Plant height reduction in populations of triticale (X triticosecale Wittmack) by induced mutations and artificial crosses

Induced mutations by gamma radiation (0, 5, 10, 20 and 40 kR doses) and reciprocal crosses were tested as mechanisms of enhancing genetic variability for plant height in two triticale cultivars, BR4 and EMBRAPA18. The reciprocal crosses and all doses of radiation showed similar increase in genetic amplitude for this trait, being suitable for increasing variability in breeding programs. Genotypes showed different responses as the gamma ray doses were increased, expressing shorter plant height. The decision of using induced mutations or artificial crosses depends on the resources available and the selection method to be used

Automated grading of left ventricular segmental wall motion by an artificial neural network using color kinesis images

The present study describes an auxiliary tool in the diagnosis of left ventricular (LV) segmental wall motion (WM) abnormalities based on color-coded echocardiographic WM images. An artificial neural network (ANN) was developed and validated for grading LV segmental WM using data from color kinesis (CK) images, a technique developed to display the timing and magnitude of global and regional WM in real time. We evaluated 21 normal subjects and 20 patients with LVWM abnormalities revealed by two-dimensional echocardiography. CK images were obtained in two sets of viewing planes. A method was developed to analyze CK images, providing quantitation of fractional area change in each of the 16 LV segments. Two experienced observers analyzed LVWM from two-dimensional images and scored them as: 1) normal, 2) mild hypokinesia, 3) moderate hypokinesia, 4) severe hypokinesia, 5) akinesia, and 6) dyskinesia. Based on expert analysis of 10 normal subjects and 10 patients, we trained a multilayer perceptron ANN using a back-propagation algorithm to provide automated grading of LVWM, and this ANN was then tested in the remaining subjects. Excellent concordance between expert and ANN analysis was shown by ROC curve analysis, with measured area under the curve of 0.975. An excellent correlation was also obtained for global LV segmental WM index by expert and ANN analysis (R² = 0.99). In conclusion, ANN showed high accuracy for automated semi-quantitative grading of WM based on CK images. This technique can be an important aid, improving diagnostic accuracy and reducing inter-observer variability in scoring segmental LVWM.

Artificial reflecting structures based on metamaterials

This thesis studies metamaterial-inspired mirrors which provide the most general control over the amplitude and phase of the reflected wavefront. The goal is to explore practical possibilities in designing fully reflective electromagnetic structures with full control over reflection phase. The first part of the thesis describes a planar focusing metamirror with the focal distance less than the operating wavelength. Its practical applicability from the viewpoint of aberrations when the incident angle deviates from the normal one is verified numerically and experimentally. The results indicate that the proposed focusing metamirror can be efficiently employed in many different applications due to its advantages over other conventional mirrors. In the second part of the thesis a new theoretical concept of reflecting metasurface operation is introduced based on Huygens’ principle. This concept in contrast to known approaches takes into account all the requirements of perfect metamirror operation. The theory shows a route to improve the previously proposed metamirrors through tilting the individual inclusions of the structure at a chosen angle from normal. It is numerically tested and the results demonstrate improvements over the previous design.

Synergistic control of forearm based on accelerometer data and artificial neural networks

In the present study, we modeled a reaching task as a two-link mechanism. The upper arm and forearm motion trajectories during vertical arm movements were estimated from the measured angular accelerations with dual-axis accelerometers. A data set of reaching synergies from able-bodied individuals was used to train a radial basis function artificial neural network with upper arm/forearm tangential angular accelerations. The trained radial basis function artificial neural network for the specific movements predicted forearm motion from new upper arm trajectories with high correlation (mean, 0.9149-0.941). For all other movements, prediction was low (range, 0.0316-0.8302). Results suggest that the proposed algorithm is successful in generalization over similar motions and subjects. Such networks may be used as a high-level controller that could predict forearm kinematics from voluntary movements of the upper arm. This methodology is suitable for restoring the upper limb functions of individuals with motor disabilities of the forearm, but not of the upper arm. The developed control paradigm is applicable to upper-limb orthotic systems employing functional electrical stimulation. The proposed approach is of great significance particularly for humans with spinal cord injuries in a free-living environment. The implication of a measurement system with dual-axis accelerometers, developed for this study, is further seen in the evaluation of movement during the course of rehabilitation. For this purpose, training-related changes in synergies apparent from movement kinematics during rehabilitation would characterize the extent and the course of recovery. As such, a simple system using this methodology is of particular importance for stroke patients. The results underlie the important issue of upper-limb coordination.

Artificial neural network models for predicting 1-year mortality in elderly patients with intertrochanteric fractures in China

The mortality rate of older patients with intertrochanteric fractures has been increasing with the aging of populations in China. The purpose of this study was: 1) to develop an artificial neural network (ANN) using clinical information to predict the 1-year mortality of elderly patients with intertrochanteric fractures, and 2) to compare the ANN's predictive ability with that of logistic regression models. The ANN model was tested against actual outcomes of an intertrochanteric femoral fracture database in China. The ANN model was generated with eight clinical inputs and a single output. ANN's performance was compared with a logistic regression model created with the same inputs in terms of accuracy, sensitivity, specificity, and discriminability. The study population was composed of 2150 patients (679 males and 1471 females): 1432 in the training group and 718 new patients in the testing group. The ANN model that had eight neurons in the hidden layer had the highest accuracies among the four ANN models: 92.46 and 85.79% in both training and testing datasets, respectively. The areas under the receiver operating characteristic curves of the automatically selected ANN model for both datasets were 0.901 (95%CI=0.814-0.988) and 0.869 (95%CI=0.748-0.990), higher than the 0.745 (95%CI=0.612-0.879) and 0.728 (95%CI=0.595-0.862) of the logistic regression model. The ANN model can be used for predicting 1-year mortality in elderly patients with intertrochanteric fractures. It outperformed a logistic regression on multiple performance measures when given the same variables.

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.

Efeito da restrição de vitaminas e minerais na alimentação de frangos de corte sobre o rendimento e a composição da carne

Este estudo teve por objetivo determinar o efeito da retirada dos suplementos vitamínico e mineral da dieta de frangos de corte no período final de crescimento sobre o rendimento de carcaça, a gordura abdominal e a composição da carne destas aves. Cento e doze aves de uma linhagem comercial com 21 dias de idade foram alimentadas com dietas experimentais até os 42 dias de idade. Os tratamentos foram: T1 : dieta contendo suplementos vitamínico e mineral; T2: dieta sem suplementos; T3: dieta com suplementos dos dias 21 ao 27; T4: dieta com suplementos dos dias 21 ao 34. Ao final do período experimental oito aves de cada tratamento (metade de cada sexo) foram abatidas e o rendimento de carcaça e gordura abdominal determinados como percentual do peso vivo. As carnes claras e escuras de cada carcaça foram coletadas para determinação da composição proximal. A restrição de vitaminas e minerais na dieta não afetou significativamente o rendimento de carcaça. As aves que receberam a dieta sem suplementos (T2) apresentaram percentagem de gordura abdominal significativamente (P<=0,05) superior a dos outros tratamentos. Os níveis médios de umidade e cinzas na carne dos frangos foram de aproximadamente 73,53% e 1,07%, respectivamente. A concentração de lipídios no T4 foi significativamente (P < 0,05) inferior a dos demais tratamentos e as carnes escuras (6,88%) apresentaram valores significativamente superiores aos das carnes claras (1,42%). O nível médio de proteína foi de 19% com valores variando de 17% na carne escura a 21% na carne clara.

Importância da parede celular de levedura (Saccharomyces sp.) como fonte de fibra na alimentação

O principal objetivo desta pesquisa foi estudar a influência da adição de 10% e 20% da fração parede celular de levedura (Saccharomyces sp.), a uma dieta hipercolesterolêmica (5% gordura de coco mais 2% colesterol) em ratos Wistar. A justificativa para o trabalho está relacionada com a quantidade crescente de levedura gerada como subproduto nas indústrias de álcool e de cerveja e o interesse na utilização de derivados de levedura como ingredientes funcionais em alimentação humana. Utilizou-se como padrão uma dieta de caseína (AIN-93G) com 5% de celulose. Foram também utilizadas dietas hipercolesterolêmicas com 10 ou 20% de celulose, para comparação. Foram avaliados os índices: digestibilidade, valor biológico e utilização líquida aparentes da proteína, quociente de eficiência alimentar, velocidade de trânsito do conteúdo intestinal, comprimento do intestino delgado e as concentrações séricas de lipídios totais, triacilgliceróis e colesterol total. A fração parede celular, assim como a celulose provocaram uma diminuição da digestibilidade da proteína e do quociente de eficiência alimentar, mas não se observou influência no valor biológico da proteína e no ganho de peso. A adição de 10% ou 20%, tanto de parede celular como de celulose promoveu aumento da velocidade de trânsito do conteúdo intestinal e aumento no comprimento do intestino delgado. A fração parede celular nas concentrações de 10% (1° ensaio) ou 20% (2° ensaio) promoveu abaixamento nos níveis de triacilgliceróis séricos, contudo não influiu no abaixamento das concentrações de lipídios totais e de colesterol total.

Previsão de estabilidade de óleos vegetais através da rede de inteligência artificial

Redes Neurais Artificiais são técnicas computacionais que se utilizam de um modelo matemático capaz de adquirir conhecimentos pela experiência; esse comportamento inteligente da rede provém das interações entre unidades de processamento, denominadas de neurônios artificiais. O objetivo deste trabalho foi criar uma rede neural capaz de prever a estabilidade de óleos vegetais, a partir de dados de suas composições químicas, visando um modelo para a previsão da shelf-life de óleos vegetais, tendo como parâmetros apenas dados de suas composições químicas. Os primeiros passos do processo de desenvolvimento da rede consistiram na coleta de dados relativos ao problema e sua separação em um conjunto de treinamento e outro de testes. Estes conjuntos apresentaram como variáveis dados de composição química, que incluíram os valores totais em ácidos graxos, fenóis, tocoferóis e a composição individual em ácidos graxos. O passo seguinte foi a execução do treinamento, onde o padrão de entrada apresentado à rede como parâmetro de estabilidade foi o índice de peróxido, determinado experimentalmente por um período de 16 dias de armazenagem na ausência de luz, a 65ºC. Após o treinamento foi testada a capacidade de previsão adquirida pela rede, em função do parâmetro de estabilidade adotado, mas com um novo grupo de óleos. Seguindo o teste, foi determinada a correlação linear entre os valores de estabilidade previstos pela rede e aqueles determinados experimentalmente. Com os resultados obtidos, pode-se confirmar a viabilidade de previsão da estabilidade de óleos vegetais pela rede neural, a partir de dados de sua composição química, utilizando como parâmetro de estabilidade o índice de peróxido.

Qualidade microbiológica no processamento do frango assado em unidade de alimentação e nutrição

As toxiinfecções alimentares de origem microbiana têm sido reconhecidas como um problema de saúde pública mais abrangente. Os produtos perecíveis protéicos são considerados importantes em relação ao controle higiênico-sanitário. Portanto, o objetivo deste trabalho foi analisar a qualidade microbiológica do processo produtivo do frango assado. O monitoramento da preparação foi realizado por meio de análises microbiológicas do frango cru e assado, swabs de bancadas, cubas, mãos dos manipuladores. O estudo bacteriológico foi desenvolvido no total de 96 amostras que foram submetidas às seguintes análises microbiológicas: Coliformes totais e fecais, Estafilococos coagulase positivo, Salmonella spp. e Clostrídio Sulfito Redutor somente no frango assado. As amostras das bancadas, cubas e mãos dos manipuladores após a higienização e frango assado demonstraram ausência dos microorganismos pesquisados. Das amostras de frango cru, 9,9% apresentaram Coliformes fecais (>15.000 NMP - limite da legislação) e 6,6%, Estafilococus coagulose positivo. Todas as amostras apresentaram ausência de Salmonella spp. As bancadas e mãos, durante a manipulação do frango, apresentaram contaminação por Coliformes fecais, relacionada à contaminação da matéria-prima. Os resultados demonstram que as etapas do processamento estão com qualidade microbiológica adequada, garantido a segurança do produto final.

Fornecimento de hortifrutigranjeiros para unidades de alimentação e nutrição hospitalares

O fornecimento de hortifrutigranjeiros para o setor hospitalar é um importante segmento dentro da cadeia de suprimento agroalimentar. Este fornecimento demanda altos padrões de qualidade, incluindo o cumprimento de normas higiênico-sanitárias, padrão do tamanho, da forma, da procedência, da isenção de resíduos e agrotóxicos, entre outros. O objetivo deste estudo foi analisar o processo atual de fornecimento de hortifrutigranjeiros e identificar as necessidades e exigências das unidades hospitalares. A metodologia empregada foi a de estudo de múltiplos casos. Foram analisados os hospitais do município de Porto Alegre (Rio Grande do Sul, Brasil) e a Central de Abastecimento e Distribuição de Hortifrutigranjeiros e seus distribuidores. Os resultados obtidos demonstram, por parte dos hospitais, grande preocupação quanto ao atual método de fornecimento, bem como a necessidade de um fornecimento especializado. No que se refere aos fornecedores, verificou-se o descumprimento de fatores considerados indispensáveis pelos hospitais, entre os quais o controle na utilização de agrotóxicos, as condições higiênico-sanitárias, a procedência e as condições de transporte. Como conclusão, verificou-se que o fornecimento atual não é eficiente e se dá de maneira inadequada, não atendendo a maioria dos requisitos hospitalares de fornecimento. Sugere-se a implementação da metodologia de Análise dos Perigos e Pontos Críticos de Controle, das Boas Práticas de Fabricação, do Gerenciamento da Cadeia de Suprimentos e do Cooperativismo, como propostas para a otimização do fornecimento.

Validação de critérios para controle de perdas de vitamina C em hortaliças preparadas em unidade de alimentação e nutrição hospitalar

Este estudo teve como objetivo validar critérios testados em laboratório, visando à preservação de vitamina C (Ácido Ascórbico (AA) e Ácido Desidroascórbico (DHA) em couve e tomate preparados em Unidade de Alimentação e Nutrição (UAN) hospitalar. Os critérios foram: armazenamento por 24 horas sob refrigeração (10 °C), sanitização por 15 minutos e distribuição logo após o preparo. Avaliou-se também o conteúdo e a retenção de vitamina C após diferentes tempos de exposição para consumo, rotineiramente utilizados pela UAN. As análises foram realizadas por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), utilizando como fase móvel fosfato de sódio 1 mM, EDTA 1mM, diluídos em água ultrapura, pH 3,0 ajustado com ácido fosfórico. A ANOVA (α = 0,05) foi utilizada para análise dos dados. Não houve diferenças significativas quanto ao conteúdo de vitamina C após as etapas de manipulação das hortaliças, confirmando alta estabilidade da vitamina quanto aos critérios adotados. Entretanto, observou-se redução da retenção de AA em couve aos 60 minutos de exposição para consumo (retenção: 46,94%) e em tomate aos 120 minutos de exposição (retenção: 71,81%). Os critérios mostraram-se eficientes no controle de perdas de vitamina C, recomendando-se sua adoção em outras UAN.

Efeito do triglicerídeo de cadeia média, fibra e cálcio na disponibilidade de ferro, magnésio e zinco em uma formulação de alimentação enteral com otimização conjunta para os três minerais

A terapia nutricional com dietas enterais vem se especializando muito nos últimos anos. Este trabalho teve por objetivo estudar o efeito dos componentes das formulações de dietas enterais: fibra, cálcio e triacilglicerídeos de cadeia média, visando otimizar uma formulação para a dialisabilidade de ferro, magnésio e zinco, utilizando a Metodologia de Superfície de Resposta para Misturas. De acordo com os resultados, a melhor formulação de alimentação enteral otimizada em função da dialisabilidade do ferro, magnésio e zinco foi a proporção de 32,5% de TCM e fibra e 35% de cálcio, o que caracterizou uma formulação otimizada simultaneamente para os três minerais.

Disponibilidade de ferro, digestibilidade de proteína e teor de β-caroteno em formulados alternativos de baixo custo para alimentação enteral de idosos

O objetivo geral deste trabalho foi elaborar formulados alternativos à base de mistura de alimentos convencionais provenientes da cesta básica distribuída por entidades do município de Piracicaba-SP, entre outros alimentos, com o intuito de suplementar a alimentação enteral de idosos. Os alimentos utilizados para elaboração dos formulados foram fubá, óleo de soja, arroz, feijão, macarrão, sardinha, leite em pó, amido de milho, ovos, proteína texturizada de soja, couve-manteiga e cenoura. Foram realizadas análises químicas: composição centesimal, digestibilidade de proteína, determinação do mineral ferro, diálise de ferro in vitro, determinação de β-caroteno e fatores antinutricionais, assim como fenólicos totais e ácido fítico; e análise de custos dos formulados. Os resultados obtidos foram submetidos às análises estatísticas empregando o teste de Tukey e análises de regressão. Concluiu-se com este estudo que os formulados líquidos apresentaram os melhores resultados nutricionais e viabilidade econômica. Dentre estes, podem-se eleger duas alternativas. O formulado F3 se destacou na disponibilidade de ferro, quantidades de β-caroteno e digestibilidade. O formulado F4 se destacou na distribuição do valor calórico total de macronutrientes. Os formulados contribuem com percentual médio de 20% de adequação para idosos, quando ingeridas duas porções de 250 mL/dia de formulados líquidos ou em pó.