Reconhecimento de padrões por métodos não supervisionados: explorando procedimentos quimiométricos para tratamento de dados analíticos

An activity for introducing hierarchical cluster analysis (HCA) and principal component analysis (PCA) during the Instrumental Analytical Chemistry course is presented. The posed problem involves the discrimination of mineral water samples according to their geographical origin. Thirty-seven samples of 9 different brands were considered and the results from the determination of Na, K, Mg, Ca, Sr and Ba were taken into account. Non-supervised methods for pattern recognition were explored to construct a dendrogram, score and loading plots. The devised activity can be adopted for introducing Chemometrics devoted to data handling, stressing its importance in the context of modern Analytical Chemistry.

Reconhecimento de padrão temporal e escuta dicótica em descendentes de japoneses, falantes e não-falantes da língua japonesa

A exposição de um indivíduo a duas línguas diferentes poderia trazer benefícios ao desenvolvimento auditivo. OBJETIVO: Analisar o comportamento auditivo em testes de reconhecimento de padrões temporais (Teste de Padrão de Freqüência e de Duração) e de escuta dicótica de dissílabos familiares (Teste Dicótico de Dígitos) e não-familiares (Teste Dicótico de Dissílabos Alternados/ SSW em português) em descendentes de japoneses, que moram no Brasil, falantes ou não da língua japonesa, comparando-os ao desempenho de brasileiros não-descendentes de orientais e que não possuem contato com o idioma japonês. MÉTODO: 60 sujeitos, com idade entre 17 e 40 anos, escolaridade superior ao terceiro ano do Ensino Médio, reunidos em três grupos: GJJ, descendentes de japoneses falantes do português Brasileiro e do Japonês; GJP, descendentes de japoneses falantes do português e não-falantes do Japonês; GBP, não-descendentes de orientais falantes do português. Foram submetidos a um questionário e aos testes de processamento temporal quanto à freqüência (TPF) e duração (TPD), teste dicótico de dígitos (TDD) e SSW. RESULTADOS: GJJ e GJP apresentaram melhor desempenho no TPF em relação ao TPD e tiveram no TPF média de acertos maior do que o grupo GBP. O grupo GJJ, no teste SSW apresentou média de acertos significantemente superior ao GJP e ao GBP. CONCLUSÃO: A experienciação auditiva fornecida pelo bilingüismo (idioma japonês e português brasileiro) facilitou o desempenho no SSW.

Proposta de reconhecimento de padrão de conforto em clientes com pênfigo vulgar utilizando a Lógica Fuzzy

Propuesta de reconocimiento del estándar de comodidad en clientes con pénfigo vulgar utilizando la Lógica FuzzyO objetivo é propor a Lógica Fuzzy para reconhecimento de padrões de conforto de pessoas submetidas a uma tecnologia de cuidar em Enfermagem por apresentarem pênfigo vulgar, uma doença cutâneo-mucosa rara que acomete principalmente adultos. A proposta aplicável em métodos experimentais com sujeitos submetidos à comparação quali-quantitativa (taxonomia/pertinência) do padrão de conforto antes e depois da intervenção. Requer o registro em escala cromática correspondente à intensidade de cada atributo: dor; mobilidade e comprometimento da autoimagem. As regras Fuzzy estabelecidas pela máquina de inferência definem o padrão de conforto em desconforto máximo, mediano e mínimo, traduzindo a eficácia dos cuidados de Enfermagem. Apesar de pouco utilizada na área de Enfermagem, essa lógica viabiliza pesquisas sem dimensionamento a priori do número de sujeitos em função da estimação de parâmetros populacionais. Espera-se avaliação do padrão de conforto do cliente com pênfigo diante da tecnologia aplicada de forma personalizada, conduzindo a avaliação global.

Análise discriminante paramétrica para reconhecimento de defeitos em tábuas de eucalipto utilizando imagens digitais

A indústria de madeira tem dispensado especial atenção às etapas de classificação e seleção de madeira serrada. Sistemas de Visão Artificial têm sido propostos para automação dessas etapas na indústria. A identificação de características apropriadas para discriminar os defeitos da madeira em imagens digitais é um dos maiores desafios no desenvolvimento desta tecnologia. O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio de técnicas de análise multivariada, a capacidade de discriminar defeitos em tábuas de eucalipto, utilizando-se as características de percentis de imagens coloridas. Foram realizadas análises discriminantes linear e quadrática para classificação de defeitos e madeira limpa em imagens digitais de tábuas de eucaliptos. As características de percentis do histograma das bandas do vermelho, verde e azul, retiradas de dois tamanhos de blocos de imagens, foram utilizadas para desenvolvimento e teste das funções discriminantes. Foram usados 492 blocos, contendo os 12 defeitos estudados e madeira limpa, retirados das imagens de 40 tábuas amostradas aleatoriamente. As características foram analisadas com seus valores originais, escores dos componentes principais e escores das variáveis canônicas. Os menores erros globais de classificação foram 19 e 24% para funções discriminantes lineares com os escores das variáveis canônicas para tamanho de bloco de 64 x 64 e 32 x 32 pixels, respectivamente. Tendo em vista a magnitude desses erros, as características de percentis foram consideradas adequadas para discriminar defeitos e madeira limpa em imagens digitais.

Reconhecimento de variedades de soja por meio do processamento de imagens digitais usando redes neurais artificiais

Neste trabalho, foi aplicado o processamento de imagens digitais auxiliado pelas Redes Neurais Artificiais (RNA) com a finalidade de identificar algumas variedades de soja por meio da forma e do tamanho das sementes. Foram analisadas as seguintes variedades: EMBRAPA 133, EMBRAPA 184, COODETEC 205, COODETEC 206, EMBRAPA 48, SYNGENTA 8350, FEPAGRO 10 e MONSOY 8000 RR, safra 2005/2006. O processamento das imagens foi constituído pelas seguintes etapas: 1) Aquisição da imagem: as amostras de cada variedade foram fotografadas por máquina fotográfica Coolpix995, Nikon, com resolução de 3.34 megapixels; 2) Pré-processamento: um filtro de anti-aliasing foi aplicado para obter tons acinzentados da imagem; 3) Segmentação: foi realizada a detecção das bordas das sementes (Método de Prewitt), dilatação dessas bordas e remoção de segmentos não-necessários para a análise. 4) Representação: cada semente foi representada na forma de matriz binária 130x130, e 5) Reconhecimento e interpretação: foi utilizada uma rede neural feedforward multicamadas, com três camadas ocultas. O treinamento da rede foi realizado pelo método backpropagation. A validação da RNA treinada mostrou que o processamento aplicado pode ser usado para a identificação das variedades consideradas.

Seleção, caracterização e clonagem dos genes fljB e groEL agonistas dos receptores de reconhecimento de padrão do sistema imune inato das aves

A produção recombinante de agonistas dos receptores do reconhecimento de padrão do sistema imune inato tem fornecido uma nova ferramenta para a produção de imunoestimulantes para animais. O padrão molecular associado ao patógeno (PAMP), flagelina, codificado pelo gene fljB de Salmonella Typhimurium e o padrão molecular associado ao dano (DAMP) HSP60, codificado pelo gene groEL da S. Typhimurium e S. Enteritidis, são reconhecidos por receptores de reconhecimento de padrões (RRPs) do sistema imune inato das aves. No presente estudo, foi feita a clonagem de fragmentos genéticos dos genes fljB de S. Typhimurium e groEL de S. Typhimurium e S. Enteritidis inseridos no vetor de expressão pET100/D-TOPO e transformados em células de E. coli TOP10. Os clones foram avaliados pela PCR de colônia, PCR de DNA plasmidial e sequenciamento genômico para a confirmação da presença desses genes. Na PCR de colônia, foram identificadas em 80%, 60% e 80% das colônias transformadas, a presença dos genes groEL (S. Enteritidis), groEL (S. Typhimurium) e fljB (S. Typhimurium) respectivamente. O sistema de clonagem adotado possibilitou a produção de clones dos fragmentos genéticos da HSP60 e flagelina das cepas de Salmonella, permitindo a utilização posterior desses clones em ensaios de expressão gênica, com potencial futuro de serem utilizados como imunoestimulante inespecífico das aves.

Recuperação de imagem baseada em conteúdo: uso de atributos de textura para caracterização de microcalcificações mamográficas

Resumo Este trabalho descreve um sistema de recuperação de imagens baseada em conteúdo ("content-based image retrieval"), desenvolvido para auxiliar o diagnóstico de lesões de mama por inspeção visual, mediante comparação de imagens. Quando uma imagem desconhecida é apresentada, o sistema extrai um vetor de atributos de textura e busca, em um banco de dados, imagens com características semelhantes dentro de uma aproximação previamente estabelecida. As imagens recuperadas são apresentadas ao usuário, que pode, então, verificar os diagnósticos associados.

Caracterização de lesões intersticiais de pulmão em radiograma de tórax utilizando análise local de textura

OBJETIVO: Caracterizar lesões intersticiais em radiografias frontais de tórax, com base na análise de atributos estatísticos de textura, os quais permitem detectar sinais de anormalidades com natureza difusa. MATERIAIS E MÉTODOS: O esquema começa com a segmentação semi-automática dos campos pulmonares, sendo o contorno externo marcado manualmente, com posterior divisão automática de cada pulmão em seis regiões. O banco de imagens utilizado neste trabalho é composto por 482 regiões obtidas de exames contendo lesões e 324 regiões obtidas de exames normais. Os atributos de textura são extraídos automaticamente de cada uma dessas regiões e uma seleção das melhores combinações de atributos é feita através da distância Jeffries-Matusita. A classificação das regiões em normal ou suspeita é feita pela comparação com os k vizinhos mais próximos e o treinamento do classificador é baseado na técnica de treino e teste "half-half" e correlação cruzada. RESULTADOS: Os resultados obtidos foram analisados através do valor da área sob a curva ROC ("receiver operating characteristic"), a qual indica um sistema perfeito para uma área igual a 1. Os resultados forneceram uma área sob a curva ROC (A Z) igual a 0,887, com valores de sensibilidade igual a 0,804 e especificidade igual a 0,793. CONCLUSÃO: Os resultados indicam que o sistema de caracterização baseado em atributos de textura possui bom potencial para o auxílio ao diagnóstico de lesões intersticiais de pulmão.

QualIM®: software para treinamento na interpretação de imagens médicas digitais

OBJETIVO: Foi desenvolvido um software denominado QualIM® - Qualificação de Imagens Médicas para treinamento de profissionais na interpretação de exames digitais de mamografias utilizando ferramentas de manipulação de imagens, em monitores específicos, classificadas em BI-RADS®. MATERIAIS E MÉTODOS: O sistema, desenvolvido em Delphi 7, armazena as respostas da interpretação de imagens mamográficas durante o treinamento e compara aos dados inseridos denominados "padrão-ouro". O sistema contém imagens de computed radiography, direct radiography e digitalizadas. O software converte as imagens do computed radiography e direct radiography para o formato TIFF, mantendo as resoluções espacial e de contraste originais. Profissionais em treinamento manipulam o realce da imagem utilizando ferramentas de software (zoom, inversão, réguas digitais, outras). Dependendo da complexidade, são apresentadas até oito incidências mamográficas, seis imagens de ultra-som e duas de anatomopatológico. RESULTADOS: O treinamento iniciou em 2007 e atualmente faz parte do programa de residência em radiologia. O software compõe o texto, de forma automática, das informações inseridas pelo profissional, baseado nas categorias BI-RADS, e compara com a base de dados. CONCLUSÃO: O software QualIM é uma ferramenta digital de ensino que auxilia profissionais no reconhecimento de padrões visuais de uma imagem mamográfica, bem como na interpretação de exames mamográficos, utilizando a classificação BI-RADS.

Confiabilidade dos limiares de reconhecimento de sentenças no silêncio e no ruído

Um número cada vez maior de pesquisas vem sendo realizado com diferentes populações e objetivos e tem demonstrado que o teste de reconhecimento de sentenças no ruído é o melhor instrumento para avaliar a comunicação do indivíduo no seu dia-a-dia. Entretanto, acredita-se que estes testes ainda não fazem parte da rotina audiológica por requererem muitas pesquisas para estabelecer os parâmetros e variáveis relacionadas a sua aplicação e a interpretação dos resultados. OBJETIVO: Verificar a confiabilidade dos limiares de reconhecimento de sentenças no silêncio e na presença de ruído em um grupo de indivíduos jovens normo-ouvintes. FORMA DE ESTUDO: coorte transversal. MATERIAL E MÉTODOS: O grupo de estudo ficou constituído por 40 sujeitos, 20 do sexo masculino e 20 do sexo feminino, com idades entre 18 e 28 anos, todos com limiares de audibilidade dentro dos padrões de normalidade. Primeiramente, foi realizada Avaliação Audiológica Básica, e, a seguir, a pesquisa do Limiar de Reconhecimento de Sentenças no Silêncio (LRSS) e no Ruído (LRSR). As sentenças e o ruído (fixo a 65 dB NA) foram apresentados monoauralmente, por fones auriculares, através da estratégia "ascendente-descendente". O teste-reteste foi realizado em diferentes sessões de avaliação, com intervalo de sete dias entre elas, respeitando o mesmo turno e horário de avaliação. RESULTADOS: Demonstram correlação positiva forte estatisticamente significante entre o teste-reteste dos LRSS, tanto para orelha direita (r = 0,6107) quanto para a esquerda (r = 0,5853), assim como entre as Relações S/R obtidas na orelha direita (r = 0,5711) e esquerda (r = 0,5867) dos indivíduos avaliados. CONCLUSÃO: Ao término deste estudo, concluiu-se que os LRSS e as Relações S/R obtidas a partir do Teste Listas de Sentenças em Português, demonstraram-se altamente confiáveis, com correlação positiva forte, quando foram comparados os resultados obtidos em diferentes sessões de avaliação em um grupo de indivíduos jovens normo-ouvintes.

Metodologia para reconhecimento de três solos por sensores: laboratorial e orbital

O presente trabalho teve como objetivo estabelecer um método para a utilização de dados espectrais, obtidos em laboratório e imagens do Landsat 5, no reconhecimento e discriminação de três classes de solos do estado de São Paulo. Foram coletadas amostras de solo e obtidos os dados de reflectância por espectrorradiômetro em laboratório como padrão de um Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), um Argissolo Vermelho-Amarelo (PVA) e Neossolo Quartzarênico (RQ). Foram extraídos dados de reflectância das imagens, com os quais se efetuou a classificação digital pelo classificador Spectral Angular Mapper. As curvas espectrais obtidas por espectrorradiômetro em laboratório mostraram três padrões distintos de comportamento espectral, baseados nas diferenças da forma das curvas, feições de absorção dos minerais do solo e na intensidade de reflectância. O LVdf apresentou menor albedo em virtude da textura argilosa e maiores teores de Fe, ao contrário dos solos mais arenosos PVA e RQ. As bandas de absorção características da caulinta (2.200 nm), OH- e água (1.400 e 1.900 nm) ocorreram em todos os solos. Solos arenosos, como o RQ, apresentaram uma curva espectral com tendência positiva. A linha do solo mostrou distinção espectral, tanto com dados orbitais como terrestres, indicando que cada solo tem uma tendência individual. Os padrões espectrais obtidos em laboratório foram importantes para a eficiência do método na detecção dos mesmos nas imagens de satélite. Os solos avaliados podem ser discriminados e reconhecidos pela interpretação quantitativa em imagens. O método mostrou-se eficiente como auxílio no mapeamento de solos no nível semidetalhado de alta intensidade.

Reconhecimento de fala no ruído em jovens e idosos com perda auditiva

Muitas pesquisas têm buscado investigar a interferência do ruído na percepção de fala de ouvintes. OBJETIVO: Este estudo foi realizado com a finalidade de pesquisar os efeitos da perda auditiva e da idade no reconhecimento de fala na presença de ruído, utilizando-se dois tipos de ruído. FORMA DE ESTUDO: Clínico prospectivo. MATERIAL E MÉTODO: Três grupos experimentais foram organizados, sendo um composto por adultos sem alteração auditiva, outro por sujeitos adultos com perda auditiva em freqüências altas e, por último, um grupo de idosos, com configuração audiométrica semelhante ao grupo de adultos com perda. Todos os sujeitos realizaram tarefas de reconhecimento de fala em silêncio, na presença de ruído branco de espectro ampliado e ruído "cocktail party", na mesma relação sinal/ruído (0 dB), em ambas as orelhas. RESULTADO: Os resultados mostraram que o ruído interfere negativamente no reconhecimento de fala em todos os grupos. O desempenho dos sujeitos com audição normal foi superior aos grupos com perda auditiva. Contudo, o grupo de idosos teve pior desempenho, sendo mais evidente com o ruído "coktail party". Observou-se também que todos os sujeitos apresentaram melhores resultados na segunda orelha testada, mostrando o efeito de aprendizagem. CONCLUSÃO: Estes achados apontam que a idade, além da perda auditiva contribui para o baixo desempenho de idosos na percepção de fala na presença de ruído e que o ruído "cocktail party" se mostrou adequado para esta investigação.

Limiares de reconhecimento de sentenças no ruído, em campo livre: valores de referência para adultos normo-ouvintes

Nas clínicas de audiologia, as queixas de dificuldade de compreensão da fala em ambientes ruidosos são freqüentes, mesmo para indivíduos normo-ouvintes. Assim, o audiologista deve não só identificar uma perda auditiva, mas também analisar a compreensão da fala, em condições de comunicação próximas às encontradas no cotidiano. OBJETIVO: Determinar o valor de referência para os limiares de reconhecimento de sentenças no ruído, em campo livre, para indivíduos adultos normo-ouvintes. MATERIAL E MÉTODO: O experimento foi realizado nos anos de 2005 e 2006. Participaram da pesquisa 150 indivíduos adultos normo-ouvintes, com idade entre 18 e 64 anos, avaliados em cabine acusticamente tratada. Realizou-se a avaliação a partir da aplicação do teste Listas de Sentenças em Português. As listas de sentenças foram apresentadas em campo livre, na presença de um ruído competitivo, na intensidade fixa de 65 dB A. O ângulo de incidência de ambos os estímulos foi de 0º- 0º azimute. RESULTADOS E CONCLUSÃO: Os limiares de reconhecimento de sentenças em campo-livre foram obtidos na relação sinal-ruído de -8,14 dB A, sendo este o valor de referência para indivíduos normo-ouvintes.

Reconhecimento verbal de lactentes com fissura labiopalatina com e sem história de indicadores de risco para a audição

Os primeiros dois anos de vida são críticos para a aquisição e desenvolvimento de habilidades auditivas e linguagem. OBJETIVO: Verificar o desempenho de lactentes com fissura labiopalatina (FLP) com e sem indicadores de risco à audição (IRA) no teste de reconhecimento verbal (TRV). Estudo prospectivo. MATERIAL E MÉTODOS: Pais de 100 lactentes (9 a 18 meses) com FLP foram entrevistados para verificar a presença de IRA e à constituição dos grupos em estudo. Todos os lactentes foram submetidos ao TRV. Resultados: Doenças otológicas, não-amamentação natural, tabagismo dos pais, insuficiência das vias aéreas superiores, permanência na incubadora e antecedentes com surdez foram os IRA mais freqüentes. 85 lactentes apresentaram IRA e 40% deles TRV alterado. 15 não apresentaram IRA e 73% apresentaram desempenho no TRV esperado para a sua idade. Não foi encontrada significância (p=0,326) entre os grupos. 54 lactentes apresentaram história de otite média (OM) e 31% deles tiveram alteração no TRV. 46 não apresentaram OM e apresentaram desempenho no TRV esperado para a sua idade. Encontrada diferença significativa (p=0,000). CONCLUSÃO: Identificou-se a presença de outros IRA além FLP. O desempenho dos lactentes com e sem histórico de IRA não diferiu no TRV. A presença de doenças otológicas interferiu significativamente no TRV.

Análise dos padrões histopatológicos do colesteatoma adquirido da orelha média

O colesteatoma da orelha média é caracterizado pela presença de epitélio estratificado pavimentoso queratinizado neste local, com alto poder invasivo, causando destruição óssea e podendo levar a complicações. OBJETIVO: Estudar os padrões histopatológicos no colesteatoma adquirido da orelha média. Correlacionar esses dados com a idade do paciente. FORMA DE ESTUDO: Clínico e experimental do tipo transversal. MATERIAL E MÉTODO: Foram colhidas amostras de colesteatoma de 50 pacientes submetidos à cirurgia otológica, sendo 34 adultos e 16 crianças, no período de 2006 a 2007. Essas amostras foram submetidas à análise histológica. RESULTADOS: A presença de atrofia foi encontrada em 78% dos casos, acantose em 88%, hiperplasia da camada basal em 88% e cones epiteliais em 62%. As correlações entre acantose e hiperplasia da camada basal, acantose e formação de cones epiteliais, hiperplasia da camada basal foram positivas e significativas. Não houve diferença estatisticamente significativa em relação aos padrões histopatológicos entre os dois grupos etários (p>0,05). CONCLUSÃO: O colesteatoma tem características hiperproliferativas, com acantose, hiperplasia da camada basal e presença de cones epiteliais na sua matriz.