Análise do sinal cardíaco ECG através da técnica SVD

Este trabalho surge no âmbito da área Electromedicina, uma componente da Engenharia Electrotécnica cada vez mais influente e em permanente desenvolvimento, existindo nela uma constante inovação e tentativa de desenvolvimento e aplicação de novas tecnologias. Este projecto possui como principal objectivo o estudo aprofundado das aplicações da técnica SVD (Singular Value Decomposition), uma poderosa ferramenta matemática que permite a manipulação de sinais através da decomposição de matrizes, ao caso específico do sinal eléctrico obtido através de um electrocardiograma (ECG). Serão discriminados os princípios da operação do sistema eléctrico cardíaco, as principais componentes do sinal ECG (a onda P, o complexo QRS e a onda T) e os fundamentos da técnica SVD. A última fase deste trabalho consistirá na aplicação, em ambiente Matlab, da técnica SVD a sinais ECG concretos, com enfase na sua filtragem, para efeitos de remoção de ruído. De modo verificar as suas vantagens e desvantagens face a outras técnicas, os resultados da filtragem por SVD serão comparados com aqueles obtidos, em condições similares, através da aplicação de um filtro FIR de coeficientes estáticos e de um filtro adaptativo iterativo.

Identificação forense de ossadas por tomografia computorizada

A antropologia forense é uma disciplina das ciências forenses que trata da análise de restos cadavéricos humanos para fins legais. Uma das suas aplicações mais populares é a identificação forense que consiste em determinar o perfil biológico (idade, sexo, ancestralidade e estatura) de um indivíduo. No entanto, este processo muitas vezes é dificultado quando o corpo se encontra em avançado estado de decomposição apenas existindo restos esqueléticos. Neste caso, áreas médicas comummente utilizadas na identificação de cadáveres, como a patologia, tem de ser descartadas e surge a necessidade de aplicar outras técnicas. Neste contexto, muitos métodos antropométricos são propostos de forma a caracterizar uma pessoa através do seu esqueleto. Contudo, constata-se que a maioria dos procedimentos sugeridos é baseada em equipamentos básicos de medição, não usufruindo da tecnologia contemporânea. Assim, em parceria com a Delegação Norte do NMLCF, I. P., esta Tese teve na sua génese a criação de um sistema computacional baseado em imagens de Tomografia Computorizada (TC) de ossadas que, através de ferramentas open source, permita a realização de identificação forense. O trabalho apresentado baseia-se no processo de gestão de informação, aquisição, processamento e visualização de imagens TC. No decorrer da realização da presente Tese foi desenvolvida uma base de dados que permite organizar a informação de cada ossada e foram implementados algoritmos que levam a uma extracção de características muito mais vasta que a efetuada manualmente com os equipamentos de medição clássicos. O resultado final deste estudo consistiu num conjunto de técnicas que poderão ser englobadas num sistema computacional de identificação forense e deste modo criar uma aplicação com vantagens tecnológicas evidentes.

On the monoids of transformations that preserve the order and a uniform partition

Communications in Algebra

Planeamento de redes de distribuição de energia

O planeamento de redes de distribuição tem como objetivo assegurar a existência de capacidade nas redes para a fornecimento de energia elétrica com bons níveis de qualidade de serviço tendo em conta os fatores económicos associados. No âmbito do trabalho apresentado na presente dissertação, foi elaborado um modelo de planeamento que determina a configuração de rede resultante da minimização de custos associados a: 1) perdas por efeito de joule; 2) investimento em novos componentes; 3) energia não entregue. A incerteza associada ao valor do consumo de cada carga é modelada através de lógica difusa. O problema de otimização definido é resolvido pelo método de decomposição de benders que contempla dois trânsitos de potências ótimos (modelo DC e modelo AC) no problema mestre e escravo respectivamente para validação de restrições. Foram também definidos critérios de paragem do método de decomposição de benders. O modelo proposto classifica-se como programação não linear inteira mista e foi implementado na ferramenta de otimização General Algebraic Modeling System (GAMS). O modelo desenvolvido tem em conta todos componentes das redes para a otimização do planeamento, conforme podemos analisar nos casos de estudo implementados. Cada caso de estudo é definido pela variação da importância que cada uma das variáveis do problema toma, tendo em vista cobrir de alguma todos os cenários de operação expetáveis. Através destes casos de estudo verifica-se as várias configurações que a rede pode tomar, tendo em conta as importâncias atribuídas a cada uma das variáveis, bem como os respetivos custos associados a cada solução. Este trabalho oferece um considerável contributo no âmbito do planeamento de redes de distribuição, pois comporta diferentes variáveis para a execução do mesmo. É também um modelo bastante robusto não perdendo o ‘norte’ no encontro de solução para redes de grande dimensão, com maior número de componentes.

Molecular analysis of the dengue virus type 1 and 2 in Brazil based on sequences of the genomic envelope-nonstructural protein 1 junction region

The genomic sequences of the Envelope-Non-Structural protein 1 junction region (E/NS1) of 84 DEN-1 and 22 DEN-2 isolates from Brazil were determined. Most of these strains were isolated in the period from 1995 to 2001 in endemic and regions of recent dengue transmission in São Paulo State. Sequence data for DEN-1 and DEN-2 utilized in phylogenetic and split decomposition analyses also include sequences deposited in GenBank from different regions of Brazil and of the world. Phylogenetic analyses were done using both maximum likelihood and Bayesian approaches. Results for both DEN-1 and DEN-2 data are ambiguous, and support for most tree bipartitions are generally poor, suggesting that E/NS1 region does not contain enough information for recovering phylogenetic relationships among DEN-1 and DEN-2 sequences used in this study. The network graph generated in the split decomposition analysis of DEN-1 does not show evidence of grouping sequences according to country, region and clades. While the network for DEN-2 also shows ambiguities among DEN-2 sequences, it suggests that Brazilian sequences may belong to distinct subtypes of genotype III.

Alterações da Actividade Autonómica Durante o Teste de Inclinação em Doentes com Fibrilhação Auricular Paroxística: Análise com Wavelets

The autonomic nervous system (ANS) is known to be an important modulator in the pathogenesis of paroxysmal atrial fibrillation (PAF). Changes in ANS control of heart rate variability (HRV) occur during orthostatism to maintain cardiovascular homeostasis. Wavelet transform has emerged as a useful tool that provides time-frequency decomposition of the signal under investigation, enabling intermittent components of transient phenomena to be analyzed. AIM: To study HRV during head-up tilt (HUT) with wavelet transform analysis in PAF patients and healthy individuals (normals). METHODS: Twenty-one patients with PAF (8 men; age 58 +/- 14 yrs) were examined and compared with 21 normals (7 men, age 48 +/- 12 yrs). After a supine resting period, all subjects underwent passive HUT (60 degrees) while in sinus rhythm. Continuous monitoring of ECG and blood pressure was carried out (Task Force Monitor, CNSystems). Acute changes in RR-intervals were assessed by wavelet analysis and low-frequency power (LF: 0.04-0.15 Hz), high-frequency power (HF: 0.15-0.60 Hz) and LF/HF (sympathovagal) were calculated for 1) the last 2 min of the supine period; 2) the 15 sec of tilting movement (TM); and 3) the 1st (TT1) and 2nd (TT2) min of HUT. Data are expressed as means +/- SEM. RESULTS: Baseline and HUT RR-intervals were similar for the two groups. Supine basal blood pressure was also similar for the two groups, with a sustained increase in PAF patients, and a decrease followed by an increase and then recovery in normals. Basal LF, HF and LF/ HF values in PAF patients were 632 +/- 162 ms2, 534 +/- 231 ms2 and 1.95 +/- 0.39 respectively, and 1058 +/- 223 ms2, 789 +/- 244 ms2 and 2.4 +/- 0.36 respectively in normals (p = NS). During TM, LF, HF and LF/HF values for PAF patients were 747 +/- 277 ms2, 387 +/- 94 ms2 and 2.9 +/- 0.6 respectively, and 1316 +/- 315 ms2, 698 +/- 148 ms2 and 2.8 +/- 0.6 respectively in normals (p < 0.05 for LF and HF). During TF1, LF, HF and LF/ HF values for PAF patients were 1243 +/- 432 ms2, 302 +/- 88 ms2 and 7.7 +/- 2.4 respectively, and 1992 +/- 398 ms2, 333 +/- 76 ms2 and 7.8 +/- 0.98 respectively for normals (p < 0.05 for LF). During TF2, LF, HF and LF/HF values for PAF patients were 871 +/- 256 ms2, 242 +/- 51 ms2 and 4.7 +/- 0.9 respectively, and 1263 +/- 335 ms2, 317 +/- 108 ms2 and 8.6 +/- 0.68 respectively for normals (p < 0.05 for LF/HF). The dynamic profile of HRV showed that LF and HF values in PAF patients did not change significantly during TM or TT2, and LF/HF did not change during TM but increased in TT1 and TT2. CONCLUSION: Patients with PAF present alterations in HRV during orthostatism, with decreased LF and HF power during TM, without significant variations during the first minutes of HUT. These findings suggest that wavelet transform analysis may provide new insights when assessing autonomic heart regulation and highlight the presence of ANS disturbances in PAF.

Calibration Method for Underwater Visual Ground-Truth System

This work presents an automatic calibration method for a vision based external underwater ground-truth positioning system. These systems are a relevant tool in benchmarking and assessing the quality of research in underwater robotics applications. A stereo vision system can in suitable environments such as test tanks or in clear water conditions provide accurate position with low cost and flexible operation. In this work we present a two step extrinsic camera parameter calibration procedure in order to reduce the setup time and provide accurate results. The proposed method uses a planar homography decomposition in order to determine the relative camera poses and the determination of vanishing points of detected lines in the image to obtain the global pose of the stereo rig in the reference frame. This method was applied to our external vision based ground-truth at the INESC TEC/Robotics test tank. Results are presented in comparison with an precise calibration performed using points obtained from an accurate 3D LIDAR modelling of the environment.

On the analysis of data emerging in non-linear and complex systemscomparison of two X-Ray prony spectra

New arguments proving that successive (repeated) measurements have a memory and actually remember each other are presented. The recognition of this peculiarity can change essentially the existing paradigm associated with conventional observation in behavior of different complex systems and lead towards the application of an intermediate model (IM). This IM can provide a very accurate fit of the measured data in terms of the Prony's decomposition. This decomposition, in turn, contains a small set of the fitting parameters relatively to the number of initial data points and allows comparing the measured data in cases where the “best fit” model based on some specific physical principles is absent. As an example, we consider two X-ray diffractometers (defined in paper as A- (“cheap”) and B- (“expensive”) that are used after their proper calibration for the measuring of the same substance (corundum a-Al2O3). The amplitude-frequency response (AFR) obtained in the frame of the Prony's decomposition can be used for comparison of the spectra recorded from (A) and (B) - X-ray diffractometers (XRDs) for calibration and other practical purposes. We prove also that the Fourier decomposition can be adapted to “ideal” experiment without memory while the Prony's decomposition corresponds to real measurement and can be fitted in the frame of the IM in this case. New statistical parameters describing the properties of experimental equipment (irrespective to their internal “filling”) are found. The suggested approach is rather general and can be used for calibration and comparison of different complex dynamical systems in practical purposes.

Linear amplification with multiple nonlinear devices

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e Computadores

Development of new oxygen therapeutics using fluorinated ionic liquids

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau Mestre em Engenharia Biomédica

Analysis of the Generators of Epileptic Activity in Early-Onset Childhood Benign Occipital Lobe Epilepsy

Objective: The Panayiotopoulos type of idiopathic occipital epilepsy has peculiar and easily recognizable ictal symptoms, which are associated with complex and variable spike activity over the posterior scalp areas. These characteristics of spikes have prevented localization of the particular brain regions originating clinical manifestations. We studied spike activity in this epilepsy to determine their brain generators. Methods: The EEG of 5 patients (ages 7–9) was recorded, spikes were submitted to blind decomposition in independent components (ICs) and those to source analysis (sLORETA), revealing the spike generators. Coherence analysis evaluated the dynamics of the components. Results: Several ICs were recovered for posterior spikes in contrast to central spikes which originated a single one. Coherence analysis supports a model with epileptic activity originating near lateral occipital area and spreading to cortical temporal or parietal areas. Conclusions: Posterior spikes demonstrate rapid spread of epileptic activity to nearby lobes, starting in the lateral occipital area. In contrast, central spikes remain localized in the rolandic fissure. Significance: Rapid spread of posterior epileptic activity in the Panayitopoulos type of occipital lobe epilepsy is responsible for the variable and poorly localized spike EEG. The lateral occipital cortex is the primary generator of the epileptic activity.

On-line system for faults detection in induction motors based on PCA

Dissertation to obtain the degree of Master in Electrical and Computer Engineering

Effects of a monetary union on a small peripheral country: Stabilization and competitiveness in Portugal

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Economics from the NOVA – School of Business and Economics

The fitting of the German yield curve: A dynamic approach using latent, macroeconomic and stock market variables

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Finance from the NOVA – School of Business and Economics

Application of OSN in membrane cascade for purification of the API Amoxicillin

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica