Identificação e análise de movimento humano com ultrassons

Faz-se nesta dissertação a análise do movimento humano utilizando sinais de ultrassons refletidos pelos diversos membros do corpo humano, designados por assinaturas de ultrassons. Estas assinaturas são confrontadas com os sinais gerados pelo contato dos membros inferiores do ser humano com o chão, recolhidos de forma passiva. O método seguido teve por base o estudo das assinaturas de Doppler e micro-Doppler. Estas assinaturas são obtidas através do processamento dos ecos de ultrassons recolhidos, com recurso à Short-Time Fourier Transform e apresentadas sobre a forma de espectrograma, onde se podem identificar os desvios de frequência causados pelo movimento das diferentes partes do corpo humano. É proposto um algoritmo inovador que, embora possua algumas limitações, é capaz de isolar e extrair de forma automática algumas das curvas e parâmetros característicos dos membros envolvidos no movimento humano. O algoritmo desenvolvido consegue analisar as assinaturas de micro-Doppler do movimento humano, estimando diversos parâmetros tais como o número de passadas realizadas, a cadência da passada, o comprimento da passada, a velocidade a que o ser humano se desloca e a distância percorrida. Por forma a desenvolver, no futuro, um classificador capaz de distinguir entre humanos e outros animais, são também recolhidas e analisadas assinaturas de ultrassons refletidas por dois animais quadrúpedes, um canino e um equídeo. São ainda estudadas as principais características que permitem classificar o tipo de animal que originou a assinatura de ultrassons. Com este estudo mostra-se ser possível a análise de movimento humano por ultrassons, havendo características nas assinaturas recolhidas que permitem a classificação do movimento como humano ou não humano. Do trabalho desenvolvido resultou ainda uma base de dados de assinaturas de ultrassons de humanos e animais que permitirá suportar trabalho de investigação e desenvolvimento futuro.

A Novel Short-Step Synthesis of New Xanthenedione Derivatives from the Cyclization of 3-Cinnamoyl-2-styrylchromones

Novel (E)-3-aryl-4-benzylidene-8-hydroxy-3,4-dihydro-1 H-xanthene-1,9(2H)-diones are prepared by the cyclization of (E,E)-3-cinnamoyl-5-hydroxy-2-styrylchromones efficiently catalyzed with boron tribromide. The (E,E)-3-cinnamoyl-5-hydroxy-2-styrylchromones are obtained from the Baker–Venkataraman rearrangement of (E,E)-2-acetyl-1,3-phenylene bis(3-phenylacrylate), which is greatly improved under microwave irradiation.

Daytime dive characteristics from six short-finned pilot whales Globicephala macrorhynchus off Madeira Island

Six time-depth recorders attached with suction-cups were deployed in resident and transient adult short-finned pilot whales to evaluate their daytime diving characteristics in their preferred habitat area off Madeira Island. Here, data on the proportion of time spent at the surface and at different dive phases (descent, bottom and ascent), dive depths and dive rates are presented. With mean attachment durations of 2 h 31 min (SD=2 h), the whales spent a considerable amount of time at the surface (mean=76.3%, SD=18.6) and presented a low diving rate (mean=6.8 dives h‾¹, SD=6.1; considering dive as submergence deeper than 10 m). The maximum dive depth recorded in this study was 988 m, and dives deeper than 500 m, which were recorded from resident and transient whales, suggest foraging activity along their preferred habitat area. The analysis of dives deeper than 100 m shows that the percentage of time spent on descent, bottom or ascent varied between dives, with means of ~40, 30 and 30%, respectively.

Hélices e Espirais em Micro e Nanofibras Celulósicas

A celulose é o polímero renovável mais abundante do mundo. É conhecido pela sua excelente biocompatibilidade, propriedades térmicas e mecânicas. A celulose assim como os polipéptideos e o ADN, pertence a uma família de moléculas orgânicas que dão origem à formação de fases líquidas cristalinas (LCs) colestéricas. A Passiflora Edulis, tal como outras plantas trepadeiras, possui longas e flexíveis gavinhas que permitem à planta encontrar um suporte para se fixar. As gavinhas podem assumir a forma de espirais ou de hélices consoante sejam sustentadas por apenas uma ou por ambas as extremidades. As hélices apresentam muitas vezes duas porções helicoidais, uma esquerda e outra direita, separadas por um segmento recto denominado perversão. Este comportamento é consequência da curvatura intrínseca das gavinhas produzidas pela planta trepadeira. O mesmo comportamento pode ser observado em micro e nanofibras celulósicas fabricadas a partir de soluções líquido-cristalinas, numa escala três a quatro ordens de grandeza inferior à das gavinhas. Este facto sugere que o modelo físico utilizado tenha invariância de escala. Neste trabalho é feito o estudo de fibras e jactos que imitam as estruturas helicoidais apresentadas pelas gavinhas das plantas trepadeiras. As fibras e jactos são produzidos a partir de soluções líquidas cristalinas celulósicas. De modo a determinar as características morfológicas e estruturais, que contribuem para a curvatura das fibras, foram utilizadas técnicas de imagem por ressonância magnética (MRI), microscopia óptica com luz polarisada (MOP), microscopia electrónica de varrimento (SEM) e microscopia de força atómica (AFM) . A variação da forma das estruturas helicoidais com a temperatura parece ser relevante para o fabrico de membranas não tecidas para aplicação em sensores termo-mecânicos.

Supporting intra-task parallelism in real-time multiprocessor systems

Os sistemas de tempo real modernos geram, cada vez mais, cargas computacionais pesadas e dinâmicas, começando-se a tornar pouco expectável que sejam implementados em sistemas uniprocessador. Na verdade, a mudança de sistemas com um único processador para sistemas multi- processador pode ser vista, tanto no domínio geral, como no de sistemas embebidos, como uma forma eficiente, em termos energéticos, de melhorar a performance das aplicações. Simultaneamente, a proliferação das plataformas multi-processador transformaram a programação paralela num tópico de elevado interesse, levando o paralelismo dinâmico a ganhar rapidamente popularidade como um modelo de programação. A ideia, por detrás deste modelo, é encorajar os programadores a exporem todas as oportunidades de paralelismo através da simples indicação de potenciais regiões paralelas dentro das aplicações. Todas estas anotações são encaradas pelo sistema unicamente como sugestões, podendo estas serem ignoradas e substituídas, por construtores sequenciais equivalentes, pela própria linguagem. Assim, o modo como a computação é na realidade subdividida, e mapeada nos vários processadores, é da responsabilidade do compilador e do sistema computacional subjacente. Ao retirar este fardo do programador, a complexidade da programação é consideravelmente reduzida, o que normalmente se traduz num aumento de produtividade. Todavia, se o mecanismo de escalonamento subjacente não for simples e rápido, de modo a manter o overhead geral em níveis reduzidos, os benefícios da geração de um paralelismo com uma granularidade tão fina serão meramente hipotéticos. Nesta perspetiva de escalonamento, os algoritmos que empregam uma política de workstealing são cada vez mais populares, com uma eficiência comprovada em termos de tempo, espaço e necessidades de comunicação. Contudo, estes algoritmos não contemplam restrições temporais, nem outra qualquer forma de atribuição de prioridades às tarefas, o que impossibilita que sejam diretamente aplicados a sistemas de tempo real. Além disso, são tradicionalmente implementados no runtime da linguagem, criando assim um sistema de escalonamento com dois níveis, onde a previsibilidade, essencial a um sistema de tempo real, não pode ser assegurada. Nesta tese, é descrita a forma como a abordagem de work-stealing pode ser resenhada para cumprir os requisitos de tempo real, mantendo, ao mesmo tempo, os seus princípios fundamentais que tão bons resultados têm demonstrado. Muito resumidamente, a única fila de gestão de processos convencional (deque) é substituída por uma fila de deques, ordenada de forma crescente por prioridade das tarefas. De seguida, aplicamos por cima o conhecido algoritmo de escalonamento dinâmico G-EDF, misturamos as regras de ambos, e assim nasce a nossa proposta: o algoritmo de escalonamento RTWS. Tirando partido da modularidade oferecida pelo escalonador do Linux, o RTWS é adicionado como uma nova classe de escalonamento, de forma a avaliar na prática se o algoritmo proposto é viável, ou seja, se garante a eficiência e escalonabilidade desejadas. Modificar o núcleo do Linux é uma tarefa complicada, devido à complexidade das suas funções internas e às fortes interdependências entre os vários subsistemas. Não obstante, um dos objetivos desta tese era ter a certeza que o RTWS é mais do que um conceito interessante. Assim, uma parte significativa deste documento é dedicada à discussão sobre a implementação do RTWS e à exposição de situações problemáticas, muitas delas não consideradas em teoria, como é o caso do desfasamento entre vários mecanismo de sincronização. Os resultados experimentais mostram que o RTWS, em comparação com outro trabalho prático de escalonamento dinâmico de tarefas com restrições temporais, reduz significativamente o overhead de escalonamento através de um controlo de migrações, e mudanças de contexto, eficiente e escalável (pelo menos até 8 CPUs), ao mesmo tempo que alcança um bom balanceamento dinâmico da carga do sistema, até mesmo de uma forma não custosa. Contudo, durante a avaliação realizada foi detetada uma falha na implementação do RTWS, pela forma como facilmente desiste de roubar trabalho, o que origina períodos de inatividade, no CPU em questão, quando a utilização geral do sistema é baixa. Embora o trabalho realizado se tenha focado em manter o custo de escalonamento baixo e em alcançar boa localidade dos dados, a escalonabilidade do sistema nunca foi negligenciada. Na verdade, o algoritmo de escalonamento proposto provou ser bastante robusto, não falhando qualquer meta temporal nas experiências realizadas. Portanto, podemos afirmar que alguma inversão de prioridades, causada pela sub-política de roubo BAS, não compromete os objetivos de escalonabilidade, e até ajuda a reduzir a contenção nas estruturas de dados. Mesmo assim, o RTWS também suporta uma sub-política de roubo determinística: PAS. A avaliação experimental, porém, não ajudou a ter uma noção clara do impacto de uma e de outra. No entanto, de uma maneira geral, podemos concluir que o RTWS é uma solução promissora para um escalonamento eficiente de tarefas paralelas com restrições temporais.

Direct electroanalytical determination of fluvastatin in a pharmaceutical dosage form: batch and flow analysis

The reduction of luvastatin (FLV) at a hanging mercury-drop electrode (HMDE) was studied by square-wave adsorptive-stripping voltammetry (SWAdSV). FLV can be accumulated and reduced at the electrode, with a maximum peak current intensity at a potential of approximately 1.26V vs. AgCl=Ag, in an aqueous electrolyte solution of pH 5.25. The method shows linearity between peak current intensity and FLV concentration between 1.0 10 8 and 2.7 10 6 mol L 1. Limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) were found to be 9.9 10 9 mol L 1 and 3.3 10 8 mol L 1, respectively. Furthermore, FLV oxidation at a glassy carbon electrode surface was used for its hydrodynamic monitoring by amperometric detection in a flow-injection system. The amperometric signal was linear with FLV concentration over the range 1.0 10 6 to 1.0 10 5 mol L 1, with an LOD of 2.4 10 7 mol L 1 and an LOQ of 8.0 10 7 mol L 1. A sample rate of 50 injections per hour was achieved. Both methods were validated and showed to be precise and accurate, being satisfactorily applied to the determination of FLV in a commercial pharmaceutical.

Avaliação geriátrica global integrada: perspetiva de atuação na prática clínica

O envelhecimento progressivo da população idosa, com aumento de prevalência de doenças crónicas, está associado a um aumento da prevalência de deterioração funcional, dependência, admissões hospitalares, e maior morbilidade e mortalidade. É nosso objetivo sinalizar a estrutura da avaliação geriátrica global integrada e a demonstração da sua eficiência na prática clinica. A avaliação geriátrica global integrada (AGGI) constitui desejavelmente uma prática multidimensional, sistemática, de caracterização do estado clínico, nutricional, funcional, qualidade de vida e aspectos sociais em pessoas idosas. A equipa de profissionais que a elaboram deverá ser multiprofissional de acordo com a diversidade de competências necessárias para uma avaliação que, a nível hospitalar, será efetuada na admissão e na alta do doente. Recomenda-se que seja protocolada em todas as instituições, que haja um registo único, onde todos os profissionais possam colocar as suas observações, constituindo uma forma eficiente de informação entre os intervenientes profissionais, os seus pares e os doentes e suas redes de apoio. A utilização de questionários de risco validados constitui uma mais valia na deteção de risco ou de situações já alteradas mas subnotificadas e no planeamento da sua intervenção. Após a realização da AGGI, deverá ser delineada e registada uma estratégia de intervenção, com o estabelecimento de objetivos a curto e a longo prazo, a serem monitorizados e ajustados, de acordo com a necessidade. A evidência científica tem demonstrado que a prática da AGGI constitui um método eficaz na redução da morbilidade e mortalidade em indivíduos idosos.

Short- and medium-term effects of manual therapy on cervical active range of motion and pressure pain sensitivity in latent myofascial pain of the upper trapezius muscle: a randomized controlled trial

Objective: The purpose of this study was to investigate effects of different manual techniques on cervical ranges of 17 motion and pressure pain sensitivity in subjects with latent trigger point of the upper trapezius muscle. 18 Methods: One hundred seventeen volunteers, with a unilateral latent trigger point on upper trapezius due to computer 19 work, were randomly divided into 5 groups: ischemic compression (IC) group (n = 24); passive stretching group (n = 20 23); muscle energy technique group (n = 23); and 2 control groups, wait-and-see group (n = 25) and placebo group 21 (n = 22). Cervical spine range of movement was measured using a cervical range of motion instrument as well as 22 pressure pain sensitivity by means of an algometer and a visual analog scale. Outcomes were assessed pretreatment, 23 immediately, and 24 hours after the intervention and 1 week later by a blind researcher. A 4 × 5 mixed repeated- 24 measures analysis of variance was used to examine the effects of the intervention and Cohen d coefficient was used. 25 Results: A group-by-time interaction was detected in all variables (P b .01), except contralateral rotation. The 26 immediate effect sizes of the contralateral flexion, ipsilateral rotation, and pressure pain threshold were large for 3 27 experimental groups. Nevertheless, after 24 hours and 1 week, only IC group maintained the effect size. 28 Conclusions: Manual techniques on upper trapezius with latent trigger point seemed to improve the cervical range of 29 motion and the pressure pain sensitivity. These effects persist after 1 week in the IC group. (J Manipulative Physiol 301 Ther 2013;xx:1-10)

Stochastic short-term maintenance scheduling of GENCOs in an oligopolistic electricity market

In the proposed model, the independent system operator (ISO) provides the opportunity for maintenance outage rescheduling of generating units before each short-term (ST) time interval. Long-term (LT) scheduling for 1 or 2 years in advance is essential for the ISO and the generation companies (GENCOs) to decide their LT strategies; however, it is not possible to be exactly followed and requires slight adjustments. The Cournot-Nash equilibrium is used to characterize the decision-making procedure of an individual GENCO for ST intervals considering the effective coordination with LT plans. Random inputs, such as parameters of the demand function of loads, hourly demand during the following ST time interval and the expected generation pattern of the rivals, are included as scenarios in the stochastic mixed integer program defined to model the payoff-maximizing objective of a GENCO. Scenario reduction algorithms are used to deal with the computational burden. Two reliability test systems were chosen to illustrate the effectiveness of the proposed model for the ST decision-making process for future planned outages from the point of view of a GENCO.

Stability of fractional order systems

The theory and applications of fractional calculus (FC) had a considerable progress during the last years. Dynamical systems and control are one of the most active areas, and several authors focused on the stability of fractional order systems. Nevertheless, due to the multitude of efforts in a short period of time, contributions are scattered along the literature, and it becomes difficult for researchers to have a complete and systematic picture of the present day knowledge. This paper is an attempt to overcome this situation by reviewing the state of the art and putting this topic in a systematic form. While the problem is formulated with rigour, from the mathematical point of view, the exposition intends to be easy to read by the applied researchers. Different types of systems are considered, namely, linear/nonlinear, positive, with delay, distributed, and continuous/discrete. Several possible routes of future progress that emerge are also tackled.

Short Assessment of Health Literacy for Portuguese-speaking Adults

OBJECTIVE: To develop and validate a short health literacy assessment tool for Portuguese-speaking adults. METHODS: The Short Assessment of Health Literacy for Portuguese-speaking Adults is an assessment tool which consists of 50 items that assess an individual's ability to correctly pronounce and understand common medical terms. We evaluated the instrument's psychometric properties in a convenience sample of 226 Brazilian older adults. Construct validity was assessed by correlating the tool scores with years of schooling, self-reported literacy, and global cognitive functioning. Discrimination validity was assessed by testing the tool's accuracy in detecting inadequate health literacy, defined as failure to fully understand standard medical prescriptions. RESULTS: Moderate to high correlations were found in the assessment of construct validity (Spearman's coefficients ranging from 0.63 to 0.76). The instrument showed adequate internal consistency (Cronbach's alpha=0.93) and adequate test-retest reliability (intraclass correlation coefficient=0.95). The area under the receiver operating characteristic curve for detection of inadequate health literacy was 0.82. A version consisting of 18 items was tested and showed similar psychometric properties. CONCLUSIONS: The instrument developed showed good validity and reliability in a sample of Brazilian older adults. It can be used in research and clinical settings for screening inadequate health literacy.

Synthesis and characterization of rabies virus glycoprotein-tagged amphiphilic cyclodextrins for siRNA delivery in human glioblastoma cells: in vitro analysis

In man brain cancer is an aggressive, malignant form of tumour, it is highly infiltrative in nature, is associated with cellular heterogeneity and affects cerebral hemispheres of the brain. Current drug therapies are inadequate and an unmet clinical need exists to develop new improved therapeutics. The ability to silence genes associated with disease progression by using short interfering RNA (siRNA) presents the potential to develop safe and effective therapies. In this work, in order to protect the siRNA from degradation, promote cell specific uptake and enhance gene silencing efficiency, a PEGylated cyclodextrin (CD)-based nanoparticle, tagged with a CNS-targeting peptide derived from the rabies virus glycoprotein (RVG) was formulated and characterized. The modified cyclodextrin derivatives were synthesized and co-formulated to form nanoparticles containing siRNA which were analysed for size, surface charge, stability, cellular uptake and gene-knockdown in brain cancer cells. The results identified an optimised co-formulation prototype at a molar ratio of 1:1.5:0.5 (cationic cyclodextrin:PEGylated cyclodextrin:RVG-tagged PEGylated cyclodextrin) with a size of 281±39.72nm, a surface charge of 26.73±3mV, with efficient cellular uptake and a 27% gene-knockdown ability. This CD-based formulation represents a potential nanocomplex for systemic delivery of siRNA targeting brain cancer.

Wind-CSP short-term coordination by MILP approach

This paper is on the maximization of total profit in a day-ahead market for a price-taker producer needing a short-term scheduling for wind power plants coordination with concentrated solar power plants, having thermal energy storage systems. The optimization approach proposed for the maximization of profit is a mixed-integer linear programming problem. The approach considers not only transmission grid constraints, but also technical operating constraints on both wind and concentrated solar power plants. Then, an improved short-term scheduling coordination is provided due to the more accurate modelling presented in this paper. Computer simulation results based on data for the Iberian wind and concentrated solar power plants illustrate the coordination benefits and show the effectiveness of the approach.

Short-term Value for the Water Stored in Headsensitivity Power System Reservoirs

As it is well known, competitive electricity markets require new computing tools for generation companies to enhance the management of its resources. The economic value of the water stored in a power system reservoir is crucial information for enhancing the management of the reservoirs. This paper proposes a practical deterministic approach for computing the short-term economic value of the water stored in a power system reservoir, emphasizing the need to considerer water stored as a scarce resource with a short-term economic value. The paper addresses a problem concerning reservoirs with small storage capacities, i.e., the reservoirs considered as head-sensitivity. More precisely, the respective hydro plant is head-dependent and a pure linear approach is unable to capture such consideration. The paper presents a case study supported by the proposed practical deterministic approach and applied on a real multi-reservoir power system with three cascaded reservoirs, considering as input data forecasts for the electric energy price and for the natural inflow into the reservoirs over the schedule time horizon. The paper presents various water schedules due to different final stored water volume conditions on the reservoirs. Also, it presents the respective economic value of the water for the reservoirs at different stored water volume conditions.

Metaheuristic approach to the Holt-Winters optimal short term load forecast

Electricity short-term load forecast is very important for the operation of power systems. In this work a classical exponential smoothing model, the Holt-Winters with double seasonality was used to test for accurate predictions applied to the Portuguese demand time series. Some metaheuristic algorithms for the optimal selection of the smoothing parameters of the Holt-Winters forecast function were used and the results after testing in the time series showed little differences among methods, so the use of the simple local search algorithms is recommended as they are easier to implement.