Automated segmentation, tracking and evaluation of bacteria in microscopy images

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Quantification of the TMS-EEG response in epilepsy

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Empirical models for quantification of machining damage in composite materials

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Mecânica

Quantification and characterization of the phenolic compounds of kenaf leaves

Dissertation for the Master Degree in Technology and Food Security

Aplicação de um sistema automatizado (ALES - Automated Land Evaluation System) na avaliação das terras das microrregiões de Chapecó e Xanxerê, Oeste Catarinense, para o cultivo de grãos.

A avaliação de terras é o processo que permite estimar o uso potencial da terra com base em seus atributos. Grande variedade de modelos analíticos pode ser usada neste processo. No Brasil, os dois sistemas de avaliação das terras mais utilizados são o Sistema de Classificação da Capacidade de Uso da Terra e o Sistema FAO/Brasileiro de Aptidão Agrícola das Terras. Embora difiram em vários aspectos, ambos exigem o cruzamento de inúmeras variáveis ambientais. O ALES (Automated Land Evaluation System) é um programa de computador que permite construir sistemas especialistas para avaliação de terras. As entidades avaliadas pelo ALES são as unidades de mapeamento, as quais podem ser de caráter generalizado ou detalhado. A área objeto desta avaliação é composta pelas microrregiões de Chapecó e Xanxerê, no Oeste catarinense, e engloba 54 municípios. Os dados sobre os solos e sobre as características da paisagem foram obtidos no levantamento de reconhecimento dos solos do Estado, na escala de 1:250.000. O presente estudo desenvolveu o sistema especialista ATOSC (Avaliação das Terras do Oeste de Santa Catarina) e, na sua construção, incluiu-se a definição dos requerimentos dos tipos de utilização da terra, bem como foi feita a subsequente comparação destes com os atributos de cada unidade de mapeamento. Os tipos de utilização da terra considerados foram: feijão, milho, soja e trigo, em cultivos solteiros, sob condições de sequeiro e de manejo característicos destas culturas no Estado. As informações sobre os recursos naturais compreendem os atributos climáticos, de solos e das condições da paisagem que interferem na produção destas culturas. Para cada tipo de utilização da terra foram especificados, no ATOSC, o código, o nome e seus respectivos requerimentos de uso da terra. Os requerimentos de cada cultura foram definidos por uma combinação específica das características das terras selecionadas, que determina o nível de severidade de cada um deles em relação à cultura. Estabeleceram-se quatro níveis de severidade que indicam aumento do grau de limitação ou diminuição do potencial para determinado tipo de uso da terra, a saber: limitação nula ou ligeira (favorável); limitação moderada (moderadamente favorável), limitação forte (pouco favorável); e limitação muito forte (desfavorável). Na árvore de decisão, componente básico do sistema especialista, são implementadas as regras que permitirão o enquadramento das terras em classes de adequação definidas, baseado na qualidade dos requerimentos de acordo com o tipo de uso. O ATOSC facilitou o processo de comparação entre as características das terras das microrregiões de Chapecó e Xanxerê e os requerimentos de uso considerados, por permitir efetuar automaticamente a avaliação das terras, reduzindo, assim, o tempo gasto neste processo. As terras das microrregiões de Chapecó e Xanxerê foram enquadradas, em sua maior parte, nas classes de adequação pouco favorável (3) e desfavorável (4) para os cultivos considerados. Os principais fatores limitantes identificados nestas microrregiões foram a fertilidade natural e o risco de erosão, para o feijão e o milho, e condições de mecanização e risco de erosão, para a soja e o trigo.

Automated Generation of Indoor Accessibility Information for Mobility-Impaired Individuals

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Biodiversity and quantification of functional bacteria in deammonification process.

2015

Quantification of HIV-1 viral RNA in the blood in needles used for venous puncture in HIV-infected individuals

INTRODUCTION: Occupational HIV infection among healthcare workers is an important issue in exposures involving blood and body fluids. There are few data in the literature regarding the potential and the duration of infectivity of HIV type 1 (HIV-1) in contaminated material under adverse conditions. METHODS: We quantified HIV-1 viral RNA in 25×8mm calibre hollow-bore needles, after punctures, in 25 HIV-1-infected patients selected during the sample collection. All of the patients selected were between the ages of 18 and 55. Five samples were collected from 16 patients: one sample for the immediate quantification of HIV-1 RNA in the plasma and blood samples from the interior of 4 needles to be analyzed at 0h, 6h, 24h, and 72h after collection. In nine patients, another test was carried out in the blood from one additional needle, in which HIV-1 RNA was assessed 168h after blood collection. The method used to assess HIV-1 RNA was nucleic acid sequence-based amplification. RESULTS: Up to 7 days after collection, HIV-1 RNA was detected in all of the needles. The viral RNA remained stable up to 168h, and there were no statistically significant differences among the needle samples. CONCLUSIONS: Although the infectivity of the viral material in the needles is unknown, the data indicate the need to re-evaluate the practices in cases of occupational accidents in which the source is not identified.

Impact of the introduction of an automated microbiologic system on the clinical outcomes of bloodstream infections caused by Enterobacteriaceae strains

INTRODUCTION: Enterobacteriaceae strains are a leading cause of bloodstream infections (BSI). The aim of this study is to assess differences in clinical outcomes of patients with BSI caused by Enterobacteriaceae strains before and after introduction of an automated microbiologic system by the microbiology laboratory. METHODS: We conducted a retrospective cohort study aimed to evaluate the impact of the introduction of an automated microbiologic system (Phoenix(tm) automated microbiology system, Becton, Dickinson and Company (BD) - Diagnostic Systems, Sparks, MD, USA) on the outcomes of BSIs caused by Enterobacteriaceae strains. The study was undertaken at Hospital São Paulo, a 750-bed teaching hospital in São Paulo, Brazil. Patients with BSI caused by Enterobacteriaceae strains before the introduction of the automated system were compared with patients with BSI caused by the same pathogens after the introduction of the automated system with regard to treatment adequacy, clinical cure/improvement and 14- and 28-day mortality rates. RESULTS: We evaluated 90 and 106 patients in the non-automated and automated testing periods, respectively. The most prevalent species in both periods were Klebsiella spp. and Proteus spp. Clinical cure/improvement occurred in 70% and 67.9% in non-automated and automated period, respectively (p=0.75). 14-day mortality rates were 22.2% and 30% (p=0.94) and 28-day mortality rates were 24.5% and 40.5% (p= 0.12). There were no significant differences between the two testing periods with regard to treatment adequacy, clinical cure/improvement and 14- and 28-day mortality rates. CONCLUSIONS: Introduction of the BD Phoenix(tm) automated microbiology system did not impact the clinical outcomes of BSIs caused by Enterobacteriaceae strains in our setting.

A complete molecular biology assay for hepatitis C virus detection, quantification and genotyping

Introduction Molecular biology procedures to detect, genotype and quantify hepatitis C virus (HCV) RNA in clinical samples have been extensively described. Routine commercial methods for each specific purpose (detection, quantification and genotyping) are also available, all of which are typically based on polymerase chain reaction (PCR) targeting the HCV 5′ untranslated region (5′UTR). This study was performed to develop and validate a complete serial laboratory assay that combines real-time nested reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) and restriction fragment length polymorphism (RFLP) techniques for the complete molecular analysis of HCV (detection, genotyping and viral load) in clinical samples. Methods Published HCV sequences were compared to select specific primers, probe and restriction enzyme sites. An original real-time nested RT-PCR-RFLP assay was then developed and validated to detect, genotype and quantify HCV in plasma samples. Results The real-time nested RT-PCR data were linear and reproducible for HCV analysis in clinical samples. High correlations (> 0.97) were observed between samples with different viral loads and the corresponding read cycle (Ct - Cycle threshold), and this part of the assay had a wide dynamic range of analysis. Additionally, HCV genotypes 1, 2 and 3 were successfully distinguished using the RFLP method. Conclusions A complete serial molecular assay was developed and validated for HCV detection, quantification and genotyping.

The efficacy of the old way/new way methodology on the correction of an automated technical error and its impact on the athlete’s psychological skills : Case study in tennis

The aim of this study was to evaluated the efficacy of the Old Way/New Way methodology (Lyndon, 1989/2000) with regard to the permanent correction of a consolidated and automated technical error experienced by a tennis athlete (who is 18 years old and has been engaged in practice mode for about 6 years) in the execution of serves. Additionally, the study assessed the impact of intervention on the athlete’s psychological skills. An individualized intervention was designed using strategies that aimed to produce a) a detailed analysis of the error using video images; b) an increased kinaesthetic awareness; c) a reactivation of memory error; d) the discrimination and generalization of the correct motor action. The athlete’s psychological skills were measured with a Portuguese version of the Psychological Skills Inventory for Sports (Cruz & Viana, 1993). After the intervention, the technical error was corrected with great efficacy and an increase in the athlete’s psychological skills was verified. This study demonstrates the methodology’s efficacy, which is consistent with the effects of this type of intervention in different contexts.

Methodology for WSN communication technologies automated field tests

Wireless Sensor Networks(WSN) are networks of devices used to sense and act that applies wireless radios to communicate. To achieve a successful implementation of a wireless device it is necessary to take in consideration the existence of a wide variety of radios available, a large number of communication parameters (payload, duty cycle, etc.) and environmental conditions that may affect the device’s behaviour. However, to evaluate a specific radio towards a unique application it might be necessary to conduct trial experiments, with such a vast amount of devices, communication parameters and environmental conditions to take into consideration the number of trial cases generated can be surprisingly high. Thus, making trial experiments to achieve manual validation of wireless communication technologies becomes unsuitable due to the existence of a high number of trial cases on the field. To overcome this technological issue an automated test methodology was introduced, presenting the possibility to acquire data regarding the device’s behaviour when testing several technologies and parameters that care for a specific analysis. Therefore, this method advances the validation and analysis process of the wireless radios and allows the validation to be done without the need of specific and in depth knowledge about wireless devices.

Otimização da anisotropia fronto-calosa e ressonância magnética [1,5T] no idoso normal e com risco cérebro-vascular

RESUMO: Os mais recentes métodos de neuro imagem tal como a Ressonância Magnética (RM) permitiram obter imagens detalhadas do cérebro humano in vivo. Essas imagens revelam, muitas vezes, achados imprevistos face ao padrão normal, com elevada propensão para os indivíduos idosos e franca coexistência com fatores de risco vascular, como característica dum processo de envelhecimento normal. Embora na última década tenham surgido várias publicações sobre este assunto, ele continua ainda pouco explicado. Um pouco por todo o mundo têm emergido os programas de prevenção da doença e promoção da saúde desenvolvidos pela Saúde Pública suportadas sobretudo pelo avanço das tecnologias médicas que resultaram, entre outros impactos, num crescimento da população idosa. Estima-se, em 2030, uma composição demográfica com 20% de indivíduos acima dos 65 anos. Neste contexto, a doença microvascular cerebral é a causa mais frequente de comprometimento cognitivo vascular no idoso sendo as características senescentes na imagem por RM do tipo lesões isquémicas da Substância Branca (Leukoaraiosis) e enfartes lacunares (Status lacunar), atrofia cerebral, gliose e acumulação excessiva de ferro nos núcleos da base. Esta tese, considerando a linha de investigação de que deriva – Ciências da Vida - especialização em Medicina Clinica - Biotecnologia, reúne e reflete sobre três vertentes ligadas à RM e interdependentes em relação a uma problemática comum. A primeira trata da caracterização da Tecnologia por Ressonância Magnética existente em Portugal, a qual inclui uma avaliação exploratória da aplicação da técnica de Difusão Anisotrópica nos estudos cerebrais. As dimensões analíticas estudadas foram a Tecnológica, Sociodemográfica e Económica. Na recolha de dados recorreu-se a várias fontes de informação e a uma metodologia exploratória faseada, validada pela triangulação dos resultados. A sua análise obedeceu a critérios de estratificação e agrupamento segundo as mesmas dimensões analíticas. Otimização da anisotropia fronto-calosa e [RM 1,5T] no idoso normal e com risco cérebro-vascular A segunda descreve o estudo anátomo – radiológico que recaiu sobre parâmetros de quantificação assente na temática do cérebro do idoso em cadáver segundo uma metodologia experimental aplicada às métricas da difusão por RM. Na terceira, e última, é apresentado o estudo técnico - radiológico para avaliação e otimização da imagem ponderada em difusão em estudos clínicos associados ao cérebro do idoso “The Usual Brain Aging” ou Envelhecimento Cerebral Normal, com base metodológica assente nos critérios e indicadores estabelecidos pelo Estudo de Imagem de Roterdão (Rotterdam Scan Study - RSS). Como principais resultados obteve-se que não existem em Portugal estruturas para avaliação dos equipamentos pesados ou Agência de Avaliação das Tecnologias da Saúde para desenvolver o importante papel da produção de estudos comparativos entre os equipamentos disponíveis no mercado, a relação preço-qualidade e a sua afetação às necessidades clínico-epidemiológicas. Constatou-se que a implementação de equipamentos de RM está fortemente assente em critérios económicos carecendo de recomendações e diretivas para o uso racionalizado destas tecnologias. Quanto a dados quantitativos concluímos que a maioria dos equipamentos está instalada em instituições privadas (80,2%); a intensidade de campo magnético mais frequente é [1,5T] com 119 equipamentos; os equipamentos estão instalados maioritariamente nos distritos de Lisboa (55 unidades) e do Porto (39 unidades); o rácio médio de equipamentos por habitante em Portugal é de 1 para 65 195 habitantes; a amplitude de gradientes com maior expressão na amostra é 30-39mT/m; a maioria dos equipamentos foi instalada no intervalo temporal [2009-2012] com 59 equipamentos; apenas 6 instituições desenvolvem investigação clinica e a maioria das bobinas para estudos de crânio são do tipo Array. O estudo de otimização da técnica da difusão revelou, quanto à avaliação dos valoresb, que os mais baixos (b=500 s/mm2 e b=1000 s/mm2), apresentam maior IS e SNR sendo esta uma boa medida referente à qualidade de imagem, no entanto, os valores-b mais elevados (b=2000 s/mm2) apresentam maior CNR e CR, face aos anteriores, o Otimização da anisotropia fronto-calosa e [RM 1,5T] no idoso normal e com risco cérebro-vascular que apesar de proporcionar inferior detalhe anatómico e consequentemente inferior qualidade de imagem, num encéfalo normal, pode auxiliar na interpretação e apresentar vantagens na identificação de lesões microvasculares sempre que persistirem dúvidas em relação ao diagnóstico diferencial de doença microvascular do tipo status lacunar ou Hiperintensidades da Substância Branca. As alterações deste parâmetro são particularmente refletidas nas diferenças da avaliação da qualidade de imagem na região fronto-calos Concluímos da avaliação quantitativa da concentração média de ferro (26Fe) em todas as faixas etárias que os núcleos da base que apresentam maior concentração são, por ordem decrescente: Substância Nigra, Globus Pallidus, Putamen, Tálamo, Núcleo Rubro e Núcleo Caudado; que existe uma predominância na concentração de ferro (26Fe) no hemisfério esquerdo e que os indivíduos do género masculino apresentam mais ferro (26Fe) que os do género feminino nas faixas etárias [30-40[, [40-50[ e [50-60[. Como principal conclusão do estudo da concentração média de ferro em relação à idade destacamos que a concentração média de ferro (26Fe) é superior nos grupos etários superiores, logo aumenta com a idade, sobretudo na Substância Nigra e no Núcleo Lenticular. No estudo técnico-radiológico encontrámos evidências do aumento da difusibilidade da água na substância branca subcortical dos sujeitos idosos comparativamente aos mais jovens. Uma relação idêntica foi avaliada nos tálamos. O aumento relacionado com a idade parece ser predominantemente observado em doentes com mais de 65 anos de idade o que pode refletir alterações estruturais ligeiras associados ao envelhecimento normal. Os resultados indicam que a análise quantitativa das imagens ponderadas em difusão fornece informações, sobre a estrutura do cérebro, as quai s não estão disponíveis apenas por inspeção visual, tanto nas imagens ponderadas em difusão como em outras sequências de aplicação clínica de rotina. Para fazer face às desvantagens dos sistemas de quantificação das HSB os quais são dispendiosos, complexos, requererem tecnologia e formação específicas, recomendamos que a aplicação automatizada GUIAL, desenvolvida ao longo do nosso trabalho é de utilização elementar e prática para que seja introduzida nos sistemas de aquisição de imagem por RM com o fim de integrar o processamento de imagem nos indivíduos portadores de fatores de risco vascular. A avaliação do ADC, nesta amostra, permitiu concluir que a variação desta variável é explicada estatisticamente pela existência da condição clínica de status lacunar em ambos os hemisférios ou por outras palavras, o status lacunar influencia o valor de ADC. Embora uma pequena percentagem da variação do ADC seja explicada pelo género, o ADC nos homens foi superior ao das mulheres o que não nos surpreende, pois são também os homens onde a frequência de doença microvascular se revelou mais expressiva. Os valores do ADC, globalmente, entre os hemisférios cerebrais não mostraram alterações exceto na SB entre os idosos e não idosos. A SB da região frontal mostrou valores diminuídos na anisotropia e isotropia face às restantes áreas anatómicas. Os estudos indicam que na idade avançada existe uma maior predisposição para suscetibilidades de estrutura com status de desconexão. A classificação das HSB foi superior em indivíduos mais velhos e com status lacunar, e em menor quantidade (inferior rating de classificação) nos indivíduos idosos sem status lacunar. As alterações volumétricas foram mais frequentes no homem do que na mulher, presumivelmente devido à associação com a elevada classificação de status lacunar. Um aumento do índice de Evan correspondeu, neste estudo, ao aumento das HSB, à diminuição do volume cerebral total, à expansão ventrículo-sulcal frontal e ao aumento da medida do ângulo caloso. Estes resultados foram agravados pela classificação elevada de status lacunar nos indivíduos que apresentaram indícios de doença de pequenos vasos, com manifesto aumento dos espaços de Virchow-Robin,enfartes lacunares ou HSB. Esses resultados foram mais expressivos no género masculino do que no feminino revelando uma maior vulnerabilidade sobretudo na atrofia frontal nos homens. Por sua vez as dimensões do Corpo Caloso tornaram-se reduzidas devido à compressão dos ventrículos laterais e terceiro ventrículo. Estes indicadores tiveram expressão particularmente nos indivíduos com mais de 65 anos. ---------------------------------------------------------------------------------------------ABSTRACT: The latest neuroimaging methods, such as Magnetic Resonance Imaging (MRI), have enabled detailed images of in vivo human brain. These images reveal often unexpected findings related to the normal pattern, with high predisposition for the elderly people with forthright coexistence with vascular risk factors such as characteristics of a normal aging process. Although it has been, in the last decade, several publications on this subject, it is still little explained. All over the world have emerged disease prevention programs and health promotion developed by the Public Health sector, supported mainly by the advancement of medical technologies that have resulted, among other impacts, in a growing of the elderly population. It is estimated, in 2030, a demographic composition with 20% o people over 65 years. In this context, microvascular disease is the most common cause of cognitive vascular impairment in the elderly and senescent characteristics in the MRI trough ischemic lesions of the white matter (Leukoaraiosis) and lacunar infarcts (lacunar status), cerebral atrophy, gliosis and iron accumulation in the basal ganglia in excess.This thesis, considering the research line that stems - Life Sciences - specialization in Clinical Medicine, Biotechnology, gathers and reflects on three aspects linked to MR, interdependent and related to a common problem. The first deals with the Magnetic Resonance Technology characterization in Portugal, which includes an exploratory evaluation of the implementation of Anisotropic Diffusion technique in brain studies. The analytical dimensions studied were the Technologic, Socio-demographic and Economics. Collecting data was supported by different sources of information and was applied an exploratory methodology whose results were validated by triangulation. The research method was grouped and stratified criteria under the same analytical dimensions. The second describes the anatomical study - which was focused on radiological measurement parameters, based on the brain’s specimen under an experimental methodology applied to MRI diffusion metrics. Radiological evaluation and optimization of the weighted image diffusion in clinical studies were associated with the brain of the elderly "The Usual Brain Aging" with methodological basis based on established criteria and indicators by Rotterdam Scan Study (RSS). The main results obtained reveal the inexistence frameworks in Portugal for evaluation of equipments or Agency of Health Technology to produce studies comparing the equipment available on the market, the value for money and its allocation to clinical and epidemiological needs. It was found that the implementation of MRI equipment is strongly based on economic criteria lacking recommendations and guidelines for the rationalized use of these technologies. As the quantitative data we conclude that most of the scanners are located in private clinical institutions (80,2%); the most frequent magnetic field intensity is [1.5T] with 119 scanners; the scanners are mainly installed in Lisbon (55 units) and Porto (39 units) districts; the average ratio of equipment per capita in Portugal is 1 to 65 195 people; the gradient power with higher expression in the sample is 30-39mT / m;most of the scanners were installed in the years range [2009-2012 years] with 59 equipment; only 6 clinical placements develop clinical research and the most coils for brain studies are of Array type. The optimization study of diffusion technique revealed, as the assessment of the bvalues, the lower (b = 500 s / mm2 and b = 1000 s / mm 2), promotes an increase in the SI and SNR being this measure related to a higher image quality, however the highest b values (b = 2000 s / mm 2) have a higher CNR (Contrast to Noise-Ratio) and CR (Contrast Ratio), compared to the previous ones. This may provide less anatomical details and, thus, ower image quality, of a normal brain, however can help the interpretation and have advantages in identifying microvascular injuries when doubts persist regarding the differential diagnosis of microvascular disease of lacunar or WMH (White Matter Hyperintensities) status type. Changes on this parameter are Otimização da anisotropia fronto-calosa e [RM 1,5T] no idoso normal e com risco cérebro-vascular particularly reflected in the differences of image quality evaluation in the frontocallosum anatomical area. We conclude from the quantitative assessment of the average concentration of iron (26Fe), in all age groups to the basal ganglia, that the higher concentrations are, in descending order: Nigral Substantia, Globus pallidus, Putamen, Thalamus, Rubio nucleus and Caudate nucleus; that there is a predominance in the concentration of iron (26Fe) in the left hemisphere and that male gender show higher iron (26Fe) level tha females, in the age groups [30-40 [[40-50 [and [50- 60 [. Regarding a main conclusion of the mean concentration study of iron, in terms of age we point out that the average concentration of iron (26Fe) is higher among older groups and increases with age, especially in Nigral Substantia and Lenticular Nucleus. On the technical and radiological study we found evidence of an increased in water /diffusivity in the ubcortical white matter of the elderly compared with younger subjects. A similar relationship was assessed in the Thalamus. The increase agerelated seems to be predominantly observed in patients over 65 years which may reflect minor structural changes associated with normal aging. The results indicate that quantitative analysis of diffusion weighted imaging can provide information about the structure of the brain which is not reached only by visual inspection or standard sequences applied in clinical routine. To address the disadvantages the systems of quantification of WMH which the authors state that are costly, complex, require specific technology and training, we recommend that the automated application GUIAL, developed over our work is basic and practical to use and to be introduced in MR image systems acquisition in order to integrate image processing in patients with vascular risk factors. The evaluation of the ADC showed that its variation is statistically explained by the existence of the medical condition of lacunar status, in both hemispheres, or in other words, the lacunar status influences the ADC value. Although a small percentage of the ADC variation is explained by gender, the ADC in men was higher than women which Otimização da anisotropia fronto-calosa e [RM 1,5T] no idoso normal e com risco cérebro-vascular do not surprise us, since they are also men where the frequency of microvasculardisease has proved more significant. The values of ADC, overall, between the cerebral hemispheres showed no changes but were different in WM among the elderly and non-elderly subjects.The WM's forehead showed decreased values in anisotropy and isotropy face the other anatomical areas. The studies indicate that in old age there is a greater tendency to higher susceptibility to disconnection- status framework. The classification of WMH was higher in elderly people and lacunar status, and fewer (lower classification rating) in the elderly without lacunar status. volumetric changes were more frequent in men than in women, most probably because of its association with high lacunar status rating. An increase of Evan index corresponded, in this study, to an increase in WMH, to a decreased of total brain volume, to a ventricle sulcal frontal and callous angle expansion. These results were wound up by high ranking of lacunar status in subjects who had small vessel disease, clear increase in spaces of Virchow-Robin, lacunar infarctions or WMH. These results were more significant in males than in females revealing vulnerability particularly in the frontal atrophy in men. In turn the size of Corpus Callosum because reduced due to the compression of the lateral and third ventricles. These indicators had expression particularly in individuals over 65 years.

Towards automated test and validation of SIP solutions

IP networks are currently the major communication infrastructure used by an increasing number of applications and heterogeneous services, including voice services. In this context, the Session Initiation Protocol (SIP) is a signaling protocol widely used for controlling multimedia communication sessions such as voice or video calls over IP networks, thus performing vital functions in an extensive set of public and enter- prise solutions. However, the SIP protocol dissemination also entails some challenges, such as the complexity associated with the testing/validation processes of IMS/SIP networks. As a consequence, manual IMS/SIP testing solutions are inherently costly and time consuming tasks, being crucial to develop automated approaches in this specific area. In this perspective, this article presents an experimental approach for automated testing/validation of SIP scenarios in IMS networks. For that purpose, an automation framework is proposed allowing to replicate the configuration of SIP equipment from the pro- duction network and submit such equipment to a battery of tests in the testing network. The proposed solution allows to drastically reduce the test and validation times when compared with traditional manual approaches, also allowing to enhance testing reliability and coverage. The automation framework comprises of some freely available tools which are conveniently integrated with other specific modules implemented within the context of this work. In order to illustrate the advantages of the proposed automated framework, a real case study taken from a PT Inovação customer is presented comparing the time required to perform a manual SIP testing approach with the one time required when using the proposed auto- mated framework. The presented results clearly corroborate the advantages of using the presented framework.

An automated framework for the management of P2P traffic in ISP infrastructures

Peer-to-Peer (P2P) is nowadays a widely used paradigm underpinning the deployment of several Internet services and applications. However, the management of P2P traffic aggregates is not an easy task for Internet Service Providers (ISPs). In this perspective, and considering an expectable proliferation in the use of such ap- plications, future networks require the development of smart mechanisms fostering an easier coexistence between P2P applications and ISP infrastructures. This paper aims to contribute for such research efforts presenting a framework incorporating useful mechanisms to be activated by network administrators, being also able to operate as an automated management tool dealing with P2P traffic aggregates.