The role of ethanol in the brazilian economy: three decades of progress

Sustainable energy strategies require decision-makers in government, industry, academia and civil society alike to make choices among tradeoffs. Within the transport sector alone, ethanol has been shown to be the dominant solution among viable, low carbon options to date, yet questions remain over the economic and ecological impacts of this industry. In Brazil - the largest producer of sugarcane-based ethanol and a country with over three decades of ethanol development – we find a strong basis for evaluating the ethanol industry’s role in a national economy. In the mid 1970’s, Brazilian ethanol production received an important boost with the launch of the “Proálcool” program. The ethanol industry has subsequently evidenced flux until its consolidation in the period following 2000. Over the course of three decades, economic, institutional, technological and environmental determinants have factored in the success of Brazilian ethanol diffusion. In economic terms, price tradeoffs for ethanol vs. sugar and ethanol vs. gasoline played a role in scale-up of the biofuel together with balance of payment considerations. From an institutional standpoint, support for the Proálcool program, deregulation of the sugar-cane sector in the 1990’s and fuel pump adaptations also factored. With respect to technology, the development of flex fuel cars, greater use of mechanized harvesting, and launch of domestic, co-generated, electrical power were key drivers. Finally, in environmental terms, challenges associated with pollution and public health in major cities as well as questions related to climate change gained visibility. In this paper, we analyze a set of input-output tables for the Brazilian economy from 1975 to 2006, taking the above factors into consideration. Deriving a series of indicators, such as multipliers and linkages, we study the evolution of the ethanol sector’s role in the Brazilian economy and its relation to the productive structure of the countryBrazil, Ethanol, Input-Output, Productive Structure

Suppression of tumorigenicity 2 after exercise: a systematic review

O exercício físico é uma atividade fisiológica importantíssima, associada a vários benefícios. Embora seja consensual a importância da atividade física na saúde cardiovascular (CV), existe interesse em avaliar as adaptações CV ao exercício vigoroso intenso. O exercício pode estar associado ao aumento de biomarcadores cardíacos, como as troponinas, embora o espectro total desta observação permaneça ainda desconhecido. A proteína relacionada com o receptor de interleucina 1 conhecida como Supression of tumorigenicity 2 (ST2) é um biomarcador relacionado com a fisiopatologia da fibrose, sendo um alvo promissor para o estudo da insuficiência cardíaca. O conhecimento da cinética do ST2 pode melhorar a compreensão geral das vias mecanísticas da adaptação CV ao exercício. Esta revisão sistemática tem como objetivo avaliar o estado da arte relativamente aos níveis de ST2 após exercício físico em indivíduos saudáveis. Foi efetuada uma pesquisa em três bases de dados (Pubmed, ISI Web of Science e Scopus), até Outubro de 2020, usando como termo de pesquisa "ST2" ou "ST-2" + "exercise" ou "running". Incluíram-se seis estudos na revisão, totalizando 349 indivíduos (73% do sexo masculino), cujos níveis de ST2 foram avaliados. A maioria dos estudos reportava aumento dos níveis de ST2 após o exercício. Três estudos, abrangendo 219 indivíduos, descreviam como valor de corte 35 ng/dL de ST2. Nestes, 92,7% dos indivíduos tinha valores de ST2 após exercício (corrida em todos eles) acima do valor de corte. A maioria dos estudos reporta níveis aumentados de ST2 após exercício, com um número importante a exceder o valor de corte de 35 ng/dL. Devido ao número relativamente pequeno de indivíduos representados, assim como a falta de dados de imagiologia e de um seguimento a longo prazo, este assunto deve ser objeto de futuros estudos prospetivos de maior escala.Exercise is a pivotal physiological activity, associated with benefits. Whilst the importance of physical activity is consensual along different steps of the cardiovascular (CV) continuum, there has been interest in assessing the CV adaptations to vigorous exercise. Indeed, exercise can be associated with increases in cardiac biomarkers, though the scope of this observation remains elusive. Interleukin 1 receptor related protein, Suppression of tumorigenicity 2 (ST2) is a biomarker related to the pathophysiology of fibrosis, having shown promise in the study of heart failure. Knowledge of ST2 kinetics could improve understanding of the mechanistic pathways related to CV adaptations to exercise. To assess the current state-of-the-art concerning ST2 levels after exercise in healthy individuals. A systematic review was carried out on three databases (Pubmed, ISI Web of Science and Scopus), up to October 2020, using the queries "ST2" or "ST-2" + "exercise" or "running". A total of six studies were included in the review, encompassing 349 subjects (73% male gender) in which ST2 was assessed. Most studies reported increases in ST2 levels after exercise. Three studies, encompassing a total of 219 individuals, described a cut-off level of 35 ng/dL for ST2. In these, 92.7% of subjects had ST2 levels above this cut-off after exercise (running in all studies). Most studies report increased levels of ST2 after exercise, with an important number of individuals exceeding the 35 ng/dL threshold. Given the small number of individuals represented and the lack of imaging data and long-term follow-up, further prospective larger studies should target this

Probing CHO cells metabolism using metabolomics and fluxomics tools

Chinese hamster ovary (CHO) cells are preferred mammalian hosts for industrial production of therapeutic glycoproteins such as monoclonal antibodies (mAbs), used to treat cancer and immunological disorders. In these cells, the glutamine synthetase (GS) expression system has been widely used for efficient selection of high-yielding clones. However, fundamental knowledge on the metabolic behavior of GS-CHO cells in culture and its impact on product yields have not been yet systematized. The overall objective of this thesis was to comprehensively analyse the metabolome and fluxome of CHO cells exploring how the metabolism is affected by clonal variability and culture conditions. This information is then used to generate hypotheses on how metabolic wiring impacts mAb production.(...)PTDC/BBB-BSS/0518/201

Modular framework for a breast biopsy smart navigation system

Dissertação de mestrado em Informatics EngineeringBreast cancer is currently one of the most commonly diagnosed cancers and the fifth leading cause of cancer-related deaths. Its treatment has a higher survivorship rate when diagnosed in the disease’s early stages. The screening procedure uses medical imaging techniques, such as mammography or ultrasound, to discover possible lesions. When a physician finds a lesion that is likely to be malignant, a biopsy is performed to obtain a sample and determine its characteristics. Currently, real-time ultrasound is the preferred medical imaging modality to perform this procedure. The breast biopsy procedure is highly reliant on the operator’s skill and experience, due to the difficulty in interpreting ultrasound images and correctly aiming the needle. Robotic solutions, and the usage of automatic lesion segmentation in ultrasound imaging along with advanced visualization techniques, such as augmented reality, can potentially make this process simpler, safer, and faster. The OncoNavigator project, in which this dissertation integrates, aims to improve the precision of the current breast cancer interventions. To accomplish this objective various medical training and robotic biopsy aid were developed. An augmented reality ultrasound training solution was created and the device’s tracking capabilities were validated by comparing it with an electromagnetic tracking device. Another solution for ultrasound-guided breast biopsy assisted with augmented reality was developed. This solution displays real-time ultrasound video, automatic lesion segmentation, and biopsy needle trajectory display in the user’s field of view. The validation of this solution was made by comparing its usability with the traditional procedure. A modular software framework was also developed that focuses on the integration of a collaborative medical robot with real-time ultrasound imaging and automatic lesion segmentation. Overall, the developed solutions offered good results. The augmented reality glasses tracking capabilities proved to be as capable as the electromagnetic system, and the augmented reality assisted breast biopsy proved to make the procedure more accurate and precise than the traditional system.O cancro da mama é, atualmente, um dos tipos de cancro mais comuns a serem diagnosticados e a quinta principal causa de mortes relacionadas ao cancro. O seu tratamento tem maior taxa de sobrevivência quando é diagnosticado nas fases iniciais da doença. O procedimento de triagem utiliza técnicas de imagem médica, como mamografia ou ultrassom, para descobrir possíveis lesões. Quando um médico encontra uma lesão com probabilidade de ser maligna, é realizada uma biópsia para obter uma amostra e determinar as suas características. O ultrassom em tempo real é a modalidade de imagem médica preferida para realizar esse procedimento. A biópsia mamária depende da habilidade e experiência do operador, devido à dificuldade de interpretação das imagens ultrassonográficas e ao direcionamento correto da agulha. Soluções robóticas, com o uso de segmentação automática de lesões em imagens de ultrassom, juntamente com técnicas avançadas de visualização, nomeadamente realidade aumentada, podem tornar esse processo mais simples, seguro e rápido. O projeto OncoNavigator, que esta dissertação integra, visa melhorar a precisão das atuais intervenções ao cancro da mama. Para atingir este objetivo, vários ajudas para treino médico e auxílio à biópsia por meio robótico foram desenvolvidas. Uma solução de treino de ultrassom com realidade aumentada foi criada e os recursos de rastreio do dispositivo foram validados comparando-os com um dispositivo eletromagnético. Outra solução para biópsia de mama guiada por ultrassom assistida com realidade aumentada foi desenvolvida. Esta solução exibe vídeo de ultrassom em tempo real, segmentação automática de lesões e exibição da trajetória da agulha de biópsia no campo de visão do utilizador. A validação desta solução foi feita comparando a sua usabilidade com o procedimento tradicional. Também foi desenvolvida uma estrutura de software modular que se concentra na integração de um robô médico colaborativo com imagens de ultrassom em tempo real e segmentação automática de lesões. Os recursos de rastreio dos óculos de realidade aumentada mostraram-se tão capazes quanto o sistema eletromagnético, e a biópsia de mama assistida por realidade aumentada provou tornar o procedimento mais exato e preciso do que o sistema tradicional

Who are They?

O texto apresenta análises e reflexões desenvolvidas no Laboratório de Psicopatologia e Psicanálise da Universi-dade de Brasília acerca da questão do(s) ‘ele(s)’ na obra O Processo, de Franz Kafka, e em um caso de delírio de perseguição. Investigou-se especialmente o estatuto do pronome ‘ele’ na paranóia. O trabalho mostra que o entendimento do que “é (são) ele(s)” é elemento essencial para a elucidação da questão da estranheza na psicose e da construção da atividade delirante. O estudo da dimensão referencial da linguagem se revela então particularmente importante. Ao longo do texto são apontadas algumas questões e articulações entre a análise procedida, a psicanálise, a fenomenologia e a comunicação lingüística, tendo como hipótese essencial que a psicose consiste na perda e reconstrução narcísica da função referencial da linguagem.The text presents analysis and reflections developed at the Psychopathology and Psychoanalysis Laboratory of the University of Brasilia on the issue of the “he (they)” in Franz Kafka’s work The Process and on a case of persecution delusion. The particular status of pronoun “he” in paranoia is investigated. The paper shows that the understanding of what “he (they) is (are)” is an essential element for elucidating the experience of the strangeness in psychosis and the construction of the delusional activity. The study of the referential dimension of language then proves to be of paramount importance. Along the text one points out some issues and articulations between the analysis carried out, psychoanalysis, phenomenology and linguistic communication, having as the essential hypothesis the assumption that psychosis consists on the loss and narcissistic reconstruction of the referential function of language

MR-based pseudo-CT generation using water-fat decomposition and Gaussian mixture regression

Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2017O uso de tomografia computorizada (CT) é considerado como a prática clínica adequada para aplicações clínicas onde a simulação da atenuação de radiação pelos tecidos corporais é necessária, tais como a correcção de atenuação dos fotões em Tomografia de Emissão de Positrões (PET) e no cálculo da dosagem a ser administrada durante o planeamento de radioterapia (RTP). Imagens de ressonância magnética (MRI) têm vindo a substituir o uso de TC em algumas aplicações, sobretudo devido ao seu superior contraste entre tecidos moles e ao facto de não usar radiação ionizante. Desta forma, técnicas como PET-MRI e o planeamento de radioterapia apenas com recurso a imagens de ressonância magnética são alvo de uma crescente atenção. No entanto, estas técnicas estão limitadas pelo facto de imagens de ressonância magnética não fornecerem informação acerca da atenuação e absorção de radiação pelos tecidos. Normalmente, de forma a solucionar este problema, uma imagem de tomografia computorizada é adquirida de forma a realizar a correcção da atenuação dos fotões, assim como a dose a ser entregue em radioterapia. No entanto, esta prática introduz erros aquando do alinhamento entre as imagens de MRI e CT, que serão propagados durante todo o procedimento. Por outro lado, o uso de radiação ionizante e os custos adicionais e tempo de aquisição associado à obtenção de múltiplas modalidades de imagem limitam a aplicação clínica destas práticas. Assim, o seguimento natural prende-se com a completa substituição do uso de CT por MRI. Desta forma, o desenvolvimento de um método para a obtenção de uma imagem equivalente a CT usando MRI é necessário, sendo a imagem resultante designada de pseudo-CT. Vários métodos foram desenvolvidos de forma a construir pseudo-CT, usando métodos baseados na anatomia do paciente ou em métodos de regressão entre CT e MRI. No entanto, no primeiro caso, erros significativos são frequentes devido ao difícil alinhamento entre as imagens em casos em que a geometria do paciente é muito diferente da presente no atlas. No segundo caso, a ausência de sinal no osso cortical em MRI, torna-o indistinguível do ar. Sequências que usam um tempo de eco muito curto são normalmente utilizadas para distinguir osso cortical de ar. No entanto, para áreas com maior dimensão, como a área pélvica, dificuldades relacionadas com o equipamento e com o ruído limitam a sua aplicação nestas áreas. Por outro lado, estes métodos utilizam frequentemente diferentes imagens de MRI de forma a obter diferentes contrastes, aumentando assim o tempo de aquisição das imagens. Nesta dissertação, é proposto um método para a obtenção de um pseudo-CT baseado na combinação de um algoritmo de decomposição de água e gordura e um modelo de regressão de mistura gaussiana para a região pélvica através da aquisição de sequências de MRI convencionais. Desta forma, a aquisição de diferentes contrastes é obtida por pós-processamento das imagens originais. Desta forma, uma imagem ponderada em T1 foi adquirida com 3 tempos de eco. Um algoritmo de decomposição do sinal de ressonância magnética em sinal proveniente de água e gordura foi utilizado, permitindo a obtenção de duas imagens, cada uma representando apenas o sinal da água e gordura, respectivamente. Usando estas duas imagens, uma imagem da fracção de gordura em cada voxel foi também calculada. Por outro lado, usando o primeiro e o terceiro eco foi possível calcular o decaimento de sinal devido a efeitos relacionados com o decaimento T2*. O método para gerar o pseudo-CT baseia- se num modelo de regressão duplo entre as variáveis relacionadas com MRI e CT. Assim, o primeiro modelo aplica-se aos tecidos moles, enquanto que o segundo modelo se aplica aos tecidos ósseos. A segmentação entre estes tecidos foi realizada através da delineação manual dos tecidos ósseos. No caso do modelo de regressão para os tecidos moles, o modelo consiste numa regressão polinomial entre as imagens da fracção de gordura e os valores de CT. A ordem do polinómio usada foi obtida pela minimização do erro absoluto médio. No caso do modelo de regressão para os tecidos ósseos, um modelo de regressão de mistura gaussiana foi aplicado usando as imagens de gordura, água, de fracção de gordura e de R2*. Estas variáveis foram selecionadas, uma vez que estudos prévios correlacionam esta com a densidade mineral óssea, que por sua vez está relacionada com as intensidades em CT. A influência de incluir no modelo de regressão informação acerca da vizinhança foi estudada através da inclusão de imagens do desvio padrão nos 27 voxéis na vizinhança das variáveis previamente incluídas no modelo. O número de componentes a usar no modelo de regressão de mistura gaussiana foi obtido através da minimização do critério de Akaike. O pseudo-CT final foi obtido pela sobreposição das imagens obtidas através do duplo modelo de regressão, seguido da aplicação de um filtro gaussiano com desvio padrão de 0.5 de forma a mitigar os erros na segmentação dos tecidos ósseos. Este método foi validado usando imagens da zona pélvica de 6 pacientes usando um procedimento leave-one-out-cross-validation (LOOCV). Durante este procedimento, o modelo foi estimado através das variáveis de 5 pacientes (imagens de treino) e aplicado às variáveis relacionadas com MRI do paciente restante (imagem de validação), de forma a gerar o pseudo-CT. Este procedimento foi repetido para todas as seis combinações de imagens de treino e de validação e os pseudo-CT obtidos foram comparados com a imagem TC correspondente. No caso do modelo para os tecidos moles, verificou-se que a utilização de um polinómio de segundo grau permitia a obtenção de melhores resultados. Da mesma forma, verificou-se que a inclusão de informação acerca da vizinhança permitia uma melhor estimativa dos valores de pseudo-CT no caso dos tecidos ósseos. A segmentação dos tecidos ósseos foi considerada adequada uma vez que o valor médio do coeficiente de Dice entre estes tecidos e o osso em CT foi de 0.91 ±0.02. O valor médio do erro absoluto entre o pseudo-CT e a correspondente CT para todos os pacientes foi de 37.76±3.11 HU, enquanto que no caso dos tecidos ósseos o valor foi de 96.61±10.49 HU. Um erro médio de -2.68 ± 6.32 HU foi obtido, denotando a presença de bias no processo. Por outro lado, valores médios de peak-to-signal-noise-ratio (PSNR) e strucutre similarity índex (SSIM) de 23.92±1.62 dB e 0.91±0.01 foram obtidos, respectivamente. Os maiores erros foram encontrados no recto, uma vez que o ar não foi considerado neste método, nas interfaces entre diferentes tecidos, devido a erros no alinhamento das imagens, e nos tecidos ósseos. Desta forma, o método de obtenção de um pseudo-CT proposto nesta dissertação demonstrou ter potencial para permitir uma correcta estimativa da intensidade em CT. Os resultados obtidos demonstram uma melhoria significativa quando comparados com outros métodos encontrados na literatura que se baseiam num método relacionado com a intensidade, enquanto que se encontram na mesma ordem de magnitude de métodos baseados na anatomia do paciente. Para além disso, quando comparados com os primeiros, este método tem a vantagem de apenas uma sequência MRI ser utilizada, levando a uma redução no tempo de aquisição e nos custos associados. Por outro lado, a principal limitação deste método prende-se com a segmentação manual dos tecidos ósseos, o que dificulta a sua implementação clínica. Desta forma, o desenvolvimento de técnicas de segmentação automáticas dos tecidos ósseos torna-se necessária, sendo exemplos destas técnicas a criação de um shape model ou através da segmentação baseada num atlas. A combinação destes métodos com o método descrito nesta dissertação pode permitir a obtenção de uma alternativa às imagens de CT para o cálculo das doses em radioterapia e correcção de atenuação em PET-MRI.Purpose: Methods for deriving computed tomography (CT) equivalent information from MRI are needed for attenuation correction in PET-MRI applications, as well as for dose planning in MRI based radiation therapy workflows, due to the lack of correlation between the MR signal and the electron density of different tissues. This dissertation presents a method to generate a pseudo-CT from MR images acquired with a conventional MR pulse sequence. Methods: A T1-weighted Fast Field Echo sequence with 3 echo times was used. A 3-point water-fat decomposition algorithm was applied to the original MR images to obtain water and fat-only images as well as a quantitative fat fraction image. A R2* image was calculated using a mono-exponential fit between the first and third echo of the original MR images. The method for generating the pseudo-CT includes a dual-model regression between the MR features and a matched CT image. The first model was applied to soft tissues, while the second-model was applied to the bone anatomy that were previously segmented. The soft-tissue regression model consists of a second-order polynomial regression between the fat fraction values in soft tissue and the HU values in the CT image, while the bone regression model consists of a Gaussian mixture regression including the water, fat, fat fraction and R2* values in bone tissues. Neighbourhood information was also included in the bone regression model by calculating an image of the standard deviation of 27-neighbourhood of each voxel in each MR related feature. The final pseudo-CT was generated by combining the pseudo-CTs from both models followed by the application of a Gaussian filter for additional smoothing. This method was validated using datasets covering the pelvic area of six patients and applying a leave-one-out-cross-validation (LOOCV) procedure. During LOOCV, the model was estimated from the MR related features and the CT data of 5 patients (training set) and applied to the MR features of the remaining patient (validation set) to generate a pseudo-CT image. This procedure was repeated for the all six training and validation data combinations and the pseudo-CTs were compared to the corresponding CT image. Results: The average mean absolute error for the HU values in the body for all patients was 37.76±3.11 HU, while the average mean absolute error in the bone anatomy was 96.61±10.49 HU. No large differences in method accuracy were noted for the different patients, except for the air in the rectum which was classified as soft tissue. The largest errors were found in the rectum and in the interfaces between different tissue types. Conclusions: The pseudo-CT generation method here proposed has the potential to provide an accurate estimation of HU values. The results here reported are substantially better than other voxel-based methods proposed. However, they are in the same range as the results presented in anatomy-based methods. Further investigation in automatic MRI bone segmentation methods is necessary to allow the automatic application of this method into clinical practice. The combination of these automatic bone segmentation methods with the model here reported is expected to provide an alternative to CT images for dose planning in radiotherapy and attenuation correction in PET-MRI