Improved polymeric medical devices for active substances delivery

The work presented in this thesis was developed in collaboration with a Portuguese company, BeyonDevices, devoted to pharmaceutical packaging, medical technology and device industry. Specifically, the composition impact and surface modification of two polymeric medical devices from the company were studied: inhalers and vaginal applicators. The polyethylene-based vaginal applicator was modified using supercritical fluid technology to acquire self-cleaning properties and prevent the transport of bacteria and yeasts to vaginal flora. For that, in-situ polymerization of 2-substituted oxazolines was performed within the polyethylene matrix using supercritical carbon dioxide. The cationic ring-opening polymerization process was followed by end-capping with N,N-dimethyldodecylamine. Furthermore, for the same propose, the polyethylene matrix was impregnated with lavender oil in supercritical medium. The obtained materials were characterized physical and morphologically and the antimicrobial activity against bacteria and yeasts was accessed. Materials modified using 2-substituted oxazolines showed an effective killing ability for all the tested microorganisms, while the materials modified with lavender oil did not show antimicrobial activity. Only materials modified with oligo(2-ethyl-2-oxazoline) maintain the activity during the long term stability. Furthermore, the cytotoxicity of the materials was tested, confirming their biocompatibilty. Regarding the inhaler, its surface was modified in order to improve powder flowability and consequently, to reduce powder retention in the inhaler´s nozzle. New dry powder inhalers (DPIs), with different needle’s diameters, were evaluated in terms of internal resistance and uniformity of the emitted dose. It was observed that they present a mean resistance of 0.06 cmH2O0.5/(L/min) and the maximum emitted dose obtained was 68.9% for the inhaler with higher needle´s diameter (2 mm). Thus, this inhaler was used as a test and modified by the coating with a commonly-used force control agent, magnesium stearate, dried with supercritical carbon dioxide (scCO2) and the uniformity of delivered dose tests were repeated. The modified inhaler showed an increase in emitted dose from 68.9% to 71.3% for lactose and from 30.0% to 33.7% for Foradil.

Gas gap heat switch for CryoFree project

Cryogen-free superconducting magnet systems have become popular during the last two decades for the simple reason that with the use of liquid helium is rather cumbersome and is a scarce resource. Some available CFMS uses a mechanical cryocooler as cold source of the superconductor magnet. However, the cooling of the sample holder is still made through an open circuit of helium. A thermal management of a completely cryogen-free system is possible to be implemented by using a controlled gas gap heat switch (GGHS) between the cryocooler and the variable temperature insert (VTI). This way it would eliminate the helium open circuit. Heat switches are devices that allow to toggle between two distinct thermal states (ON and OFF state). Several cryogenic applications need good thermal contact and a good thermal insulation at different stages of operation. A versatile GGHS was designed and built with a 100 mm gap and tested with helium as exchange gas. An analytic thermal model was developed and a good agreement with the experimental data was obtained. The device was tested on a crycooler at 4 to 80 K ranges. A 285 mW/K thermal conductance was measured at ON state and 0.09 mW/K at OFF. 3000 ON/OFF thermal conductance ratio was obtained at 4 K with helium.

Combining WLAN fingerprint-based localization with sensor data for indoor navigation using mobile devices

This project proposes an approach for supporting Indoor Navigation Systems using Pedestrian Dead Reckoning-based methods and by analyzing motion sensor data available in most modern smartphones. Processes suggested in this investigation are able to calculate the distance traveled by a user while he or she is walking. WLAN fingerprint- based navigation systems benefit from the processes followed in this research and results achieved to reduce its workload and improve its positioning estimations.

Impacto clínico da tecnologia em ultra-sonografia

Recentemente, a tecnologia em Ultra-sons (US) tem sofrido grandes avanços tecnológicos e, como resultado, novas técnicas e aplicações clínicas são introduzidas frequentemente. Estas técnicas inovadoras apresentam o potencial de assistir os médicos na caracterização de entidades clínicas e de melhorar a qualidade do diagnóstico clínico. No entanto, a implementação destas técnicas requer uma avaliação objectiva das suas potencialidade e limitações, assim como da sua performance clínica para permitir a sua adopção na prática clínica. Este projecto aborda duas patologias particulares: a Cardiomiopatia Cirrótica (CC) e lesões oncológicas mamárias. Considerando a primeira, é aplicada a tecnologia disponível, em especial a Aplicação Clínica VVI de modo a detectar anormalidades que possam não ser visíveis com recurso à ecocardiografia convencional, com o objectivo de definir critérios de diagnóstico precisos. Para a segunda, pretende-se efectuar uma avaliação da performance clínica de um novo método de quantificação em Elastografia - o Strain Ratio (SR) - que analisa a rigidez das lesões mamárias, permitindo assim um diagnóstico clínico mais completo e rigoroso. Para atingir estes objectivos, é efectuada uma análise extensiva, utilizando testes estatísticos como a One-Way ANOVA, permitindo que diferenças estatisticamente relevantes sejam encontradas nos parâmetros considerados. Outros testes foram usados em cada estudo clínico, tendo em conta as suas características específicas – a análise ROC é utilizada para quantificar o acréscimo que o SR poderá potencialmente trazer em relação às técnicas convencionais. Embora não tenha sido possível reunir todas as condições necessárias para validar a contribuição dos US para o diagnóstico da CC, foi possível encontrar evidências que corroboram tratar-se uma patologia clinicamente latente. Os resultados do segundo estudo evidenciam que o SR poderá ser introduzido nos workflows clínicos a curto prazo, tendo no entanto em consideração que este produz resultados mais fidedignos quando utilizado como ferramenta complementar de apoio à decisão clínica do que como um método de quantificação absoluta.

ClearPhoto - augmented photography

The widespread use of mobile devices has made known to the general public new areas that were hitherto confined to specialized devices. In general, the smartphone came to give all users the ability to execute multiple tasks, and among them, take photographs using the integrated cameras. Although these devices are continuously receiving improved cameras, their manufacturers do not take advantage of their full potential, since the operating systems normally offer simple APIs and applications for shooting. Therefore, taking advantage of this environment for mobile devices, we find ourselves in the best scenario to develop applications that help the user obtaining a good result when shooting. In an attempt to provide a set of techniques and tools more applied to the task, this dissertation presents, as a contribution, a set of tools for mobile devices that provides information in real-time on the composition of the scene before capturing an image. Thus, the proposed solution gives support to a user while capturing a scene with a mobile device. The user will be able to receive multiple suggestions on the composition of the scene, which will be based on rules of photography or other useful tools for photographers. The tools include horizon detection and graphical visualization of the color palette presented on the scenario being photographed. These tools were evaluated regarding the mobile device implementation and how users assess their usefulness.

Utilização da tecnologia de separação por membranas na reabilitação de sistemas de tratamento de água

Os sistemas de tratamento de água, existentes e de futuro, deverão ter em consideração diversos aspectos multidisciplinares, tais como o fenómeno de sobrepopulação, a escassez de água, a deterioração da qualidade das águas superficiais, o aumento das exigências legais e o aumento dos custos de energia. Neste sentido, os processos de separação por membranas (PSM), foram estudados para aferir acerca da sua aplicação na produção de água de elevada qualidade para consumo humano, independentemente das variações de qualidade na origem. Neste trabalho avaliou-se a qualidade da água da Albufeira de Monte Novo, concluindo-se que esta se encontra eutrofizada e com parâmetros indicadores da qualidade da água classificados com nível >A3. A linha de tratamento convencional, instalada na ETA de Monte Novo, foi avaliada perante um cenário de deterioração da qualidade da água bruta e de novos objectivos definidos para a qualidade final da água tratada. Sem a existência de uma nova etapa final de afinação, não é garantida a completa remoção de parâmetros microbiológicos (microrganismos potencialmente patogénicos, vírus, cianotoxinas) e de subprodutos da desinfecção. Foi proposta uma solução de reabilitação da linha de tratamento, que inclui um processo integrado de UF, complementado pela linha de tratamento existente, que actua como pré-tratamento. Esta solução foi analisada em termos de custos operacionais, comparativamente à solução actualmente instalada. Em comparação, o consumo energético anual da solução ETA-UF, tanto em época baixa, como em época alta, foi mais elevado, e o consumo de reagentes foi mais reduzido. Globalmente, a poupança obtida através das menores dosagens de reagentes, permitiu à solução ETA-UF diluir o efeito de um maior consumo energético, obtendo-se uma redução de 11% nos custos anuais operacionais e um custo de 0,08 €/m3 de água tratada. Tendo em conta o elevado investimento inicial na solução ETA-UF, o período de retorno foi de 6 anos, para um horizonte de projecto de 16 anos.

La Réforme des soins en santé mentale en Belgique: analyse d'un modéle

RESUMO: O relatório anual de 2001 da Organização Mundial de Saúde (OMS), anunciou o interesse social dos problemas crescentes em matéria de saúde mental e relativo à necessidade urgente de uma extensão, como também, para uma melhor organização da oferta de tratamento. Sob proposta da Bélgica, esta observação foi traduzida em uma resolução « Mental health :responding to the call for action » (déclaração de intenção do 18 de maio de 2002). Nós notamos que certos países, como os Estados Unidos ou a Grã Bretanha transformam sistematicamente o tratamento residencial em um tratamento mais dirigido para a comunidade. Eles também se concentram na descoberta prematura dos problemas psiquiátricos. Este fenômeno de désinstitutionalisação obteve resultados concretos e traz um ganho certo, tanto para os atores do campo da saúde mental, como também para os candidatos a um tratamento. O tratamento das pessoas dentro do seu meio de vida é muito claramente reconhecido. As evoluções que marcaram os tratamentos em saúde mental na Bélgica durante estes utimos 40 anos mostram que vários paços importantes já foram feitos. A reforma tem como objetivo converter a oferta hospitalar e montar tratamentos dirigidos para e dentro da comunidade pela criação de equipas móveis que se inscrevem no dispositivo comunitário, historicamente muito activo bem que sub-financiado. A reorganização dos sistemas de tratamento está baseada na criação de redes, para construir um dispositivo flexível e contínuo que considera as necessidades dos pacientes. Esta reforma é, ao mesmo tempo, ambiciosa e complexa,. É uma visão nova, uma mudança de cultura, não só, para todos os atores da saúde mental, mas também para os pacientes e suas famílias. A reforma está baseada numa visão global e integrada que associa no mesmo movimento todas as autoridades competentes relativamente a saúde que elas sejam federais, regionais ou comunitárias.-----------ABSTRACT: The World Health Organization’s (WHO) annual report of 2001 identified a social interest for the increasing problems related to mental health and the urgent need of an extension and a better organization of mental health care. On a proposal of Belgium this statement was transformed into a resolution « Mental health: responding to the call for action» (Declaration of Intent, May 18th, 2002). Some countries such as the USA or the UK systematically dismantled in-patient residential care in favor of more community-based care and a focus on early detection of psychiatric problems. This de -institutionalization has clearly and concretely paid off and the value of bringing mental health care to claimants and treating them in their own residence was acknowledged. In Belgium, the evolutions which have shaped mental health care in the last forty years indicate that a number of important steps are already taken. The Reform aims to convert the supply of hospital care into community-based mental health care services through the creation of mobile teams which offer services in everyday life of the user. These teams take place in the community, historically highly active howbeit underfunded. The reorganization of health care system relies upon the creation of networks in order to build a flexible and continuous device which take into account user’s needs. This Reform can be seen as both ambitious and complex. It is a completely new vision, a major cultural shift for all mental health care stakeholders, but also for users and their relatives. The Reform is based on a global and integrated approach which links I, a same movement all relevant health authorities whether they be federal, regional or community. de-institutionalization – community mental health – recovery - users and families involvement - networking.

Modelo de gestão de stocks de peças de reposição da brisa inovação e tecnologia

A crescente consciencialização das organizações para os custos devido à conjuntura económica nacional e internacional induz o repensar do modo de gestão das operações de forma a torná-las mais eficientes. Um armazém pode representar uma percentagem elevada dos custos de uma organização, nomeadamente quando os níveis de stock não se encontram devidamente parametrizados, implicando custos de posse elevados. A implementação de modelos de gestão de stocks permite a determinação de parâmetros importantes como o ponto de encomenda, período de revisão ou quantidade económica, como a redução dos níveis de stock e, consequentemente, dos custos associados à sua manutenção, sem que se verifique uma redução do nível de serviço prestado aos clientes, nomeadamente, em relação à disponibilidade de artigos. O objectivo desta dissertação é desenvolver um modelo de gestão de stocks adequado à gestão das peças de reposição, realizadas pela Brisa Inovação e Tecnologia e utilizadas nas operações de manutenção realizadas nos sistemas instalados nas concessões da Brisa. O modelo de revisão periódica desenvolvido baseia-se na heurística de Naddor. Através da implementação do modelo pretende-se reduzir o número de ocorrências de rutura de stock e o nível de stock alocado a alguns artigos aumentando, assim, a eficácia e eficiência da organização.

The consumption of media contents through mobile devices in Finland

O campo dos media na Finlândia encontra-se num processo de mudanças aparentemente imparáveis, com os dispositivos móveis, tal como os smartphones e tablets, a influenciarem cada vez mais os padrões de produção e consumo de media. Nesta dissertação é defendido que esta situação é influenciada por factores históricos, sociais e culturais: desde os livros e jornais como meio de manter a língua finlandesa até aos benefícios da Segurança Social que permitiram que até as pessoas com menos rendimentos comprassem o jornal para se manterem a par dos desenvolvimentos do país, bem como a grande tradição de leitura que é associada aos finlandeses, assim como as condições que ao longo da história fazem fizeram com que os finlandeses sejam fascinados pelas novas tecnologias. Adicionalmente, presto especial atenção às estratégias que são adoptadas pelas cada vez mais convergentes companhias de media para enfrentarem a competição de elementos como os social media.

eHealth e a adoção da inovação em assisted living technologies : o caso das demências

RESUMO - Assistimos hoje a um contexto marcado (i) pelo progressivo envelhecimento das sociedades ocidentais, (ii) pelo aumento da prevalência das doenças crónicas, de que as demências são um exemplo, (iii) pelo significativo aumento dos custos associados a estas patologias, (iv) por orçamentos públicos fortemente pressionadas pelo controlo da despesa, (v) por uma vida moderna que dificulta o apoio intergeracional, tornando o suporte proporcionado pelos filhos particularmente difícil, (vi) por fortes expectativas relativamente à prestação de cuidados de saúde com qualidade. Teremos assim de ser capazes de conseguir melhorar os serviços de saúde, ao mesmo tempo que recorremos a menos recursos financeiros e humanos, pelo que a inovação parece ser crítica para a sustentabilidade do sistema. Contudo a difusão das Assistive Living Technologies, apesar do seu potencial, tem sido bastante baixa, nomeadamente em Portugal. Porquê? Hamer, Plochg e Moreira (2012), no editorial do International Journal of Healthcare Management, enquadram a Inovação como “podendo ser imprevisível e mesmo dolorosa, pelo que talvez possamos não ficar surpreendidos se surgirem resistências e que, inovações bastante necessárias, capazes de melhorar os indicadores de saúde, tenham sido de adoção lenta ou que tenham mesmo sido insustentáveis”. Em Portugal não há bibliografia que procure caracterizar o modelo de difusão da inovação em eHealth ou das tecnologias de vivência assistida. A bibliografia internacional é igualmente escassa. O presente projeto de investigação, de natureza exploratória, tem como objetivo principal, identificar barreiras e oportunidades para a implementação de tecnologias eHealth, aplicadas ao campo das demências. Como objetivos secundários pretendemse identificar as oportunidades e limitações em Portugal: mapa de competências nacionais, e propor medidas que possa acelerar a inovação em ALT, no contexto nacional. O projeto seguirá o modelo de um estudo qualitativo. Para o efeito foram conduzidas entrevistas em profundidade junto de experts em ALT, procurando obter a visão daqueles que participam do lado da Oferta- a Indústria; do lado da Procura- doentes, cuidadores e profissionais de saúde; bem como dos Reguladores. O instrumento utilizado para a recolha da informação pretendida foi o questionário não estruturado. A análise e interpretação da informação recolhida foram feitas através da técnica de Análise de Conteúdo. Os resultados da Análise de Conteúdo efetuada permitiram expressar a dicotomia barreira/oportunidade, nas seguintes categorias aqui descritas como contextos (i) Contexto Tecnológico, nas subcategorias de Acesso às Infraestruturas; Custo da Tecnologia; Interoperabilidade, (ii) Contexto do Valor Percecionado, nas subcategorias de Utilidade; Eficiência; Divulgação, (iii) Contexto Político, compreendendo a Liderança; Organização; Regulação; Recursos, (iv) Contexto Sociocultural, incluindo nomeadamente Idade; Literacia; Capacidade Económica, (v) Contexto Individual, incluindo como subcategorias, Capacidade de Adaptação a Novas tecnologias; Motivação; Acesso a equipamentos (vi) Contexto Específico da Doença, nomeadamente o Impacto Cognitivo; Tipologia Heterogénea e a Importância do Cuidador. Foi proposto um modelo exploratório, designado de Modelo de Contextos e Forças, que estudos subsequentes poderão validar. Neste modelo o Contexto Tecnológico é um Força Básica ou Fundamental; o Contexto do Valor Percecionado, constitui-se numa Força Crítica para a adoção de inovação, que assenta na sua capacidade para oferecer valor aos diversos stakeholders da cadeia de cuidados. Temos também o Contexto Político, com capacidade de modelar a adoção da inovação e nomeadamente com capacidade para o acelerar, se dele emitir um sinal de urgência para a mudança. O Contexto Sociocultural e Individual expressam uma Força Intrínseca, dado que elas são características internas, próprias e imutáveis no curto-prazo, das sociedade e das pessoas. Por fim há que considerar o Contexto Específico da Doença, nesta caso o das demências. Das conclusões do estudo parece evidente que as condições tecnológicas estão medianamente satisfeitas em Portugal, com evidentes progressos nos últimos anos (exceção para a interoperabilidade aonde há necessidade de maiores progressos), não constituindo portanto barreira à introdução de ALT. Aonde há necessidade de investir é nas áreas do valor percebido. Da análise feita, esta é uma área que constitui uma barreira à introdução e adoção das ALT em Portugal. A falta de perceção do valor que estas tecnologias trazem, por parte dos profissionais de saúde, doentes, cuidadores e decisores políticos, parece ser o principal entrave à sua adoção. São recomendadas estratégias de modelos colaborativos de Investigação e Desenvolvimento e de abordagens de cocriação com a contribuição de todos os intervenientes na cadeia de cuidados. Há também um papel que cabe ao estado no âmbito das prioridades e da mobilização de recursos, sendo-lhe requerida a expressão do sentido de urgência para que esta mudança aconteça. Foram também identificadas oportunidades em diversas áreas, como na prevenção, no diagnóstico, na compliance medicamentosa, na terapêutica, na monitorização, no apoio à vida diária e na integração social. O que é necessário é que as soluções encontradas constituam respostas àquilo que são as verdadeiras necessidades dos intervenientes e não uma imposição tecnológica que só por si nada resolve. Do estudo resultou também a perceção de que há que (i) continuar a trabalhar no sentido de aproximar a comunidade científica, da clínica e do doente, (ii) fomentar a colaboração entre centros, com vista à criação de escala a nível global. Essa colaboração já parece acontecer a nível empresarial, tendo sido identificadas empresas Portuguesas com vocação global. A qualidade individual das instituições de ensino, dos centros de investigação, das empresas, permite criar as condições para que Portugal possa ser país um piloto e um case-study internacional em ALT, desde que para tal pudéssemos contar com um trabalho colaborativo entre instituições e com decisões políticas arrojadas.

m-SportGIS

Information technologies (ITs), and sports resources and services aid the potential to transform governmental organizations, and play an important role in contributing to sustainable communities development, respectively. Spatial data is a crucial source to support sports planning and management. Low-cost mobile geospatial tools bring productive and accurate data collection, and their use combining a handy and customized graphical user interface (GUI) (forms, mapping, media support) is still in an early stage. Recognizing the benefits — efficiency, effectiveness, proximity to citizens — that Mozambican Minister of Youth and Sports (MJD) can achieve with information resulted from the employment of a low-cost data collection platform, this project presents the development of a mobile mapping application (app) — m-SportGIS — under Open Source (OS) technologies and a customized evolutionary software methodology. The app development embraced the combination of mobile web technologies and Application Programming Interfaces (APIs) (e.g. Sencha Touch (ST), Apache Cordova, OpenLayers) to deploy a native-to-the-device (Android operating system) product, taking advantage of device’s capabilities (e.g. File system, Geolocation, Camera). In addition to an integrated Web Map Service (WMS), was created a local and customized Tile Map Service (TMS) to serve up cached data, regarding the IT infrastructures limitations in several Mozambican regions. m-SportGIS is currently being exploited by Mozambican Government staff to inventory all kind of sports facilities, which resulted and stored data feeds a WebGIS platform to manage Mozambican sports resources.

Information provision improvement with a geofencing event-bases system

Nowadays there is a big percentage of the population, specially young users, which are smartphone users and there is a lot of information to be provided within the applications, information provision should be done carefully and should be accurate, otherwise an overload of information will be produced, and the user will discard the app which is providing the information. Mobile devices are becoming smarter and provide many ways to filter information. However, there are alternatives to improve information provision from the side of the application. Some examples are, taking into account the local time, considering the battery level before doing an action and checking the user location to send personalized information attached to that location. SmartCampus and SmartCities are becoming a reality and they have more and more data integrated every day. With all this amount of data it is crucial to decide when and where is the user going to receive a notification with new information. Geofencing is a technique which allows applications to deliver information in a more useful way, in the right time and in the right place. It consists of geofences, physical regions delimited by boundaries, and devices that are eligible to receive the information assigned to the geofence. When devices cross one of these geofences an alert is pushed to the mobile device with the information.

40 K Neon liquid energy storage unit

Cryocoolers have been progressively replacing the use of the stored cryogens in cryogenic chains used for detector cooling, thanks to their higher and higher reliability. However, the mechanical vibrations, the electromagnetic interferences and the temperature fluctuations inherent to their functioning could reduce the sensor’s sensitivity. In order to minimize this problem, compact thermal energy storage units (ESU) are studied, devices able to store thermal energy without significant temperature increase. These devices can be used as a temporary cold source making it possible to turn the cryocooler OFF providing a proper environment for the sensor. A heat switch is responsible for the thermal decoupling of the ESU from the cryocooler’s temperature that increases when turned OFF. In this work, several prototypes working around 40 K were designed, built and characterized. They consist in a low temperature cell that contains the liquid neon connected to an expansion volume at room temperature for gas storage during the liquid evaporation phase. To turn this system insensitive to the gravity direction, the liquid is retained in the low temperature cell by capillary effect in a porous material. Thanks to pressure regulation of the liquid neon bath, 900 J were stored at 40K. The higher latent heat of the liquid and the inexistence of triple point transitions at 40 K turn the pressure control during the evaporation a versatile and compact alternative to an ESU working at the triple point transitions. A quite compact second prototype ESU directly connected to the cryocooler cold finger was tested as a temperature stabilizer. This device was able to stabilize the cryocooler temperature ((≈ 40K ±1 K) despite sudden heat bursts corresponding to twice the cooling power of the cryocooler. This thesis describes the construction of these devices as well as the tests performed. It is also shown that the thermal model developed to predict the thermal behaviour of these devices, implemented as a software,describes quite well the experimental results. Solutions to improve these devices are also proposed.

Estudo da tecnologia de produção dos azulejos Hispano-Mouriscos. Colecção de azulejos Hispano-Mouriscos do Museu do Teatro Romano de Lisboa

Do trabalho em causa resultou a seguinte comunicação: Leal, A.S., Coentro, S., Pereira, S., Fernandes, L., Alves, L., Muralha, V.S.F.. ‘’The collection of Hispano-Moresque tiles from the Museum of the Roman Theatre, in Lisboa: Chemical characterisation by μ–PIXE’’. International Conference on Nuclear Microprobe Technology and Applications’’, Pádua, Itália, 6 a 11 Julho de 2014.