Numerical integration errors in deep space orbit determination

Il progetto di tesi è stato sviluppato durante il periodo di tirocinio svolto all’interno del “Laboratorio di Radio Scienza ed Esplorazione Planetaria” da un'esperienza da cui prende il nome lo stesso elaborato: ”Numerical integration errors in deep space orbit determination”. Lo scopo del sopraccitato laboratorio è stato quello di studiare in modo approfondito il problema kepleriano dei due corpi, per poi passare ad un’analisi del problema dei tre corpi e successivamente a n corpi (con particolare attenzione alle orbite dei satelliti medicei di Giove). Lo studio è stato affiancato ad un costante utilizzo della piattaforma di programmazione Matlab per l’elaborazione e la stesura di codici per il calcolo di traiettorie orbitali ed errori numerici. Infatti, il fulcro del lavoro è stato proprio il confronto di vari integratori e degli errori numerici derivanti dall’integrazione. Nella tesi, dapprima, viene introdotto il sistema Gioviano, vengono presentati i satelliti medicei, delineate le caratteristiche fisiche fondamentali e i principali motivi che portano ad avere particolare interesse nel conoscere lo sviluppo orbitale di tale sistema. In seguito, l'elaborato, dopo una dettagliata descrizione teorica del problema dei due corpi, presenta un codice per la rappresentazione di orbite kepleriane e il calcolo dei relativi errori commessi dal metodo numerico rispetto a quello analitico. Nell'ultimo capitolo, invece, il problema è esteso a più corpi dotati di massa e a tal proposito viene proposto un codice per la rappresentazione delle orbite descritte nel tempo da n corpi, date le condizioni iniziali, e il calcolo dei rispettivi errori nel sistema di riferimento (r,t,n). In merito a ciò, vengono infine testati diversi integratori per cercare quello con le migliori performance e sono poi analizzati alcuni parametri in input al problema per verificare sotto quali condizioni l’integratore lavora meglio.

Modelli matematici applicati alle epidemie

Il mio elaborato di tesi è basato sull'analisi generale dei modelli matematici alla base delle epidemie e lo studio dei punti di equilibrio dei sistemi che descrivono tali modelli. Il primo capitolo fornisce una descrizione degli elementi di base per lo studio che verrà poi affrontato nei capitoli successivi; nel capitolo in questione ci si riduce a introdurre nomenclatura, parametri e assunzioni di base. Nei capitoli secondo e terzo vengono esposti due tipi di modelli SIR diversi (epidemico e endemico), modelli alla base dell'epidemiologia che spiegano, sotto determinate ipotesi, il comportamento degli individui all'esplodere di una epidemia e il loro cambiamento di compartimento (suscettibile, infetto o rimosso) nel tempo. Di essi viene costruito il sistema di equazioni differenziali e analizzato il comportamento asintotico, per poi studiare i punti di equilibrio e la loro stabilità. Nel capitolo quarto viene analizzato allo stesso modo il modello SEIR, interessante perché fornisce una visione leggermente più sofisticata e vicina alla realtà, poiché tra i compartimenti possibili si suppone esistere anche un compartimento degli esposti, cioè di coloro che sono stati infettati ma che ancora non sono in grado di trasmettere la malattia. L'appendice finale illustra l'apparato matematico utile allo studio di questi modelli: le Equazioni Differenziali infatti sono uno strumento necessario per la descrizione dei fenomeni naturali e per lo studio della stabilità dei punti di equilibrio.

Analisi del controllo posturale in soggetti con amputazione unilaterale agli arti inferiori mediante posturografia dinamica: una revisione sistematica dalla letteratura.

Una delle limitazioni funzionali più comunemente citate dai soggetti con amputazione agli arti inferiori è il deficit nel controllo dell’equilibrio. La perdita, più o meno parziale, di un arto è accompagnata da mancanze e succisivi adattamenti del sistema di controllo posturale. Considerando l’aumento dell’età della popolazione generale e la crescente incidenza delle cause di amputazioni su di essa, vi è un’inequivocabile necessità di indagare come il controllo posturale cambi in questi individui. A tal riguardo, è stata condotta una revisione sistematica dei metodi proposti in letteratura riguardanti l’analisi del controllo posturale in soggetti con amputazione unilaterale agli arti inferiori, mediante la posturografia dinamica. Partendo dall’articolo di riferimento: “Balance control in lower extremity amputees during quiet standing: A systematic review” (Ku et al., 2013), a dicembre 2022 è stata evidenziata ed estesa la ricerca, fino all’anno corrente, degli articoli riguardanti il medesimo argomento, ma esclusivamente in ambito dinamico. Dalla ricerca, condotta su PubMed e Scopus, sono stati selezionati 8 articoli scientifici, nei quali, attraverso l’utilizzo di dispositivi di equilibrio, vengono analizzati i meccanismi alla base del controllo posturale nelle persone con amputazione agli arti inferiori. Dai risultati si è potuto dimostrare che gli amputati unilaterali degli arti inferiori fanno molto affidamento su input visivi, vestibolari e segnali somatosensoriali dalla loro gamba intatta per compensare le informazioni somatosensoriali mancanti dell'arto amputato. Quando uno di questi viene compromesso, mostrano uno scarso controllo posturale rispetto agli individui normodotati.

Formule analitiche per il calcolo delle perdite elettrodinamiche in cavi superconduttori ad alta temperatura critica.

Questo elaborato di tesi si concentra sul calcolo delle perdite che si verificano in cavi superconduttori ad alta temperatura critica per la fusione. La valutazione delle perdite riveste un ruolo di particolare importanza nella fase di progettazione di un cavo o di un avvolgimento superconduttore. Infatti, le proprietà superconduttive si manifestano a basse temperature (inferiori alla temperatura di transizione dalla fase normale alla fase superconduttiva) e di conseguenza è necessario configurare un apparato criogenico per il sistema. In tal senso, le perdite rientrano nel “budget” termico necessario a dimensionare correttamente il sistema di raffreddamento. Nel dettaglio, il lavoro verte sulla modellizzazione analitica e numerica delle perdite in una pila di nastri superconduttori in presenza sia di un campo magnetico esterno sia di una corrente di trasporto, entrambi con andamento variabile nel tempo. Gli obiettivi prefissati sono stati raggiunti grazie allo studio della letteratura e alle simulazioni numeriche, effettuate utilizzando dei software commerciali quali COMSOL Multiphysics e Matlab. Il contributo originale di questo elaborato è stato lo sviluppo di un nuovo modello analitico, che permette di calcolare le perdite per isteresi dovute a campi magnetici e correnti variabili periodicamente nel tempo. Le formule hanno carattere generale e possono essere utilizzate quando i campi e le correnti variano in fase seguendo degli andamenti periodici nel tempo di qualsiasi forma. Le simulazioni agli elementi finiti sono servite per validare le formule analitiche proposte. Le nuove relazioni ottenute sono state utilizzate per la stima delle perdite di un inserto ad alta temperatura critica del solenoide centrale di EU-DEMO (DEMOnstration Power Plant). Il modello analitico elaborato sarà pubblicato prossimamente su IEEE-Transactions on Applied Superconductivity.

Studio e realizzazione di un "timing circuit" e "output circuit" per pacemaker

Nell'elaborato è stato svolto uno studio su più livelli degli elementi essenziali del pacemaker asincrono secondo la realizzazione circuitale proposta da Wilson Greatbatch nel 1960. Un primo livello ha riguardato l’analisi teorica del circuito. Un secondo livello ha riguardato un’analisi svolta con LTSPICE. Con questo stesso programma, si è analizzato il segnale di temporizzazione e la forma d’onda sul carico al variare del valore di alcuni componenti chiave del circuito. Infine, si è proceduto alla sua realizzazione su breadboard.

Concepção e teste de eléctrodos para pacemaker de estimulação diafragmática

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Contribution of beta-adrenoceptor subtypes to relaxation of colon and oesophagus and pacemaker activity of ureter in wild-type and beta(3)-adrenoceptor knockout mice

1 The smooth muscle relaxant responses to the mixed beta(3)-, putative beta(4)-adrenoceptor agonist, (-)-CGP 12177 in rat colon are partially resistant to blockade by the beta(3)-adrenoceptor antagonist SR59230A suggesting involvement of beta(3)- and putative beta(4)-adrenoceptors. We now investigated the function of the putative beta(4)-adrenoceptor and other beta-adrenoceptor subtypes in the colon, oesophagus and ureter of wild-type (WT) and beta(3)-adrenoceptor knockout (beta(3)KO) mice. 2 (-)-Noradrenaline and (-)-adrenaline relaxed KCl (30 mM)-precontracted colon mostly through beta(1)-and beta(3)-adrenoceptors to a similar extent and to a minor extent through beta(2)-adrenoceptors. In colon from beta(3)KO mice, (-)-noradrenaline was as potent as in WT mice but the effects were mediated entirely through beta(1)-adrenoceptors. (-)-CGP 12177 relaxed colon from beta(3)KO mice with 2 fold greater potency than in WT mice. The maintenance of potency for (-)-noradrenaline and increase for (-)-CGP 12177 indicate compensatory increases in beta(1)- and putative beta(4)-adrenoceptor function in beta(3)KO mice. 3 In oesophagi precontracted with 1 mu M carbachol, (-)-noradrenaline caused relaxation mainly through beta(1)-and beta(3)-adrenoceptors. (-)-CGP 12177 (2 mu M) relaxed oesophagi from WT by 61.4+/-5.1% and beta(3)KO by 67.3+/-10.1% of the (-)-isoprenaline-evoked relaxation, consistent with mediation through putative beta(4)-adrenoceptors. 4 In ureter, (-)-CGP 12177 (2 mu M) reduced pacemaker activity by 31.1+/-2.3% in WT and 31.3+/-7.5% in beta(3)KO, consistent with mediation through putative beta(4)-adrenoceptors. 5 Relaxation of mouse colon and oesophagus by catecholamines are mediated through beta(1)- and beta(3)- adrenoceptors in WT. The putative beta(4)-adrenoceptor, which presumably is an atypical state of the beta(1)-adrenoceptor, mediates the effects of(-)-CGP 12177 in colon, oesophagus and ureter.

Left ventricular dyssynchrony predicts benefit of cardiac resynchronization therapy in patients with end-stage heart failure before pacemaker implantation

We evaluated patients with end-stage heart failure who have a high likelihood of response to cardiac resynchronization therapy (biventricular pacing). It appears that 20% of patients do not respond to this expensive therapy despite the use of selection criteria (dilated cardiomyopathy, heart failure, New York Heart Association class II or IV, left ventricular election fraction 120 ms). The presence of left ventricular dys-synchrony is needed to result in improvement after cardiac resynchronization therapy. (C)2003 by Excerpta Medica, Inc.

Sistema integrado de passagens e di??rias: SIPAD

O Sistema Integrado de Passagens e Di??rias (SIPAD), foi concebido no conceito de integra????o de dados e utiliza uma base de dados ??nica que evita o retrabalho e a inconsist??ncia de informa????es. O sistema tem por objetivo tornar mais ??gil, transparente e desburocratizado o processo de solicita????o, gerenciamento e controle de passagens e di??rias no ??mbito do Minist??rio da Sa??de. O SIPAD permite, em tempo real, o atendimento dos pedidos de viagens mediante requisi????es eletr??nicas com alto grau de confiabilidade e seguran??a. O sistema permite ainda o controle f??sico e a gest??o financeira de todos os pedidos de viagem; o c??lculo autom??tico de valores de di??rias inclusive em moeda estrangeira; o acompanhamento de trechos de viagens e conex??es internacionais com indica????o dos aeroportos; o controle e presta????o de contas de viagens; o desconto autom??tico do valor do vale refei????o por UF. A seguran??a do SIPAD ?? garantida por sistema que permite acessos escalonados por n??veis de senha , a partir de perfis previamente definidos. No SIPAD pode-se realizar consultas on line e emiss??o automatizada de relat??rios operacionais e gerenciais com interface gr??fica. Os resultados ap??s a implanta????o , em 01/07/99, j?? causam impactos significativos. A economia estimada para o ano 2000, apenas em uma unidade gestora do Minist??rio, ?? de redu????o de 113.606 folhas de papel; elimina????o de 23.346 etiquetas; elimina????o de 40.468 assinaturas de gestores e ordenadores de despesa; elimina????o de 58.369 procedimentos de carimbo em pap??is; elimina????o de 11.673 registros de controle e 58.459 tramita????es de documentos

Sistema informatizado de controle de di??rias

O projeto consiste na automa????o de todo o processo de elabora????o, c??lculo, concess??o e pagamento de di??rias possibilitando ainda a an??lise da execu????o or??ament??ria e financeira, por meio de um sistema informatizado de controle. Este sistema ?? ??gil e de f??cil opera????o, e confere seguran??a de acesso ??s informa????es. Ele opera em ambiente de rede, de maneira que qualquer setor possa controlar suas di??rias, utilizando-se de um ??nico banco de dados instalado em um computador servidor

A influência do local de estimulação ventricular na incidência de taquiarritmias auriculares em doentes com pacemaker permanente

Mestrado em Tecnologia de Diagnóstico e Intervenção Cardiovascular

Femoral Approach: an Exceptional Alternative for Permanent Pacemaker Implantation

The classic transvenous implantation of a permanent pacemaker in a pectoral location may be precluded by obstruction of venous access through the superior vena cava or recent infection at the implant site. When these barriers to the procedure are bilateral and there are also contraindications or technical difficulties to performing a thoracotomy for an epicardial approach, the femoral vein, although rarely used, can be a viable alternative. We describe the case of a patient with occlusion of both subclavian veins and a high risk for mini-thoracotomy or videothoracoscopy, who underwent implantation of a permanent single-chamber pacemaker via the right femoral vein.

One-year cardiac morphological and functional evolution following permanent pacemaker implantation in right ventricular septal position in chagasic patients

INTRODUCTION: The septal position is an alternative site for cardiac pacing (CP) that is potentially less harmful to cardiac function. METHODS: Patients with Chagas disease without heart failure submitted to permanent pacemaker (PP) implantation at the Clinics Hospital of the Triângulo Mineiro Federal University (UFTM), were selected from February 2009 to February 2010. The parameters analyzed were ventricular remodeling, the degree of electromechanical dyssynchrony (DEM), exercise time and VO2 max during exercise testing (ET) and functional class (NYHA). Echocardiography was performed 24 to 48h following implantation and after one year follow-up. The patients were submitted to ET one month postprocedure and at the end of one year. RESULTS: Thirty patients were included. Patient mean age was 59±13 years-old. Indication for PP implantation was complete atrioventricular (AV) block in 22 (73.3%) patients and 2nd degree AV block in the other eight (26.7%). All patients were in NYHA I and no changes occurred in the ET parameters. No variations were detected in echocardiographic remodeling measurements. Intraventricular dyssynchrony was observed in 46.6% of cases and interventricular dyssynchrony in 33.3% of patients after one year. CONCLUSIONS: The findings of this work suggest that there is not significant morphological and functional cardiac change following pacemaker implantation in septal position in chagasic patients with normal left ventricular function after one year follow-up. Thus, patients may remain asymptomatic, presenting maintenance of functional capacity and no left ventricular remodeling.