ISEP - Dissertações de Mestrado
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Percorrer ISEP - Dissertações de Mestrado por Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS) "03:Saúde de Qualidade"
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- Assistente pessoal para apoio à saúde mental com análise de sentimentoPublication . OLIVEIRA, RODRIGO DIAS CORREIA DE; Martins, António Constantino LopesPerturbações de saúde mental como ansiedade, depressão, perturbação bipolar e ideação suicida continuam a representar desafios significativos para a saúde pública. Esta dissertação investiga de que forma o processamento de linguagem natural (PLN) pode apoiar a deteção precoce de sinais e a prestação de apoio empático, dentro de um escopo não-diagnóstico e com preservação da privacidade. Desenvolve-se um assistente conversacional chat-first que classifica indícios relacionados com saúde mental no texto do utilizador e enriquece as respostas com uma base de conhecimento curada através de Retrieval-Augmented Generation (RAG), usando pesquisa semântica densa (incorporações MiniLM com FAISS). Um corpus précategorizado é utilizado para treinar e comparar várias arquiteturas de aprendizagem profunda (LSTM, Bi-LSTM, Bi-GRU, CNN e um híbrido CNN-LSTM). Os melhores modelos LSTM e Bi-LSTM atingem macro-F1 ≈ 0,70 em categorias como ansiedade, depressão, perturbação bipolar e ideação suicida. A implementação privilegia reprodutibilidade e segurança: pré-processamento determinístico, divisões estratificadas, mitigação de desequilíbrio de classes, artefactos versionados (pesos .keras, tokenizer, label encoder) e registo experimental leve. Em inferência, um esquema de limiares calibrados regula linguagem de cautela; as guardrails impõem uma postura não diagnóstica, minimizam a retenção de dados e acionam sinalização de crise quando os indicadores de risco excedem limites pré-definidos. A interface apresenta respostas transparentes com atribuição de fontes e permite exportar ou eliminar conversas. Os resultados sugerem que assistentes baseados em PLN podem ajudar a evidenciar sinais precoces de saúde mental mantendo uma interação empática. Em paralelo, o trabalho sublinha a necessidade de um desenho ético, com privacidade, transparência e afirmações de escopo limitado para uma adoção responsável. A dissertação encerra com prioridades para alargar o uso de datasets clinicamente validados, explorar extensões multimodais e conduzir estudos controlados com utilizadores para avaliar o impacto no mundo real.
- Avaliação da estabilidade físico-química de um colutório hospitalar destinado ao tratamento da mucosite oralPublication . NETO, MARIANA MARTINS; Garrido, Jorge Manuel Pinto de Jesus; Garrido, Ermelinda Manuela Pinto Jesus; Almeida , IsabelA mucosite oral é uma doença inflamatória e ulcerativa que afeta doentes submetidos a tratamentos oncológicos, comprometendo de forma significativa a sua qualidade de vida. Apesar da elevada incidência e do impacto clínico, as opções terapêuticas efetivas são limitadas, o que reforça a necessidade de explorar novos medicamentos. Neste contexto, o Instituto Português de Oncologia do Porto Francisco Gentil, E.P.E (IPO-Porto) desenvolveu duas formulações de um colutório inovador: a formulação A, contendo fosfato sódico de dexametasona (DSP), ácido ascórbico (AA) e hialuronato de sódio (HS); e a formulação B, que inclui, além destes componentes, bicarbonato de sódio (BC). O objetivo deste trabalho consistiu em avaliar a estabilidade físico-química destas formulações, assegurando a sua qualidade e segurança para utilização como medicamento manipulado hospitalar. Foram realizados estudos exploratórios em condições de envelhecimento acelerado (40 ± 2 °C), seguidos de um estudo de estabilidade em condições de tempo real (20 ± 2 °C) e condições de refrigeração (4 ± 2 °C). Para avaliar o impacto da exposição ao ar na estabilidade do fármaco, foram realizados estudos envolvendo a simulação do uso (“in use stability”). Todas as formulações foram armazenadas em frasco de vidro âmbar tipo III. Em cada tempo de amostragem foi efetuada a caracterização físico-química (pH e características organolépticas: cor, odor e formação de precipitados) e o doseamento do DSP através de cromatografia líquida de alta eficiência, recorrendo ao método de referência descrito na Farmacopeia Europeia 11.0. Os resultados mostraram que a formulação B apresentava alterações precoces e progressivas da cor, devido ao seu carácter alcalino associado à presença de BC, pelo que não foi submetida a qualquer estudo de estabilidade. Por outro lado, os ensaios realizados com a formulação A a 40 °C permitiram concluir que exposições curtas (≤ 6 h) a esta temperatura não afetavam a sua estabilidade, já que não se observaram alterações significativas do teor de DSP. Em condições de refrigeração (4 °C), verificou-se que a formulação se mantinha estável, com teor de DSP superior a 90 % após 30 dias de armazenamento em frasco fechado. Durante o estudo in use de mais 7 dias, o teor permaneceu acima de 90 %. A extensão do armazenamento até 2 meses, em condições de refrigeração, permitiu concluir que a formulação deixa de ser considerada estável, apresentando partículas em suspensão e uma diminuição do teor de DSP superior a 10 %. O armazenamento da formulação A em condições de tempo real (20 °C) originou resultados inconsistentes para os 3 lotes testados, pelo que não permitiu obter dados concludentes. Assim, este estudo revelou que a formulação A poderá ser utilizada como alternativa terapêutica para o tratamento da mucosite oral, desde que conservada sob condições de refrigeração (4 °C). Nestas condições, mantém-se estável durante 30 dias em frasco fechado e até 7 dias de utilização (3 aplicações diárias) após a abertura.
- Enzimas da rede do NAD na EndometriosePublication . FURTADO, INÊS PATRÍCIA DA SILVA; Gueiral, Nuno Eduardo Dias; Pereira , Sara Priscila de Matos DuarteA endometriose é uma doença inflamatória crónica que afeta cerca de 10 % das mulheres em idade reprodutiva e cuja fisiopatologia permanece parcialmente compreendida. O metabolismo do NAD (dinucleótido de nicotinamida e adenina) tem sido associado a processos de inflamação, stress oxidativo e remodelação tecidular, podendo desempenhar um papel relevante na doença. Este trabalho aplicou abordagens computacionais de bioinformática à análise de dados públicos de expressão genética (GEO) para investigar a relação entre o metabolismo do NAD e a endometriose. Foi desenvolvida uma pipeline em Python para o processamento, análise estatística e integração dos resultados, identificando genes diferencialmente expressos e o seu cruzamento com enzimas do metabolismo do NAD e proteínas de ligação ao NAD (NADBPs). Os resultados revelaram alterações mais marcadas em tecidos ectópicos, destacando-se a sub-expressão do gene QPRT, associado à via de novo de síntese do NAD. Estes achados sugerem um possível desequilíbrio no metabolismo do NAD, contribuindo para fenótipos inflamatórios e fibróticos característicos da endometriose. Conclui-se que a integração de métodos bioinformáticos permite identificar padrões moleculares relevantes e potenciais biomarcadores e alvos terapêuticos, reforçando a importância das abordagens computacionais na investigação biomédica.
- Ferramenta de apoio à decisão clínica dentáriaPublication . LOPES, ÉRICA FILIPA MIRANDA SOARES MORAIS; Martins, António Constantino LopesAs interações medicamentosas representam um risco relevante na prática da medicina dentária, agravada pela polimedicação de pacientes e pela necessidade de decisões em tempo útil. Perante a escassez de ferramentas especificamente orientadas para a medicina dentária, a avaliação de interações realizada através de consultas manuais, para além de morosa é propensa a erro. Este trabalho tem como objetivo melhorar a segurança e a qualidade da prescrição em medicina dentária através da implementação e avaliação de uma ferramenta de apoio à decisão baseada em inteligência artificial para detetar interações existentes e recomendar alternativas seguras. A metodologia segue os princípios do Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses (PRISMA) para revisão sistemática da literatura e o desenho e implementação de um protótipo guiado pelo Cross-Industry Standard Process for Data Mining (CRISP-DM), culminando numa validação funcional em casos simulados e recolha de feedback de um perito, no caso, um médico dentista. A solução destacou-se pela sua capacidade de avaliar interações clinicamente relevantes e gerar recomendações em tempo inferior a 2 segundos por consulta, disponibilizando explicações transparentes em testes com casos representativos em contexto dentário. Obtendo um bom desempenho para o modo de recomendações “similar” e exclusão de interações graves no modo de recomendações “seguro”. Os principais contributos são uma ferramenta focalizada no contexto dentário, uma arquitetura modular e explicável e um protocolo de avaliação avaliado em contexto clínico.
- Immune profiling of a peptide/hyaluronan injectable matrix for intervertebral disc therapyPublication . MAGALHÃES, INÊS RIBEIRO; Ribeiro, Maria Cristina CastroLumbar disc herniations (LDH) are a leading cause of chronic low back pain, resulting from intervertebral disc degeneration. Conventional treatments focus on symptom relief and are often associated with high recurrence rates and long-term complications. In this context, regenerative medicine offers alternative strategies that aim to restore tissue function and promote healing. This study aimed to evaluate the immune response of human monocyte-derived macrophages in contact with hyaluronic acid (HA)-based injectable matrices. Human monocytes were isolated from healthy donors, differentiated into M0 macrophages, and polarized into M1 (proinflammatory) and M2 (anti-inflammatory) phenotypes. These cells were put in culture with various biomaterials, including HA of different molecular weights, peptide-functionalized HA, and peptides synthetised. Biocompatibility, viability, proliferation, and macrophage phenotype were assessed through fluorescence imaging, cytometry, and ELISA. Results showed that the tested biomaterials were non-cytotoxic and influenced macrophage behaviour by promoting regenerative profiles. This work supports the potential of peptide/HA-based biomaterials as injectable immunomodulatory systems for intervertebral disc repair, offering promising prospects for minimally invasive therapies targeting LDH.
- Otimização e implementação de um protocolo de baixa dose em tomografia computorizada do tóraxPublication . SILVA, FABIANA MARGARIDA OLIVEIRA; Sousa, Antonio Augusto Varejão TeixeiraA tomografia computorizada (TC) é uma técnica fundamental no diagnóstico por imagem, mas está associada a doses elevadas de radiação. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e validar um protocolo de baixa dose em TC torácica que reduza a exposição sem comprometer a qualidade diagnóstica. Foram realizados ensaios em fantoma com diferentes combinações de kV, mAs, Pitch e AIDR. A dose foi avaliada pelo CTDIvol e a qualidade através de métricas objetivas e subjetivas. Ajustaram-se modelos de regressão polinomial, permitindo prever relações entre parâmetros técnicos e desempenho. Com base nas previsões, geraram-se combinações adicionais e identificaram-se protocolos otimizados pela análise de Pareto. Os resultados mostraram correlações claras entre kV/mAs e aumento da dose, e efeito redutor do Pitch. O modelo final apresentou bom desempenho (R² ajustado ~0,80), permitindo selecionar protocolos com CTDIvol entre 2,7 e 3,9 mGy e qualidade ≥10. A validação clínica em seis doentes confirmou uma redução média de 42% na dose em relação ao protocolo convencional, mantendo a qualidade de imagem aceitável. Conclui-se que a otimização sistemática de protocolos de TC é eficaz para reduzir a dose mantendo a fiabilidade diagnóstica, em consonância com os princípios de proteção radiológica.
- Proposta de Validação e Melhoria da Manutenção Preventiva de Equipamentos MédicosPublication . CORREIA, INÊS XAVIER; Ramos, Carlos Augusto XavierA manutenção preventiva de equipamentos médicos assume um papel determinante na segurança dos pacientes e na fiabilidade dos serviços de saúde. No entanto, a ausência de procedimentos de validação metrológica e funcional compromete frequentemente a eficácia dos planos de manutenção, permitindo a utilização de dispositivos que, embora operacionais, podem apresentar desvios nos parâmetros críticos de desempenho. Esta dissertação propõe uma metodologia integrada de manutenção e validação aplicada a equipamentos utilizados em Medicina Física e de Reabilitação e em monitorização fetal, recorrendo a soluções experimentais simples, económicas e tecnicamente fundamentadas. Foram selecionados dois equipamentos representativos: um aparelho de ultrassons terapêuticos (Sonopuls 434) e um cardiotocógrafo (Edan F9). Para ambos foram concebidas montagens experimentais que permitiram avaliar a correspondência entre os valores nominais e os medidos, recorrendo a análise de incerteza e a princípios de rastreabilidade metrológica. Os resultados demonstraram que os equipamentos mantêm desempenho clínico aceitável, apresentando desvios reduzidos relativamente às especificações de fabrico. A metodologia proposta mostrou-se eficaz, reprodutível e compatível com a realidade hospitalar, constituindo um contributo relevante para a melhoria dos planos de manutenção preventiva. A integração de validações metrológicas em contexto clínico permite reforçar a fiabilidade técnica dos equipamentos, aumentar a segurança do paciente e alinhar as práticas hospitalares com os requisitos normativos internacionais, nomeadamente o Regulamento (UE) 2017/745, a norma IEC 62353 e a ISO 13485.
- Systematic review of exploration strategies and evaluation metrics in reinforcement learning using an automated software testing solutionPublication . BERTÃO, AFONSO MEIRELES; Pereira, Isabel Cecília Correia da Silva Praça GomesIn an era defined by rapid technological evolution, software systems underpin essential domains such as healthcare, finance and digital communication. Central to these systems are REST APIs, which enable seamless interaction across distributed services. However, the increasing complexity and ubiquity of these APIs have elevated concerns surrounding their security and robustness. Vulnerabilities in REST APIs can result in severe consequences, including data breaches, service outages and compromised user trust highlighting the need for intelligent and adaptive testing solutions. This thesis explores the integration of reinforcement learning (RL) into automated software testing, with a focus on algorithmic exploration strategies and evaluation metrics applied within FuzzTheRest, a state-of-the-art REST API fuzzing tool. While FuzzTheRest leverages the Epsilon- Greedy exploration strategy for action selection, its simplistic balance between exploration and exploitation limits its effectiveness in navigating complex API environments and uncovering subtle security flaws. To address these limitations, this review investigates the potential of Boltzmann Exploration, a probabilistic approach that adjusts action selection based on a softmax distribution over Q-values, enabling more nuanced and informed exploration of the test space. The study conducts a comparative analysis of multiple input generation strategies including random, evolutionary and RL-driven techniques evaluating their performance in adaptation to APIs and endpoints with complex parameterization terms, successful total number of HTTP responses, exploration fuzzing metrics and computational efficiency. In particular, the review highlights the impact of exploration strategies like Epsilon-Greedy and Boltzmann on the quality and depth of fuzzing outcomes. By synthesizing current literature and experimental insights, this review lays the groundwork for advancing RL-guided fuzzing methodologies. The findings aim to empower developers, testers and security practitioners with a deeper understanding of how exploration strategies choices influence the effectiveness of automated testing tools, contributing to more secure and resilient software systems.
- Understanding the influence of shear stress and support cells (MSC) to engineer vascularized units for tissue engineering applicationsPublication . SOUSA, MARIA CAROLINA MAIA LOPES SALGADO DE; Ribeiro, Maria Cristina Castro; Salgado, Christiane LaranjoImpaired healing of chronic wounds remains a major challenge for healthcare systems due to the complexity of restoring functional vascular networks. Current therapies are limited, highlighting the need for new strategies to promote vascularization and tissue regeneration. The present work investigates how biomaterials, cellular heterotypic systems, and biomechanical stimulation can be combined to support the development of stable and functional vascular networks. Bi-cultured spheroid were developed based on stromal and endothelial cells and showed a critical role of mesenchymal stem cells (MSCs) in supporting endothelial colony forming cells (ECFCs) organization through extracellular matrix (ECM) deposition and pro-angiogenic signalling. Early-stage spheroids exhibited the highest metabolic activity and were therefore selected for the subsequent studies. Fibrin hydrogels provided a suitable environment for cellular growth and angiogenic sprouting but showed contraction after seven days due to MSC-mediated degradation. GelMA, being softer, with higher degradation rate, lost structural integrity, preventing ECFC elongation outside the spheroid core. Microfluidic experiments further revealed that laminar flow (shear stress) strongly influenced outcomes. Flow rates of 15–20 μL/min promoted vessel elongation, increased network complexity, and improved stability and maturation, particularly in spheroids with higher rate of MSCs. Together, these findings establish a framework for advancing vascularized tissue constructs toward regenerative applications.