de gonadoblastoma. No presente estudo procedeu-se à análise citogenética convencional de linfócitos de sangue periférico obtidos de 22 doentes com TS. Destas doentes, doze possuíam cariotipo 45,X, em sete foram detectados mosaicos com ou sem anomalias estruturais do cromossoma X e nas restantes três foram identificados os seguintes cariotipos: 46,X,i (X)(q10); 46,X,+mar/47,X,idic(Y),+mar e 45,X/46,X,+r. Os estudos moleculares foram realizados em DNA genómico obtido a partir de linfócitos de sangue periférico e de células de mucosa bucal, dois tecidos que derivam de folhetos embrionários diferentes, respectivamente, mesoderme e ectoderme. A pesquisa de moisacismos minoritários envolvendo o cromossoma Y foi efectuada por PCR simples e PCR nested para os seguintes loci específicos do cromossoma Y: SRY (sex determining region Y), TSPY (testis specific protein Y encoded), DYZ3 (locus centromérico) e DAZ1 (deleted in azoospermia). O uso de STSs localizados nos braços curto e longo do cromossoma Y permitiu a caracterização de um idic (Y)e de um cromossoma em anel, detectados em duas das doentes estudadas. A eleveda sensibilidade da PCR nested (1 célila masculina/125 000 células femininas) permitiu excluir a presença de moisacismos minoritários do Y em 20 das 22 doentes com TS. Na doente com um idic(Y) a análise por PCR simples foi posistiva para todos os loci estudados com excepção da região heterocromática. Este resultado permitiu identificar o ponto de quebra no braço longo entre sY158 e sY159, tendo-se confirmado por hibridação in situ de fluorescência (FISH), a duplicação da eurocromatina do braço longo, centrómero e braço curto do cromossoma Y. A caracterização do cromossoma em anel, detectado num das doentes com TS só foi possível por FISH e por PCR. Neste cromossoma, derivado de Y, foi detectada, no braço curto, a delecção da região pseudoautossómica 1 (PARY1)e, no braço longo, a delecção dos intervalos 6 e 7. Contudo, o referido cromossoma foi positivo para os loci SRY, RPS4Y, AMGY, TSPY localizados no braço curto, DYZ3 (centrómero) e, sY85, DFFRY, GY6, sY87, sY113, sY119, sY122, sY126 e RBMY1 localizados no braço longo do cromossoma Y. Este estudo permitiu, assim, excluir a presença de moisacismos minoritários do cromossoma Y em dois tecidos obtidos de 20 doentes com TS, e caracterizar por FISH e análise molecular, um idic(Y) e um cromossoma em anel, em que a natureza deste último não tinha sido identificada por análise citogenética convencional. O risco elevado de desenvolvimento de gonadoblastoma nos indivíduos com TS que possuem sequências do cromossoma Y justifica a aplicação de FISH e PCR para a caracterização de cromossomas marcadores e a utilização de PCR nested para a detecção de moisacismos minoritários do Y sempre que o material deste cromossoma não seja detectado pela análise citogenética convencional em doentes com cariotipo 45,X e/ou virilização.

Pilosidade Púbica na Criança e Hiperplasia Congénita Supra-Renal Não Clássica

Antes dos 8 anos de idade no sexo feminino e dos 9 no masculino, o aparecimento de pelos púbicos, pode ser a primeira manifestação de doença das gónadas ou das supra-renais. Para reconhecimento da Hiperplasia congénita supra-renal de início tardio, em situações de Pubarca prematura, realizámos a Prova curta de estimulação da supra-renal com Synacthen, em trinta crianças. Cinco meninas e um rapaz revelaram um défice de 21-hidroxilase, demonstrado pelo valores da 17-OH Progesterona sérica aos 60 minutos;28,8 +_ 15,2ng/ml, sendo num grupo de controle 2,30 ng/ml (p<0,01). A incidência de 20% encontrada, justifica a realização desta prova em todas as Pubarcas prematuras.

Achieving K/DOQI Targets with Cinacalcet in Dialysis Patients with Secondary Hyperparathyroidism. A Portuguese Observational Study

Secondary hyperparathyroidism is a common complication of chronic kidney disease. The elevated serum intact parathyroid hormone, phosphorus, calcium and calcium x phosphorus product have been independently associated with an increased relative risk of mortality. The standard therapy for secondary hyperparathyroidism, including active vitamin D analogues and phosphate binders, is often insufficient to allow patients to achieve the recommended Kidney Disease Outcomes Quality Initiative targets for bone and mineral metabolism. Randomised controlled phase III clinical studies in chronic kidney disease patients with secondary hyperparathyroidism have shown that cinacalcet treatment increases the proportion of patients achieving the recommended Kidney Disease Outcomes Quality Initiative targets for intact parathyroid hormone, phosphorus, calcium and calcium x phosphorus product. Aims: This observational multicentre study aims to evaluate cinacalcet’s ability to achieve and maintain Kidney Disease Outcomes Quality Initiative targets in a population with secondary hyperparathyroidism on chronic haemodialysis in Portugal. Patients and Methods: Patients on chronic dialysis that received cinacalcet during a free sampling programme were enrolled. Retrospective and prospective monthly data were collected from 3 months before until 6 months after the beginning of cinacalcet treatment. Additional assessment included a 12 month evaluation of all parameters. Results: 140 dialysis patients with secondary hyperparathyroidism were enrolled, 60% male, mean age 57.4±14.1 years. The mean intact parathyroid hormone, calcium, phosphorus, and calcium x phosphorus product values at baseline were 751.7±498.8 pg/ml, 9.7±3.8 mg/dl, 5.5±1.5 mg/dl, and 52.7±25.3 mg2/dl2, respectively. After 6 months’ cinacalcet treatment, 26.2%, 53.6%, 59.3%, and 81.0% of the patients achieved the Kidney Disease Outcomes Quality Initiative recommended levels for intact parathyroid hormone, calcium, phosphorus, and calcium x phosphorus product, respectively. The mean dose of cinacalcet at 6 months was 57.1±29.7 mg/day. Conclusions: The use of cinacalcet in clinical practice is an effective option for the treatment of secondary hyperparathyroidism in chronic dialysis patients, allowing more patients to reach and maintain the Kidney Disease Outcomes Quality Initiative targets.

Physical Activity, Obesity Status, and Blood Pressure in Preschool Children

Objective To examine the combined effects of physical activity and weight status on blood pressure (BP) in preschool-aged children. Study design The sample included 733 preschool-aged children (49% female). Physical activity was objectively assessed on 7 consecutive days by accelerometry. Children were categorized as sufficiently active if they met the recommendation of at least 60 minutes daily of moderate-to-vigorous physical activity (MVPA). Body mass index was used to categorize children as nonoverweight or overweight/obese, according to the International Obesity Task Force benchmarks. BP was measured using an automated BP monitor and categorized as elevated or normal using BP percentile-based cut-points for age, sex, and height. Results The prevalence of elevated systolic BP (SBP) and diastolic BP was 7.7% and 3.0%, respectively. The prevalence of overweight/obese was 32%, and about 15% of children did not accomplish the recommended 60 minutes of daily MVPA. After controlling for age and sex, overweight/obese children who did not meet the daily MVPA recommendation were 3 times more likely (OR 3.8; CI 1.6-8.6) to have elevated SBP than nonoverweight children who met the daily MVPA recommendation. Conclusions Overweight or obese preschool-aged children with insufficient levels of MVPA are at significantly greater risk for elevated SBP than their non overweight and sufficiently active counterparts. (J Pediatr 2015;167:98-102).