Climatology of the Iberia coastal low-level wind jet: weather research forecasting model high-resolution results

Coastal low-level jets (CLLJ) are a low-tropospheric wind feature driven by the pressure gradient produced by a sharp contrast between high temperatures over land and lower temperatures over the sea. This contrast between the cold ocean and the warm land in the summer is intensified by the impact of the coastal parallel winds on the ocean generating upwelling currents, sharpening the temperature gradient close to the coast and giving rise to strong baroclinic structures at the coast. During summertime, the Iberian Peninsula is often under the effect of the Azores High and of a thermal low pressure system inland, leading to a seasonal wind, in the west coast, called the Nortada (northerly wind). This study presents a regional climatology of the CLLJ off the west coast of the Iberian Peninsula, based on a 9km resolution downscaling dataset, produced using the Weather Research and Forecasting (WRF) mesoscale model, forced by 19 years of ERA-Interim reanalysis (1989-2007). The simulation results show that the jet hourly frequency of occurrence in the summer is above 30% and decreases to about 10% during spring and autumn. The monthly frequencies of occurrence can reach higher values, around 40% in summer months, and reveal large inter-annual variability in all three seasons. In the summer, at a daily base, the CLLJ is present in almost 70% of the days. The CLLJ wind direction is mostly from north-northeasterly and occurs more persistently in three areas where the interaction of the jet flow with local capes and headlands is more pronounced. The coastal jets in this area occur at heights between 300 and 400 m, and its speed has a mean around 15 m/s, reaching maximum speeds of 25 m/s.

Optimisation of paediatrics computed radiography for full spine curvature measurements using a phantom: a pilot study

Aim: Optimise a set of exposure factors, with the lowest effective dose, to delineate spinal curvature with the modified Cobb method in a full spine using computed radiography (CR) for a 5-year-old paediatric anthropomorphic phantom. Methods: Images were acquired by varying a set of parameters: positions (antero-posterior (AP), posteroanterior (PA) and lateral), kilo-voltage peak (kVp) (66-90), source-to-image distance (SID) (150 to 200cm), broad focus and the use of a grid (grid in/out) to analyse the impact on E and image quality (IQ). IQ was analysed applying two approaches: objective [contrast-to-noise-ratio/(CNR] and perceptual, using 5 observers. Monte-Carlo modelling was used for dose estimation. Cohen’s Kappa coefficient was used to calculate inter-observer-variability. The angle was measured using Cobb’s method on lateral projections under different imaging conditions. Results: PA promoted the lowest effective dose (0.013 mSv) compared to AP (0.048 mSv) and lateral (0.025 mSv). The exposure parameters that allowed lower dose were 200cm SID, 90 kVp, broad focus and grid out for paediatrics using an Agfa CR system. Thirty-seven images were assessed for IQ and thirty-two were classified adequate. Cobb angle measurements varied between 16°±2.9 and 19.9°±0.9. Conclusion: Cobb angle measurements can be performed using the lowest dose with a low contrast-tonoise ratio. The variation on measurements for this was ±2.9° and this is within the range of acceptable clinical error without impact on clinical diagnosis. Further work is recommended on improvement to the sample size and a more robust perceptual IQ assessment protocol for observers.

Variabilidade introduzida pelo operador no processamento dos estudos Gated-SPECT do miocárdio

Introdução – Os estudos Gated – Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) são uma das técnicas de imagiologia cardíaca que mais evoluiu nas últimas décadas. Para a análise das imagens obtidas, a utilização de softwares de quantificação leva a um aumento da reprodutibilidade e exatidão das interpretações. O objetivo deste estudo consiste em avaliar, em estudos Gated-SPECT, a variabilidade intra e interoperador de parâmetros quantitativos de função e perfusão do miocárdio, obtidos com os softwares Quantitative Gated SPECT (QGS) e Quantitative Perfusion SPECT (QPS). Material e métodos – Recorreu-se a uma amostra não probabilística por conveniência de 52 pacientes, que realizaram estudos Gated-SPECT do miocárdio por razões clínicas e que integravam a base de dados da estação de processamento da Xeleris da ESTeSL. Os cinquenta e dois estudos foram divididos em dois grupos distintos: Grupo I (GI) de 17 pacientes com imagens com perfusão do miocárdio normal; Grupo II (GII) de 35 pacientes que apresentavam defeito de perfusão nas imagens Gated-SPECT. Todos os estudos foram processados 5 vezes por 4 operadores independentes (com experiência de 3 anos em Serviços de Medicina Nuclear com casuística média de 15 exames/semana de estudos Gated-SPECT). Para a avaliação da variabilidade intra e interoperador foi utilizado o teste estatístico de Friedman, considerando α=0,01. Resultados e discussão – Para todos os parâmetros avaliados, os respectivos valores de p não traduziram diferenças estatisticamente significativas (p>α). Assim, não foi verificada variabilidade intra ou interoperador significativa no processamento dos estudos Gated-SPECT do miocárdio. Conclusão – Os softwares QGS e QPS são reprodutíveis na quantificação dos parâmetros de função e perfusão avaliados, não existindo variabilidade introduzida pelo operador.

ECG signals for biometric applications: are we there yet?

The potential of the electrocardiographic (ECG) signal as a biometric trait has been ascertained in the literature over the past decade. The inherent characteristics of the ECG make it an interesting biometric modality, given its universality, intrinsic aliveness detection, continuous availability, and inbuilt hidden nature. These properties enable the development of novel applications, where non-intrusive and continuous authentication are critical factors. Examples include, among others, electronic trading platforms, the gaming industry, and the auto industry, in particular for car sharing programs and fleet management solutions. However, there are still some challenges to overcome in order to make the ECG a widely accepted biometric. In particular, the questions of uniqueness (inter-subject variability) and permanence over time (intra-subject variability) are still largely unanswered. In this paper we focus on the uniqueness question, presenting a preliminary study of our biometric recognition system, testing it on a database encompassing 618 subjects. We also performed tests with subsets of this population. The results reinforce that the ECG is a viable trait for biometrics, having obtained an Equal Error Rate of 9.01% and an Error of Identification of 15.64% for the entire test population.

Influência da experiência profissional e da função visual do operador no processamento semiautomático da cintigrafia de perfusão do miocárdio: variabilidade intra e interoperador na determinação dos parâmetros quantitativos

Introdução – A cintigrafia de perfusão do miocárdio (CPM) desempenha um importante papel no diagnóstico, avaliação e seguimento de pacientes com doença arterial coronária, sendo o seu processamento realizado maioritariamente de forma semiautomática. Uma vez que o desempenho dos técnicos de medicina nuclear (TMN) pode ser afetado por fatores individuais e ambientais, diferentes profissionais que processem os mesmos dados poderão obter diferentes estimativas dos parâmetros quantitativos (PQ). Objetivo – Avaliar a influência da experiência profissional e da função visual no processamento semiautomático da CPM. Analisar a variabilidade intra e interoperador na determinação dos PQ funcionais e de perfusão. Metodologia – Selecionou-se uma amostra de 20 TMN divididos em dois grupos, de acordo com a sua experiência no software Quantitative Gated SPECTTM: Grupo A (GA) – TMN ≥600h de experiência e Grupo B (GB) – TMN sem experiência. Submeteram-se os TMN a uma avaliação ortóptica e ao processamento de 21 CPM, cinco vezes, não consecutivas. Considerou-se uma visão alterada quando pelo menos um parâmetro da função visual se encontrava anormal. Para avaliar a repetibilidade e a reprodutibilidade recorreu-se à determinação dos coeficientes de variação, %. Na comparação dos PQ entre operadores, e para a análise do desempenho entre o GA e GB, aplicou-se o Teste de Friedman e de Wilcoxon, respetivamente, considerando o processamento das mesmas CPM. Para a comparação de TMN com visão normal e alterada na determinação dos PQ utilizou-se o Teste Mann-Whitney e para avaliar a influência da visão para cada PQ recorreu-se ao coeficiente de associação ETA. Diferenças estatisticamente significativas foram assumidas ao nível de significância de 5%. Resultados e Discussão – Verificou-se uma reduzida variabilidade intra (<6,59%) e inter (<5,07%) operador. O GB demonstrou ser o mais discrepante na determinação dos PQ, sendo a parede septal (PS) o único PQ que apresentou diferenças estatisticamente significativas (zw=-2,051, p=0,040), em detrimento do GA. No que se refere à influência da função visual foram detetadas diferenças estatisticamente significativas apenas na fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) (U=11,5, p=0,012) entre TMN com visão normal e alterada, contribuindo a visão em 33,99% para a sua variação. Denotaram-se mais diferenças nos PQ obtidos em TMN que apresentam uma maior incidência de sintomatologia ocular e uma visão binocular diminuída. A FEVE demonstrou ser o parâmetro mais consistente entre operadores (1,86%). Conclusão – A CPM apresenta-se como uma técnica repetível e reprodutível, independente do operador. Verificou-se influência da experiência profissional e da função visual no processamento semiautomático da CPM, nos PQ PS e FEVE, respetivamente.

Influência da escala de cores na avaliação qualitativa das imagens de cintigrafia de perfusão do miocárdio

Introdução – A cintigrafia de perfusão do miocárdio (CPM) é utilizada no diagnóstico e seguimento de pacientes com doença arterial coronária, sendo a sua avaliação frequentemente realizada através da análise visual dos cortes tomográficos. A escala de cores selecionada é essencial na interpretação clínica das imagens de perfusão do miocárdio. Objetivo – Avaliar a influência de diferentes escalas de cores na avaliação qualitativa das imagens de CPM e estudar quais as mais adequadas para análise visual. Métodos – Trinta e cinco estudos de CPM foram avaliados visualmente por 16 estudantes da licenciatura em medicina nuclear nas escalas de cores Cool, Gray, Gray Invert, Thermal e Warm. Para a escala de cores Cool, a análise das imagens de CPM foi realizada através de um sistema de classificação semiquantitativo por scores. As restantes escalas de cores foram avaliadas por comparação com a análise das imagens efetuada com escala de cores Cool. Resultados/Discussão – Para a escala de cores Cool, a variabilidade interoperador revelou a existência de diferenças estatisticamente significativas entre todos os participantes (p<0,05), o que se pode atribuir à subjetividade da avaliação visual. Os resultados relativos às escalas de cores Gray e Gray Invert foram os mais próximos da perfusão do miocárdio observada com a escala Cool, considerando-se escalas de cores alternativas na análise visual dos estudos de CPM. Para as escalas de cores Thermal e Warm os resultados foram mais divergentes, não se considerando adequadas para a avaliação visual dos estudos de CPM. Conclusão – A escala de cores influencia a avaliação qualitativa da perfusão na CPM.

Tsunami vulnerability assessment of Casablanca-Morocco using numerical modelling and GIS tools

Earthquakes and tsunamis along Morocco's coasts have been reported since historical times. The threat posed by tsunamis must be included in coastal risk studies. This study focuses on the tsunami impact and vulnerability assessment of the Casablanca harbour and surrounding area using a combination of tsunami inundation numerical modelling, field survey data and geographic information system. The tsunami scenario used here is compatible with the 1755 Lisbon event that we considered to be the worst case tsunami scenario. Hydrodynamic modelling was performed with an adapted version of the Cornell Multigrid Coupled Tsunami Model from Cornell University. The simulation covers the eastern domain of the Azores-Gibraltar fracture zone corresponding to the largest tsunamigenic area in the North Atlantic. The proposed vulnerability model attempts to provide an insight into the tsunami vulnerability of building stock. Results in the form of a vulnerability map will be useful for decision makers and local authorities in preventing the community resiliency for tsunami hazards.

Surge damping analysis in pipe systems: modelling and experiments

The current study focuses on the analysis of pressure surge damping in single pipeline systems generated by a fast change of flow, conditions. A dimensionless form of pressurised transient flow equations was developed. presenting the main advantage of being independent of the system characteristics. In lack of flow velocity profiles. the unsteady friction in turbulent regimes is analysed based on two new empirical corrective-coefficients associated with local and convective acceleration terms. A new, surge damping approach is also presented taking into account the pressure peak time variation. The observed attenuation effect in the pressure wave for high deformable pipe materials can be described by a combination of the non-elastic behaviour of the pipe-wall with steady and unsteady friction effects. Several simulations and experimental tests have been carried out. in order to analyse the dynamic response of single pipelines with different characteristics, such as pipe materials. diameters. thickness. lengths and transient conditions.

Assessment of the ensembles regional climate models in the representation of precipitation variability and extremes over Portugal

A new data set of daily gridded observations of precipitation, computed from over 400 stations in Portugal, is used to assess the performance of 12 regional climate models at 25 km resolution, from the ENSEMBLES set, all forced by ERA-40 boundary conditions, for the 1961-2000 period. Standard point error statistics, calculated from grid point and basin aggregated data, and precipitation related climate indices are used to analyze the performance of the different models in representing the main spatial and temporal features of the regional climate, and its extreme events. As a whole, the ENSEMBLES models are found to achieve a good representation of those features, with good spatial correlations with observations. There is a small but relevant negative bias in precipitation, especially in the driest months, leading to systematic errors in related climate indices. The underprediction of precipitation occurs in most percentiles, although this deficiency is partially corrected at the basin level. Interestingly, some of the conclusions concerning the performance of the models are different of what has been found for the contiguous territory of Spain; in particular, ENSEMBLES models appear too dry over Portugal and too wet over Spain. Finally, models behave quite differently in the simulation of some important aspects of local climate, from the mean climatology to high precipitation regimes in localized mountain ranges and in the subsequent drier regions.