Arrow plot and CA maps on microarray preprocessing methods

Microarray allow to monitoring simultaneously thousands of genes, where the abundance of the transcripts under a same experimental condition at the same time can be quantified. Among various available array technologies, double channel cDNA microarray experiments have arisen in numerous technical protocols associated to genomic studies, which is the focus of this work. Microarray experiments involve many steps and each one can affect the quality of raw data. Background correction and normalization are preprocessing techniques to clean and correct the raw data when undesirable fluctuations arise from technical factors. Several recent studies showed that there is no preprocessing strategy that outperforms others in all circumstances and thus it seems difficult to provide general recommendations. In this work, it is proposed to use exploratory techniques to visualize the effects of preprocessing methods on statistical analysis of cancer two-channel microarray data sets, where the cancer types (classes) are known. For selecting differential expressed genes the arrow plot was used and the graph of profiles resultant from the correspondence analysis for visualizing the results. It was used 6 background methods and 6 normalization methods, performing 36 pre-processing methods and it was analyzed in a published cDNA microarray database (Liver) available at http://genome-www5.stanford.edu/ which microarrays were already classified by cancer type. All statistical analyses were performed using the R statistical software.

Statistical motion learning for improved transform domain Wyner-Ziv video coding

Wyner - Ziv (WZ) video coding is a particular case of distributed video coding (DVC), the recent video coding paradigm based on the Slepian - Wolf and Wyner - Ziv theorems which exploits the source temporal correlation at the decoder and not at the encoder as in predictive video coding. Although some progress has been made in the last years, WZ video coding is still far from the compression performance of predictive video coding, especially for high and complex motion contents. The WZ video codec adopted in this study is based on a transform domain WZ video coding architecture with feedback channel-driven rate control, whose modules have been improved with some recent coding tools. This study proposes a novel motion learning approach to successively improve the rate-distortion (RD) performance of the WZ video codec as the decoding proceeds, making use of the already decoded transform bands to improve the decoding process for the remaining transform bands. The results obtained reveal gains up to 2.3 dB in the RD curves against the performance for the same codec without the proposed motion learning approach for high motion sequences and long group of pictures (GOP) sizes.

BITalino: a novel hardware framework for physiological computing

Physical computing has spun a true global revolution in the way in which the digital interfaces with the real world. From bicycle jackets with turn signal lights to twitter-controlled christmas trees, the Do-it-Yourself (DiY) hardware movement has been driving endless innovations and stimulating an age of creative engineering. This ongoing (r)evolution has been led by popular electronics platforms such as the Arduino, the Lilypad, or the Raspberry Pi, however, these are not designed taking into account the specific requirements of biosignal acquisition. To date, the physiological computing community has been severely lacking a parallel to that found in the DiY electronics realm, especially in what concerns suitable hardware frameworks. In this paper, we build on previous work developed within our group, focusing on an all-in-one, low-cost, and modular biosignal acquisition hardware platform, that makes it quicker and easier to build biomedical devices. We describe the main design considerations, experimental evaluation and circuit characterization results, together with the results from a usability study performed with volunteers from multiple target user groups, namely health sciences and electrical, biomedical, and computer engineering. Copyright © 2014 SCITEPRESS - Science and Technology Publications. All rights reserved.

Identification of tsunami-induced deposits using numerical modeling and rock magnetism techniques: A study case of the 1755 Lisbon tsunami in Algarve, Portugal

Storm- and tsunami-deposits are generated by similar depositional mechanisms making their discrimination hard to establish using classic sedimentologic methods. Here we propose an original approach to identify tsunami-induced deposits by combining numerical simulation and rock magnetism. To test our method, we investigate the tsunami deposit of the Boca do Rio estuary generated by the 1755 earthquake in Lisbon which is well described in the literature. We first test the 1755 tsunami scenario using a numerical inundation model to provide physical parameters for the tsunami wave. Then we use concentration (MS. SIRM) and grain size (chi(ARM), ARM, B1/2, ARM/SIRM) sensitive magnetic proxies coupled with SEM microscopy to unravel the magnetic mineralogy of the tsunami-induced deposit and its associated depositional mechanisms. In order to study the connection between the tsunami deposit and the different sedimentologic units present in the estuary, magnetic data were processed by multivariate statistical analyses. Our numerical simulation show a large inundation of the estuary with flow depths varying from 0.5 to 6 m and run up of similar to 7 m. Magnetic data show a dominance of paramagnetic minerals (quartz) mixed with lesser amount of ferromagnetic minerals, namely titanomagnetite and titanohematite both of a detrital origin and reworked from the underlying units. Multivariate statistical analyses indicate a better connection between the tsunami-induced deposit and a mixture of Units C and D. All these results point to a scenario where the energy released by the tsunami wave was strong enough to overtop and erode important amount of sand from the littoral dune and mixed it with reworked materials from underlying layers at least 1 m in depth. The method tested here represents an original and promising tool to identify tsunami-induced deposits in similar embayed beach environments.

Statistical classification of road pavements using near field vehicle rolling noise measurements

Low noise surfaces have been increasingly considered as a viable and cost-effective alternative to acoustical barriers. However, road planners and administrators frequently lack information on the correlation between the type of road surface and the resulting noise emission profile. To address this problem, a method to identify and classify different types of road pavements was developed, whereby near field road noise is analyzed using statistical learning methods. The vehicle rolling sound signal near the tires and close to the road surface was acquired by two microphones in a special arrangement which implements the Close-Proximity method. A set of features, characterizing the properties of the road pavement, was extracted from the corresponding sound profiles. A feature selection method was used to automatically select those that are most relevant in predicting the type of pavement, while reducing the computational cost. A set of different types of road pavement segments were tested and the performance of the classifier was evaluated. Results of pavement classification performed during a road journey are presented on a map, together with geographical data. This procedure leads to a considerable improvement in the quality of road pavement noise data, thereby increasing the accuracy of road traffic noise prediction models.

Sistema de energia híbrido regenerativo (S.E.H.R.) para alimentação de estações de telecomunicações em Angola

Esta dissertação tem como objectivo demonstrar a aplicabilidade técnica associada a uma análise económica da aplicação de sistemas de energia híbridos regenerativos (S.E.H.R.) em equipamentos remotos de telecomunicações em território angolano. Embora Angola seja um país que é grande produtor e exportador de combustíveis fósseis, nomeadamente petróleo, existem carências graves ao nível da distribuição e refinação do mesmo, sendo assim um país que tem um deficit energético enorme, onde é muito comum a existência de “apagões” mesmo na sua capital Luanda. Tal facto provoca a necessidade de busca de fontes de energia alternativas à da Empresa de Distribuição de Electricidade (EDEL), sendo que é muito comum a existência e a utilização de geradores a diesel nas casas da classe média e alta angolana. As filas para o abastecimento de combustível são enormes a qualquer hora do dia e noite, e são potenciadas pela existência maioritária de veículos de alta cilindrada, normalmente de tracção 4X4, associada à escassez de pontos de distribuição de combustível refinado. Há um forte desequilíbrio aparente entre a oferta e a procura. Sendo um país que saiu de um conflito interno armado em 2002, há a necessidade de reconstruir as infra-estruturas deste país que tem cerca de 17 milhões de habitantes (dos quais se estima que 6 a 7 milhões1 estejam na área metropolitana de Luanda) e uma área de 1.246,700 km² (cerca de 14,5 vezes maior do que Portugal). Aqui as telecomunicações têm um papel fundamental, aproximando o país, garantindo a informação e contribuindo para a redução do isolamento das populações. Não tendo infra-estruturas de rede fixa que consigam garantir de forma cabal e consistente as necessidades do país, os Sistemas de Telecomunicações Móveis ganham uma importância fulcral para o desenvolvimento e aproximação das populações, sendo que necessitam de energia para laborar, e assim se torna necessário garantir o seu funcionamento do ponto de vista energético. Assim sendo, foi efectuado uma análise técnica, associada a uma apreciação económica, para um site de telecomunicações da última geração (3G), a colocar em Angola, garantindo o seu funcionamento através de sistemas fotovoltaicos (PV), eólicos, a hidrogénio, com o auxilio de um gerador a diesel, e deixando o sistema preparado para uma eventual chegada de energia através da EDEL.

Optimal design of piezolaminated structures using B-spline strip finite element models

A package of B-spline finite strip models is developed for the linear analysis of piezolaminated plates and shells. This package is associated to a global optimization technique in order to enhance the performance of these types of structures, subjected to various types of objective functions and/or constraints, with discrete and continuous design variables. The models considered are based on a higher-order displacement field and one can apply them to the static, free vibration and buckling analyses of laminated adaptive structures with arbitrary lay-ups, loading and boundary conditions. Genetic algorithms, with either binary or floating point encoding of design variables, were considered to find optimal locations of piezoelectric actuators as well as to determine the best voltages applied to them in order to obtain a desired structure shape. These models provide an overall economy of computing effort for static and vibration problems.

Sistemas distribuídos: serviços Grid Computing

A necessidade de poder computacional é crescente nas diversas áreas de actuação humana, tanto na indústria, como em ambientes académicos. Grid Computing permite a ligação de recursos computacionais dispersos de maneira a permitir a sua utilização mais eficaz, fornecendo aos utilizadores um acesso simplificado ao poder computacional de diversos sistemas. Os primeiros projectos de Grid Computing implicavam a ligação de máquinas paralelas ou aglomerados de alto desempenho e alto custo, disponíveis apenas em algumas instituições. Contrastando com o elevado custo dos super-computadores, os computadores pessoais e a Internet sofreram uma evolução significativa nos últimos anos. O uso de computadores dispersos em uma WAN pode representar um ambiente muito interessante para processamento de alto desempenho. Os sistemas em Grid fornecem a possibilidade de se utilizar um conjunto de computadores pessoais de modo a fornecer uma computação que utiliza recursos que de outra maneira estariam omissos. Este trabalho consiste no estudo de Grid Computing a nível de conceito e de arquitectura e numa análise ao seu estado actual hoje em dia. Como complemento foi desenvolvido um componente que permite o desenvolvimento de serviços para Grids (Grid Services) mais eficaz do que o modelo de suporte a serviços actualmente utilizado. Este componente é disponibilizado sob a forma um plug-in para a plataforma Eclipse IDE.

Propriedades psicométricas da versão portuguesa do Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire na miocardiopatia dilatada com insuficiência cardíaca congestiva

Vários estudos demonstraram que os doentes com insuficiência cardíaca congestiva (ICC) têm um compromisso da qualidade de vida relacionada com a saúde (QVRS), tendo esta, nos últimos anos, vindo a tornar-se um endpoint primário quando se analisa o impacto do tratamento de situações crónicas como a ICC. Objectivos: Avaliar as propriedades psicométricas da versão portuguesa de um novo instrumento específico para medir a QVRS na ICC em doentes hospitalizados: o Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire (KCCQ). População e Métodos: O KCCQ foi aplicado a uma amostra consecutiva de 193 doentes internados por ICC. Destes, 105 repetiram esta avaliação 3 meses após admissão hospitalar, não havendo eventos ocorridos durante este período de tempo. A idade era 64,4± 12,4 anos (entre 21 e 88), com 72,5% a pertencer ao sexo masculino, sendo a ICC de etiologia isquémica em 42%. Resultados: Esta versão do KCCQ foi sujeita a validação estatística semelhante à americana com a avaliação da fidelidade e validade. A fidelidade foi avaliada pela consistência interna dos domínios e dos somatórios, apresentando valores Alpha de Cronbach idênticos nos vários domínios e somatórios ( =0,50 a =0,94). A validade foi analisada pela convergência, pela sensibilidade às diferenças entre grupos e pela sensibilidade à alteração da condição clínica. Avaliou-se a validade convergente de todos os domínios relacionados com funcionalidade, pela relação verificada entre estes e uma medida de funcionalidade, a classificação da New York Heart Association (NYHA), tendo-se verificado correlações significativas (p<0,01), como medida para avaliar a funcionalidade em doentes com ICC. Efectuou-se uma análise de variância entre o domínio limitação física, os somatórios e as classes da NYHA, tendo-se encontrado diferenças estatisticamente significativas (F=23,4; F=36,4; F=37,4; p=0,0001), na capacidade de descriminação da gravidade da condição clínica. Foi realizada uma segunda avaliação em 105 doentes na consulta do 3º mês após a intervenção clínica, tendo-se observado alterações significativas nas médias dos domínios avaliados entre o internamento e a consulta (diferenças de 14,9 a 30,6 numa escala de 0-100), indicando que os domínios avaliados são sensíveis à mudança da condição clínica. A correlação interdimensões da qualidade de vida que compõe este instrumento é moderada, sugerindo dimensões independentes, apoiando a sua estrutura multifactorial e a adequabilidade desta medida para a sua avaliação. Conclusão: O KCCQ é um instrumento válido, sensível à mudança e específico para medir a QVRS numa população portuguesa com miocardiopatia dilatada e ICC. ABSTRACT - Several studies have shown that patients with congestive heart failure (CHF) have a compromised health-related quality of life (HRQL), and this, in recent years, has become a primary endpoint when considering the impact of treatment of chronic conditions such as CHF. Objectives: To evaluate the psychometric properties of the Portuguese version of a new specific instrument to measure HRQL in patients hospitalized for CHF: the Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire (KCCQ). Methods: The KCCQ was applied to a sample of 193 consecutive patients hospitalized for CHF. Of these, 105 repeated the assessment 3 months after admission, with no events during this period. Mean age was 64.4±12.4 years (21-88), and 72.5% were 72.5% male. CHF was of ischemic etiology in 42% of cases. Results: This version of the KCCQ was subjected to statistical validation, with assessment of reliability and validity, similar to the American version. Reliability was assessed by the internal consistency of the domains and summary scores, which showed similar values of Cronbach alpha (0.50-0.94). Validity was assessed by convergence, sensitivity to differences between groups and sensitivity to changes in clinical condition. We evaluated the convergent validity of all domains related to functionality, through the relationship between them and a measure of functionality, the New York Heart Association (NYHA) classification. Significant correlations were found (p<0.01) for this measure of functionality in patients with CHF. Analysis of variance between the physical limitation domain, the summary scores and NYHA class was performed and statistically significant differences were found (F=23.4; F=36.4; F=37.4, p=0.0001) in the ability to discriminate severity of clinical condition. A second evaluation was performed on 105 patients at the 3-month follow-up outpatient appointment, and significant changes were observed in the mean scores of the domains assessed between hospital admission and the clinic appointment (differences from 14.9 to 30.6 on a scale of 0-100), indicating that the domains assessed are sensitive to changes in clinical condition. The correlation between dimensions of quality of life in the KCCQ is moderate, suggesting that the dimensions are independent, supporting the multifactorial nature of HRQL and the suitability of this measure for its evaluation. Conclusion: The KCCQ is a valid instrument, sensitive to change and a specific measure of HRQL in a population with dilated cardiomyopathy and CHF.

Avaliação dos sistemas WiMAX e GSM-R para ambientes ferroviários

Com este trabalho pretende-se estudar o desempenho das tecnologias GSM-R e WiMAX em ambientes ferroviários. Este tipo de estudo tem uma importância elevada devido grande interesse na reestruturação dos sistemas de comunicações vocacionados para aplicações ferroviárias. Estes sistemas são cada vez mais complexos, apresentando níveis mais elevados de exigência, como a segurança, suporte de sinalização, tráfego ferroviário e interoperabilidade entre sistemas de diferentes países. Com tudo isto é necessário explorar e conhecer o comportamento de diversas tecnologias para este tipo de aplicações. Neste trabalho foi efectuado um primeiro estudo abrangendo a tecnologia WiMAX (Norma IEEE 802.16d) em ambientes interiores de edifícios, de forma a estudar o seu comportamento com e sem linha de vista e em proximidade e afastamento da estação base. Este estudo foi conclusivo quanto há não adequação desta tecnologia em ambientes ferroviários, visto ter sido observado que em situações de ausência de linha de vista a degradação da qualidade do sinal não conseguiria suportar os níveis de exigência necessários para a aplicação do mesmo em ambientes ferroviários. Analisou-se em segundo lugar a tecnologia GSM-R, onde se efectuou um estudo de campo em ambientes reais. Para o estudo desta tecnologia foram utilizados ambientes diversificados de forma a obter um estudo mais aprofundado do seu comportamento. Como objectivo têm-se a criação de melhores métodos de planeamento, mais vocacionados para as características específicas dos ambientes ferroviários e exigências das aplicações dos sistemas de comunicações ferroviários. Através deste estudo foi possível obter conclusões relativamente à variação da potência do sinal para as diversas condições e ambientes de propagação a que o sistema GSM-R foi sujeito, tendo sido possível também caracterizar o tipo de ambientes característicos das linhas ferroviárias. Foi possível também concluir que este tipo de sistemas consegue responder aos níveis de exigência e aplicações dos sistemas de comunicação ferroviários, trazendo uma mais-valia relativamente aos existentes actualmente a nível nacional.

Projecto de entreposto frigorífico a R-744/R-717 para produtos congelados

Pretende-se com este trabalho de Projecto de Mestrado conceber uma câmara frigorífica de 20000 m3 para armazenar produtos congelados e estudar um sistema frigorífico com dois fluidos frigorigénios que serão o CO2 (R-744) e o NH3 (R-717) O trabalho inicia-se com a definição dos objectivos principais para o projecto de um sistema frigorífico deste tipo. Após a definição dos objectivos, o projecto propõe um estudo termodinâmico do CO2 (R-744) como fluido frigorigénio, definindo se o seu historial de utilização, características principais, diagrama pressão-entalpia com a distinção das diversas fases do fluído, comparação em diversos parâmetros com outros fluidos, o porquê da utilização deste fluído, problemas comuns em sistemas com a presença deste fluído, entre outros parâmetros de estudo. De seguida será feito o dimensionamento de uma câmara frigorífica de 20000 m3 para armazenar produtos congelados paletizados através de um balanço térmico manual e um balanço térmico informático através do programa da Centauro comparando no final o resultado dos dois métodos. Será feito uma descrição das características básicas da câmara frigorífica com um esquema simples do edifício. Será abordado de seguida o sistema frigorífico a CO2 (R-744) e a NH3 (R-717) nas suas diversas características, nomeadamente no cálculo de caudais, diagrama pressão-entalpia, dimensionamento de tubagens e finalmente selecção de equipamento. Procede-se assim também ao estudo um sistema apenas a NH3 (R-717) com as suas diversas características nomeadamente no cálculo de caudais, diagrama pressão-entalpia, dimensionamento de tubagens e finalmente selecção dos equipamentos mais importantes, para que desta forma se proceda à comparação dos dois sistemas a nível energético, consumo eléctrico e manutenção de equipamentos. Finalmente proceder-se-á interpretação de resultados com o objectivo final de escolher a melhor solução nos vários parâmetros de comparação, para o esquema em questão.

Lightning Data Observed With Lightning Location System in Portugal

This paper presents an investigation into cloud-to-ground lightning activity over the continental territory of Portugal with data collected by the national Lightning Location System. The Lightning Location System in Portugal is first presented. Analyses about geographical, seasonal, and polarity distribution of cloud-to-ground lightning activity and cumulative probability of peak current are carried out. An overall ground flash density map is constructed from the database, which contains the information of more than five years and almost four million records. This map is compared with the thunderstorm days map, produced by the Portuguese Institute of Meteorology, and with the orographic map of Portugal. Finally, conclusions are duly drawn.

Identification of tsunami-induced deposits using numerical modeling and rock magnetism techniques: A study case of the 1755 Lisbon tsunami in Algarve, Portugal

Storm- and tsunami-deposits are generated by similar depositional mechanisms making their discrimination hard to establish using classic sedimentologic methods. Here we propose an original approach to identify tsunami-induced deposits by combining numerical simulation and rock magnetism. To test our method, we investigate the tsunami deposit of the Boca do Rio estuary generated by the 1755 earthquake in Lisbon which is well described in the literature. We first test the 1755 tsunami scenario using a numerical inundation model to provide physical parameters for the tsunami wave. Then we use concentration (MS. SIRM) and grain size (chi(ARM), ARM, B1/2, ARM/SIRM) sensitive magnetic proxies coupled with SEM microscopy to unravel the magnetic mineralogy of the tsunami-induced deposit and its associated depositional mechanisms. In order to study the connection between the tsunami deposit and the different sedimentologic units present in the estuary, magnetic data were processed by multivariate statistical analyses. Our numerical simulation show a large inundation of the estuary with flow depths varying from 0.5 to 6 m and run up of similar to 7 m. Magnetic data show a dominance of paramagnetic minerals (quartz) mixed with lesser amount of ferromagnetic minerals, namely titanomagnetite and titanohematite both of a detrital origin and reworked from the underlying units. Multivariate statistical analyses indicate a better connection between the tsunami-induced deposit and a mixture of Units C and D. All these results point to a scenario where the energy released by the tsunami wave was strong enough to overtop and erode important amount of sand from the littoral dune and mixed it with reworked materials from underlying layers at least 1 m in depth. The method tested here represents an original and promising tool to identify tsunami-induced deposits in similar embayed beach environments.

Dynamical behaviour on the parameter space: new populational growth models proportional to beta densities

We present new populational growth models, generalized logistic models which are proportional to beta densities with shape parameters p and 2, where p > 1, with Malthusian parameter r. The complex dynamical behaviour of these models is investigated in the parameter space (r, p), in terms of topological entropy, using explicit methods, when the Malthusian parameter r increases. This parameter space is split into different regions, according to the chaotic behaviour of the models.

Biological monitoring of aflatoxin (AFB1) in workers of swine and poultry production

Although a great body of literature exists concerning the ingestion of food contaminated with aflatoxin, there are still few studies regarding mycotoxin inhalation in occupational settings. Since mycotoxins are relatively non-volatile, inhalation exposure is cause by inhalation of airborne fungal particulates or fungi-contaminated substrates that contain aflatoxin. We intend to know if there is occupational exposure to aflatoxin in Portuguese poultry and swine production. A total of 19 individuals (11 swine; 8 poultry) agreed and provided blood samples during the course of this investigation. Measurement of AFB1 was performed by ELISA. The samples were treated with pronase (Merck), wash in a Column C18 and purification was made with immunoaffinity columns (R.biopharma), specific for AFB1. It was applied statistical test (Mann-Whitney) to verified statistical difference in AFB1 results between the two settings. Results varied with concentrations from