Made available in DSpace on 2016-12-23T14:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jose Guilherme Pelicao Pancieri.pdf: 849076 bytes, checksum: 4cc56d57d53f4b6c3d0fd9c325a5bd22 (MD5) Previous issue date: 2012-03-27 / O presente trabalho apresenta a modelagem matemática de um sistema vibracional com excitação harmônica da base. Esse tipo de sistema tem sido estudado por vários pesquisadores que exploraram muitos aspectos da dinâmica global. No entanto, na grande parte dos sistemas estudados, o sistema era modelado para uma característica de vibroimpacto. No sistema aqui estudado, os impactos são substituídos por outro conjunto visco-elástico e os instantes de transição são considerados como condição de periodicidade. As condições de periodicidade são aplicadas sobre o estado nos instantes de transição a fim de obter um mapa da próxima transição baseada no estado da anterior. Este mapa não-linear é aplicado para obter as condições de existência dos movimentos periódicos com padrões específicos. Assim, aplicando as condições de existência, a estabilidade do movimento pode ser realizada por meio da análise dos autovalores do mapa linearizado, tendo em conta estas restrições / This work presents the mathematical modeling of a vibrational system with the harmonically excited base. The system has been investigated by several researchers exploring many aspects of the global dynamics. However, in most of the systems studied, the systems were modeled for a vibro-impact feature. In this system, the impacts are replaced by another visco-elastic set and the moment of transition is considered as a condition of periodicity. Periodicity conditions are applied on the state at the moment of transition in order to obtain a map of the next transition based on the state of the previous one. This nonlinear map is used to obtain the conditions of existence of periodic motions with specific patterns. Applying the existence conditions, the stability of the motion can be achieved by analyzing the eigenvalues of the linearized map while taking these conditions into account

Neste projeto realizamos um estudo sobre as fórmulas de probabilidades de oscilação de neutrinos na matéria em duas e três gerações. Estudamos extensivamente a fenomenologia e os experimentos de oscilação de neutrinos. Além de rever todas as expressões analíticas para as soluções exatas e aproximadas conhecidas na literatura para as probabilidades de conversão, também desenvolvemos soluções novas. Mostramos que os mesmos potenciais que possuem solução exata em duas gerações, também possuem em três. Com o formalismo proposto nesta dissertação para resolução da equação de evolução dos neutrinos na matéria, fica descartada a existência de outros potenciais, que não os aqui discutidos, com solução analítica em termos de funções que são obtidas como casos especiais ou limites da função hipergeométrica generalizada. / In this project we realized a study about the formulas of neutrino oscillation probabilities in matter in two and three generations. We studied the neutrino oscillation phenomenology and its experiments. We reviewed all the analytic expressions to the exact and aproximate solutions known at the literature to the conversion probabilities, as well as we have developed new ones. We showed that the same potentials which have exact solutions in two generations, also have exact solutions in three generations. By using the proposed formalism in this dissertation to the resolution of the evolution equation of neutrinos in matter, we ruled out the existence of other potentials not discussed here that have exact solution in terms of the special functions that are special cases or limits of the generalized hypergeometric function.

The linear propagation of optical beams through a transvers al periodic pattern, such as an optically induced lattice, have been reported to induce power oscillations between a pair of Fourier modes related by the Bragg resonance condition. These are Bloch modes with frequency within the band gap and thus, confined to the transversal plane (x,y), but otherwise traveling freely in the z-direction. Stemming from the coupling between the light beam and the periodic lattice, these twin-mode power oscillations have been referred as Rabi optical oscillations, due to the analogy with matter Rabi oscillations. In this work, investigates numerically investigate the behavior of such Rabi-type oscillations, under the influence of a selfdefocusing nonlinearity along the propagation direction. Is considered the incidence of a light pulse characterized by a Gaussian spectrum centered in one of the modes of the twin pair, into a one-dimensional photonic structure, with a periodic modulation of the optical refractive index lying in a transversal direction x. For a weak nonlinearities, observed an interesting interplay between linear twin coupling and selfdefocusing: the selfdefocusing effect spread energy of the central frequency to new neighboring modes occurring within the Gaussian spectrum input, centered in one mode of the pair, and transfer proportion of this energy to the correspondent resonant mode. In this way the center mode or frequency component of the spectrum in the presence of selfdefocusing effect, oscillates from one extreme to ano ther within the Brillouin zone. By increasing the nonlinearity, one finds a balanced combination of both effects, that is, Bragg resonance and selfdefocusing, which promotes the transference of the nonlinear reshaping of a Gaussian spectrum, occurring around the central frequency at the input, to the neighborhood of its twin mode. Thus, the nonlinear Rabi oscillations might reveal itself quite useful for optical techniques and optical devices in the sense that, by suitably tailoring the electromagnetic space one could allow the tuning of the nonlinear frequency spreading. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A propagação linear de feixes ópticos através de um padrão periódico transversal, como uma rede induzida opticamente, é conhecida por induzir as oscilações de potência entre um par de modos de Fourier relacionados pela condição de ressonância de Bragg. Estes são os modos de Bloch com frequência dentro do band gap, por conseguinte, confinados no plano transversal (x,y), mas viajam livrementena direção z. Partindo do acoplamento entre um feixe óptico e a rede periódica,essas oscilações das potências dos modos acoplados têm sido referidas como as oscilações de Rabi ópticas, devido à analogia com as oscilações de Rabi na matéria. Neste trabalho, investiga-se numericamente o comportamento de tais oscilações tipo Rabi, sob a influência da não linearidade de autodesfocalização ao longo da direção de propagação. Considera-se a incidência de um pulso de luz caracterizado por um espectro Gaussiano, centrado em um dos modos do par acoplado, em uma estrutura fotônica unidimensional com uma modulação periódica do índice de refração na direção transversal x. Para uma não linearidade fraca, pode-se observar uma interessante interação entre os dois modos acoplados em regime linear e o efeito de autodesfocalização: O efeito de autodesfocalização distribui energia da frequência central para os novos modos vizinhos, dentro do espectro inicialmente Gaussiano, centrado em dos modos acoplados, e transfere parte dessa energia para o modo ressonante correspondente. Desta forma, o modo ou a componente de frequência central do espectro na presença do efeito de autodesfocalização oscila de um extremo a outro dentro da zona de Brillouin. Ao aumentar a não linearidade, encontra-se uma combinação balanceada de ambos os efeitos, que são, ressonância de Bragg e autodesfocalização, que promovem a transferência não linear remodelando o espectro Gaussiano, que ocorre na entrada em torno de uma frequência central, para seu modo vizinho. Assim, as oscilações de Rabi não lineares podem revelar-se bastante proveitosas para técnicas ópticas e dispositivos ópticos no sentido de que, atravésde um espaço eletromagnético adequado permitir a sintonia de espalhamento não linear da frequência.

O aprofundamento de nosso conhecimento acerca das alterações da mecânica respiratória e da resposta ao uso do broncodilatador em crianças com asma pode contribuir para o melhor entendimento desta doença. A técnica de oscilações forçadas (FOT) apresenta elevado potencial neste sentido, pois permite uma avaliação detalhada da mecânica respiratória de crianças asmáticas. Desta maneira, os objetivos deste estudo são: (1) aprofundar nosso conhecimento sobre as alterações de mecânica respiratória em crianças asmáticas; (2) investigar o potencial de utilização clínica da FOT e (3) analisar as alterações de mecânica respiratória decorrentes da resposta broncodilatadora em crianças asmáticas. No presente estudo foram analisadas 93 crianças, separadas em grupo controle (n=31) e grupo de crianças asmáticas divididas de acordo com o grau de obstrução ao fluxo aéreo determinado pela espirometria em: normal ao exame espirométrico (n=31) e com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (n=31). Pela FOT foram analisados os parâmetros relacionados às propriedades resistivas do sistema respiratório R0 (resistência no intercepto), Rm (resistência média) e S (inclinação da reta de resistência). R0 e Rm aumentaram com a obstrução ao fluxo aéreo (p<0,002 e p<0,02, respectivamente) e S apresentou redução (p<0,0007) caracterizando, este último, aumento da não-homogeneidade do sistema respiratório. Observou- se uma redução nos parâmetros relacionados às propriedades reativas do sistema respiratório, Cdin,sr (complacência dinâmica, p<0,03) e Xm (reatância média, p<0,02) com o aumento da obstrução. Também foi analisado o módulo da impedância em 4 Hz (&#1472;Zrs4Hz&#1472;), parâmetro relacionado com a carga mecânica total no sistema respiratório, que mostrou- se aumentado com a obstrução(p<0,001). Na análise do desempenho diagnóstico, os parâmetros R0, Rm, Cdin,sr e &#1472;Zrs4Hz&#1472; apresentaram área sob a Curva (AUC), sensibilidade (Se) e especificidade (Sp) adequados ao uso clínico no grupo com distúrbio ventilatório obstrutivo leve. Estes valores foram mais elevados do que no grupo de crianças asmáticas normais ao exame espirometrico, o que está relacionado com as maiores alterações no grupo com obstrutrução leve. A resposta broncodilatadora foi estudada observando- se as diferenças dentro do mesmo grupo de crianças e mensurando as alterações em cada grupo antes e após o uso do broncodilatador. Os parâmetros relacionados às propriedades resistivas, R0, Rm e S apresentaram melhora significativa com redução das resistências no grupo controle (p<0,00001, p<0,0003 e 0,00001), normal ao exame espirometrico (p<0,000002, p<0,00008 e 0,0006) e grupo com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (p<0,0001, p<0,0007 e 0,000001). Estas alterações ocorreram no grupo controle e nos grupos de crianças asmáticas. Crs,din e Xm também apresentaram alterações significativas em todos os grupos estudados: no grupo controle (p<0,0001, p<0,00001), normal ao exame (p<0,00006, p<0,00001) e no grupo com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (p<0,0001, p<0,00001), fato também observado na análise de &#1472;Zrs4Hz&#1472; no grupo controle (p<0,00001), normal ao exame (p<0,00001) e grupo com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (p<0, 00001). Concluímos que a asma introduz alterações nos parâmetros resistivos e reativos do sistema respiratório com o aumento do grau de obstrução ao fluxo aéreo. Essas alterações foram identificadas nas crianças com obstrução leve. A FOT detectou as alterações ocorridas após a utilização da medicação broncodilatadora. Estes resultados indicam que a FOT pode ser um exame sensível para avaliar as alterações fisiopatológicas decorrentes da asma em crianças. / The increase of our knowledge about changes in respiratory mechanics and response to bronchodilator use in asthmatic children may contribute to a better understanding of this disease. The forced oscillation technique (FOT) has high potential in this sense, since it allows a detailed assessment of respiratory mechanics in asthmatic children. Thus, the objectives of this study are: (1) increase our understanding of the changes in respiratory mechanics of asthma in children, (2) investigate the clinical potential of FOT and (3) analyze the changes in respiratory mechanics resulting from bronchodilator response in asthmatic children. The present study examined 93 children, separated in the control group (n=31) and the asthmatic group divided according to the degree of airflow obstruction determined by spirometry in normal spirometry results (n=31) and with mild airway obstruction (n=31). Using the FOT we analyzed parameters related to the resistance of the respiratory system R0 (intercept resistance), Rm (resistance average) and S (slope of the resistance). R0 and Rm increased with airflow obstruction (p<0.002 and p<0.02, respectively) and S decreased (p<0.0007), indicating increased respiratory system non-homogeneity. There was a reduction in parameters related to the reactive properties of the respiratory system, Cst,sr (dynamic compliance, p<0.03) and Xm (reactance average, p<0,001) with increasing obstruction. The module of the respiratory system impedance at 4 Hz (| Zrs4Hz |) was also studied. This parameter is related to the total mechanical load on the respiratory system, and increased significantly with obstruction (p<0,001). Analyzing the diagnostic performance of FOT parameters, R0, Rm, Cst,sr and |Zrs4Hz| presented adequate values for clinical use in the identification of mild airway obstruction (AUC>0.7). These values were higher than that observed in the identification of the normal to the spirometric exam group, which may be related to the higher modifications in the group of children with mild airway obstruction. The bronchodilator response was studied by observing the differences within the same group of children, measuring the changes in each group before and after bronchodilator use. The parameters related to the resistance, R0, Rm and S showed significant improvement indicating reduced resistance in control group (p<0.00001,p<0.0003 e 0.00001), normal spirometry results (p<0.000002, p<0.00008 e 0.0006) and with mild airway obstruction (p<0.0001, p<0.0007 e 0.000001). These changes occurred in the control group and groups of children with asthma. Crs,din and Xm also showed significant changes in all groups studied in control group p<0.0001, p<0.00001), normal spirometry results (p<0.00006, p<0.00001) and with mild airway obstruction (p<0.0001, p<0.00001), a fact also observed in the analysis of | Zrs4Hz |, with showed a significant decrease in control group (p<0.00001), normal spirometry results(p<0.00001) and with mild airway obstruction (p<0.00001). We conclude that the increase of the degree of airflow obstruction in asthmatic children introduces increases in the resistance of the respiratory system, reductions in the dynamic compliance, reduction in homogeneity, as well as increase in the total respiratory system mechanical load. The FOT is able to detect respiratory changes in patients with mild airway obstruction. The use of bronchodilator medication introduces changes in asthmatic children, as well as in normal children. The results of the present study indicate that the FOT can be a sensitive test to evaluate the changes associated with asthma in children.

Orientador: Prof. Dr. Raphael Yokoingawa de Camargo / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Neurociência e Cognição, 2017. / Causalidade pode ser entendida como a relação de causa e efeito entre eventos subsequentes. Já a percepção de causalidade está relacionada a como percebemos relações causais em uma sequência de eventos, mesmo que essas relações sejam inexistentes. Por mais de meio século a percepção de causalidade é objeto de estudo frequente, mas seus mecanismos e origens ainda não são conhecidos. Existem evidências empíricas de que diversas modalidades de percepção são processadas no sistema nervoso utilizando janelas perceptuais discretas, o que chamamos de Percepção Discreta. Argumenta-se que a percepção de causalidade também pode apresentar processamento em janelas discretas. A literatura também apresenta a Percepção Rítmica, onde ciclos alfa possuem fases de maior ou menor excitação e essas fases modulam a probabilidade de um dado estímulo ser processado. Neste trabalho, propomos um modelo probabilístico de alto nível que mescla as hipóteses das percepções discreta e rítmica para explicar resultados experimentais de diversas tarefas. Nossa hipótese é que, dependendo da fase do ciclo alfa em que um estímulo chegar existe uma probabilidade, que varia em função da fase da oscilação, do processamento ser realizado apenas no ciclo seguinte. Propomos diferentes maneiras como a mudança de ciclo de processamento ocorre e comparamos as predições do modelo com dados de 2 experimentos psicofísicos diferentes. Encontramos que, considerando a probabilidade de mudança do ciclo de processamento e faixas de frequências mínimas e máximas dentro dos limites do alfa, o modelo foi capaz de reproduzir os dados experimentais testados. / Causality can be understood as the cause and effect relationship between subsequent events. On the other hand the perception of causality is related to how we perceive causal relations in a sequence of events, even if these relations are non-existent. For more than half a century the perception of causality is the subject of frequent study, but its mechanisms and origins are not yet known. There are empirical evidence that diverse perception modalities are processed in the nervous system using discrete perceptual windows, what we call Discrete Perception. It is argued that the perception of causality may also present processing in discrete windows. The literature also presents Rhythmic Perception, where alpha cycles have phases of greater or lesser excitation and these phases modulate the probability of a given stimulus being processed. In this work, we propose a high level probabilistic model that merges discrete and rhythmic perceptions hypotheses to explain experimental results of several tasks. Our hypothesis is that depending on the phase of the alpha cycle in which a stimulus arrives there is a probability, which varies as a function of the oscillation phase, for the processing to be performed only in the next cycle. We propose different ways in which the change of processing cycle occurs and we compare the predictions of the model with data from 2 different psychophysical experiments. We found, considering the probability of changing the processing cycle and minimum and maximum frequency bands within the limits of the alpha, the model was able to reproduce the tested experimental data.

Orientador: Prof. Dr. Célio Adrega de Moura Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2017. / Atualmente esta sendo desenvolvendo um experimento de oscilacao de neutrinos de longa linha de base, o Deep Undergound Neutrino Experiment (DUNE). O DUNE tem como objetivos mensurar fase de violacao CP, descrita pelo parametro CP e determinar a hierarquia de massa e o octante do angulo de mistura 23. Alem disso, o DUNE tambem investigara os neutrinos de supernovas, o decaimento do proton (que pode ser um indicio da unificacao das forcas) e fisica alem do modelo padrao. Neste trabalho, explora-se o potencial e a sensitividade do DUNE para determinar os valores dos parametros que mensuram interacoes de neutrinos nao descritas pelo Modelo Padrao das Particulas Elementares (MP), chamadas de interacoes nao-padrao (NSI). Investiga-se tambem como a distribuicao de materia ao longo da linha de propagacao de neutrinos influencia na determinacao dos parametros de NSI. Para tanto, descreve-se como sao as interacoes de neutrinos com a materia terrestre por interacoes padrao e nao-padrao. Apresentam-se as caracteristicas do DUNE e os dois modelos de densidade de materia para a linha do feixe que foram testados: a gReferencia Preliminar do Modelo da Terrah (PREM) e o modelo descrito por Shen e Ritzwoller (SR). Simula-se o espectro de energia no detector utilizando-se o software General Long Baseline Experiment Simulator (GLoBES). Obtem-se a sensitividade dos parametros de interesse utilizando um metodo de 2 e compara-se a sensitividade para os diferentes modelos de densidade de materia utilizando-se as areas das curvas de sensitividade do espaco de parametros e tambem as amplitudes dos parametros. Os resultados corroboram com a proposta do DUNE em medir os valores de CP e 23 com uma precisao maior que os experimentos atuais, assim como determinar a hierarquia das massas. Como uma nova contribuicao para a colaboracao DUNE, mostrou-se que a mudanca na distribuicao da densidade de materia da linha do feixe causa um desvio de no maximo 1,4 relativo na determinacao do intervalo de valores de CP . Para a determinacao dos intervalos de valores dos parametros de NSI, ha um desvio minimo de 1,4 relativo para a determinacao de "ee e um desvio maximo de 4 relativo na determinacao de |"e¿Ê|. Mostra-se ainda que o DUNE podera restringir os valores dos parametros de NSI para valores menores que 1 para os parametros "ee e " e valores menores que 0,1 para os demais parametros de NSI. / Currently it is being developed an experiment of long baseline neutrino oscillation, the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). DUNE aims to measure the CP violation phase, described by the parameter CP , determine the mass hierarchy, and the octant of the mixing angle 23. In addition, DUNE will also investigate supernova neutrinos, proton decay (which may be a signal of the unification of forces), and physics beyond the standard model. In this work, we explore the sensitivity of DUNE to determine the values of the parameters that measure neutrino interactions not described by the Standard Model of Elementary Particles (MP), the so called nonstandard interactions (NSI). We also investigate how the distribution of matter along the baseline of neutrino propagation influences the determination of NSI parameters. Therefore, standard and nonstandard neutrino interactions with Earth¿s matter is described. We present the features of DUNE and test two models of matter density along the beam line. These models are the "Preliminary Reference Earth Model" (PREM) and the model described by Shen and Ritzwoller (SR). The energy spectrum is simulated in the detector using the General Long Baseline Experiment Simulator (GLoBES) software. The sensitivity of the parameters of interest are obtained using a method of 2 and the sensitivities for the different matter density models are compared using the allowed regions in the parameter space. The results corroborate with DUNE proposal to measure the values of CP and 23 with greater accuracy than current experiments and determine the mass hierarchy. As a new contribution to the DUNE collaboration, we show that the change in the density distribution of the beam line causes a deviation of at most 1.4 relative in determining the range of values of CP . For determination of the ranges of values of the NSI parameters, there is a minimum deviation of 1.4 relative for the determination of "ee and a maximum deviation of 4 relative in determining |"eì|. We also show that DUNE may restrict the values of the NSI parameters to values less than 1 for the parameters "ee and " , and values less than 0.1 for the other NSI parameters.

A emergência frequente de oscilações de corrente e potencial durante a eletro-oxidação de moléculas orgânicas pequenas tem implicações mecanísticas importantes, como por exemplo, na conversão reacional global e, portanto, no desempenho de dispositivos práticos de conversão de energia. Orientado nesse sentido, este trabalho desenvolveu-se por meio de duas frentes relacionadas: (a) utilizando-se medidas obtidas por meio do acoplamento de uma célula eletroquímica a um espectrômetro de massas, estudou-se a dinâmica da produção de espécies voláteis durante a eletro-oxidação oscilatória de ácido fórmico, metanol e etanol. Além da apresentação de resultados experimentais ainda não relatados, introduz-se o uso de regressão linear multivariada para se comparar a corrente faradaica total estimada, com a proveniente da produção de espécies voláteis detectáveis: dióxido de carbono para ácido fórmico, dióxido de carbono e metilformiato para metanol e, dióxido de carbono e acetaldeído para etanol. A análise fornece a melhor combinação das correntes iônicas detectadas para se representar a corrente global ou a máxima contribuição faradaica possível devido à produção de espécies voláteis. Os resultados foram discutidos em conexão com aspectos do mecanismo reacional de cada molécula. A incompatibilidade entre a corrente faradaica total estimada e a obtida pela melhor combinação das correntes parciais provenientes da produção de espécies voláteis foi pequena para ácido fórmico, quatro e cinco vezes maior para etanol e metanol, respectivamente, evidenciando, nestes dois últimos casos, o aumento do papel desempenhado por espécies solúveis parcialmente oxidadas; (b) investigou-se características gerais da eletro-oxidação de formaldeído, ácido fórmico e metanol sobre platina em meio ácido, com ênfase na comparação do desempenho eletrocatalítico global sob condições estacionária e oscilatória. A comparação procedeu-se por meio da interpretação de resultados tratados de diferentes formas e generalizada pela utilização das mesmas condições experimentais em todos os casos. Para todos os sistemas, o baixo potencial alcançado durante as oscilações evidenciou uma considerável diminuição do sobrepotencial associado à reação anódica, se comparado com o obtido na ausência de oscilações. Além do mais, o processo de reativação superficial do catalisador que ocorre durante as oscilações amplia o desempenho de todos os sistemas em termos de atividade eletrocatalítica. Por fim, também são discutidos alguns aspectos do mecanismo reacional das moléculas estudadas. / The frequent emergence of current/potential oscillations during the electrooxidation of small organic molecules has implications on mechanistic aspects such as, for example, on the overall reaction conversion, and thus on the performance of practical devices of energy conversion. In this direction, this work is divided in two parts: (a) by means of on line Differential Electrochemical Mass Spectrometry (DEMS) it was studied the production of volatile species during the electrooxidation of formic acid, methanol and ethanol. Besides the presentation of previously unreported DEMS results on the oscillatory dynamics of such systems, it was introduced the use of multivariate linear regression to compare the estimated total faradaic current with the one comprising the production of volatile detectable species, namely: carbon dioxide for formic acid, carbon dioxide and methylformate for methanol and, carbon dioxide and acetaldehyde for ethanol. The introduced analysis provided the best combination of the DEMS ion currents to represent the total faradaic current or the maximum possible faradaic contribution of the volatile products for the global current. The results were discussed in connection with mechanistic aspects for each system. The mismatch between estimated total current and the one obtained by the best combination of partial currents of volatile products was found to be small for formic acid, 4 and 5 times bigger for ethanol and methanol, respectively, evidencing the increasing role played by partially oxidized soluble species in each case; (b) it was investigated general features of the electro-oxidation of formaldehyde, formic acid and methanol on platinum and in acid media, with emphasis on the comparison of the performance under stationary and oscillatory regimes. The comparison is carried out by different means and generalized by the use of identical experimental conditions in all cases. In all three systems studied, the occurrence of potential oscillations is associated with excursions of the electrode potentials to lower values, which considerable decreases the overpotential of the anodic reaction, when compared to that in the absence of oscillations. In addition, the reactivation of catalyst surface benefits the performance of all systems in terms of electrocatalytic activity. Finally, some mechanistic aspects of the studied reactions are also discussed.

O aprofundamento de nosso conhecimento acerca das alterações da mecânica respiratória e da resposta ao uso do broncodilatador em crianças com asma pode contribuir para o melhor entendimento desta doença. A técnica de oscilações forçadas (FOT) apresenta elevado potencial neste sentido, pois permite uma avaliação detalhada da mecânica respiratória de crianças asmáticas. Desta maneira, os objetivos deste estudo são: (1) aprofundar nosso conhecimento sobre as alterações de mecânica respiratória em crianças asmáticas; (2) investigar o potencial de utilização clínica da FOT e (3) analisar as alterações de mecânica respiratória decorrentes da resposta broncodilatadora em crianças asmáticas. No presente estudo foram analisadas 93 crianças, separadas em grupo controle (n=31) e grupo de crianças asmáticas divididas de acordo com o grau de obstrução ao fluxo aéreo determinado pela espirometria em: normal ao exame espirométrico (n=31) e com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (n=31). Pela FOT foram analisados os parâmetros relacionados às propriedades resistivas do sistema respiratório R0 (resistência no intercepto), Rm (resistência média) e S (inclinação da reta de resistência). R0 e Rm aumentaram com a obstrução ao fluxo aéreo (p<0,002 e p<0,02, respectivamente) e S apresentou redução (p<0,0007) caracterizando, este último, aumento da não-homogeneidade do sistema respiratório. Observou- se uma redução nos parâmetros relacionados às propriedades reativas do sistema respiratório, Cdin,sr (complacência dinâmica, p<0,03) e Xm (reatância média, p<0,02) com o aumento da obstrução. Também foi analisado o módulo da impedância em 4 Hz (&#1472;Zrs4Hz&#1472;), parâmetro relacionado com a carga mecânica total no sistema respiratório, que mostrou- se aumentado com a obstrução(p<0,001). Na análise do desempenho diagnóstico, os parâmetros R0, Rm, Cdin,sr e &#1472;Zrs4Hz&#1472; apresentaram área sob a Curva (AUC), sensibilidade (Se) e especificidade (Sp) adequados ao uso clínico no grupo com distúrbio ventilatório obstrutivo leve. Estes valores foram mais elevados do que no grupo de crianças asmáticas normais ao exame espirometrico, o que está relacionado com as maiores alterações no grupo com obstrutrução leve. A resposta broncodilatadora foi estudada observando- se as diferenças dentro do mesmo grupo de crianças e mensurando as alterações em cada grupo antes e após o uso do broncodilatador. Os parâmetros relacionados às propriedades resistivas, R0, Rm e S apresentaram melhora significativa com redução das resistências no grupo controle (p<0,00001, p<0,0003 e 0,00001), normal ao exame espirometrico (p<0,000002, p<0,00008 e 0,0006) e grupo com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (p<0,0001, p<0,0007 e 0,000001). Estas alterações ocorreram no grupo controle e nos grupos de crianças asmáticas. Crs,din e Xm também apresentaram alterações significativas em todos os grupos estudados: no grupo controle (p<0,0001, p<0,00001), normal ao exame (p<0,00006, p<0,00001) e no grupo com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (p<0,0001, p<0,00001), fato também observado na análise de &#1472;Zrs4Hz&#1472; no grupo controle (p<0,00001), normal ao exame (p<0,00001) e grupo com distúrbio ventilatório obstrutivo leve (p<0, 00001). Concluímos que a asma introduz alterações nos parâmetros resistivos e reativos do sistema respiratório com o aumento do grau de obstrução ao fluxo aéreo. Essas alterações foram identificadas nas crianças com obstrução leve. A FOT detectou as alterações ocorridas após a utilização da medicação broncodilatadora. Estes resultados indicam que a FOT pode ser um exame sensível para avaliar as alterações fisiopatológicas decorrentes da asma em crianças. / The increase of our knowledge about changes in respiratory mechanics and response to bronchodilator use in asthmatic children may contribute to a better understanding of this disease. The forced oscillation technique (FOT) has high potential in this sense, since it allows a detailed assessment of respiratory mechanics in asthmatic children. Thus, the objectives of this study are: (1) increase our understanding of the changes in respiratory mechanics of asthma in children, (2) investigate the clinical potential of FOT and (3) analyze the changes in respiratory mechanics resulting from bronchodilator response in asthmatic children. The present study examined 93 children, separated in the control group (n=31) and the asthmatic group divided according to the degree of airflow obstruction determined by spirometry in normal spirometry results (n=31) and with mild airway obstruction (n=31). Using the FOT we analyzed parameters related to the resistance of the respiratory system R0 (intercept resistance), Rm (resistance average) and S (slope of the resistance). R0 and Rm increased with airflow obstruction (p<0.002 and p<0.02, respectively) and S decreased (p<0.0007), indicating increased respiratory system non-homogeneity. There was a reduction in parameters related to the reactive properties of the respiratory system, Cst,sr (dynamic compliance, p<0.03) and Xm (reactance average, p<0,001) with increasing obstruction. The module of the respiratory system impedance at 4 Hz (| Zrs4Hz |) was also studied. This parameter is related to the total mechanical load on the respiratory system, and increased significantly with obstruction (p<0,001). Analyzing the diagnostic performance of FOT parameters, R0, Rm, Cst,sr and |Zrs4Hz| presented adequate values for clinical use in the identification of mild airway obstruction (AUC>0.7). These values were higher than that observed in the identification of the normal to the spirometric exam group, which may be related to the higher modifications in the group of children with mild airway obstruction. The bronchodilator response was studied by observing the differences within the same group of children, measuring the changes in each group before and after bronchodilator use. The parameters related to the resistance, R0, Rm and S showed significant improvement indicating reduced resistance in control group (p<0.00001,p<0.0003 e 0.00001), normal spirometry results (p<0.000002, p<0.00008 e 0.0006) and with mild airway obstruction (p<0.0001, p<0.0007 e 0.000001). These changes occurred in the control group and groups of children with asthma. Crs,din and Xm also showed significant changes in all groups studied in control group p<0.0001, p<0.00001), normal spirometry results (p<0.00006, p<0.00001) and with mild airway obstruction (p<0.0001, p<0.00001), a fact also observed in the analysis of | Zrs4Hz |, with showed a significant decrease in control group (p<0.00001), normal spirometry results(p<0.00001) and with mild airway obstruction (p<0.00001). We conclude that the increase of the degree of airflow obstruction in asthmatic children introduces increases in the resistance of the respiratory system, reductions in the dynamic compliance, reduction in homogeneity, as well as increase in the total respiratory system mechanical load. The FOT is able to detect respiratory changes in patients with mild airway obstruction. The use of bronchodilator medication introduces changes in asthmatic children, as well as in normal children. The results of the present study indicate that the FOT can be a sensitive test to evaluate the changes associated with asthma in children.

Por epilepsia, são denominadas diversas condições neuronais patológicas caracterizadas pela ocorrência de atividade elétrica anormal de uma região do cortex que se difunde formando a crise epiléptica. Tais crises recorrentes possuem efeito relevante sobre a qualidade de vida, além de frequentemente possuírem efeito deletério gradativo sobre a capacidade cognitiva do paciente, sendo necessário tratamento e acompanhamento médico. Dentro das diversas condições epilépticas, existe o que é conhecido como epilepsia refratária, que é a condição em que o paciente não responde a nenhum medicamento anticonvulsivante. A alternativa para estes pacientes é a cirurgia, porém, diversas dificuldades como a localização do foco epiléptico e determinação da extensão da zona epileptogênica podem prejudicar as chances de sucesso deste procedimento. O eletroencefalograma (EEG) sempre foi muito utilizado na clínica neurológica, pois existem padrões de atividade neuronal facilmente observados que podem auxiliar no tratamento de diversas condições, incluindo a epilepsia. Nos últimos anos, vem se demonstrando interesse em cima de um certo padrão que ocorre em frequências antes ignoradas na análise clínica. Estes padrões recebem o nome de oscilações de alta frequência (HFOs). Este estudo teve por objetivo analisar sinais de EEG de pacientes de epilepsia adquiridos com frequência de aquisição suficientemente alta para a obtenção de informações a cerca da atividade em alta frequência através da detecção automática de HFOs, além da implementação de um método de análise temporal utilizando a Detrended Fluctuation Analysis (DFA). Os resultados mostram que segmentos distantes da ocorrência de uma crise apresentam média de coeficiente Alfa1 = 1,3587 e Alfa2 = 0,6165, enquanto segmentos durante a ocorrência da crise apresentam coeficientes Alfa1 = 1,4061 Alfa2 = 0,5107. Apesar das limitações do estudo, os resultados indicam ser possível identificar presença de atividade elétrica anormal, e o método utilizado pode evoluir para auxiliar o diagnóstico e planejamento de cirurgia em epilepsia. / By epilepsy, a diversity of pathological neuronal conditions characterized by the occurrences of abnormal electric activity in a cortex region that, when diffunded, causes epileptic seizures. Such recurrent seizures have relevant effects in life quality, and frequently are associated with irreversible damages in cognitive capacity, therefore treatment and medical caring is needed. Inside the classification of epilepsy there is an specific condition known as refractory epilepsy, in which the patient does not respond to anticonvulsant medications. The alternative to these patients is surgery, but the difficulties in determining the exact location of the epileptic focus and the extension of the epileptogenic zone may lead to lower chances of success. The electroencephalogram (EEG) is widely used on neurological clinic, as there are certain patterns of neuronal activity that are easily observed and may help treat a series of pathologies, including epilepsies. Over the last decade, a certain interest has been developed on a specific pattern occurring in frequency bands once ignored on clinical analysis. These patterns are called high frequency oscillations (HFOs). The objective of this study was to analyze EEG signals from patients with epilepsy, sampled with a high frequency, so that it is possible to obtain information on high frequency activity through the automatic detection of the HFOs, in addition to the implementation of a nonlinear analysis using Detrended Fluctuation Analysis (DFA). The results shows that segments distant to the occurrence of seizures have a mean value for Alfa1 = 1,3587 and Alfa2 = 0,6165, while segments during the occurrence of seizures have a mean value for Alfa1 = 1,4061 and Alfa2 = 0,5107. Despite study limitations, results indicates it is possible to identify presence of abnormal electric activity and the proposed method may evolve to help epilepsy diagnostic and surgical planning in epileptic patients.

O presente trabalho tem por objetivo a implementação de algoritmos de controle do tipo PID com sintonia automática de seus parâmetros para controle de processos térmicos de primeira ordem mais tempo morto. Existe um grande número de métodos para a sintonia automática, os quais requerem informações variadas sobre o processo. A sintonia automática dos parâmetros do controlador escolhida para implementação é baseada no método da realimentação a relê que utiliza o ganho estático e o período e amplitude críticos do processo e pode ser facilmente adotada na indústria. Este método foi implementado em um controlador industrial microprocessado que utiliza um microcontrolador da família 8051. A correta identificação dos parâmetros críticos do processo presume a geração de oscilações simétricas durante a realimentação a relê. O algoritmo de sintonia automática desenvolvido inclui correção em tempo real da amplitude do relê para evitar identificação falsa de um ciclo da oscilação e da assimetria na saída do processo durante a realimentação a relê. A implementação do algoritmo é simples e direta em termos de programação no ambiente de microcontroladores mesmo em linguagem de baixo nível (assembly). São apresentados resultados de simulação e os resultados experimentais realizados em um aparelho industrial comercial. / The objective of this work is the implementation of a PID control algorithm with auto-tuning for a thermal first order process plus dead-time. There is a number of methods for the auto-tuning of PID controllers which require different information on the process. The auto-tuning algorithm is implemented in a industrial controller based on the 8051 microcontroller family. The auto-tuning method considered for implementation is based on the relay feedback procedure which require the process steady state gain and the ultimate point on the Nyquist plot and can be easily adopted by industry. The method is also suited for pre-tuning adaptive controllers. The auto-tuning method used assume symmetrical oscillations during the relay feedback experiment to render the correct ultimate point on the Nyquist plot The proposed auto-tuning algorithm includes on-line correction for asymmetry oscillation and relay amplitude to avoid false capture of the limit cycle. The symmetrical oscillations are ensured by a DC bias signal added to the relay output. The algorithm is simply and straight to be written in a microcontroller programming language. Experimental results accomplished in a industrial PID auto-tuner are presented.