Automated traffic route identification through the shared nearest neighbour algorithm

Many organisations need to extract useful information from huge amounts of movement data. One example is found in maritime transportation, where the automated identification of a diverse range of traffic routes is a key management issue for improving the maintenance of ports and ocean routes, and accelerating ship traffic. This paper addresses, in a first stage, the research challenge of developing an approach for the automated identification of traffic routes based on clustering motion vectors rather than reconstructed trajectories. The immediate benefit of the proposed approach is to avoid the reconstruction of trajectories in terms of their geometric shape of the path, their position in space, their life span, and changes of speed, direction and other attributes over time. For clustering the moving objects, an adapted version of the Shared Nearest Neighbour algorithm is used. The motion vectors, with a position and a direction, are analysed in order to identify clusters of vectors that are moving towards the same direction. These clusters represent traffic routes and the preliminary results have shown to be promising for the automated identification of traffic routes with different shapes and densities, as well as for handling noise data.

Automatic segmentation and 3D feature extraction of protein aggregates in Caenorhabditis Elegans

In the last years, it has become increasingly clear that neurodegenerative diseases involve protein aggregation, a process often used as disease progression readout and to develop therapeutic strategies. This work presents an image processing tool to automatic segment, classify and quantify these aggregates and the whole 3D body of the nematode Caenorhabditis Elegans. A total of 150 data set images, containing different slices, were captured with a confocal microscope from animals of distinct genetic conditions. Because of the animals’ transparency, most of the slices pixels appeared dark, hampering their body volume direct reconstruction. Therefore, for each data set, all slices were stacked in one single 2D image in order to determine a volume approximation. The gradient of this image was input to an anisotropic diffusion algorithm that uses the Tukey’s biweight as edge-stopping function. The image histogram median of this outcome was used to dynamically determine a thresholding level, which allows the determination of a smoothed exterior contour of the worm and the medial axis of the worm body from thinning its skeleton. Based on this exterior contour diameter and the medial animal axis, random 3D points were then calculated to produce a volume mesh approximation. The protein aggregations were subsequently segmented based on an iso-value and blended with the resulting volume mesh. The results obtained were consistent with qualitative observations in literature, allowing non-biased, reliable and high throughput protein aggregates quantification. This may lead to a significant improvement on neurodegenerative diseases treatment planning and interventions prevention

Modelos de regressão para estimação do volume de árvores comerciais, em florestas de Paragominas

Em fevereiro de 2009, o Ministério do Meio Ambiente criou a Resolução CONAMA 406, que determina que, a partir do segundo Plano Operacional Anual (POA), só será aceito, pelo órgão ambiental competente, o cálculo do volume de árvores em pé, mediante equação de volume, desenvolvida especificamente para o Plano de Manejo Florestal Sustentável (PMFS). Em função disso, necessita-se especificar um modelo estatístico para estimar o volume comercial das árvores. Neste trabalho, ajustou-se o modelo estatístico às informações coletadas em povoamento de floresta Ombrófila densa, localizada no município de Paragominas, Estado do Pará, com o objetivo de selecionar o de melhor ajuste e precisão. A amostra foi composta de 234 árvores, distribuídas em sete classes diamétricas, com amplitudes de 12 cm, no intervalo de 49 até 127 cm. Obteve-se o volume real, medindo-se as circunferências nas secções, a cada 2 m, determinando-se o CAP e a altura comercial real. A seleção para a escolha do melhor modelo teve como referência o valor da estatística F, o mais alto coeficiente de determinação (R²), o menor erro padrão da estimativa em percentagem (Syx%) e a análise de resíduos, por meio do Desvio Médio Porcentual (DMP). Com base nas estatísticas mencionadas, concluiu-se que o melhor entre os modelos tradicionais, a ser empregado na área, foi o proposto por Schumacher-Hall. Finalmente, concluiu-se que o modelo alternativo, com variável dummy, é melhor e deve ser o adotado em florestas nativas da Amazônia.

Preliminary clinical trial in percutaneous nephrolithotomy using a real-time navigation system for percutaneous kidney access

Background: Precise needle puncture of renal calyces is a challenging and essential step for successful percutaneous nephrolithotomy. This work tests and evaluates, through a clinical trial, a real-time navigation system to plan and guide percutaneous kidney puncture. Methods: A novel system, entitled i3DPuncture, was developed to aid surgeons in establishing the desired puncture site and the best virtual puncture trajectory, by gathering and processing data from a tracked needle with optical passive markers. In order to navigate and superimpose the needle to a preoperative volume, the patient, 3D image data and tracker system were previously registered intraoperatively using seven points that were strategically chosen based on rigid bone structures and nearby kidney area. In addition, relevant anatomical structures for surgical navigation were automatically segmented using a multi-organ segmentation algorithm that clusters volumes based on statistical properties and minimum description length criterion. For each cluster, a rendering transfer function enhanced the visualization of different organs and surrounding tissues. Results: One puncture attempt was sufficient to achieve a successful kidney puncture. The puncture took 265 seconds, and 32 seconds were necessary to plan the puncture trajectory. The virtual puncture path was followed correctively until the needle tip reached the desired kidney calyceal. Conclusions: This new solution provided spatial information regarding the needle inside the body and the possibility to visualize surrounding organs. It may offer a promising and innovative solution for percutaneous punctures.

Interação entre volume de vaso e competição com plantas daninhas sobre o crescimento da soja

RESUMO A avaliação dos efeitos da competição das plantas daninhas sobre o crescimento da soja é efetuada por meio de ensaios em ambientes protegidos. Esses ensaios, geralmente, são feitos em recipientes (vasos) em que se testam os efeitos desejados em diferentes épocas de coleta. O tamanho (volume) dos vasos a ser escolhido depende do tipo de estudo, da espécie-teste e das variáveis que serão estudadas. Por esta razão, objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito do tamanho de vasos na habilidade competitiva da soja com as plantas daninhas Urochloa brizantha e Bidens pilosa. O experimento foi conduzido em casa de vegetação e o delineamento foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 3 × 5, com quatro repetições. Os fatores considerados no experimento foram três sistemas de competição (soja cultivada isoladamente, soja + U. brizantha e soja + B. pilosa) e cinco volumes dos recipientes (2, 4, 7, 10 e 16 dm3). O crescimento das plantas de soja foi afetado tanto pelo volume dos vasos quanto pela competição com U. brizantha e B. pilosa, sendo que U. brizantha foi mais competitiva com a soja. Vasos com maiores volumes aumentam os efeitos da competição sobre o crescimento da soja.

Multi-centre validation of an automatic algorithm for fast 4D myocardial segmentation in cine CMR datasets

Quantitative analysis of cine cardiac magnetic resonance (CMR) images for the assessment of global left ventricular morphology and function remains a routine task in clinical cardiology practice. To date, this process requires user interaction and therefore prolongs the examination (i.e. cost) and introduces observer variability. In this study, we sought to validate the feasibility, accuracy, and time efficiency of a novel framework for automatic quantification of left ventricular global function in a clinical setting.

Relação entre excreção de creatinina e dieta, atividade física e volume urinário, em crianças de 5 -| 12 anos de idade

Foi feito um estudo da excreção da creatinina e sua relação com a dieta, atividade física e volume urinário em indivíduos entre 5 -| 12 anos de idade, mantendo suas condições habituais de vida. A análise qualitativa da dieta mostrou que a possibilidade de ingestão de creatina e creatinina ocorreu na hora do almoço. No que se refere à atividade física, o período da manhã e o noturno foram de relativo repouso, concentrando-se as atividades físicas no período da tarde. Não houve diferença, estatisticamente, significante entre a excreção média de creatinina dos períodos da manhã e da tarde e também entre a excreção média dos períodos diurno e noturno, sugerindo, conseqüentemente, uma não relação entre dieta, atividade física e excreção de creatinina. Houve uma diferença estatisticamente significante entre o volume médio urinário do período diurno e o do período noturno, sugerindo com isso uma independência entre ele e a creatinina excretada. Encontrou-se, entretanto, uma correlação significante entre ambos que, possivelmente esteja ligada ao fato das amostras terem sido colhidas em épocas de frio intenso, em que os indivíduos ingerem pouco líquido, e conseqüentemente a urina estivesse com uma concentração elevada de seus diferentes constituintes.

Fórmula de cálculo do volume de ultrafiltrado extraído pela ultrafiltração modificada, em indivíduos adultos

O principal objectivo do estudo é determinar uma fórmula de cálculo para o volume de ultrafiltrado a retirar, pela Ultrafiltração Modificada (UFM), a doentes adultos submetidos a cirurgia cardíaca. A população-alvo é constituída por 489 casos relativos às cirurgias cardíacas realizadas entre Janeiro de 2003 e Dezembro de 2005, que cumprem os critérios de inclusão e exclusão definidos. Trata-se de um estudo retrospectivo, do tipo correlacional quantitativo com abordagem dedutiva, em que as variáveis estudadas foram obtidas através da consulta dos relatórios de perfusão cardiovascular do serviço de Cirurgia Cardiotorácica do Hospital de Santa Marta, EPE. A relação entre as variáveis em estudo foi analisada através da correlação e modelos de regressão linear. O modelo obtido para definir a fórmula de cálculo desejada tem por base a correlação existente entre o volume a retirar por UFM e a superfície corporal do doente, sendo este o único dos três modelos estudados que demonstra uma dependência, ainda que fraca, entre as variáveis, e exprimindo-se através da fórmula Y=545,4.X3, em que Y é o volume a retirar por UFM e X é o valor da superfície corporal de cada doente, e sendo representativo apenas para 4% da população em estudo.” O aumento médio de hemoglobina pós-UFM é de 1,9±1,09g/ dl, o que traduz eficácia da técnica na obtenção de hemoconcentração.

Conceito de volume

Este estudo analisa o modo como se desenvolve a aprendizagem do conceito de volume nos alunos do 6º ano de escolaridade, no quadro de uma proposta pedagógica que dá ênfase a actividades que apelam à visualização e ao raciocínio espacial. O seu objectivo principal foi o de compreender as ideias que os alunos do 6.º ano têm sobre volume e perceber como se desenvolvem quando são envolvidos numa experiência de ensino, tendo por base uma cadeia de tarefas que apelam à visualização e ao raciocínio espacial. O estudo seguiu uma metodologia de investigação qualitativa baseada em estudos de caso. A proposta pedagógica foi desenvolvida em quatro aulas; três de noventa minutos e uma de quarenta e cinco minutos, durante os 2º e 3º períodos do ano lectivo de 2009/2010. A recolha de dados envolveu a realização de gravações áudio, em ambiente de sala de aula, dos alunos que constituíram os estudos de caso, registo de observações do desempenho dos alunos e os documentos produzidos por estes. Os resultados mostram que, ao longo da proposta pedagógica, os alunos adquiriram estratégias de contagem que lhes permitiram criar estruturas, para compreender a organização dos paralelepípedos e desenvolver o conceito de volume. iii ABSTRACT This study examines how 6th graders’ students develop the concept of volume in a learning experience context which emphasizes the visualization and spatial reasoning. The main objective of this study is to understand the ideas of 6th grade students about volume and see how they develop them when they are involved in a learning experience, based on a sequence of tasks that call for visualization and spatial reasoning. The study followed a qualitative research methodology based on case studies. The learning experience was developed in four classes, three ninety minutes period and one forty-five minutes, during the 2nd and 3rd terms of the school year 2009/2010. Data collection involved the use of audio recordings in the classroom environment, recording observations of student performance and the documents produced by them. The results showed that, over the learning experience, students acquired counting strategies that allowed them to create structures for understanding the organization of cubes arrays and develop the concept of volume.

Learning dependent sources using mixtures of Dirichlet: applications on hyperspectral unmixing

This paper is an elaboration of the DECA algorithm [1] to blindly unmix hyperspectral data. The underlying mixing model is linear, meaning that each pixel is a linear mixture of the endmembers signatures weighted by the correspondent abundance fractions. The proposed method, as DECA, is tailored to highly mixed mixtures in which the geometric based approaches fail to identify the simplex of minimum volume enclosing the observed spectral vectors. We resort then to a statitistical framework, where the abundance fractions are modeled as mixtures of Dirichlet densities, thus enforcing the constraints on abundance fractions imposed by the acquisition process, namely non-negativity and constant sum. With respect to DECA, we introduce two improvements: 1) the number of Dirichlet modes are inferred based on the minimum description length (MDL) principle; 2) The generalized expectation maximization (GEM) algorithm we adopt to infer the model parameters is improved by using alternating minimization and augmented Lagrangian methods to compute the mixing matrix. The effectiveness of the proposed algorithm is illustrated with simulated and read data.

Sistema de gestão de segurança para a prevenção de acidentes graves (SGSPAG): manual de implementação para o sector químico: volume I

A evolução dos acidentes graves envolvendo substâncias perigosas ocorridos no Sector Químico, não deixa dúvidas de que as características intrínsecas da própria actividade industrial podem estimular a ocorrência dos acidentes graves, proporcionando sérias consequências à Comunidade envolvente, à própria Propriedade e ao meio ambiente, cujas responsabilidades estão inseridas na Gestão Empresarial. Desta forma torna-se fundamental o desenvolvimento e implementação de um Sistema de Gestão de Segurança para a Prevenção de Acidentes Graves num Estabelecimento de Nível Superior de Perigosidade. O objectivo global deste trabalho, baseia-se no estabelecimento de um Quadro Metodológico de aplicação do Regime de Prevenção de Acidentes Graves ao Sector Químico, suportado num Sistema de Gestão de Segurança para a Prevenção de Acidentes Graves (SGSPAG) e no respectivo Manual de Implementação. Para tal foi realizado um enquadramento teórico, técnico-científico, e legal da prevenção de acidentes graves que envolvam substâncias perigosas, a concepção de um SGSPAG e elaboração do Manual de Implementação e a aplicação a um Caso de Estudo Industrial do SGSPAG com a correspondente análise crítica. O contexto específico foi o da Refinaria de Sines - Instalação de Dessulfuração de Gasóleo. A pesquisa foi acompanhada por um conjunto de métodos que permitiram uma visão mais actual do assunto no contexto seleccionado (dados adquiridos através de referências bibliográficas, da observação in-loco de auditorias de SGSPAG, da consulta de documentação relativa a auditorias SGSPAG e do estudo da legislação vigente e passada). Os resultados obtidos no Caso de Estudo Industrial, demonstraram que uma visão mais integradora e global podem contribuir para um melhor entendimento dos acidentes graves envolvendo substâncias perigosas e a sua prevenção, possibilitando um envolvimento maior e o comprometimento efectivo de todos, sejam eles trabalhadores (internos ou serviços subcontratados), Chefes de Secção, Responsáveis de Área, fornecedores, profissionais de outras áreas, Direcção da Empresa, representantes sindicais ou governamentais ou a própria Comunidade envolvente, estando o SGSPAG da Refinaria de Sines globalmente concebido, implementado e a demonstrar aptidão para, de uma forma consistente, cumprir os requisitos aplicáveis no DL nº 254/2007 e atingir os objectivos da Politica de Prevenção de Acidentes Graves.

GA topology optimization using random keys for tree encoding of structures

Topology optimization consists in finding the spatial distribution of a given total volume of material for the resulting structure to have some optimal property, for instance, maximization of structural stiffness or maximization of the fundamental eigenfrequency. In this paper a Genetic Algorithm (GA) employing a representation method based on trees is developed to generate initial feasible individuals that remain feasible upon crossover and mutation and as such do not require any repairing operator to ensure feasibility. Several application examples are studied involving the topology optimization of structures where the objective functions is the maximization of the stiffness and the maximization of the first and the second eigenfrequencies of a plate, all cases having a prescribed material volume constraint.

Aplicação dos critérios de adequação (appropriateness criteria) a um laboratório de ecocardiografia de grande volume de um hospital privado

Mestrado em Tecnologia de Diagnóstico e Intervenção. Área de especialização: Ultrassonografia Cardiovascular.

Lanczos algorithm on the grassmann manifold

5th. European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2008) 8th. World Congress on Computational Mechanics (WCCM8)