Comparação de desempenho entre a formulação direta do Método dos Elementos de Contorno com Funções Radiais e o Método dos Elementos Finitos em problemas de Poisson e Helmholtz

O presente trabalho objetiva avaliar o desempenho do MECID (Método dos Elementos de Contorno com Interpolação Direta) para resolver o termo integral referente à inércia na Equação de Helmholtz e, deste modo, permitir a modelagem do Problema de Autovalor assim como calcular as frequências naturais, comparando-o com os resultados obtidos pelo MEF (Método dos Elementos Finitos), gerado pela Formulação Clássica de Galerkin. Em primeira instância, serão abordados alguns problemas governados pela equação de Poisson, possibilitando iniciar a comparação de desempenho entre os métodos numéricos aqui abordados. Os problemas resolvidos se aplicam em diferentes e importantes áreas da engenharia, como na transmissão de calor, no eletromagnetismo e em problemas elásticos particulares. Em termos numéricos, sabe-se das dificuldades existentes na aproximação precisa de distribuições mais complexas de cargas, fontes ou sorvedouros no interior do domínio para qualquer técnica de contorno. No entanto, este trabalho mostra que, apesar de tais dificuldades, o desempenho do Método dos Elementos de Contorno é superior, tanto no cálculo da variável básica, quanto na sua derivada. Para tanto, são resolvidos problemas bidimensionais referentes a membranas elásticas, esforços em barras devido ao peso próprio e problemas de determinação de frequências naturais em problemas acústicos em domínios fechados, dentre outros apresentados, utilizando malhas com diferentes graus de refinamento, além de elementos lineares com funções de bases radiais para o MECID e funções base de interpolação polinomial de grau (um) para o MEF. São geradas curvas de desempenho através do cálculo do erro médio percentual para cada malha, demonstrando a convergência e a precisão de cada método. Os resultados também são comparados com as soluções analíticas, quando disponíveis, para cada exemplo resolvido neste trabalho.

Influência de polimorfismos nos genes FcγRIIa, CD209, VDR, TNF-α, IL-4, IL-6 e INF-γ na persistência de sintomas clínicos da dengue na fase de covalescença

Diferenças na susceptibilidade do hospedeiro à infecção, na gravidade e na permanência do quadro clínico da doença podem ser atribuídas, em parte, às variações da resposta imune. Estas variações são associadas a polimorfismos de nucleotídeo único (do inglês: single nucleotide polymorphisms - SNPs). Como estudo prévio, foi realizada a caracterização da população geral do Espírito Santo (ES) - Brasil e de uma subpopulação do estado, de origem Pomerana, quanto aos SNPs -131 H/R, -336 A/G, TaqI, -308 A/G, -590 C/T, -174 G/C e +874 A/T nos genes FcγRIIa, CD209, VDR, TNFα, IL-4, IL-6 e INF-γ, respectivamente. Cem indivíduos da Grande Vitória representaram a população geral do ES e 59 indivíduos de Santa Maria de Jetibá representaram a população de origem Pomerana. Como a fase aguda da dengue é bem caracterizada, este estudo objetivou ampliar o conhecimento da fase de convalescença. Noventa e seis indivíduos diagnosticados com dengue sintomática no final de 2012 e início de 2013, no ES, foram acompanhados por 60 dias a partir do início dos sintomas por meio do preenchimento de um questionário clínico e epidemiológico em quatro entrevistas. A persistência de 37 sintomas clínicos da dengue foi avaliada. Para analisar a influência da genética do sistema imunológico do hospedeiro na persistência de sintomas clínicos da dengue na fase de convalescença, foi determinada a associação entre os sete SNPs, para os quais a população do ES foi caracterizada, e a persistência de sintomas. O DNA genômico dos participantes do estudo foi extraído do sangue periférico e a genotipagem dos SNPs foi realizada por reação em cadeia da polimerase - polimorfismo de comprimento de fragmento de restrição (do inglês: polymerase chain reaction - restriction fragment length polymorphism - PCR-RFLP) As frequências genotípicas de todos os SNPs encontraram-se em equilíbrio de Hardy-Weinberg (do inglês: Hardy-Weinberg equilibrium - HWE), com exceção do SNP no gene IL-6. Não houve diferença estatisticamente significante nas frequências genotípicas dos SNPs nos genes FcγRIIa, CD209, VDR, TNF-α e IL-4 entre as duas populações. Diferença estatisticamente significante foi encontrada entre as duas populações nas distribuições genotípicas dos SNPs nos genes IL-6 (p = 0,03) e INF-γ (p = 0,007). Trinta e sessenta dias após o início dos sintomas, 38,5% e 11,5% dos indivíduos com dengue sintomática reportaram ter pelo menos um sintoma clínico da dengue, respectivamente. Dos sintomas analisados, os mais persistentes foram os relacionados à síndrome da fadiga como mialgia, artralgia, astenia e mal-estar, sendo a mialgia o mais frequente. A persistência de sintomas em 30 dias foi associada ao gênero feminino (p = 0,044) e a persistência de sintomas constitucionais foi associada à dengue secundária (p = 0,041). O SNP no gene FcγRIIa, foi associado à persistência de sintomas em 30 dias, no subgrupo de indivíduos com dengue secundária (p = 0,046), sendo a presença do alelo H associada à não persistência de sintomas (p = 0,014). A presença do alelo A do SNP no gene TNF-α foi associada à não persistência de sintomas no subgrupo de indivíduos com dengue secundária (p = 0,025), sendo o genótipo GG associado à persistência de sintomas neurológicos, psicológicos e comportamentais em 30 dias (p = 0,038). A presença do alelo C do SNP no gene IL-6 foi associado à persistência de sintomas dermatológicos em 30 dias (p = 0,005). O perfil genético desses SNPs pode favorecer o estabelecimento de marcadores imunogenéticos associados à fase convalescente da infecção pelo vírus da dengue (do inglês: dengue virus - DENV).

Caracterização molecular, formação de biofilme e susceptibilidade a antimicrobianos de isolados de E. coli de aderência difusa Afa/Dr e não Afa/Dr

A Escherichia coli de aderência difusa (DAEC), um patotipo diarreiogênico de E. coli, corresponde a um grupo heterogêneo sem marcador de virulência comum a todos os isolados e de papel controverso na diarreia infantil. O objetivo deste estudo foi caracterizar genotipica e fenotipicamente amostras de DAEC, portadoras e não portadoras de adesinas Afa/Dr, isoladas de crianças com e sem diarreia. Em 70 amostras de DAEC, PCR foi realizado para pesquisa de genes descritos em DAEC, EAEC ou UPEC, que codificam: (i) oito adesinas fimbriais e afimbriais (fimH, papC, sfa, aggA, aafA, agg3A, aidA/aah, afaC); (ii) cinco toxinas (pet, astA, set1A, sat, hlyA); (iii) três proteínas captadoras/receptora de ferro (irp2, iucA, chuA/shuA); (iv) invasina (daaD) e; antígeno 43 (agn43). Ensaio de formação de biofilme foi realizado a partir da bactéria cultivada em caldo Luria-Bertani e inoculada em placas de poliestireno com DMEM suplementado com 0,4% glicose. A leitura da densidade ótica (DO490) foi realizada após coloração com safranina. Soroaglutinação para 23 antígenos O (Probac do Brasil) foi realizada em 50% das DAEC. Método de difusão de disco foi realizado para testar a suscetibilidade a 13 antimicrobianos. A presença de pelo menos um gene que codifica adesinas, toxinas, proteínas captadoras/receptora de ferro, invasina ou antígeno 43 foram encontrados em 58,6%, 51,4%, 80%, 48,6% e 57,1%, respectivamente, com os genes fimH, irp2, agn43, iucA, chuA/shuA, presentes em mais de 50% das amostras. Gene afaC+ (PCR) e/ou sonda afaBC+ (hibridização de colônias) classificou 50% das DAEC como Afa/Dr, sendo pet, sat, irp2, iucA, chuA/shuA e agn43 significantes nessas amostras (p<0,05). Do total das DAEC, 44,3% foram formadoras de biofilme, igualmente distribuídas entre as Afa/Dr e não Afa/Dr, e nenhum gene foi associado com esse fenótipo. Sorologia de 35 amostras evidenciou os seguintes sorogrupos: 1 O29, 2 O125, 2 O127 e 7 O86. Todas as O86 foram de DAEC Afa/Dr. Maiores frequências de resistência antimicrobiana foram encontradas para ampicilina (55,7%), sulfametoxazol/trimetoprim (35,7%) e tetraciclina (28,6%) e o perfil resistente/intermediário para amoxicilina/ácido clavulânico, ampicilina, sulfametoxazol/trimetoprim foi significante nas DAEC Afa/Dr, assim como a multi-droga resistência (p<0,05). Em conclusão, observou-se: (i) alta frequência de fimH e pet e presença de agn43, até então não descrito em DAEC, em frequências similares àquelas encontradas em EAEC, UPEC e EAEC/UPEC, respectivamente; (ii) que as amostras de DAEC Afa/Dr e não Afa/Dr constituíram grupos com perfis genéticos diferenciados entre si; (iii) poucos sorogrupos foram encontrados entre as DAEC; (iv) frequências de resistência menores quando comparado com as poucas descrições em DAEC, sugerindo uma menor pressão seletiva da população do presente estudo e; (v) amostras de DAEC Afa/Dr podem representar um importante reservatório de genes de resistência a antimicrobianos, além de diversos fatores de virulência.

Piezoresistive sensors for force mapping of hip-prostheses

The success of artificial prosthetic replacements depends on the fixation of the artificial prosthetic component after being implanted in the thighbone. The materials for fixation are subject to mechanical stresses, which originate permanent deformations, incipient cracks and even fatigue fractures. This work shows the possibility of monitoring the mechanical stress over time in prosthesis. In this way, highly sensitive silicon thin-film piezoresistive sensors were developed attached to prosthesis and their results compared with commercial strain gauge sensors. Mechanical stress-strain experiments were performed in compressive mode, during 10,000 cycles. Experimental data was acquired at mechanical vibration frequencies of 0.5 Hz, 1 Hz and 5 Hz, and sent to a computer by means of a wireless link. The results show that there is a decrease in sensitivity of the thin-film silicon piezoresistive sensors when they are attached to the prosthesis, but this decrease does not compromise its monitoring performance. The sensitivity, compared to that of commercial strain gauges, is much larger due to their higher gauge factors (-23.5), when compared to the GFs of commercial sensors (2).

Chronic stress disrupts neural coherence between cortico-limbic structures

Chronic stress impairs cognitive function, namely on tasks that rely on the integrity of cortico-limbic networks. To unravel the functional impact of progressive stress in cortico-limbic networks we measured neural activity and spectral coherences between the ventral hippocampus (vHIP) and the medial prefrontal cortex (mPFC) in rats subjected to short term stress (STS) and chronic unpredictable stress (CUS). CUS exposure consistently disrupted the spectral coherence between both areas for a wide range of frequencies, whereas STS exposure failed to trigger such effect. The chronic stress-induced coherence decrease correlated inversely with the vHIP power spectrum, but not with the mPFC power spectrum, which supports the view that hippocampal dysfunction is the primary event after stress exposure. Importantly, we additionally show that the variations in vHIP-to-mPFC coherence and power spectrum in the vHIP correlated with stress-induced behavioral deficits in a spatial reference memory task. Altogether, these findings result in an innovative readout to measure, and follow, the functional events that underlie the stress-induced reference memory impairments.

SAR calculation using FDTD simulations

The main intend of this work, is to determinate the Specific Absorption Rate (SAR) on human head tissues exposed to radiation caused by sources of 900 and 1800MHz, since those are the typical frequencies for mobile communications systems nowadays. In order to determinate the SAR, has been used the FDTD (Finite Difference Time Domain), which is a numeric method in time domain, obtained from the Maxwell equations in differential mode. In order to do this, a computational model from the human head in two dimensions made with cells of the smallest possible size was implemented, respecting the limits from computational processing. It was possible to verify the very good efficiency of the FDTD method in the resolution of those types of problems.

Stability Condition Based Sliding Mode Modulators for Multilevel Power Converters

Sliding mode controllers for power converters usually employ hysteresis comparators to directly generate the power semiconductors switching states. This paper presents a new sliding mode modulator based on the direct implementation of the sliding mode stability condition, which for multilevel power converters shows advantages, as branch equalized switching frequencies and less distortion on the ac currents when operating near the rated converter power. The new sliding mode multilevel modulator is used to control a three-phase multilevel converter, operated as a reactive power compensator (STATCOM), implementing the stability condition in a digital signal processing system. The performance of this new sliding mode modulator is compared with a multilevel modulator based on hysteresis comparators. Simulation and experimental results are presented in order to highlight the system operation and control robustness.

Effects of age and gender on peripheral lymphocyte micronucleus

Aging in humans appears to be associated with genetic instability. The cytokinesis-blocked micronucleus assay (CBMN) is a comprehensive method for measuring chromosome breakage, DNA misrepair, chromosome loss, non-disjunction, necrosis, apoptosis and cytostasis. Age and gender are the most important demographic variables affecting the micronucleus (MN) index and studies report frequencies in females being greater than those in males by a factor of 1.2 to 1.6 depending on the age group. It has been shown that a higher MN frequency directly corresponds to a decreased efficiency of DNA repair and increased genome instability.

Agrupamento multi-orador

Actualmente tem-se observado um aumento do volume de sinais de fala em diversas aplicações, que reforçam a necessidade de um processamento automático dos ficheiros. No campo do processamento automático destacam-se as aplicações de “diarização de orador”, que permitem catalogar os ficheiros de fala com a identidade de oradores e limites temporais de fala de cada um, através de um processo de segmentação e agrupamento. No contexto de agrupamento, este trabalho visa dar continuidade ao trabalho intitulado “Detecção do Orador”, com o desenvolvimento de um algoritmo de “agrupamento multi-orador” capaz de identificar e agrupar correctamente os oradores, sem conhecimento prévio do número ou da identidade dos oradores presentes no ficheiro de fala. O sistema utiliza os coeficientes “Mel Line Spectrum Frequencies” (MLSF) como característica acústica de fala, uma segmentação de fala baseada na energia e uma estrutura do tipo “Universal Background Model - Gaussian Mixture Model” (UBM-GMM) adaptado com o classificador “Support Vector Machine” (SVM). No trabalho foram analisadas três métricas de discriminação dos modelos SVM e a avaliação dos resultados foi feita através da taxa de erro “Speaker Error Rate” (SER), que quantifica percentualmente o número de segmentos “fala” mal classificados. O algoritmo implementado foi ajustado às características da língua portuguesa através de um corpus com 14 ficheiros de treino e 30 ficheiros de teste. Os ficheiros de treino dos modelos e classificação final, enquanto os ficheiros de foram utilizados para avaliar o desempenho do algoritmo. A interacção com o algoritmo foi dinamizada com a criação de uma interface gráfica que permite receber o ficheiro de teste, processá-lo, listar os resultados ou gerar um vídeo para o utilizador confrontar o sinal de fala com os resultados de classificação.

Guitar solo tracker

A motivação para este trabalho vem da necessidade que o autor tem em poder registar as notas tocadas na guitarra durante o processo de improviso. Quando o músico está a improvisar na guitarra, muitas vezes não se recorda das notas tocadas no momento, este trabalho trata o desenvolvimento de uma aplicação para guitarristas, que permita registar as notas tocadas na guitarra eléctrica ou clássica. O sinal é adquirido a partir da guitarra e processado com requisitos de tempo real na captura do sinal. As notas produzidas pela guitarra eléctrica, ligada ao computador, são representadas no formato de tablatura e/ou partitura. Para este efeito a aplicação capta o sinal proveniente da guitarra eléctrica a partir da placa de som do computador e utiliza algoritmos de detecção de frequência e algoritmos de estimação de duração de cada sinal para construir o registo das notas tocadas. A aplicação é desenvolvida numa perspectiva multi-plataforma, podendo ser executada em diferentes sistemas operativos Windows e Linux, usando ferramentas e bibliotecas de domínio público. Os resultados obtidos mostram a possibilidade de afinar a guitarra com valores de erro na ordem de 2 Hz em relação às frequências de afinação standard. A escrita da tablatura apresenta resultados satisfatórios, mas que podem ser melhorados. Para tal será necessário melhorar a implementação de técnicas de processamento do sinal bem como a comunicação entre processos para resolver os problemas encontrados nos testes efectuados.

Assessing morbidity in the paediatric community

INTRODUCTION: Morbidity information is easily available from medical records but its scope is limited to the population attended by the health services. Information on the prevalence of diseases requires community surveys, which are not always feasible. These two sources of information represent two alternative assessments of disease occurrence, namely demand morbidity and perceived morbidity. The present study was conceived so as to elicit a potential relationship between them so that the former could be used in the absence of the latter. METHODS: A community of 13,365 families on the outskirts of S. Paulo, Brazil, was studied during the period from 15/Nov/1994 to 15/Jan/1995. Data regarding children less than 5 years old were collected from a household survey and from the 2 basic health units in the area. Prevalence of diseases was ascertained from perceived morbidity and compared to estimates computed from demand morbidity. RESULTS: Data analysis distinguished 2 age groups, infants less than 1 year old and children 1 to less than 5. The most important groups of diseases were respiratory diseases, diarrhoea, skin problems and infectious & parasitical diseases. Basic health units presented a better coverage for infants. Though disease frequencies were not different within or outside these units, a better coverage was found for diarrhoea and infectious & parasitical diseases in the infant group, and for diarrhoea in the older age group. Equivalence between the two types of morbidity was found to be limited to the infant group and concerned only the best covered diseases. The odds of a disease being seen at the health service should be of at least 4:10 to ensure this equivalence. CONCLUSION: It was concluded that, provided that health service coverage is good, demand morbidity can be taken as a reliable estimate of community morbidity.

Surprises of the transformer as a coupled oscillator system

We study a system of two RLC oscillators coupled through a variable mutual inductance. The system is interesting because it exhibits some peculiar features of coupled oscillators: (i) there are two natural frequencies; (ii) in general, the resonant frequencies do not coincide with the natural frequencies; (iii) the resonant frequencies of both oscillators differ; (iv) for certain choices of parameters, there is only one resonant frequency, instead of the two expected.

Nutritional status of pregnant women: prevalence and associated pregnancy outcomes

INTRODUCTION: Although obesity is well recognized as a current public health problem, its prevalence and impact among pregnant women have been less investigated in Brazil. The objective of the study was to evaluate the impact of pre-obesity and obesity among pregnant women, describing its prevalence and risk factors, and their association with adverse pregnancy outcomes. METHODS: A cohort of 5,564 pregnant women, aged 20 years or more, enrolled at aproximately 20 to 28 weeks of pregnancy, seen in prenatal public clinics of six state capitals in Brazil were followed up, between 1991 and 1995. Prepregnancy weight, age, educational level and parity were obtained from a standard questionnaire. Height was measured in duplicate and the interviewer assigned the skin color. Nutritional status was defined using body mass index (BMI), according to World Health Organization (WHO) criteria. Odds ratios and 95% confidence interval were calculated using logistic regression. RESULTS: Age-adjusted prevalences (and 95% CI) based on prepregnancy weight were: underweight 5.7% (5.1%-6.3%), overweight 19.2% (18.1%-20.3%), and obesity 5.5% (4.9%-6.2%). Obesity was more frequently observed in older black women, with a lower educational level and multiparous. Obese women had higher frequencies of gestational diabetes, macrosomia, hypertensive disorders, and lower risk of microsomia. CONCLUSIONS: Overweight nutritional status (obesity and pre-obesity) was seen in 25% of adult pregnant women and it was associated with increased risk for several adverse pregnancy outcomes, such as gestational diabetes and pre-eclampsia.

Associação entre polimorfismo inserção/delecção da enzima conversora da angiotensina na diabetes mellitus tipo 2: estudo da população portuguesa

A Diabetes mellitus tipo 2 (DM2) é uma patologia de etiologia múltipla à qual estão associados vários factores genéticos. A Enzima Conversora da Angiotensina (ECA) tem sido alvo de vários estudos pela sua relação com factores pró-inflamatórios, pró-oxidantes e pró-fibrose, sendo o polimorfismo de Inserção/Delecção o mais estudado. Neste contexto, o objectivo deste estudo é assim verificar a distribuição deste polimorfismo numa amostra de indivíduos de nacionalidade portuguesa e verificar a sua possível associação com a DM2. Para tal, foram analisadas 87 amostras (controlos n =24 e diabéticos n =63) de indivíduos de nacionalidade portuguesa. As amostras foram submetidas a um processo de extracção de ADN, sendo posteriormente amplificadas por Polymerase Chain Reaction e analisadas por eletroforese em gel de agarose a 1%. Observou-se uma prevalência de 8% (n=7) com genótipo I/I, 38% (n=33) com genótipo I/D e 54% (n=47) com genótipo D/D. A amostra em estudo demonstrou assim estar sob o equilíbrio Hardy-Weinberg. Observou-se também uma associação entre níveis mais elevados de glicemia e o genótipo I/I (p=0,019). Na análise da utilização de insulina no controlo dos níveis de glicemia na DM2, observou-se uma maior proporção de indivíduos com genótipo D/D. Este estudo demonstra a importância do investimento da caracterização genética em patologias metabólicas multifactoriais como a DM2.

A aplicação da CIF nos programas educativos individualizados das crianças e jardim de infância

A Classificação Internacional da Funcionalidade, Crianças e Jovens (CIF-CJ), usando uma linguagem comum e universal, permite a comunicação entre os diferentes profissionais e investigadores. Sustenta-se numa abordagem biopsicossocial que pressupõe um processo interactivo da participação com os contextos de vida da criança, classificando a criança quanto à sua funcionalidade, definindo perfis de funcionalidade. A reestruturação do Programa Educativo Individual (PEI) através do decreto-lei 3/2008, passa a incluir uma terminologia da CIF-CJ, para a determinação do Perfil de Funcionalidade e Plano de Intervenção. Devido à sua pertinência e actualidade foi objectivo deste estudo fazer a análise da aplicação da CIF nos Programas Educativos Individualizados das crianças da Creche e Jardim de Infância do Cabedelo, verificando se os conteúdos dos PEI das crianças tem ligação com as componentes da CIF-CJ, se são elaborados de modo a englobarem predominantemente os constructos ligados à Actividade e Participação e ao Ambiente segundo o modelo biopsicossocial, e se os constructos identificados no Perfil de Funcionalidade surgem como alvo no Plano de Intervenção. Seleccionámos uma amostra de 15 crianças com Necessidades Educativas Especiais (NEE) com idades entre os dois e os seis anos de idade. A metodologia foi mista iniciando com um estudo qualitativo seguido de uma metodologia quantitativa. Assim procedeu-se a uma análise de conteúdo dos PEI’s, utilizando as linking rules para os relacionar com a CIF-CJ, e posteriormente efectuou-se uma análise de frequências com recurso à estatística descritiva. Os resultados indicam existir uma ligação dos conteúdos dos PEI’s com os componentes da CIF-CJ. O Perfil de Funcionalidade e Plano de Intervenção centram-se na componente Actividades e Participação sendo os Factores do Ambiente menos citados em ambos os processos. Em relação à existência de correspondência dos constructos do Perfil de Funcionalidade com o Plano de Intervenção não há uma correspondência directa em grande parte dos códigos, havendo no entanto uma correspondência na mesma área ou em áreas diferentes mas relacionáveis entre si.