Dense motion field estimation from myocardial boundary displacements

Minimally invasive cardiovascular interventions guided by multiple imaging modalities are rapidly gaining clinical acceptance for the treatment of several cardiovascular diseases. These images are typically fused with richly detailed pre-operative scans through registration techniques, enhancing the intra-operative clinical data and easing the image-guided procedures. Nonetheless, rigid models have been used to align the different modalities, not taking into account the anatomical variations of the cardiac muscle throughout the cardiac cycle. In the current study, we present a novel strategy to compensate the beat-to-beat physiological adaptation of the myocardium. Hereto, we intend to prove that a complete myocardial motion field can be quickly recovered from the displacement field at the myocardial boundaries, therefore being an efficient strategy to locally deform the cardiac muscle. We address this hypothesis by comparing three different strategies to recover a dense myocardial motion field from a sparse one, namely, a diffusion-based approach, thin-plate splines, and multiquadric radial basis functions. Two experimental setups were used to validate the proposed strategy. First, an in silico validation was carried out on synthetic motion fields obtained from two realistic simulated ultrasound sequences. Then, 45 mid-ventricular 2D sequences of cine magnetic resonance imaging were processed to further evaluate the different approaches. The results showed that accurate boundary tracking combined with dense myocardial recovery via interpolation/ diffusion is a potentially viable solution to speed up dense myocardial motion field estimation and, consequently, to deform/compensate the myocardial wall throughout the cardiac cycle. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.

A JOINT EXPERIMENTAL ANALYSIS OF INVESTOR BEHAVIOR IN IPO PRICING METHODS

This article jointly examines the differences of laboratory versions of the Dutch clock open auction, a sealed-bid auction to represent book building, and a two-stage sealed bid auction to proxy for the “competitive IPO”, a recent innovation used in a few European equity initial public offerings. We investigate pricing, seller allocation, and buyer welfare allocation efficiency and conclude that the book building emulation seems to be as price efficient as the Dutch auction, even after investor learning, whereas the competitive IPO is not price efficient, regardless of learning. The competitive IPO is the most seller allocative efficient method because it maximizes offer proceeds. The Dutch auction emerges as the most buyer welfare allocative efficient method. Underwriters are probably seeking pricing efficiency rather than seller or buyer welfare allocative efficiency and their discretionary pricing and allocation must be important since book building is prominent worldwide.

Impacto de vídeo-jogos com tecnologia Matching Motion na actividade física de adolescentes obesos

Em Portugal, tal como na maioria dos restantes paises industrializados, a prevalência do excesso de peso e obesidade adolescente escalou para números que nos colocam entre os países da comunidade europeia com maiores problemas neste domínio (Matos, 2006). O aumento dos níveis de actividade física (AF) é parte integrante dos tratamentos hoje preconizados, pese embora seja um objectivo extremamente difícil de alcançar (AAP, 2006). Esta dificuldade deriva em parte das muitas actividades sedentárias que hoje em dia competem com a AF para a ocupação do tempo livre dos adolescentes. A maior parte parece motivá-los mais do que a AF. Por exemplo, cerca de 30% dos adolescentes portugueses estão 4 ou mais horas/dia a ver TV, enquanto que 40% estão 1-3 horas/dia a jogar video-jogos ou a usar PCs (Matos, 2006). Ver TV ou brincar a video-jogos sentado tem um impacto reduzido no dispêndio energético, aumentando entre 20-30% da taxa de metabolismo basal. Mas novos tipos de video-jogos estão agora disponíveis, implicando níveis de AF mais elevados para serem jogados, elevando em 120-180% da taxa de metabolismo basal (Lanningham-Foster et al., 2006). Estes novos jogos podem oferecer uma oportunidade para aumentar os níveis de AF numa população que tradicionalmente prefere as actividades sedentárias.

Compression Efficiency Analysis of Wyner-Ziv Video Coding with Motion Compensated Side Information Interpolation

The Wyner-Ziv video coding (WZVC) rate distortion performance is highly dependent on the quality of the side information, an estimation of the original frame, created at the decoder. This paper, characterizes the WZVC efficiency when motion compensated frame interpolation (MCFI) techniques are used to generate the side information, a difficult problem in WZVC especially because the decoder only has available some reference decoded frames. The proposed WZVC compression efficiency rate model relates the power spectral of the estimation error to the accuracy of the MCFI motion field. Then, some interesting conclusions may be derived related to the impact of the motion field smoothness and the correlation to the true motion trajectories on the compression performance.

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

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

Measuring and Controlling the Chaotic Motion of Profits

The study of economic systems has generated deep interest in exploring the complexity of chaotic motions in economy. Due to important developments in nonlinear dynamics, the last two decades have witnessed strong revival of interest in nonlinear endogenous business chaotic models. The inability to predict the behavior of dynamical systems in the presence of chaos suggests the application of chaos control methods, when we are more interested in obtaining regular behavior. In the present article, we study a specific economic model from the literature. More precisely, a system of three ordinary differential equations gather the variables of profits, reinvestments and financial flow of borrowings in the structure of a firm. Firstly, using results of symbolic dynamics, we characterize the topological entropy and the parameter space ordering of kneading sequences, associated with one-dimensional maps that reproduce significant aspects of the model dynamics. The analysis of the variation of this numerical invariant, in some realistic system parameter region, allows us to quantify and to distinguish different chaotic regimes. Finally, we show that complicated behavior arising from the chaotic firm model can be controlled without changing its original properties and the dynamics can be turned into the desired attracting time periodic motion (a stable steady state or into a regular cycle). The orbit stabilization is illustrated by the application of a feedback control technique initially developed by Romeiras et al. [1992]. This work provides another illustration of how our understanding of economic models can be enhanced by the theoretical and numerical investigation of nonlinear dynamical systems modeled by ordinary differential equations.

Evaluation of the respiratory motion effect in small animal PET images with GATE Monte Carlo simulations

The rapid growth in genetics and molecular biology combined with the development of techniques for genetically engineering small animals has led to increased interest in in vivo small animal imaging. Small animal imaging has been applied frequently to the imaging of small animals (mice and rats), which are ubiquitous in modeling human diseases and testing treatments. The use of PET in small animals allows the use of subjects as their own control, reducing the interanimal variability. This allows performing longitudinal studies on the same animal and improves the accuracy of biological models. However, small animal PET still suffers from several limitations. The amounts of radiotracers needed, limited scanner sensitivity, image resolution and image quantification issues, all could clearly benefit from additional research. Because nuclear medicine imaging deals with radioactive decay, the emission of radiation energy through photons and particles alongside with the detection of these quanta and particles in different materials make Monte Carlo method an important simulation tool in both nuclear medicine research and clinical practice. In order to optimize the quantitative use of PET in clinical practice, data- and image-processing methods are also a field of intense interest and development. The evaluation of such methods often relies on the use of simulated data and images since these offer control of the ground truth. Monte Carlo simulations are widely used for PET simulation since they take into account all the random processes involved in PET imaging, from the emission of the positron to the detection of the photons by the detectors. Simulation techniques have become an importance and indispensable complement to a wide range of problems that could not be addressed by experimental or analytical approaches.

Estudo de caso

História Clínica: Um paciente com história de diversas lesões nos membros inferiores foi intervencionado em ambos os pés, onde realizou uma tenossinovectomia dos peroneais com reparação de ruptura desses tendões (ao pé direito em 2006 sendo actualmente ao esquerdo). Avaliação Objectiva: Apresentava dor, edema, limitação articular de todos os movimentos da tibio-társica, fraqueza muscular, pés cavos e alterações do padrão de marcha e do equilíbrio. Objectivo: foi verificar se a mobilização com movimento (MWM) do astrágalo e da articulação tibio-peroneal inferior levava a uma diminuição da dor e aumentava a amplitude de dorsiflexão e inversão neste doente com pé cavo. Intervenção: foi realizada MWM do astrágalo e do perónio na articulação tibioperoneal inferior em descarga e em semi-carga, sendo mantida essa nova posição com uma ligadura de tape. Resultados: o paciente aumentou as amplitudes articulares em descarga e em carga, diminuiu o edema da perna e pé, aumentou a funcionalidade, mas em termos de força muscular não foram quantificadas alterações. Conclusão: mesmo o paciente tendo pé cavo e sequelas de uma tenossinovectomia dos peroneais, as manobras de mobilização com movimento do astrágalo e da articulação tíbio-peroneal inferior levaram a uma eliminação da dor e a um aumento da amplitude articular.

Relatório de estágio. Terapia manual ortopédica

Objectivo: Descrever a intervenção em fisioterapia aplicada num paciente com o diagnóstico de entorse da Tíbio-társica de grau III. Participantes e Métodos: Paciente que em 1 de Dezembro de 2009 na sequência de uma disputa de bola, sofreu uma entorse da tíbio-társica. Iniciou fisioterapia a 4 de Janeiro de 2010, tendo sido utilizadas para o tratamento técnicas de Mulligan, nomeadamente MWM, mobilização articular, reforço muscular e treino proprioceptivo. O tratamento foi realizado diariamente durante 6 semanas. Resultados: Após a aplicação das técnicas de Mulligan MWM na 1ªsemana, o perónio encontra-se devidamente reposicionado, no entanto o calcâneo ainda se encontra posteriorizado. No fim da 2ªsemana, a amplitude articular aumentou significativamente, aproximando-se dos valores do membro contralateral, verificouse um ganho de força muscular progressivo. Na 3ª e 4ª semana progrediu-se o tratamento em termos de fortalecimento muscular e treino proprioceptivo. Na 5ª semana apresentava amplitudes de movimento de 17º de dorsiflexão, 43º de flexãoplantar, 15º de eversão e 18º de inversão. Relativamente à força, o músculo tibial anterior apresentava um grau 5 de força, longo e curto peronial e flexores plantares grau 4+. No fim de 6 semanas, terminada a sua recuperação encontrava-se sem qualquer limitação funcional, igual força muscular bilateral e proprioceptividade normal. Conclusão: Foi salientado o processo de raciocínio clínico desenvolvido pelo fisioterapeuta ao longo das 6 semanas de intervenção: a recolha e interpretação dos dados da história, levantamento das primeiras hipóteses, testes dessas hipóteses no exame objectivo, estabelecimento de um diagnóstico funcional e construção e implementação de um plano de intervenção com a colaboração do utente que permitiram uma recuperação funcional que foi de encontro aos objectivos traçados.

Augmented LDPC Graph for Distributed Video Coding with Multiple Side Information

The advances made in channel-capacity codes, such as turbo codes and low-density parity-check (LDPC) codes, have played a major role in the emerging distributed source coding paradigm. LDPC codes can be easily adapted to new source coding strategies due to their natural representation as bipartite graphs and the use of quasi-optimal decoding algorithms, such as belief propagation. This paper tackles a relevant scenario in distributedvideo coding: lossy source coding when multiple side information (SI) hypotheses are available at the decoder, each one correlated with the source according to different correlation noise channels. Thus, it is proposed to exploit multiple SI hypotheses through an efficient joint decoding technique withmultiple LDPC syndrome decoders that exchange information to obtain coding efficiency improvements. At the decoder side, the multiple SI hypotheses are created with motion compensated frame interpolation and fused together in a novel iterative LDPC based Slepian-Wolf decoding algorithm. With the creation of multiple SI hypotheses and the proposed decoding algorithm, bitrate savings up to 8.0% are obtained for similar decoded quality.

The immediate effects of atlanto-occipital joint manipulation and suboccipital muscle inhibition technique on active mouth opening and pressure pain sensitivity over latent myofascial trigger points in the masticatory muscles

DESIGN: A randomized controlled trial.OB JECTIVE: To investigate the immediate effects on pressure pain thresholds over latent trigger points (TrPs) in the masseter and temporalis muscles and active mouth opening following atlanto-occipital joint thrust manipulation or a soft tissue manual intervention targeted to the suboccipital muscles. BACKGROUND : Previous studies have described hypoalgesic effects of neck manipulative interventions over TrPs in the cervical musculature. There is a lack of studies analyzing these mechanisms over TrPs of muscles innervated by the trigeminal nerve. METHODS: One hundred twenty-two volunteers, 31 men and 91 women, between the ages of 18 and 30 years, with latent TrPs in the masseter muscle, were randomly divided into 3 groups: a manipulative group who received an atlanto-occipital joint thrust, a soft tissue group who received an inhibition technique over the suboccipital muscles, and a control group who did not receive an intervention. Pressure pain thresholds over latent TrPs in the masseter and temporalis muscles, and active mouth opening were assessed pretreatment and 2 minutes posttreatment by a blinded assessor. Mixed-model analyses of variance (ANOVA) were used to examine the effects of interventions on each outcome, with group as the between-subjects variable and time as the within-subjects variable. The primary analysis was the group-by-time interaction. RESULTS: The 2-by-3 mixed-model ANOVA revealed a significant group-by-time interaction for changes in pressure pain thresholds over masseter (P<.01) and temporalis (P =.003) muscle latent TrPs and also for active mouth opening (P<.001) in favor of the manipulative and soft tissue groups. Between-group effect sizes were small. CONCLUSIONS: The application of an atlanto-occipital thrust manipulation or soft tissue technique targeted to the suboccipital muscles led to an immediate increase in pressure pain thresholds over latent TrPs in the masseter and temporalis muscles and an increase in maximum active mouth opening. Nevertheless, the effects of both interventions were small and future studies are required to elucidate the clinical relevance of these changes. LEVEL OF EVIDENCE : Therapy, level 1b. J Orthop Sports Phys Ther 2010;40(5):310-317. doi:10.2519/jospt.2010.3257. KEYWORDSDS: cervical manipulation, muscle trigger points, neck, TMJ, upper cervical.

Energy and ancillary services joint market simulation

In order to develop a flexible simulator, a variety of models for Ancillary Services (AS) negotiation has been implemented in MASCEM – a multi-agent system competitive electricity markets simulator. In some of these models, the energy and the AS are addressed simultaneously while in other models they are addressed separately. This paper presents an energy and ancillary services joint market simulation. This paper proposes a deterministic approach for solving the energy and ancillary services joint market. A case study based on the dispatch of Regulation Down, Regulation Up, Spinning Reserve, and Non-Spinning Reserve services is used to demonstrate that the use of the developed methodology is suitable for solving this kind of optimization problem. The presented case study is based on CAISO real AS market data considers fifteen bids.

Efectividade de um programa de exercícios terapêuticos em meio aquático na ligamentoplastia do LCA

A reabilitação do joelho utilizando exercícios terapêuticos em meio aquático tem sido utilizada com o intuito de iniciar, de forma imediata os movimentos articulares, pois reduz a dor e permite a carga de peso mais precoce. Apesar destas vantagens serem reconhecidas, poucos estudos têm sido realizados no sentido de determinar a efectividade dos exercícios terapêuticos em meio aquático na reabilitação pós-cirúrgica do ligamento cruzado anterior (LCA) Objectivo: Descrever os efeitos de um programa de exercícios terapêuticos em meio aquático num caso clínico de ligamentoplastia do cruzado anterior. Metodologia: Um jogador de futebol de 27 anos de idade, sujeito a uma ligamentoplastia do LCA, completou um programa de exercícios terapêuticos em meio aquático que constou de um total de 24 sessões (4 por semana, e 60 minutos por sessão). O atleta foi avaliado em três momentos distintos (T0, no início da intervenção, T1, três semanas após o início da intervenção e T2, seis semanas após o início da intervenção. Como parâmetros de avaliação foram utilizadas as amplitudes articulares (goniometria), o teste muscular manual, o volume muscular (perimetria), o equilíbrio estável (Y Balance Test (YBT)) e a funcionalidade (Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score (KOOS)). Resultados: Após as 24 sessões verificou-se uma melhoria nos diversos parâmetros avaliados (flexão do joelho: 75º vs 134º; extensão do joelho: -7º vs 0º; força dos flexores e extensores do joelho: 3 vs 4+; perimetria da coxa: 46,2 cm vs 51,5 cm; YBT: equilíbrio anterior (resultados correspondentes aos momentos T1 e T2): 53 cm vs 72 cm; posterolateral: 46 cm vs 61 cm; posteromedial: 39 cm vs 57 cm; KOOS: dor/sintomas: 17 vs 92, outros sintomas: 25 vs 75, actividades da vida diária: 12 vs 90, actividades desportivas e de lazer: 0 vs 55, qualidade de vida relacionada com o joelho: 0 vs 50. Conclusão: O programa de exercícios terapêuticos em meio aquático utilizado neste estudo parece ter efeitos benéficos num caso clínico de ligamentoplastia do cruzado anterior.

Intervenção em fisioterapia numa prótese total do ombro

Introdução: A artroplastia total do ombro é largamente aceite como tratamento para uma variedade de patologias do ombro com dor persistente e perda acentuada da funcionalidade. Em termos globais, os resultados obtidos após a intervenção cirúrgica são bastante bons, parecendo estar, no entanto, condicionados com a patologia subjacente e a qualidade da coifa dos rotadores. Objectivo: Pretende-se com este trabalho descrever e avaliar a eficácia de um plano de intervenção numa prótese total do ombro com integridade da coifa dos rotadores. Metodologia: Paciente sexo feminino, 61 anos, reformada, com dor acentuada no ombro esquerdo desde há três anos, submetida a uma cirurgia de colocação de prótese total do ombro. Apresentava limitação da amplitude articular, diminuição da força, alteração do ritmo escapulo-umeral e ligeira incapacidade funcional. Cinco semanas após a cirurgia, iniciou sessões diárias de fisioterapia durante 12 semanas. A intervenção incluiu a aplicação de modalidades anti-álgicas, mobilização articular, fortalecimento muscular e reeducação neuromuscular. Foi avaliada em quatro momentos: antes da intervenção (M1), 4 (M2), 7 (M3) e 12 (M4) semanas após. Resultados: A dor diminuiu de 4 para 0 (END) no final de 7 semanas e as amplitudes articulares passivas aproximaram-se dos valores definidos pelo protocolo com a flexão/elevação anterior a evoluir de 90º para 130º; a abdução/elevação lateral de 80º para 110º e a rotação medial de 35º para 70º. A força muscular inicial era de 3 nos grupos musculares flexores, extensores e rotadores do ombro atingindo no final grau 4. O ritmo escapulo-umeral demonstrou assincronia durante a elevação do ombro na primeira avaliação, ficando quase normalizado no final das sessões. Quanto à funcionalidade, antes da intervenção o score obtido foi de 30.8 atingindo um valor de 11.6 no final das sessões de tratamento. Conclusão: Após 12 semanas de tratamento, os objectivos delineados foram praticamente atingidos, uma vez que a utente já não refere dor no ombro e apresenta uma boa capacidade funcional, apesar de apresentar ligeiras diferenças nas amplitudes articulares e força muscular esperadas, apontando para o sucesso do protocolo de tratamento aplicado.

A efectividade da intervenção da fisioterapia nas disfunções crânio- cervico-mandibulares

Introdução: As teorias etiológicas recíprocas que relacionam as disfunções da articulação temporo mandibular (ATM) com as disfunções da coluna cervical, os seus critérios de diagnóstico e formas de tratamento, não reúnem consenso, constituindo, actualmente, uma temática de debate e investigação. Objectivo: Descrever a avaliação e intervenção em fisioterapia, e os seus resultados numa utente com disfunção do complexo crânio-cervico-mandibular. Métodos: Foi realizado um estudo observacional descritivo, do tipo estudo de caso, reportando-se a uma enfermeira, de 28 anos, com quadro sintomatológico compatível com disfunção crânio-cervico-mandibular, com antecedentes de condilectomia e artroplastia da ATM, aos 14 anos. Inicialmente a utente apresentava dor irradiada na região cervical (7/10) e limitação dos movimentos articulares da coluna cervical. Referia, também, dor na região do ptérion direito (6/10), limitação dos movimentos da mandíbula, desvio lateral na abertura da boca e dificuldades funcionais na mastigação. A avaliação inicial e final (após tratamento), foi efectuada recorrendo-se à utilização do Goniometro CROM e da Therabite Range of Motion Scale, para medição das amplitudes articulares da cervical e ATM, respectivamente; Estetoscópio, para avaliação dos sons articulares da ATM; Escala Visual Analógica para graduação da dor. A intervenção decorreu ao longo de 10 sessões, bissemanais. No tratamento, foram aplicadas técnicas sobre os trigers points da musculatura cervical e músculos da mastigação; Mobilização passiva da cervical e ATM; Manipulação dos segmentos vertebrais cervicais e torácicos; Streching e técnicas de energia muscular; Técnicas funcionais para a ATM; Técnicas miofasciais para a coluna cervical e ATM; Exercícios de controlo motor da coluna cervical. Resultados: No final do tratamento, as amplitudes dos movimentos cervicais estavam completas e sem dor (0/10), mantendo, sensibilidade dolorosa à palpação das espinhosas de C5-C6 (1/10). Relativamente à ATM, verifica-se a abolição da dor (0/10) e a ausência do desvio lateral da mandíbula na abertura da boca, bem como, o aumento das amplitudes de movimento na abertura da boca (33 para 36 mm), e no desvio lateral esquerdo (2 para 2,8 mm). Conclusão: os resultados sugerem que a intervenção, com recurso a técnicas de terapia manual, no caso em estudo, parecem surtir efeitos positivos no quadro sintomatológico e funcional da utente.