Video Object Tracking And Analysis For Computer Assisted Surgery

Pedicle screw insertion technique has made revolution in the surgical treatment of spinal fractures and spinal disorders. Although X- ray fluoroscopy based navigation is popular, there is risk of prolonged exposure to X- ray radiation. Systems that have lower radiation risk are generally quite expensive. The position and orientation of the drill is clinically very important in pedicle screw fixation. In this paper, the position and orientation of the marker on the drill is determined using pattern recognition based methods, using geometric features, obtained from the input video sequence taken from CCD camera. A search is then performed on the video frames after preprocessing, to obtain the exact position and orientation of the drill. An animated graphics, showing the instantaneous position and orientation of the drill is then overlaid on the processed video for real time drill control and navigation

Capturing Emergent Semantics from Social Annotation Systems

The ongoing growth of the World Wide Web, catalyzed by the increasing possibility of ubiquitous access via a variety of devices, continues to strengthen its role as our prevalent information and commmunication medium. However, although tools like search engines facilitate retrieval, the task of finally making sense of Web content is still often left to human interpretation. The vision of supporting both humans and machines in such knowledge-based activities led to the development of different systems which allow to structure Web resources by metadata annotations. Interestingly, two major approaches which gained a considerable amount of attention are addressing the problem from nearly opposite directions: On the one hand, the idea of the Semantic Web suggests to formalize the knowledge within a particular domain by means of the "top-down" approach of defining ontologies. On the other hand, Social Annotation Systems as part of the so-called Web 2.0 movement implement a "bottom-up" style of categorization using arbitrary keywords. Experience as well as research in the characteristics of both systems has shown that their strengths and weaknesses seem to be inverse: While Social Annotation suffers from problems like, e. g., ambiguity or lack or precision, ontologies were especially designed to eliminate those. On the contrary, the latter suffer from a knowledge acquisition bottleneck, which is successfully overcome by the large user populations of Social Annotation Systems. Instead of being regarded as competing paradigms, the obvious potential synergies from a combination of both motivated approaches to "bridge the gap" between them. These were fostered by the evidence of emergent semantics, i. e., the self-organized evolution of implicit conceptual structures, within Social Annotation data. While several techniques to exploit the emergent patterns were proposed, a systematic analysis - especially regarding paradigms from the field of ontology learning - is still largely missing. This also includes a deeper understanding of the circumstances which affect the evolution processes. This work aims to address this gap by providing an in-depth study of methods and influencing factors to capture emergent semantics from Social Annotation Systems. We focus hereby on the acquisition of lexical semantics from the underlying networks of keywords, users and resources. Structured along different ontology learning tasks, we use a methodology of semantic grounding to characterize and evaluate the semantic relations captured by different methods. In all cases, our studies are based on datasets from several Social Annotation Systems. Specifically, we first analyze semantic relatedness among keywords, and identify measures which detect different notions of relatedness. These constitute the input of concept learning algorithms, which focus then on the discovery of synonymous and ambiguous keywords. Hereby, we assess the usefulness of various clustering techniques. As a prerequisite to induce hierarchical relationships, our next step is to study measures which quantify the level of generality of a particular keyword. We find that comparatively simple measures can approximate the generality information encoded in reference taxonomies. These insights are used to inform the final task, namely the creation of concept hierarchies. For this purpose, generality-based algorithms exhibit advantages compared to clustering approaches. In order to complement the identification of suitable methods to capture semantic structures, we analyze as a next step several factors which influence their emergence. Empirical evidence is provided that the amount of available data plays a crucial role for determining keyword meanings. From a different perspective, we examine pragmatic aspects by considering different annotation patterns among users. Based on a broad distinction between "categorizers" and "describers", we find that the latter produce more accurate results. This suggests a causal link between pragmatic and semantic aspects of keyword annotation. As a special kind of usage pattern, we then have a look at system abuse and spam. While observing a mixed picture, we suggest that an individual decision should be taken instead of disregarding spammers as a matter of principle. Finally, we discuss a set of applications which operationalize the results of our studies for enhancing both Social Annotation and semantic systems. These comprise on the one hand tools which foster the emergence of semantics, and on the one hand applications which exploit the socially induced relations to improve, e. g., searching, browsing, or user profiling facilities. In summary, the contributions of this work highlight viable methods and crucial aspects for designing enhanced knowledge-based services of a Social Semantic Web.

Parallel Methods for Synthesizing Whole-Hand Grasps from Generalized Prototypes

This report addresses the problem of acquiring objects using articulated robotic hands. Standard grasps are used to make the problem tractable, and a technique is developed for generalizing these standard grasps to increase their flexibility to variations in the problem geometry. A generalized grasp description is applied to a new problem situation using a parallel search through hand configuration space, and the result of this operation is a global overview of the space of good solutions. The techniques presented in this report have been implemented, and the results are verified using the Salisbury three-finger robotic hand.

Scoring Methods for Ordinal Multidimensional Forced-Choice Items

In most psychological tests and questionnaires, a test score is obtained by taking the sum of the item scores. In virtually all cases where the test or questionnaire contains multidimensional forced-choice items, this traditional scoring method is also applied. We argue that the summation of scores obtained with multidimensional forced-choice items produces uninterpretable test scores. Therefore, we propose three alternative scoring methods: a weak and a strict rank preserving scoring method, which both allow an ordinal interpretation of test scores; and a ratio preserving scoring method, which allows a proportional interpretation of test scores. Each proposed scoring method yields an index for each respondent indicating the degree to which the response pattern is inconsistent. Analysis of real data showed that with respect to rank preservation, the weak and strict rank preserving method resulted in lower inconsistency indices than the traditional scoring method; with respect to ratio preservation, the ratio preserving scoring method resulted in lower inconsistency indices than the traditional scoring method

e-Research Methods Theme 3: Literature Review

This theme helps you to develop search strategies, select search terms and appraise references you retrieve in order to differentiate between helpful and irrelevant literature sources. In addition, it looks at ways in which you can manage your references and develop understanding and skills to become an effective and efficient user of Library resources and services.

Única dosis de gabapentin preoperatorio para analgesia postoperatoria: revisión de literatura

Introducción: el dolor postoperatorio supone un reto para todo anestesiólogo, en los últimos años se ha propuesto el Gabapentin preoperatorio como una buena opción paraanalgesia postoperatoria sin efectos secundarios. Metodología: se realizó una revisión sistemática incluyendo ensayos clínicos controlados realizados en pacientes adultos sometidos a diferentes tipos de cirugía. Se hizo una búsqueda en las bases de datos (PUBMED, EMBASE, LILACS, SCIELO), utilizando los términos “gabapentin”, “postoperative pain”, se extrajeron datos con los estudios incluidos. Resultados: se encontraron un total de 155 artículos, 16 de ellos cumplieron criterios de inclusión. Todos fueron evidencia tipo Ib. Las dosis utilizadas de gabapentin estuvieron entre 300 mg y 1200 mg y el intervalo de administración se encontró entre dos y una hora antes de cirugía, Hay una diferencia estadísticamente significativa en el manejo del dolor con el uso de Gabapentin preoperatorio (p<0,01) comparado contra placebo evaluado en el postoperatorio inmediato, a las 12 horas y 24 horas; así como tendencia a menor uso de opioides y menor náusea y vómito postoperatorio, Discusión: los resultados concuerdan con otros estudios similares realizados previamente y soportan el efecto del Gabapentin como analgésico directo y no solo como coadyuvante del manejo del dolor. Aún falta determinar cuál es la dosis más efectiva, aunque hasta la fecha el gabapentin supone menos efectos adversos, igualmente falta determinar si el efecto de menor nausea y vomito postoperatorio se relaciona con un efecto directo del gabapentin o por ahorro en consumo de opioides.Metodología Se realizó una revisión sistemática incluyendo ensayos clínicos controlados realizados en pacientes adultos sometidos a diferentes tipos de cirugía. Se hizo una búsqueda en las bases de datos (PUBMED, EMBASE, LILACS, SCIELO), utilizando los términos “gabapentin”, “postoperative pain”, se extrajeron datos con los estudios incluidos. ResultadosSe encontraron un total de 155 artículos, 16 de ellos cumplieron criterios de inclusión. Todos fueron evidencia tipo Ib. Las dosis utilizadas de gabapentin estuvieron entre 300 mg y 1200 mg y el intervalo de administración se encontró entre dos y una hora antes de cirugía, Hay una diferencia estadísticamente significativa en el manejo del dolor con el uso de Gabapentin preoperatorio (p<0,01) comparado contra placebo evaluado en el postoperatorio inmediato, a las 12 horas y 24 horas; así como tendencia a menor uso de opioides y menor náusea y vómito postoperatorio, DiscusiónLos resultados concuerdan con otros estudios similares realizados previamente y soportan el efecto del Gabapentin como analgésico directo y no solo como coadyuvante del manejo del dolor. Aún falta determinar cual es la dosis más efectiva, aunque hasta la fecha el gabapentin supone menos efectos adversos, igualmente falta determinar si el efecto de menor nausea y vomito postoperatorio se relaciona con un efecto directo del gabapentin o por ahorro en consumo de opioides.

Equinoterapia en niños con autismo

Introducción: Autismo es un trastorno del desarrollo caracterizado por compromiso en interacción social, habilidades de lenguaje, presentando rituales con estereotipias. Sin tratamientos curativos, actualmente se buscan terapias alternativas. Un incremento de la literatura científica de terapias asistidas con animales se ha evidenciado, demostrando mejoría en pacientes autistas con la equinoterapia. Objetivo: Realizar una revisión sistemática de la literatura para evaluar efectividad de la equinoterapia en habilidades sociales y de lenguaje en niños autistas. Metodología: Revisión sistemática de la literatura de artículos obtenidos en bases de datos y Meta-buscadores que proporcionaron evidencia de equinoterapia en niños autistas. Tipo de artículos consultados: revisiones sistemáticas, meta análisis y ensayos clínicos. Trabajos publicados hasta 2013. En inglés y español. Se emplearon términos MeSH y EMTREE. Resultados: Cuatro artículos cumplieron criterios de inclusión y exclusión. Se analizaron los artículos individualmente, no se logró realizar un meta análisis por diferencias metodológicas entre los estudios. En total 85 sujetos fueron evaluados en dichos estudios. La equinoterapia en niños autistas evidenció mejoría en habilidades sociales y en las habilidades de lenguaje pre verbal. Discusión: La equinoterapia es prometedora en el manejo de niños autistas, los artículos evidencian consistentemente mejorías a nivel de habilidades sociales y de lenguaje. Debe ser considerado el tipo de paciente, el régimen de equinoterapia y la sostenibilidad de las mejoras. Conclusiones: Se necesitan nuevos estudio con un mayor rigor metodológico que permitan fortalecer la evidencia sobre la equinoterapia en niños con autismo y así poder realizar recomendaciones con un adecuado nivel de evidencia.

Enfermedad tiroidea autoinmune en pacientes colombianos con lupus eritematoso sistémico

Objetivos: Determinar la prevalencia y los factores asociados con el desarrollo de hipotiroidismo autoinmune (HA) en una cohorte de pacientes con lupus eritematoso sistémico (LES), y analizar la información actual en cuanto a la prevalencia e impacto de la enfermedad tiroidea autoinmune y la autoinmunidad tiroidea en pacientes con LES. Métodos: Este fue un estudio realizado en dos pasos. Primero, un total de 376 pacientes con LES fueron evaluados sistemáticamente por la presencia de: 1) HA confirmado, 2) positividad para anticuerpos tiroperoxidasa/tiroglobulina (TPOAb/TgAb) sin hipotiroidismo, 3) hipotiroidismo no autoinmune, y 4) pacientes con LES sin hipotiroidismo ni positividad para TPOAb/TgAb. Se construyeron modelos multivariados y árboles de regresión y clasificación para analizar los datos. Segundo, la información actual fue evaluada a través de una revisión sistemática de la literatura (RLS). Se siguieron las guías PRISMA para la búsqueda en las bases de datos PubMed, Scopus, SciELO y Librería Virtual en Salud. Resultados: En nuestra cohorte, la prevalencia de HA confirmado fue de 12% (Grupo 1). Sin embargo, la frecuencia de positividad para TPOAb y TgAb fue de 21% y 10%, respectivamente (Grupo 2). Los pacientes con LES sin HA, hipotiroidismo no autoinmune ni positividad para TPOAb/TgAb constituyeron el 40% de la corhorte. Los pacientes con HA confirmada fueron estadísticamente significativo de mayor edad y tuvieron un inicio tardío de la enfermedad. El tabaquismo (ORA 6.93, IC 95% 1.98-28.54, p= 0.004), la presencia de Síndrome de Sjögren (SS) (ORA 23.2, IC 95% 1.89-359.53, p= 0.015) y la positividad para anticuerpos anti-péptido cíclico citrulinado (anti-CCP) (ORA 10.35, IC 95% 1.04-121.26, p= 0.047) se asociaron con la coexistencia de LES-HA, ajustado por género y duración de la enfermedad. El tabaquismo y el SS fueron confirmados como factores predictivos para LES-HA (AUC del modelo CART = 0.72). En la RSL, la prevalencia de ETA en LES varío entre 1% al 60%. Los factores asociados con esta poliautoinmunidad fueron el género femenino, edad avanzada, tabaquismo, positividad para algunos anticuerpos, SS y el compromiso articular y cutáneo. Conclusiones: La ETA es frecuente en pacientes con LES, y no afecta la severidad del LES. Los factores de riesgo identificados ayudarán a los clínicos en la búsqueda de ETA. Nuestros resultados deben estimular políticas para la suspensión del tabaquismo en pacientes con LES.

Evaluación de tecnologías sanitarias aplicada a la selección de un módulo de proteína para uso hospitalario

Introducción: La evaluación de tecnologías en salud aplicadas a la selección de un módulo de proteína para uso hospitalario, tiene como finalidad servir de apoyo en la elección de productos costo efectivos y seguros, con el fin de favorecer la toma de decisiones a los diferentes agentes que participan en la elección de alternativas terapéuticas, recomendadas en pacientes con necesidades elevadas de proteínas, como es el caso de la presente investigación. Objetivo: Aplicar un método matemático - multicriterio que permita evaluar los módulos de proteína disponibles en el mercado para la terapia nutricional institucional. Métodos: Se establecieron dos fases, una revisión de la literatura para establecer y priorizar los criterios de evaluación técnica de las diferentes ofertas de módulos de proteína, y dos se realizó una aplicación de un modelo matemático con el fin de considerar el modulo proteico para uso dentro de las instituciones hospitalarias, el cual consistió en la asignación de un valor a cada una de las variables mediante una escala diferencial semántica establecida, que permitieron calcular el peso porcentual de cada una de las variables, cuya sumatoria arrojo la calificación porcentual de cada alternativa. Resultados: Respecto a la búsqueda de criterios de evaluación técnica para las diferentes ofertas de módulos de proteína, en la literatura se identificaron las siguientes variables para evaluación, la naturaleza o equivalencia, condiciones de administración y uso, seguridad, y eficacia. La naturaleza se evaluó mediante la calificación del cómputo químico de aminoácidos corregido por digestibilidad proteica (PDCAAS) con un peso en la evaluación del 39.05%, en referencia a las condiciones de administración y uso se tuvo en cuenta factores incluidos en los sistemas de distribución por dosis unitaria con un peso del 27.61%, la eficacia fue definida por la tasa de eficiencia proteica (PER) la cual impacta el 19.53% de la calificación y finalmente, el criterio de seguridad con un 13.81% referente al empaque y etiquetado. Conclusiones: Al realizar la evaluación de cuatro alternativas de módulos de proteína, ofertadas por las diferentes casas farmacéuticas, la mayor puntuación correspondiente a las alternativas con una calificación superior al 90%, la obtuvieron dos alternativas de módulos de proteína para uso hospitalario, las cuales contienen proteínas del suero (“Whey”) y aminoácidos en combinaciones.

Riesgo de accidentes biológicos en estudiantes de la salud: revisión de la literatura en los últimos 14 años.

Introducción: Todos los trabajadores del área de la salud están en riesgo de padecer un accidente biológico. No obstante los estudiantes de estas aéreas, pueden presentar más riesgo porque apenas están en formación y no tienen la práctica o experiencia suficiente. Existen varios artículos que han estudiado la incidencia y prevalencia de accidentes biológicos en los trabajadores del área de la salud, Sin embargo, sobre esta problemática de la población estudiantil del área de la salud, se encuentra menos literatura. Por lo tanto con esta revisión sistemática se busca analizar y actualizar este tema. Métodos: Se realizó una revisión de la literatura científica de artículos publicados en los últimos 14 años, en relación con la prevalencia de accidentes biológicos en estudiantes de medicina, odontología, enfermería y residentes del área de la salud a nivel mundial. Se llevó a cabo la búsqueda en la base de datos de Pubmed, encontrando un total de 100 artículos, escritos en inglés, francés, español o portugués. Resultados: Las prevalencias encontradas sobre accidentes biológicos en estudiantes fueron las siguientes: en países europeos a nivel de enfermería los valores oscilan entre 10.2 % a 32%, en medicina fueron del 16%-58.8%, y en odontología del 21 %. En países asiáticos, se encontró que en enfermería el porcentaje varía de 49%-96 %, en medicina van del 35% -68%, y en odontología varia de 68.a 75.4%. En Norte América, en medicina las cifras fluctúan alrededor del 11-72.7 % y en odontología giran alrededor del 19.1%. Finalmente respecto a Suramérica la prevalencia fue de 31.2 a 46.7% en medicina, y del 40% en enfermería. Conclusiones: Por lo anterior se pudo concluir que, la prevalencia de accidentes biológicos en los estudiantes del área de la salud es elevada y varía según el continente en el que se encuentren.

Rapid radiation in spiny lobsters (Palinurus spp) as revealed by classic and ABC methods using mtDNA and microsatellite data

Background: Molecular tools may help to uncover closely related and still diverging species from a wide variety of taxa and provide insight into the mechanisms, pace and geography of marine speciation. There is a certain controversy on the phylogeography and speciation modes of species-groups with an Eastern Atlantic-Western Indian Ocean distribution, with previous studies suggesting that older events (Miocene) and/or more recent (Pleistocene) oceanographic processes could have influenced the phylogeny of marine taxa. The spiny lobster genus Palinurus allows for testing among speciation hypotheses, since it has a particular distribution with two groups of three species each in the Northeastern Atlantic (P. elephas, P. mauritanicus and P. charlestoni) and Southeastern Atlantic and Southwestern Indian Oceans (P. gilchristi, P. delagoae and P. barbarae). In the present study, we obtain a more complete understanding of the phylogenetic relationships among these species through a combined dataset with both nuclear and mitochondrial markers, by testing alternative hypotheses on both the mutation rate and tree topology under the recently developed approximate Bayesian computation (ABC) methods. Results: Our analyses support a North-to-South speciation pattern in Palinurus with all the South-African species forming a monophyletic clade nested within the Northern Hemisphere species. Coalescent-based ABC methods allowed us to reject the previously proposed hypothesis of a Middle Miocene speciation event related with the closure of the Tethyan Seaway. Instead, divergence times obtained for Palinurus species using the combined mtDNA-microsatellite dataset and standard mutation rates for mtDNA agree with known glaciation-related processes occurring during the last 2 my. Conclusion: The Palinurus speciation pattern is a typical example of a series of rapid speciation events occurring within a group, with very short branches separating different species. Our results support the hypothesis that recent climate change-related oceanographic processes have influenced the phylogeny of marine taxa, with most Palinurus species originating during the last two million years. The present study highlights the value of new coalescent-based statistical methods such as ABC for testing different speciation hypotheses using molecular data.

Argon predissociation spectroscopy of the OH-center dot H2O and Cl-center dot H2O complexes in the 1000-1900 cm(-1) region: Intramolecular bending transitions and the search for the shared-proton fundamental in the hydroxide monohydrate

We present argon predissociation vibrational spectra of the OH-.H2O and Cl-.H2O complexes in the 1000-1900 cm(-1) energy range, far below the OH stretching region reported in previous studies. This extension allows us to explore the fundamental transitions of the intramolecular bending vibrations associated with the water molecule, as well as that of the shared proton inferred from previous assignments of overtones in the higher energy region. Although the water bending fundamental in the Cl-.H2O spectrum is in very good agreement with expectations, the OH-.H2O spectrum is quite different than anticipated, being dominated by a strong feature at 1090 cm(-1). New full-diniensionality calculations of the OH-.H2O vibrational level structure using diffusion Monte Carlo and the VSCF/CI methods indicate this band arises from excitation of the shared proton.

Stabilizing swarm intelligence search via positive feedback resource allocation

A novel Swarm Intelligence method for best-fit search, Stochastic Diffusion Search, is presented capable of rapid location of the optimal solution in the search space. Population based search mechanisms employed by Swarm Intelligence methods can suffer lack of convergence resulting in ill defined stopping criteria and loss of the best solution. Conversely, as a result of its resource allocation mechanism, the solutions SDS discovers enjoy excellent stability.

Modeling and simulating a mathematical tool for multi-robot pattern transformation

The work reported in this paper is motivated by the need to investigate general methods for pattern transformation. A formal definition for pattern transformation is provided and four special cases namely, elementary and geometric transformation based on repositioning all and some agents in the pattern are introduced. The need for a mathematical tool and simulations for visualizing the behavior of a transformation method is highlighted. A mathematical method based on the Moebius transformation is proposed. The transformation method involves discretization of events for planning paths of individual robots in a pattern. Simulations on a particle physics simulator are used to validate the feasibility of the proposed method.

Swarm pattern transformation methodologies

The work reported in this paper is motivated by the need for developing swarm pattern transformation methodologies. Two methods, namely a macroscopic method and a mathematical method are investigated for pattern transformation. The first method is based on macroscopic parameters while the second method is based on both microscopic and macroscopic parameters. A formal definition to pattern transformation considering four special cases of transformation is presented. Simulations on a physics simulation engine are used to confirm the feasibility of the proposed transformation methods. A brief comparison between the two methods is also presented.