Numerical investigations of flow and energy fields near a thermoacoustic couple

The flow field and the energy transport near thermoacoustic couples are simulated using a 2D full Navier-Stokes solver. The thermoacoustic couple plate is maintained at a constant temperature; plate lengths, which are short and long compared with the particle displacement lengths of the acoustic standing waves, are tested. Also investigated are the effects of plate spacing and the amplitude of the standing wave. Results are examined in the form of energy vectors, particle paths, and overall entropy generation rates. These show that a net heat-pumping effect appears only near the edges of thermoacoustic couple plates, within about a particle displacement distance from the ends. A heat-pumping effect can be seen even on the shortest plates tested when the plate spacing exceeds the thermal penetration depth. It is observed that energy dissipation near the plate increases quadratically as the plate spacing is reduced. The results also indicate that there may be a larger scale vortical motion outside the plates which disappears as the plate spacing is reduced. (C) 2002 Acoustical Society of America.

Fast neutron mutagenesis of soybean (Glycine soja L.) produces a supernodulating mutant containing a large deletion in linkage group H

We describe for the first time the application of fast neutron mutagenesis to the genetic dissection of root nodulation in legumes. We demonstrate the utility of chromosomal deletion mutations through production of a soybean supernodulation mutant FN37 that lacks the internal autoregulation of nodulation mechanism. After inoculation with microsymbiont Bradyrhizobium japonicum, FN37 forms at least 10 times more nodules than the wild type G. soja parent and has a phenotype identical to that of chemically induced allelic mutants nts382 and nts1007 (NTS-1 locus). Reciprocal grafting of shoots and roots confirmed systemic shoot control of the FN37 nodulation phenotype. RFLP/PCR marker pUTG132a and AFLP marker UQC-IS1 which are tightly linked to NTS-1 allowed the isolation of BAC contigs delineating both ends of the deletion. The genetic/physical distance ratio in the NTS-1 region is 279 kb/cM. The deletion is estimated to be about 460 kb based on the absence of markers and bacterial artificial chromosomes (BAC) ends as well as genetic and physical mapping. Deletion break points were determined physically and placed within flanking BAC contigs.

The 2000 Ogura Lecture: Olfactory neural cells: An untapped diagnostic and therapeutic resource

Objective. This is an over-view of the cellular biology of upper nasal mucosal cells that have special characteristics that enable them to be used to diagnose and study congenital neurological diseases and to aid neural repair. Study Design: After mapping the distribution of neural cells in the upper nose, the authors' investigations moved to the use of olfactory neurones to diagnose neurological diseases of development, especially schizophrenia. Olfactory-ensheating glial cells (OEGs) from the cranial cavity promote axonal penetration of the central nervous system and aid spinal cord repair in rodents. The authors sought to isolate these cells from the more accessible upper nasal cavity in rats and in humans and prove they could likewise promote neural regeneration, making these cells suitable for human spinal repair investigations. Methods: The schizophrenia-diagnosis aspect of the study entailed the biopsy of the olfactory areas of 10 schizophrenic patients and 10 control subjects. The tissue samples were sliced and grown in culture medium. The ease of cell attachment to fibronectin (artificial epithelial basement membrane), as well as the mitotic and apoptotic indices, was studied in the presence and absence of dopamine in those cell cultures. The neural repair part of the study entailed a harvesting and insertion of first rat olfactory lamina propria rich in OEGs between cut ends of the spinal cords and then later the microinjection of an OEG-rich suspension into rat spinal cords previously transected by open laminectomy. Further studies were done in which OEG insertion was performed up to 1 month after rat cord transection and also in monkeys. Results: Schizophrenic patients' olfactory tissues do not easily attach to basement membrane compared with control subjects, adding evidence to the theory that cell wall anomalies are part of the schizophrenic lesion of neurones. Schizophrenic patient cell cultures had higher mitotic and apoptotic indices compared with control subjects. The addition of dopamine altered these indices enough to allow accurate differentiation of schizophrenics from control patients, leading to, possibly for the first time, an early objective diagnosis of schizophrenia and possible assessment of preventive strategies. OEGs from the nose were shown to be as effective as those from the olfactory bulb in promoting axonal growth across transected spinal cords even when added I month after injury in the rat. These otherwise paraplegic rats grew motor and proprioceptive and fine touch fibers with corresponding behavioral improvement. Conclusions. The tissues of the olfactory mucosa are readily available to the otolaryngologist. Being surface cells, they must regenerate (called neurogenesis). Biopsy of this area and amplification of cells in culture gives the scientist a window to the developing brain, including early diagnosis of schizophrenia. The Holy Grail of neurological disease is the cure of traumatic paraplegia and OEGs from the nose promote that repair. The otolaryngologist may become the necessary partner of the neurophysiologist and spinal surgeon to take the laboratory potential of paraplegic cure into the day-to-day realm of clinical reality.

Prolactin-releasing peptide in ewe: cDNA cloning, mRNA distribution and effects on prolactin secretion in vitro and in vivo

RT-PCR followed by 5'- and 3'- rapid amplification of cDNA ends was used to clone and sequence ovine prolactin-releasing peptide (PrRP). The cDNA was characterised by short 5'- and 3'-untranslated regions and a GC-rich (71%) coding region. The nucleotide and deduced amino acid sequences for the coding region showed 95.6 and 94.9% identity with bovine PrRP but the amino acid sequence of PrRP31 was conserved between these species. Northern blot analysis and RT-PCR showed that, as in the rat, the peptide was more abundantly expressed in the brainstem than the hypothalamus. However, in the ovine hypothalamus, PrRP mRNA expression was more widespread than in the rat, with expression detected in both rostral and caudal parts of the mediobasal hypothalamus. The effects of synthetic ovine PrRP on prolactin secretion both in vitro and in vivo were also examined. In primary cultures of sheep pituitary cells, PrRP significantly (P

Read the whole thing: Journalism, weblogs and the re-mediation of the war in Iraq

This paper examines a particular form of online activity-weblogging, and how it has allowed for specific new forms of popular political communication in the context of the Second Gulf War. After describing the basics of weblogging, the paper discusses Western media coverage of the war and then shows how 'warbloggers' positioned themselves vis-à-vis media coverage and propaganda, creating commentaries that frequently combined media and political criticism. While bloggers of every political hue offered a range of perspectives and personal styles, some general tendencies are evident in warblogging discourse. The piece ends by questioning the significance of warblogging in terms of its potential contribution to democratic communication.

New structure formation on gamma-irradiation of poly(chlorotrifluoroethylene)

The radiation chemistry of PCTFE at different temperatures has been studied. The polymer was irradiated under vacuum to absorbed doses of up to 1500 kGy. Three irradiation temperatures were chosen. These included ambient temperature, a temperature well above the T, and a temperature above the crystalline melting temperature. These were 298, 423 and 493 K, respectively. The formation of new structures was identified by solid-state FTIR and F-19 NMR. No branching was observed below the melting temperature, but branches were observed above the melting temperature. G-values for chain-end formation were 1.5 and 2.4 at room temperature and 423 K, respectively and the G-value for the formation of double bonds was found to be < 0.1. For the irradiations at 493 K, the G-values for the formation of chain ends, double bonds and branching points were 3.6, 0.2 and 0.5, respectively. The presence of long-chain branches within the polymer structure could not be proven for radiolysis at 493 K, but scission predominates and network formation does not occur upon irradiation. DSC studies of the polymers irradiated at ambient temperature were consistent with chain scission leading to an increase in the percentage crystallinity, as observed for other fluoropolymers. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Cross-linking of PFA by electron beam irradiation

The effect of electron beam radiation on a perfluoroalkoxy (PFA) resin was examined using solid-state high-speed magic angle spinning F-19 NMR spectroscopy and FT-IR spectroscopy. Samples were prepared for analysis by subjecting them to electron beam radiation in the dose range 0.5-2.0 MGy at 633 K, which is above the crystalline melting temperature. The new structures were identified and include new saturated chain ends, short and long branches, unsaturated groups, and cross-links. The radiation chemical yield (G value) of new long branch points was greater than the G value of new chain ends, suggesting that cross-linking is the net radiolytic process. This conclusion was supported by an observed decrease in the crystallinity and an increase in the optical clarity of the polymer.

As relações sons e letras e letras e sons em livros didáticos de alfabetização (PNLD 2010) : limitações e desafios ao encontro de uma abordagem discursiva de linguagem

Este estudo teve como foco inicial de investigação o modo como livros didáticos de alfabetização propõem o estudo das relações entre sons e letras e letras e sons, e como essa dimensão se articula (ou não) a uma concepção de alfabetização que toma o texto como unidade de ensino. Caracteriza-se como uma pesquisa de cunho documental, trazendo para estudo produções acadêmico-científicas acerca da temática de investigação, tendências teóricas no estudo da alfabetização, o processo histórico da política de avaliação de livros didáticos no Brasil, o Guia de livros didáticos – PNLD 2010 – letramento e alfabetização – língua portuguesa – 2009 e duas coleções de livros didáticos de alfabetização, quais sejam: A Escola é Nossa – Letramento e Alfabetização Linguística; e Porta Aberta – Letramento e Alfabetização Linguística, avaliadas e selecionadas pelo Programa Nacional do Livro Didático (PNLD), na edição de 2009, para o ano letivo de 2010. Assume a hipótese de que a proposta de trabalho com as relações sons e letras e letras e sons trazida pelos livros didáticos de alfabetização, no contexto do letramento, por não tomar o texto como unidade de ensino, acaba por criar obstáculos para a própria compreensão dessas relações pelos estudantes. Toma como princípios teóricos e metodológicos a abordagem bakhtiniana de linguagem, bem como a concepção de alfabetização que baliza este estudo (GONTIJO; SCHWARTZ, 2009). Conclui que, ao não trazer os textos (gêneros discursivos) como enunciados, indiferentes à alternância dos sujeitos do discurso, os livros analisados, não obstante as poucas diferenças existentes entre um e outro, que se referem mais especificamente a informações que tangem à linguística, vão ao encontro de uma concepção de linguagem como um sistema de normas que devem ser anteriormente internalizadas pelo estudante para que este possa proceder à leitura e à escrita. Tratam, pois, a língua materna como uma língua estrangeira ou morta, como se esta fosse estática, permanecendo imune à evolução histórica. O estudo corroborou a hipótese de investigação, uma vez que, desconsiderando e/ou desconhecendo o aspecto dialógico do enunciado, os livros analisados minimizam a possibilidade da instauração de uma abordagem discursiva de linguagem, o que incide no tratamento das relações sons e letras e letras e sons que acabam por apresentarem-se dicotomizadas do texto e seu contexto discursivo e, dessa forma, sua reflexão e sistematização pelos estudantes distancia-se de um estudo dessas relações no bojo dos aspectos sócio-históricos, ideológicos, linguísticos, estilísticos, dentre outros que perpassam seu ensino. Logo, por não propiciarem um tratamento discursivo da linguagem, pouco contribuem para um tratamento “linguístico” adequado, acabando por criar obstáculos para a compreensão dessas relações pelos estudantes. Entende que conhecimentos linguísticos, principalmente referentes às variedades linguísticas e dialetais, tornam-se importantes quando da abordagem dessas relações, entretanto, estes por si sós não garantem sua apropriação. Ressalta o necessário conhecimento por parte dos professores (e autores) acerca da abordagem linguística tomada pelo livro didático de alfabetização e o resgate da autoria docente diante do ensino da língua materna, instaurando um processo autoral-dialógico da produção de conhecimentos junto aos estudantes.

Organização parlamentar, processo decisório e produção legislativa no cenário político capixaba : uma análise da Assembléia do Estado do Espírito Santo na 16ª legislatura (2007-2010)

Esta pesquisa é um estudo sobre o processo legislativo e a produção de leis na ALES, durante a 16ª Legislatura. O escopo do estudo foi o de analisar o impacto das regras, contidas no regimento interno e na Constituição estadual, na produção de leis entre 2007 e 2010. O pressuposto geral da abordagem advém do Novo Intitucionalismo como movimento teórico da Ciência Política contemporânea, que nos permite inferir que as regras institucionais, para além de serem simples regras de organização das Casas Legislativas, influenciam no processo decisório e, consequentemente, na produção de leis. Importando as análises dos modelos distributivo, informacional e partidário de organização dos Legislativos, a pesquisa permitiu concluir que, a ALES, de 2007 a 2010, manteve seus trabalhos alinhados à versão distributiva. O parlamentar capixaba atuou, individualmente, a fim de manter suas bases eleitorais. Com relação à atuação do sistema comissional, foi identificada a inaptidão das comissões da ALES para influenciar o processo decisório. As comissões permanentes não possuem capacidade de moldar os projetos que por elas tramitam. O regime de tramitação influencia diretamente a produção de leis da ALES, notadamente, nas leis de autoria do Executivo, já que estas, tramitaram, quase que na totalidade, em regime de urgência. No que tange aos partidos, a fragmentação partidária identificada na ALES acaba por refletir nos dados obtidos sobre a produção de leis, na medida em que não existe uma verdadeira articulação em torno dos partidos como atores determinantes no processo legislativo da ALES. Enfim, em apertada síntese, foi possível constatar a imposição da agenda de trabalhos pelo Executivo. Os projetos aprovados, de temas importantes e abrangência estadual, foram, em sua maioria, propostos pelo Executivo; a urgência impacta frontalmente os projetos do Executivo, que são aprovadas em pequeno espaço de tempo; as comissões não possuem poder mínimo de influência nos projetos de autoria do Executivo; e os partidos, altamente fragmentados, não constituem instância com capacidade de articulação.

Aplicação da matemática em investimentos financeiros : caderneta de poupança e títulos públicos

Iniciando com um breve estudo de porcentagem e algumas de suas aplicações, o desenvolvimento deste trabalho consiste de uma revisão dos fundamentos da matemática financeira e suas aplicações em dois tipos de investimentos financeiros denominados caderneta de poupança e títulos públicos. Além do clássico estudo de juros simples e compostos, associando-os a progressões aritméticas e geométricas, respectivamente, aborda-se sobre os vários tipos de taxas (proporcionais e equivalentes, nominais e efetivas, variáveis e acumuladas) incluindo a conceituação de taxa por dia útil. Fundamentado nos assuntos mencionados, o trabalho encerra-se com uma aplicação da matemática financeira associada a investimentos na caderneta de poupança e nos diversos títulos públicos negociados no Tesouro Direto.

A constituição do Instituto de Educação de Vitória/ES e a formação de professores primários no Espírito Santo (1971-2000)

Investiga o processo de transição da Escola Normal para outro espaço físico sob a forma de Instituto de Educação e os desdobramentos dessa mudança na formação de professores no Espírito Santo, segundo as diretrizes instituídas pela Lei nº. 5.692/71, durante o Regime Ditatorial Brasileiro (1964-1985). O recorte temporal inicia-se em 1971, quando ocorreu a transição, e encerra-se no ano 2000, momento em que o Instituto passa a denominar-se Escola Estadual de 2º grau Professor Fernando Duarte Rabelo. Privilegia, como interlocutores teóricos, os historiadores Carlo Ginzburg (1986, 2006), Marc Bloch (2001) e Michel de Certeau (2004) e toma, como corpus documental, propostas curriculares do Estado, portarias, matérias de jornais, fotografias de eventos realizados pela instituição e entrevistas com sujeitos que atuaram naquele espaço como professoras, diretora e aluna. As fontes foram interrogadas a partir das seguintes questões: como se deu a transição da Escola Normal D. Pedro II para o Instituto de Educação de Vitória? Que motivos levaram a essa transição? Como se configurou a formação de professores no Instituto de Educação? Quais os desdobramentos das mudanças ocorridas, em se tratando da formação de professores capixabas? Pareceram intrigantes silêncios e lacunas observados em relação à transição da Escola Normal para o Instituto de Educação e aos motivos que desencadearam essa mudança. Das falas das professoras, depreende-se que decisões sobre a transferência do espaço físico e as modificações no currículo vieram prontas, de cima para baixo. O discurso da modernização alardeia a técnica e o tecnicismo e anuncia novidades. A Escola Normal e as suas tradições passam a habitar o passado como algo que se apaga em nome do avanço técnico. Ainda que sutilmente, o cheiro do cafezinho gratuito e do mingau fizessem espargir o aroma da saudade de um outro tempo em que o lanche dos professores da Escola Normal era um encontro “solene”. Conclui-se que a abrupta descontinuidade da Escola Normal, cujo prédio passou a abrigar a atual Escola Estadual Maria Ortiz, possivelmente não se esgota nas questões de ordem técnico-pedagógica que os documentos deixam explícitas. Entretanto, tendo em vista o cronograma limitado desta pesquisa e a lacuna das fontes, não foi possível explorar outras possibilidades de resposta.

Domain-Specific Language for Coordination patterns

The integration and composition of software systems requires a good architectural design phase to speed up communications between (remote) components. However, during implementation phase, the code to coordinate such components often ends up mixed in the main business code. This leads to maintenance problems, raising the need for, on the one hand, separating the coordination code from the business code, and on the other hand, providing mechanisms for analysis and comprehension of the architectural decisions once made. In this context our aim is at developing a domain-specific language, CoordL, to describe typical coordination patterns. From our point of view, coordination patterns are abstractions, in a graph form, over the composition of coordination statements from the system code. These patterns would allow us to identify, by means of pattern-based graph search strategies, the code responsible for the coordination of the several components in a system. The recovering and separation of the architectural decisions for a better comprehension of the software is the main purpose of this pattern language

Lições de Direito e Processo Penal, 2012/2013

§ Parte I A: DIREITO PENAL: CAPÍTULO I – CONCEITO DE DIREITO PENAL, COM ESPECIAL RELEVO DA DIFERENCIAÇÃO ENTRE DIREITO PENAL CLÁSSICO, DIREITO PENAL ECONÓMICO E SOCIAL E DIREITO DAS CONTRA-ORDENAÇÕES; CAPÍTULO II – O PROBLEMA DOS FINS DAS PENAS; CAPÍTULO III – BREVE ABORDAGEM DA EVOLUÇÃO HISTÓRICA DO DIREITO PENAL; CAPÍTULO IV – TEORIA GERAL DA LEI CRIMINAL; CAPÍTULO V – TEORIA GERAL DA INFRACÇÃO CRIMINAL: A) ELEMENTOS; B) CONSTRUÇÕES; C) ANÁLISE: 1) ACÇÃO; 2) TIPICIDADE; 3) ILICITUDE; 4) CULPA; 5) PUNIBILIDADE; CAPÍTULO VI – FORMAS DO CRIME:A) TENTATIVA; B) AUTORIA E COMPARTICIPAÇÃO; C) CONCURSO DE CRIMES § Parte I BDIREITO PROCESSUAL PENAL; CAPÍTULO I – A DELIMITAÇÃO DO DIREITO PROCESSUAL PENAL; CAPÍTULO II – OS PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DO PROCESSO PENAL; CAPÍTULO III - A LEI PROCESSUAL PENAL E A SUA APLICAÇÃO; Parte II: CAPÍTULO I- OS SUJEITOS DO PROCESSO; CAPÍTULO II - O OBJECTO DO PROCESSO; CAPÍTULO III - AS MEDIDAS DE COACÇÃO E DE GARANTIA PATRIMONIAL; CAPÍTULO IV - TRAMITAÇÃO PROCESSUAL PENAL. § § Part I: CRIMINAL LAW: CHAPTER I - CONCEPT OF CRIMINAL LAW, WITH SPECIAL RELIEF OF THE DIFFERENTIATION BETWEEN CLASSIC CRIMINAL LAW, ECONOMIC AND SOCIAL CRIMINAL LAW AND THE “AGAINST ORDINANCES” LAW ("LAW OFFENSES"); CHAPTER II - THE PROBLEM OF THE ENDS OF THE PENALTIES; CHAPTER III - BRIEF OVERVIEW OF THE EVOLUTION HISTORY OF CRIMINAL LAW; CHAPTER IV - GENERAL THEORY OF THE CRIMINAL LAW; CHAPTER V - GENERAL THEORY OF THE CRIMINAL INFRACTION: A) ELEMENTS; B) CONSTRUCTIONS; C) ANALYSIS: 1) ACTION; 2) VAGUENESS DOCTRINE; 3) ILLEGALITY; 4) GUILT (FAULT); 5) PUNISHMENT; CHAPTER VI - FORMS OF THE CRIME: A) ATTEMPT; B) AUTHORSHIP AND "CO-PARTICIPATION"; C) CUMULATION OF OFFENCES. § Part I - B: CRIMINAL PROCEDURAL LAW: CHAPTER I - THE DELIMITATION OF THE CRIMINAL PROCEDURAL LAW; CHAPTER II - THE BASIC PRINCIPLES OF THE CRIMINAL PROCEDURE; CHAPTER III - THE CRIMINAL PROCEDURE LAW AND ITS APPLICATION; Part II: CHAPTER I - THE FIGURES OF THE PROCESS; CHAPTER II - THE OBJECT OF THE PROCESS; CHAPTER III - THE MEASURES OF COERCION AND PATRIMONIAL GUARANTEE (WARRANTY); CHAPTER IV - CRIMINAL PROCEDURE.

Lições de Direito e Processo Penal, 2013/2014

§ Parte I A: DIREITO PENAL: CAPÍTULO I – CONCEITO DE DIREITO PENAL, COM ESPECIAL RELEVO DA DIFERENCIAÇÃO ENTRE DIREITO PENAL CLÁSSICO, DIREITO PENAL ECONÓMICO E SOCIAL E DIREITO DAS CONTRA-ORDENAÇÕES; CAPÍTULO II – O PROBLEMA DOS FINS DAS PENAS; CAPÍTULO III – BREVE ABORDAGEM DA EVOLUÇÃO HISTÓRICA DO DIREITO PENAL; CAPÍTULO IV – TEORIA GERAL DA LEI CRIMINAL; CAPÍTULO V – TEORIA GERAL DA INFRACÇÃO CRIMINAL: A) ELEMENTOS; B) CONSTRUÇÕES; C) ANÁLISE: 1) ACÇÃO; 2) TIPICIDADE; 3) ILICITUDE; 4) CULPA; 5) PUNIBILIDADE; CAPÍTULO VI – FORMAS DO CRIME: A) TENTATIVA; B) AUTORIA E COMPARTICIPAÇÃO; C) CONCURSO DE CRIMES § Parte I B: DIREITO PROCESSUAL PENAL; CAPÍTULO I – A DELIMITAÇÃO DO DIREITO PROCESSUAL PENAL; CAPÍTULO II – OS PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DO PROCESSO PENAL; CAPÍTULO III - A LEI PROCESSUAL PENAL E A SUA APLICAÇÃO; Parte II: CAPÍTULO I - OS SUJEITOS DO PROCESSO; CAPÍTULO II - O OBJECTO DO PROCESSO; CAPÍTULO III - AS MEDIDAS DE COACÇÃO E DE GARANTIA PATRIMONIAL; CAPÍTULO IV - TRAMITAÇÃO PROCESSUAL PENAL. § § Part I: CRIMINAL LAW: CHAPTER I - CONCEPT OF CRIMINAL LAW, WITH SPECIAL RELIEF OF THE DIFFERENTIATION BETWEEN CLASSIC CRIMINAL LAW, ECONOMIC AND SOCIAL CRIMINAL LAW AND THE “AGAINST ORDINANCES” LAW ("LAW OFFENSES"); CHAPTER II - THE PROBLEM OF THE ENDS OF THE PENALTIES; CHAPTER III - BRIEF OVERVIEW OF THE EVOLUTION HISTORY OF CRIMINAL LAW; CHAPTER IV - GENERAL THEORY OF THE CRIMINAL LAW; CHAPTER V - GENERAL THEORY OF THE CRIMINAL INFRACTION: A) ELEMENTS; B) CONSTRUCTIONS; C) ANALYSIS: 1) ACTION; 2) VAGUENESS DOCTRINE; 3) ILLEGALITY; 4) GUILT (FAULT); 5) PUNISHMENT; CHAPTER VI - FORMS OF THE CRIME: A) ATTEMPT; B) AUTHORSHIP AND "CO-PARTICIPATION"; C) CUMULATION OF OFFENCES. § Part I - B: CRIMINAL PROCEDURAL LAW: CHAPTER I - THE DELIMITATION OF THE CRIMINAL PROCEDURAL LAW; CHAPTER II - THE BASIC PRINCIPLES OF THE CRIMINAL PROCEDURE; CHAPTER III - THE CRIMINAL PROCEDURE LAW AND ITS APPLICATION; Part II: CHAPTER I - THE FIGURES OF THE PROCESS; CHAPTER II - THE OBJECT OF THE PROCESS; CHAPTER III - THE MEASURES OF COERCION AND PATRIMONIAL GUARANTEE (WARRANTY); CHAPTER IV -CRIMINAL PROCEDURE.

Automated image analysis of lung branching morphogenesis from microscopic images of fetal rat explants

Background: Regulating mechanisms of branching morphogenesis of fetal lung rat explants have been an essential tool for molecular research. This work presents a new methodology to accurately quantify the epithelial, outer contour and peripheral airway buds of lung explants during cellular development from microscopic images. Methods: The outer contour was defined using an adaptive and multi-scale threshold algorithm whose level was automatically calculated based on an entropy maximization criterion. The inner lung epithelial was defined by a clustering procedure that groups small image regions according to the minimum description length principle and local statistical properties. Finally, the number of peripheral buds were counted as the skeleton branched ends from a skeletonized image of the lung inner epithelial. Results: The time for lung branching morphometric analysis was reduced in 98% in contrast to the manual method. Best results were obtained in the first two days of cellular development, with lesser standard deviations. Non-significant differences were found between the automatic and manual results in all culture days. Conclusions: The proposed method introduces a series of advantages related to its intuitive use and accuracy, making the technique suitable to images with different lightning characteristics and allowing a reliable comparison between different researchers.