Modelling the spread of covid-19 in the capital of Brazil using numerical solution and cellular automata.

The novel coronavirus disease 2019 (COVID-19) still challenges researchers due to its spread and deaths. Hence, the classical epidemic SIR and SEIRD models inspired by the epidemic's outbreak are widely used to predict the evolution of the disease. In addition to classical approaches, describing complex phenomena through Cellular Automata (CA) is a highly effective way to understand the iterations on a populated system. The present research analyzed the usage of CA to generate an epidemic-computational model from a micro perspective based on parameters obtained through a statistical fit from a macro perspective. After validating SIR and SEIRD models with the government official data for Brasilia, Brazil, the authors applied the obtained parameters to the Cellular Automata model. The CA model simulated the spread of the virus from infected to uninfected people in a restrained environment (i.e., a supermarket) under several varied conditions applying an approach never adopted before. The manner of applying CA in this research proved to represent an essential tool in predicting the spread of the coronavirus in confined spaces with random movements of people. The CA numerical open-source presented has the purpose of clarifying how the spread occurs not only as a mathematical curve but in an organic way. The numerical simulations from the CA model allowed the authors to conclude that markets and stores are relevant places where might be infections. Thus, every local store and the market owner should reason about the aspects that could avoid the spread of the disease, coming up with efficient solutions. Each environment has specific features that only those who know them are the ones capable of managing.

Control system for continuous positive airway pressure

INTRODUCTION: Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) is a mode of non-invasive mechanical ventilation commonly used in neonatology. The incorporation of new therapeutic and technological advances may impact the survival of very low birth weight preterm infants. However, one of the difficulties faced is the high cost of this device and its numerous add-on functions, such as Apnea Hypopnea Index (AHI), flow limitation, among others. Thus, in this study, we aim to address the design and construction of a CPAP device prototype to be used in a Neonatal Intensive Care Unit (NICU). METHODS: In order to design the experimental CPAP device with sensory instrumentation for providing data to a micro-controlled system, electro-pneumatic circuits and signal conditioning boards of sensors have been fitted to achieve optimized CPAP function with low energy consumption. While running this setup, a metrological study was carried out to evaluate the sensors' performance. The methodology employed for the study was the IDOV (Identify, Design, Optimize, and Validate) method, a variant of six sigma, to minimize the failure rates. It is expected that it works under valve activation to maintain positive pressure in the airways of the patient (neonate). RESULTS: The whole system performs satisfactorily (low noise level) for each assessed module. Additionally, it is emphasized that software development for application control has resulted in a significant improvement of hardware functions. CONCLUSION: In this work, a system that performs the CPAP function was obtained; the research has shown that, by adopting a specific purpose, it may create a better understanding of Assistive Technology.

Aneurisma da parte torácica da aorta em paciente com lúpus eritematoso sistêmico / Aortic aneurysm in a patient with systemic lupus erythematosus

O lúpus eritematoso sistêmico está frequentemente associado a lesões cardiovasculares, mas os aneurismas de aorta, incluindo-se sua ruptura e dissecção, são complicações incomuns. Relata-se o caso de uma paciente de 22 anos, com diagnóstico de lúpus eritematoso sistêmico em tratamento com corticosteroide havia nove anos, com insuficiência renal crônica e hipertensão arterial sistêmica havia sete anos. Teve dor torácica por um mês antes da admissão. A tomografia computadorizada evidenciou aneurisma na parte torácica descendente da aorta, que se rompeu sete meses após o diagnóstico. A doente foi submetida a correção cirúrgica de urgência, com boa evolução pós-operatória. A patogênese da formação do aneurisma nos pacientes com lúpus eritematoso sistêmico pode serdecorrente do uso prolongado de esteroides, associado a vasculite. O diagnóstico dessa condição deve ser lembrado em assistidos com lúpus eritematoso sistêmico, principalmente naqueles submetidos à terapia estrogênica crônica com hipertensão arterial associada.

Systemic lupus erythematosus is frequently associated with cardiovascular manifestations, but aortic aneurysms including rupture and dissection are uncommon complications. The authors report a case of a 22-year-old female patient with a 9-year history of systemic lupus erythematosus and steroid therapy, and a 7-year history of chronic renal failure and systemic hypertension. She had suffered from chest pain for one month before admission. A computed tomography scan demonstrated aneurysm of the descending thoracic aorta, which was ruptured sevenmonths after diagnosis. The patient underwent urgent surgical repair and had satisfactory postoperative recovery. The pathogenesis of aneurysm formation in systemic lupus erythematosus patients may be due to prolonged steroid therapy, associated with the presence of vasculitis. The diagnosis of this condition should be considered in individuals with systemic lupus erythematosus, especially those who have a history of prolonged steroid use and systemic hypertension.

Uma rede de sensores para monitoração do corpo humano com suporte à programação / A body sensor netword with programming support

Este trabalho apresenta uma rede de sensores utilizada para monitoração de variáveis fisiológicas do corpo humano com suporte à programação. A tarefa de configuração dese tipo de sistema é usualmente realizada por desenvolvedores especializados, profissionais da computação com grande conhecimento de linguagens de programação. Entretanto, para que essa tecnologia se torne clinicamente viável, é necessário que os próprios profissionais da área de saúde possam fazê-lo. A programação e a reconfiguração à distância de uma rede de sensores sem fios é o principal objetivo deste trabalho. Como contribuição maior é apresentada uma arquitetura de software denominada SOAB (Software Architecture for Bodyworn Sensor Networks Project). Concebida com base em uma abordagem top-down, a arquitetura SOAB é constituída por quatro camadas independentes: i)uma interface gráfica direcionada aos profissionais de saúde; ii)middleware para interconexão da rede de sensores para monitoração do corpo humano com a Internet;iii)um servidor para execução dos serviços solicitados pelos programadores; e iv)um sistema operacional com suporte para multitarefa que será embutido nos sós-sensores. Esse sistema operacional foi denominado MedOS e visa aumentar a sobrevida dos nós-sensores (tempo de operação), promovendo a redução do consumo de energia elétrica por meio do escalonamento de tarefas com base em políticas adaptadas para aplicações biomédicas. A sistematização dessas políticas foi obtida por meio da utilização de um modelo baseado em autômatos. Para avaliar a arquitetura SOAB foi elaborado e aplicado um teste de carga, cujo objetivo foi quantificar o tempo gasto para programação de um nó-sensor do eletrocardiograma (ECG). Os resultados dos testes mostraram que o sistema proposto tem um bom potencial para se tornar uma ferramenta eficiente para a programação de redes de sensores para monitoração do corpo humano por profissionais não-especializados na área de informática.

Algoritmo híbrido para segmentação do ventrículo esquerdo em imagens de ecocardiografia bidimensional / Hybrid algorithm for segmentation of the left ventricle in two-dimensional echocardiography

Este trabalho apresenta uma técnica para segmentação automática da cavidade ventricular esquerda em ecocardiogramas bidimensionais. O algoritmo realiza a identificação e a extração das bordas do ventrículo esquerdo, que permite a obtenção de parâmetros clínicos utilizados no diagnóstico de diversas patologias cardíacas. O processo de extração de bordas é constituído de três etapas: o pré-processamento, a segmentação e a detecção do contorno. Na etapa de pré-processamento é realizada, primeiramente, a aplicação de um algoritmo de minimização do ruído mediante técnica que utiliza transformada de wavelets, seguida da aplicação de uma técnica de elevação do contraste, que prepara a imagem para a próxima etapa. Na etapa de segmentação é utilizada a técnica de watersheds. Na última etapa, procedimentos de morfologia matemática são utilizados para detecção e extração do contorno. A avaliação do desempenho da técnica apresentada foi realizada por meio da comparação dos resultados obtidos pela segmentação automática do ventrículo esquerdo com os resultados obtidos com segmentação manual, feita por um especialista. Os resultados obtidos foram também comparados com os resultdos de outras técnicas descritas na literatura. Para os testes do algoritmo foram descritas na literatura. Para os testes de algoritmo foram utilizadas 60 imagens de ecocardiogramas bidimensionais de pacientes atendidos no serviço de ecocardiolografia do Hospital Universitário de Brasília. Os resultados experimentais mostraram um bom desempenho do método, mesmo em imagens de baixa qualidade, sendo esses resultados superiores aos de outros métodos apresentados na literatura.

Aplicaçöes da informática na área médica / Computer applications in medicine

A informática médica é a parte da ciência que lida com o armazenamento e manuseio computacional de dados, informaçöes e do conhecimento biomédico, visando à resoluçäo de problemas e apoio à decisäo. Dentro desse contexto, faz parte do seu papel o desenvolvimento de novas tecnologias computacionais, informatizaçäo de dados e informaçäo, disponibilizaçäo dos mesmos para os serviços de saúde, aplicaçäo de novas metodologias para o ensino médico em todos os níveis, assim como a implementaçäo da pesquisa biomédica. Para atingir estes objetivos ela se utiliza de várias ferramentas e métodos científicos provenientes da lógica, estatística e inteligência artificial. Além disto, meios provenientes da telemedicina (realidade virtual, internet) vêm ajudar na difusäo do conhecimento e na capacitaçäo dos diversos níveis de saúde para uma melhor adequaçäo da prestaçäo de serviços relacionados com a saúde da populaçäo