Fatty liver automatic diagnosis from ultrasound images

In this paper an automatic classification algorithm is proposed for the diagnosis of the liver steatosis, also known as, fatty liver, from ultrasound images. The features, automatically extracted from the ultrasound images used by the classifier, are basically the ones used by the physicians in the diagnosis of the disease based on visual inspection of the ultrasound images. The main novelty of the method is the utilization of the speckle noise that corrupts the ultrasound images to compute textural features of the liver parenchyma relevant for the diagnosis. The algorithm uses the Bayesian framework to compute a noiseless image, containing anatomic and echogenic information of the liver and a second image containing only the speckle noise used to compute the textural features. The classification results, with the Bayes classifier using manually classified data as ground truth show that the automatic classifier reaches an accuracy of 95% and a 100% of sensitivity.

Spatial distribution and socioeconomic context of tuberculosis in Rio de Janeiro, Brazil

OBJECTIVE To analyze the spatial distribution of risk for tuberculosis and its socioeconomic determinants in the city of Rio de Janeiro, Brazil.METHODS An ecological study on the association between the mean incidence rate of tuberculosis from 2004 to 2006 and socioeconomic indicators of the Censo Demográfico (Demographic Census) of 2000. The unit of analysis was the home district registered in the Sistema de Informação de Agravos de Notificação (Notifiable Diseases Information System) of Rio de Janeiro, Southeastern Brazil. The rates were standardized by sex and age group, and smoothed by the empirical Bayes method. Spatial autocorrelation was evaluated by Moran’s I. Multiple linear regression models were studied and the appropriateness of incorporating the spatial component in modeling was evaluated.RESULTS We observed a higher risk of the disease in some neighborhoods of the port and north regions, as well as a high incidence in the slums of Rocinha and Vidigal, in the south region, and Cidade de Deus, in the west. The final model identified a positive association for the variables: percentage of permanent private households in which the head of the house earns three to five minimum wages; percentage of individual residents in the neighborhood; and percentage of people living in homes with more than two people per bedroom.CONCLUSIONS The spatial analysis identified areas of risk of tuberculosis incidence in the neighborhoods of the city of Rio de Janeiro and also found spatial dependence for the incidence of tuberculosis and some socioeconomic variables. However, the inclusion of the space component in the final model was not required during the modeling process.

Spatial analysis of avoidable hospitalizations due to tuberculosis in Ribeirao Preto, SP, Brazil (2006-2012)

ABSTRACT OBJECTIVE To describe the spatial distribution of avoidable hospitalizations due to tuberculosis in the municipality of Ribeirao Preto, SP, Brazil, and to identify spatial and space-time clusters for the risk of occurrence of these events. METHODS This is a descriptive, ecological study that considered the hospitalizations records of the Hospital Information System of residents of Ribeirao Preto, SP, Southeastern Brazil, from 2006 to 2012. Only the cases with recorded addresses were considered for the spatial analyses, and they were also geocoded. We resorted to Kernel density estimation to identify the densest areas, local empirical Bayes rate as the method for smoothing the incidence rates of hospital admissions, and scan statistic for identifying clusters of risk. Softwares ArcGis 10.2, TerraView 4.2.2, and SaTScanTM were used in the analysis. RESULTS We identified 169 hospitalizations due to tuberculosis. Most were of men (n = 134; 79.2%), averagely aged 48 years (SD = 16.2). The predominant clinical form was the pulmonary one, which was confirmed through a microscopic examination of expectorated sputum (n = 66; 39.0%). We geocoded 159 cases (94.0%). We observed a non-random spatial distribution of avoidable hospitalizations due to tuberculosis concentrated in the northern and western regions of the municipality. Through the scan statistic, three spatial clusters for risk of hospitalizations due to tuberculosis were identified, one of them in the northern region of the municipality (relative risk [RR] = 3.4; 95%CI 2.7–4,4); the second in the central region, where there is a prison unit (RR = 28.6; 95%CI 22.4–36.6); and the last one in the southern region, and area of protection for hospitalizations (RR = 0.2; 95%CI 0.2–0.3). We did not identify any space-time clusters. CONCLUSIONS The investigation showed priority areas for the control and surveillance of tuberculosis, as well as the profile of the affected population, which shows important aspects to be considered in terms of management and organization of health care services targeting effectiveness in primary health care.

An unsupervised approach to feature discretization and selection

Many learning problems require handling high dimensional datasets with a relatively small number of instances. Learning algorithms are thus confronted with the curse of dimensionality, and need to address it in order to be effective. Examples of these types of data include the bag-of-words representation in text classification problems and gene expression data for tumor detection/classification. Usually, among the high number of features characterizing the instances, many may be irrelevant (or even detrimental) for the learning tasks. It is thus clear that there is a need for adequate techniques for feature representation, reduction, and selection, to improve both the classification accuracy and the memory requirements. In this paper, we propose combined unsupervised feature discretization and feature selection techniques, suitable for medium and high-dimensional datasets. The experimental results on several standard datasets, with both sparse and dense features, show the efficiency of the proposed techniques as well as improvements over previous related techniques.

Share GFS – Games, Films & Series: sistema de recomendação

Esta dissertação incide sobre o estudo e análise de uma solução para a criação de um sistema de recomendação para uma comunidade de consumidores de media e no consequente desenvolvimento da mesma cujo âmbito inicial engloba consumidores de jogos, filmes e/ou séries, com o intuito de lhes proporcionar a oportunidade de partilharem experiências, bem como manterem um registo das mesmas. Com a informação adquirida, o sistema reúne condições para proceder a sugestões direcionadas a cada membro da comunidade. O sistema atualiza a sua informação mediante as ações e os dados fornecidos pelos membros, bem como pelo seu feedback às sugestões. Esta aprendizagem ao longo do tempo permite que as sugestões do sistema evoluam juntamente com a mudança de preferência dos membros ou se autocorrijam. O sistema toma iniciativa de sugerir mediante determinadas ações, mas também pode ser invocada uma sugestão diretamente pelo utilizador, na medida em que este não precisa de esperar por sugestões, podendo pedir ao sistema que as forneça num determinado momento. Nos testes realizados foi possível apurar que o sistema de recomendação desenvolvido forneceu sugestões adequadas a cada utilizador específico, tomando em linha de conta as suas ações prévias. Para além deste facto, o sistema não forneceu qualquer sugestão quando o histórico destas tinha provado incomodar o utilizador.

Determinação dos factores intervenientes na fórmula de capacidade de carga. Comparação com o EC7 e com os da literatura existente

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Geológica (Geotecnia)

Using data mining techniques to support breast cancer diagnosis

More than ever, there is an increase of the number of decision support methods and computer aided diagnostic systems applied to various areas of medicine. In breast cancer research, many works have been done in order to reduce false-positives when used as a double reading method. In this study, we aimed to present a set of data mining techniques that were applied to approach a decision support system in the area of breast cancer diagnosis. This method is geared to assist clinical practice in identifying mammographic findings such as microcalcifications, masses and even normal tissues, in order to avoid misdiagnosis. In this work a reliable database was used, with 410 images from about 115 patients, containing previous reviews performed by radiologists as microcalcifications, masses and also normal tissue findings. Throughout this work, two feature extraction techniques were used: the gray level co-occurrence matrix and the gray level run length matrix. For classification purposes, we considered various scenarios according to different distinct patterns of injuries and several classifiers in order to distinguish the best performance in each case described. The many classifiers used were Naïve Bayes, Support Vector Machines, k-nearest Neighbors and Decision Trees (J48 and Random Forests). The results in distinguishing mammographic findings revealed great percentages of PPV and very good accuracy values. Furthermore, it also presented other related results of classification of breast density and BI-RADS® scale. The best predictive method found for all tested groups was the Random Forest classifier, and the best performance has been achieved through the distinction of microcalcifications. The conclusions based on the several tested scenarios represent a new perspective in breast cancer diagnosis using data mining techniques.

Cargas de colapso de sistemas de alvenaria

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na especialidade de Estruturas

Determinação de cargas de colapso: análise incremental versus análise limite

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Desenvolvimento de uma técnica de refinamento adaptativo hierárquico de malhas estruturadas em análise limite

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Análise limite aplicada ao estudo tridimensional de paredes de alvenaria

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civi

Estatísticas ordinais

São inúmeros os problemas de análise estatística que envolvem de alguma forma as chamadas estatísticas de ordem ou estatísticas ordinais. Remetendo para os muitos títulos já existentes nesta área o leitor interessado em aprofundar este tema, apresenta-se aqui apenas alguns dos resultados fundamentais da teoria distribucional exacta (distribuições marginais e distribuições conjuntas, representação de Rényi e Teorema de Malmquist) e da teoria distribucional assintótica (estatísticas ordinais extremais e estatísticas ordinais centrais, Teorema dos Tipos Extremais e normalidade assintótica dos quantis empíricos).

Raízes unitárias e cointegração: uma introdução

É apresentada uma introdução ao tema das raízes unitárias e cointegração. Em primeiro lugar, faz-se uma breve referência genérica aos modelos ARMAX de modo a se poder fazer uma apresentação rigorosa dos modelos com mecanismo de correcção de erro. Em segundo lugar, recorda-se o conceito de estcionaridade de forma a introduzir a definição de variável integrada. Neste contexto, verifica-se que o problema da determinação da ordem de integração é equivalente ao problema da determinação do número de raízes unitárias do polinómio em L (operador de desfasamento) que permite obter uma variável estacionária. Em terceiro lugar, ilustra-se uma situação grave que pode verificar-se quando se fazem regressões com variáveis integradas não estacionárias. Trata-se do problema das regressões espúricas. Em quarto lugar, descreve-se sumariamente os testes de Dickey-Fuller de existência de raízes unitárias. Em quinto lugar, introduz-se o conceito de cointegração e a sua ligação com a existência de relações de equilíbrio de longo prazo, sendo também abordados duas questões econométricas importantes: como estimar os vectores de cointergração e como testar se duas ou mais variáveis são cointegradas. Finalmente, relaciona-se a cointegragão com modelos com mecanismo de correlação de erro.

Sistema de Recomendação: Share GFS Games, Films & Series

Esta dissertação incide sobre o estudo e análise de uma solução para a criação de um sistema de recomendação para uma comunidade de consumidores de media e no consequente desenvolvimento da mesma cujo âmbito inicial engloba consumidores de jogos, filmes e/ou séries, com o intuito de lhes proporcionar a oportunidade de partilharem experiências, bem como manterem um registo das mesmas. Com a informação adquirida, o sistema reúne condições para proceder a sugestões direccionadas a cada membro da comunidade. O sistema actualiza a sua informação mediante as acções e os dados fornecidos pelos membros, bem como pelo seu feedback às sugestões. Esta aprendizagem ao longo do tempo permite que as sugestões do sistema evoluam juntamente com a mudança de preferência dos membros ou se autocorrijam. O sistema toma iniciativa de sugerir mediante determinadas acções, mas também pode ser invocada uma sugestão directamente pelo utilizador, na medida em que este não precisa de esperar por sugestões, podendo pedir ao sistema que as forneça num determinado momento. Nos testes realizados foi possível apurar que o sistema de recomendação desenvolvido forneceu sugestões adequadas a cada utilizador específico, tomando em linha de conta as suas acções prévias. Para além deste facto, o sistema não forneceu qualquer sugestão quando o histórico destas tinha provado incomodar o utilizador.

Scalable Intelligence for Scheduling Systems

A personalização é um aspeto chave de uma interação homem-computador efetiva. Numa era em que existe uma abundância de informação e tantas pessoas a interagir com ela, de muitas maneiras, a capacidade de se ajustar aos seus utilizadores é crucial para qualquer sistema moderno. A criação de sistemas adaptáveis é um domínio bastante complexo que necessita de métodos muito específicos para ter sucesso. No entanto, nos dias de hoje ainda não existe um modelo ou arquitetura padrão para usar nos sistemas adaptativos modernos. A principal motivação desta tese é a proposta de uma arquitetura para modelação do utilizador que seja capaz de incorporar diferentes módulos necessários para criar um sistema com inteligência escalável com técnicas de modelação. Os módulos cooperam de forma a analisar os utilizadores e caracterizar o seu comportamento, usando essa informação para fornecer uma experiência de sistema customizada que irá aumentar não só a usabilidade do sistema mas também a produtividade e conhecimento do utilizador. A arquitetura proposta é constituída por três componentes: uma unidade de informação do utilizador, uma estrutura matemática capaz de classificar os utilizadores e a técnica a usar quando se adapta o conteúdo. A unidade de informação do utilizador é responsável por conhecer os vários tipos de indivíduos que podem usar o sistema, por capturar cada detalhe de interações relevantes entre si e os seus utilizadores e também contém a base de dados que guarda essa informação. A estrutura matemática é o classificador de utilizadores, e tem como tarefa a sua análise e classificação num de três perfis: iniciado, intermédio ou avançado. Tanto as redes de Bayes como as neuronais são utilizadas, e uma explicação de como as preparar e treinar para lidar com a informação do utilizador é apresentada. Com o perfil do utilizador definido torna-se necessária uma técnica para adaptar o conteúdo do sistema. Nesta proposta, uma abordagem de iniciativa mista é apresentada tendo como base a liberdade de tanto o utilizador como o sistema controlarem a comunicação entre si. A arquitetura proposta foi desenvolvida como parte integrante do projeto ADSyS - um sistema de escalonamento dinâmico - utilizado para resolver problemas de escalonamento sujeitos a eventos dinâmicos. Possui uma complexidade elevada mesmo para utilizadores frequentes, daí a necessidade de adaptar o seu conteúdo de forma a aumentar a sua usabilidade. Com o objetivo de avaliar as contribuições deste trabalho, um estudo computacional acerca do reconhecimento dos utilizadores foi desenvolvido, tendo por base duas sessões de avaliação de usabilidade com grupos de utilizadores distintos. Foi possível concluir acerca dos benefícios na utilização de técnicas de modelação do utilizador com a arquitetura proposta.