Multimodal automatic user disposition recognition in human-machine interaction

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2013

Estudio del patrón muscular y ventilatorio en hipercapnia: análisis de la interacción entre los sistemas cardiovascular – respiratorio

Investigación producida a partir de una estancia en el Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (IIIA) de la Universidad de Zaragoza. Una de las principales dificultades a las que se enfrenta el personal médico en las unidades de cuidado crítico es la selección de los modos ventilatorios y la configuración de los parámetros de ventilación adecuados. La mayoría de los ventiladores disponibles en el mercado tienen un gran número de modos ventilatorios, con muy buenas prestaciones pero difíciles de configurar si no se cuenta con herramientas que tengan en cuenta las características antropométricas, fisiológicas, farmacológicas o patológicas propias de cada caso clínico. Determinar cual es el mejor modo ventilatorio para cada caso en determinada fase de la enfermedad, constituye un paso definitivo en el tratamiento clínico, puesto que la configuración apropiada de los parámetros de ventilación puede reducir el tiempo de conexión al ventilador y facilitar así la recuperación del paciente. El análisis del patrón respiratorio (muscular y ventilatorio), objetivo principal del trabajo realizado, permite identificar los parámetros más sensibles al estímulo respiratorio. Se analiza, diseña e implementa técnicas que permitan conocer mejor la respuesta del sistema de control respiratorio ante estímulos y patologías ventilatorias, mediante el tratamiento de señales biomédicas y simulación algorítmica del sistema respiratorio en situaciones particulares.

Los soportes publicitarios emergentes del medio exterior: hacia una interacción con el consumidor: la tecnología y la creatividad al servicio de la publicidad exterior

Aquest treball realitza una projecció del que serà el futur a curt termini del mitjà publicitari d’exterior. S’estudia amb profunditat l’entorn socioeconòmic present del mitjà, així com es realitza un recull de les opinions dels professionals del sector mitjançant entrevistes i enquestes. Aquestes dades s’entrellacen amb un anàlisis dels nous models de publicitat exterior, recopilant multitud d’exemples. Així es demostra com la relació consumidor-mitjà passarà per la interacció a través de la creativitat i la tecnologia.

Primary localized rectal/pararectal gastrointestinal stromal tumors: results of surgical and multimodal therapy from the French Sarcoma group.

BACKGROUND: Rectal and pararectal gastrointestinal stromal tumors (GISTs) are rare. The optimal management strategy for primary localized GISTs remains poorly defined. METHODS: We conducted a retrospective analysis of 41 patients with localized rectal or pararectal GISTs treated between 1991 and 2011 in 13 French Sarcoma Group centers. RESULTS: Of 12 patients who received preoperative imatinib therapy for a median duration of 7 (2-12) months, 8 experienced a partial response, 3 had stable disease, and 1 had a complete response. Thirty and 11 patients underwent function-sparing conservative surgery and abdominoperineal resection, respectively. Tumor resections were mostly R0 and R1 in 35 patients. Tumor rupture occurred in 12 patients. Eleven patients received postoperative imatinib with a median follow-up of 59 (2.4-186) months. The median time to disease relapse was 36 (9.8-62) months. The 5-year overall survival rate was 86.5%. Twenty patients developed local recurrence after surgery alone, two developed recurrence after resection combined with preoperative and/or postoperative imatinib, and eight developed metastases. In univariate analysis, the mitotic index (≤5) and tumor size (≤5 cm) were associated with a significantly decreased risk of local relapse. Perioperative imatinib was associated with a significantly reduced risk of overall relapse and local relapse. CONCLUSIONS: Perioperative imatinib therapy was associated with improved disease-free survival. Preoperative imatinib was effective. Tumor shrinkage has a clear benefit for local excision in terms of feasibility and function preservation. Given the complexity of rectal GISTs, referral of patients with this rare disease to expert centers to undergo a multidisciplinary approach is recommended.

Accuracy of Brain Multimodal Monitoring to Detect Cerebral Hypoperfusion After Traumatic Brain Injury.

OBJECTIVE:: To examine the accuracy of brain multimodal monitoring-consisting of intracranial pressure, brain tissue PO2, and cerebral microdialysis-in detecting cerebral hypoperfusion in patients with severe traumatic brain injury. DESIGN:: Prospective single-center study. PATIENTS:: Patients with severe traumatic brain injury. SETTING:: Medico-surgical ICU, university hospital. INTERVENTION:: Intracranial pressure, brain tissue PO2, and cerebral microdialysis monitoring (right frontal lobe, apparently normal tissue) combined with cerebral blood flow measurements using perfusion CT. MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS:: Cerebral blood flow was measured using perfusion CT in tissue area around intracranial monitoring (regional cerebral blood flow) and in bilateral supra-ventricular brain areas (global cerebral blood flow) and was matched to cerebral physiologic variables. The accuracy of intracranial monitoring to predict cerebral hypoperfusion (defined as an oligemic regional cerebral blood flow < 35 mL/100 g/min) was examined using area under the receiver-operating characteristic curves. Thirty perfusion CT scans (median, 27 hr [interquartile range, 20-45] after traumatic brain injury) were performed on 27 patients (age, 39 yr [24-54 yr]; Glasgow Coma Scale, 7 [6-8]; 24/27 [89%] with diffuse injury). Regional cerebral blood flow correlated significantly with global cerebral blood flow (Pearson r = 0.70, p < 0.01). Compared with normal regional cerebral blood flow (n = 16), low regional cerebral blood flow (n = 14) measurements had a higher proportion of samples with intracranial pressure more than 20 mm Hg (13% vs 30%), brain tissue PO2 less than 20 mm Hg (9% vs 20%), cerebral microdialysis glucose less than 1 mmol/L (22% vs 57%), and lactate/pyruvate ratio more than 40 (4% vs 14%; all p < 0.05). Compared with intracranial pressure monitoring alone (area under the receiver-operating characteristic curve, 0.74 [95% CI, 0.61-0.87]), monitoring intracranial pressure + brain tissue PO2 (area under the receiver-operating characteristic curve, 0.84 [0.74-0.93]) or intracranial pressure + brain tissue PO2+ cerebral microdialysis (area under the receiver-operating characteristic curve, 0.88 [0.79-0.96]) was significantly more accurate in predicting low regional cerebral blood flow (both p < 0.05). CONCLUSION:: Brain multimodal monitoring-including intracranial pressure, brain tissue PO2, and cerebral microdialysis-is more accurate than intracranial pressure monitoring alone in detecting cerebral hypoperfusion at the bedside in patients with severe traumatic brain injury and predominantly diffuse injury.

Sex biased spatial strategies relying on the integration of multimodal cues in a rat model of schizophrenia: impairment in predicting future context?

Male and female Wistar rats were treated postnatally (PND 5-16) with BSO (l-buthionine-(S,R)-sulfoximine) to provide a rat model of schizophrenia based on transient glutathione deficit. In the watermaze, BSO-treated male rats perform very efficiently in conditions where a diversity of visual information is continuously available during orientation trajectories [1]. Our hypothesis is that the treatment impairs proactive strategies anticipating future sensory information, while supporting a tight visual adjustment on memorized snapshots, i.e. compensatory reactive strategies. To test this hypothesis, BSO rats' performance was assessed in two conditions using an 8-arm radial maze task: a semi-transparent maze with no available view on the environment from maze centre [2], and a modified 2-parallel maze known to induce a neglect of the parallel pair in normal rats [3-5]. Male rats, but not females, were affected by the BSO treatment. In the semi-transparent maze, BSO males expressed a higher error rate, especially in completing the maze after an interruption. In the 2-parallel maze shape, BSO males, unlike controls, expressed no neglect of the parallel arms. This second result was in accord with a reactive strategy using accurate memory images of the contextual environment instead of a representation based on integrating relative directions. These results are coherent with a treatment-induced deficit in proactive decision strategy based on multimodal cognitive maps, compensated by accurate reactive adaptations based on the memory of local configurations. Control females did not express an efficient proactive capacity in the semi-transparent maze, neither did they show the significant neglect of the parallel arms, which might have masked the BSO induced effect. Their reduced sensitivity to BSO treatment is discussed with regard to a sex biased basal cognitive style.

Interacción en los Sistemas Biológicos mediante nuevos índices basados en la Dinámica No Lineal

La majoria de sistemes biològics són complexes, formats per diverses parts connectades mitjançant vincles que contenen informació addicional i oculta a l’observador. Actualment, les aplicacions clíniques enregistren molts i diversos senyals les interaccions dels quals poden ésser estudiades mitjançant diferents tècniques: mètodes clàssics, generalment lineals, com ara la correlació i la coherència espectral; i mètodes no lineals que han estat definits i desenvolupats l’última dècada, com la predicció no lineal, la informació mútua i les entropies. Aquest projecte proposava l’obtenció d’eines pera l’anàlisi de: a) la coordinació dels músculs respiratoris en individus sans i pacients amb patologies respiratòries sotmesos a protocols d’esforç ventilatori, ja que es desconeix com es relacionen les activitats del diafragma i dels músculs accessoris de les vies aèries superiors; b)l’efecte de fàrmacs sobre la connectivitat funcional del cervell, ja que les eines i mètodes estàndard sovint no permeten extreure prou informació. Els resultats aconseguits han permès avaluar l’activitat muscular respiratòria mitjançant la funció d’informació mútua creuada (FIMC), demostrant que existeix un acoblament no lineal entre les activitats de diferents músculs. Aquesta coordinació muscular es veu afectada per una malaltia respiratòria com la Síndrome d’Apnea Obstructiva de la Son (SAOS), i s’han trobat diferències estadísticament significatives entre els pacients amb SAOS i els individus sans, especialment a nivells mitjans i alts d’esforç respiratori.

Characterizing aging in the human brainstem using quantitative multimodal MRI analysis.

Aging is ubiquitous to the human condition. The MRI correlates of healthy aging have been extensively investigated using a range of modalities, including volumetric MRI, quantitative MRI (qMRI), and diffusion tensor imaging. Despite this, the reported brainstem related changes remain sparse. This is, in part, due to the technical and methodological limitations in quantitatively assessing and statistically analyzing this region. By utilizing a new method of brainstem segmentation, a large cohort of 100 healthy adults were assessed in this study for the effects of aging within the human brainstem in vivo. Using qMRI, tensor-based morphometry (TBM), and voxel-based quantification (VBQ), the volumetric and quantitative changes across healthy adults between 19 and 75 years were characterized. In addition to the increased R2* in substantia nigra corresponding to increasing iron deposition with age, several novel findings were reported in the current study. These include selective volumetric loss of the brachium conjunctivum, with a corresponding decrease in magnetization transfer and increase in proton density (PD), accounting for the previously described "midbrain shrinkage." Additionally, we found increases in R1 and PD in several pontine and medullary structures. We consider these changes in the context of well-characterized, functional age-related changes, and propose potential biophysical mechanisms. This study provides detailed quantitative analysis of the internal architecture of the brainstem and provides a baseline for further studies of neurodegenerative diseases that are characterized by early, pre-clinical involvement of the brainstem, such as Parkinson's and Alzheimer's diseases.

Rehabilitación multimodal en cirugía electiva colorrectal: análisis de resultados, impacto en los costes hospitalarios y curva de aprendizaje

Els objectius són avaluar la seguretat, resultats i l’impacte en els costs d’un programa de rehabilitació multimodal en cirurgia colorrectal, així com estudiar la influència de la experiència de l’equip en el seu compliment i resultats. Estudi prospectiu de cohorts consecutives. La rehabilitació multimodal no augmenta la morbilitat ni la mortalitat. A més a més disminueix l’estada a l’hospital en 3 dies sense incrementar els reingressos. També s’associa a una disminució dels costs totals de 912 euros per pacient. El compliment del protocol millora amb l’experiència de l’equip multidisciplinari, accelerant la recuperació dels pacients i conseqüentment l’alta precoç.

Multimodal evaluation for medical image segmentation

This paper is a joint effort between five institutionsthat introduces several novel similarity measures andcombines them to carry out a multimodal segmentationevaluation. The new similarity measures proposed arebased on the location and the intensity values of themisclassified voxels as well as on the connectivity andthe boundaries of the segmented data. We showexperimentally that the combination of these measuresimprove the quality of the evaluation. The study that weshow here has been carried out using four differentsegmentation methods from four different labs applied toa MRI simulated dataset of the brain. We claim that ournew measures improve the robustness of the evaluation andprovides better understanding about the differencebetween segmentation methods.

Agrupador de imágenes multimodal no supervisado

Trabajo Fin de Máster donde se implementa un método multimodal para la clasificación de imágenes sin etiquetar y sin intervención humana.

Indicadores para la evaluación de la calidad en cibermedios: análisis de la interacción y de la adopción de la Web 2.0

La creciente adaptación de los medios de comunicación al entorno digital hace conveniente la utilización de metodologías de análisis que permitan determinar la calidad de sus sitios web. En este artículo, a partir del estudio de las características de las webs de algunos de los medios de comunicación más importantes a nivel internacional, se propone una metodología para la evaluación específica de este tipo de sitios web. El modelo propuesto se compone de treinta y seis indicadores, organizados en torno a ocho parámetros que permiten valorar, especialmente, la adaptación del medio de comunicación a la interacción de la Web 2.0. Otros aspectos a los que también se presta atención, pero en menor medida, son la arquitectura de la información, la usabilidad, la accesibilidad o las herramientas de interacción y comunicación que éste pone a disposición de sus usuarios.

The Multiscenario Multienvironment BioSecure Multimodal Database (BMDB)

A new multimodal biometric database designed and acquired within the framework of the European BioSecure Network of Excellence is presented. It is comprised of more than 600 individuals acquired simultaneously in three scenarios: 1) over the Internet, 2) in an office environment with desktop PC, and 3) in indoor/outdoor environments with mobile portable hardware. The three scenarios include a common part of audio/video data. Also, signature and fingerprint data have been acquired both with desktop PC and mobile portable hardware. Additionally, hand and iris data were acquired in the second scenario using desktop PC. Acquisition has been conducted by 11 European institutions. Additional features of the BioSecure Multimodal Database (BMDB) are: two acquisitionsessions, several sensors in certain modalities, balanced gender and age distributions, multimodal realistic scenarios with simple and quick tasks per modality, cross-European diversity, availability of demographic data, and compatibility with other multimodal databases. The novel acquisition conditions of the BMDB allow us to perform new challenging research and evaluation of eithermonomodal or multimodal biometric systems, as in the recent BioSecure Multimodal Evaluation campaign. A description of this campaign including baseline results of individual modalities from the new database is also given. The database is expected to beavailable for research purposes through the BioSecure Association during 2008.

Aprendizaje basado en la interacción de usuarios para búsqueda y recuperación de imágenes

Se propone, al amparo del proyecto “Nuevos Algoritmos para la Gestión Eficiente de Contenidos Multimediaen Redes de Comunicaciones Móviles” (NAGEC), un nuevo mecanismo para la búsqueda y recuperación deimágenes basado en realimentación de relevancia. La arquitectura propuesta se compone de una red neuronal yun tesauro. La red neuronal extrae de las imágenes dos parámetros: textura y color. El tesauro recoge lasrelaciones semánticas existentes entre los términos descriptores de las imágenes de la base de datos VisTex.Ambos componentes se relacionan mediante un modelo de realimentación de relevancia que, a través de lasinteracciones del usuario con el tesauro durante el proceso de búsqueda, permite a la red aprender relacionessemánticas inherentes a las imágenes.

Análisis y diseño de una pantalla informativa para fomentar la interacción social

En la actualidad, a lo largo del día, una persona es capaz de visualizar diversos displays informativos. Dichos displays generalmente son únicamente para mostrar algún tipo de información, sin ningún tipo de incitación a la interacción social, y es por esa razón que en este proyecto de fin de carrera se ha decidido realizar un display que intentase realizar esta función. La ubicación de este display es en un espacio público, como lo sería la fachada de un edificio o la plaza Catalunya, pero por razones que se detallarán en el contenido de la memoria, se ha decidido realizar en la plaza Gutenberg del campus de la comunicación de la Pompeu Fabra.Para poder conseguir esta interacción a diferencia de lo actual, el proyecto se ha realizado en varias fases, cada una de las cuales ha sido necesaria para la realización de la siguiente. Estas etapas son las de la observación, estudio, análisis, diseño, implementación y evaluación, siendo útiles para todo análisis y diseño de un display informativo. En la observación se ha visto el comportamiento de los usuarios, mientras que en el estudio se ha obtenido los gustos en común. Para el análisis se ha comparado todos los lugares posibles para situar el display y posteriormente se ha procedido a diseñarlo según el lugar de posicionamiento. Finalmente en la implementación se ha realizado dos programas, uno para la obtención de la información y otro para la visualización. En la evaluación se observa si se han cumplido los objetivos o no.