Desenvolvimento de sistema de simulação de tremores nas mãos causados pela Doença de Parkinson, visando a substituição de pacientes em testes com dispositivos vestíveis de supressão

A Doença de Parkinson (DP) é uma enfermidade que afeta milhares de pessoas em todo o mundo e caracterizada por ser neurodegenerativa progressiva que afeta o sistema nervoso central. Frequentemente, pessoas com DP sofrem com sintomas relacionados a apatia, depressão, constipação, desordem no sono, perda do olfato e problemas de cognição. No entanto, a doença é mais conhecida pelas implicações ao sistema motor, resultando em movimentos involuntários conhecidos como tremores. A existência destes tremores afeta profundamente os portadores da doença, causando dificuldades motoras e muitas vezes, até as inibem do convívio social. Buscando uma solução não intrusiva, existem trabalhos que realizam a aquisição de dados característicos dos tremores utilizando MEMS, câmeras de vídeo, tecnologias vestíveis, os quais se propõem a identificar padrões nos tremores ou ainda, desenvolver sistemas que façam a supressão dos movimentos involuntários por meio de atuadores posicionados em juntas específicas como o punho e o cotovelo. Assim, com base nos dados já existentes em artigos e na literatura, iniciou-se o desenvolvimento de um sistema mecatrônico baseado na plataforma Stewart, que simule de forma satisfatória os movimentos de tremor de repouso nas mãos causados pela doença de Parkinson. Neste trabalho, primeiramente foi implementado um simulador em ambiente computacional baseado no modelo cinemático e dinâmico da plataforma Stewart, para realizar testes e avaliar se o mecanismo robótico é capaz de replicar tais movimentos. A estrutura da plataforma foi desenhada em ambiente CAD no software Solidworks® e posteriormente, o modelo foi exportado para o software Matlab® utilizando o ambiente do Simulink e a Biblioteca Simscape Multibody, possibilitando estudos do espaço de trabalho, resposta dos motores ao estímulo em uma faixa de frequência de tremores, bem como o torque fornecido pelos motores. Este estudo antecede a construção de uma plataforma real, sendo importante avaliar como a cinemática e dinâmica dos movimentos funcionam durante a execução. O sistema tem como objetivo realizar testes preliminares com tremor sem a necessidade da presença do paciente, possibilitando a simulação da evolução da doença de Parkinson, variações nos movimentos do tremor, tanto em sua forma e amplitude, quanto no espectro da frequência. Durante a realização dos testes, considerando a configuração do simulador utilizada, a plataforma executou os tremores senoidais de 1Hz a 9Hz com coeficiente de correlação de Pearson acima de 0,9. Os resultados demonstram que a plataforma simulada possui capacidade de representação dos tremores de repouso da DP em todos os movimentos do punho. Essa implementação pode ajudar na comparação entre técnicas de supressão, substituir ou reduzir a participação de pacientes em testes de dispositivos supressores e auxiliar no desenvolvimento de novas tecnologias menos invasivas aos pacientes

Clonal chromosomal mosaicism and loss of chromosome Y in elderly men increase vulnerability for SARS-CoV-2

The pandemic caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2, COVID-19) had an estimated overall case fatality ratio of 1.38% (pre-vaccination), being 53% higher in males and increasing exponentially with age. Among 9578 individuals diagnosed with COVID-19 in the SCOURGE study, we found 133 cases (1.42%) with detectable clonal mosaicism for chromosome alterations (mCA) and 226 males (5.08%) with acquired loss of chromosome Y (LOY). Individuals with clonal mosaic events (mCA and/or LOY) showed a 54% increase in the risk of COVID-19 lethality. LOY is associated with transcriptomic biomarkers of immune dysfunction, pro-coagulation activity and cardiovascular risk. Interferon-induced genes involved in the initial immune response to SARS-CoV-2 are also down-regulated in LOY. Thus, mCA and LOY underlie at least part of the sex-biased severity and mortality of COVID-19 in aging patients. Given its potential therapeutic and prognostic relevance, evaluation of clonal mosaicism should be implemented as biomarker of COVID-19 severity in elderly people. Among 9578 individuals diagnosed with COVID-19 in the SCOURGE study, individuals with clonal mosaic events (clonal mosaicism for chromosome alterations and/or loss of chromosome Y) showed an increased risk of COVID-19 lethality

Tow-level binary translation system for multiple-isa execution

Atualmente, a adição de uma nova função implementada em hardware em um processador não deve impor nenhuma mudança no conjunto de instruções (ISA – Instruction Set Architecture) suportado para atingir melhorias em seu desempenho. O objetivo é manter a compatibilidade retroativa e futura de programas já compilados. Todavia, este fato se torna, muitas vezes, um fator impeditivo para o aprimoramento ou desenvolvimento de uma nova arquitetura. Desta maneira, a utilização de mecanismos de Tradução Binária abre novas oportunidades aos projetistas, já que estes mecanismos permitem a execução de programas já compilados em arquiteturas que suportam conjuntos de instruções diferentes do previsto inicialmente. Assim, para eliminar o custo adicional apresentado por estes sistemas de tradução, será proposto um novo mecanismo de tradução binária dinâmico de dois níveis. Enquanto o primeiro nível é responsável pela tradução de facto das instruções do conjunto nativo para instruções de uma linguagem de máquina intermediária, o segundo nível otimiza estas instruções já traduzidas para serem executadas na arquitetura alvo. O sistema é totalmente flexível, pois pode suportar a tradução de conjuntos de instruções completamente diferentes; assim como a utilização de arquiteturas de hardware com as mais diversas características. Este trabalho apresenta o primeiro esforço nesta direção: um estudo de caso onde ocorre a tradução de código x86 para MIPS (linguagem intermediária), que será otimizado para ser executado em uma arquitetura que realiza reconfiguração dinâmica. Resta demonstrado que é possível manter a compatibilidade binária, com melhoria no desempenho em torno de 45% em média e consumo de energia semelhante ao da execução nativa.In these days, every new added hardware feature must not change the underlying instruction set architecture (ISA), in order to avoid adaptation or recompilation of existing code. Therefore, Binary Translation (BT) opens new possibilities for designers, previously tied to a specific ISA and all its legacy hardware issues, since it allows the execution of already compiled applications on different architectures. To overcome the BT inherent performance penalty, we propose a new mechanism based on a dynamic two-level binary translation system. While the first level is responsible for the BT de facto to an intermediate machine language, the second level optimizes the already translated instructions to be executed on the target architecture. The system is totally flexible, supporting the porting of radically different ISAs and the employment of different target architectures. This work presents the first effort towards this direction: it translates code implemented in the x86 ISA to MIPS assembly (the intermediate language), which will be optimized by the target architecture: a dynamically reconfigurable architecture. In this work is showed that is possible to maintain binary compatibility with performance improvements on average 45% and similar energy consumption when compared to native execution