Adaptar abordagem KAOS para especificar linhas de produtos de software

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção de grau de Mestre

A smart layer for remote laboratories

Commonly, when a weblab is developed to support remote experiments in sciences and engineering courses, a particular hardware/software architecture is implemented. However, the existence of several technological solutions to implement those architectures difficults the emergence of a standard, both at hardware and software levels. While particular solutions are adopted assuming that only qualified people may implement a weblab, the control of the physical space and the power consumption are often forgotten. Since controlling these two previous aspects may increase the quality of the weblab hosting the remote experiments, this paper proposes the useof a new layer implemented by a domotic system bus with several devices (e.g. lights, power sockets, temperature sensors, and others) able to be controlled through the Internet. We also provide a brief proof-of-concept in the form of a weblab equipped with a simple domotic system usually implemented in smart houses. The added value to the remote experiment hosted at the weblab is also identified in terms of power savings and environment conditions.

Consistent state software transactional memory

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

A Web-Based geographical information system prototype on Portuguese traditional food products

Dissertation submitted in partial fulfilment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies

Maintaining image quality for paediatric chest CTs while lowering dose: FBP versus SAFIRE

Objectives: Children have a greater risk from radiation, per unit dose, due to increased radiosensitivity and longer life expectancies. It is of paramount importance to reduce the radiation dose received by children. This research concerns chest CT examinations on paediatric patients. The purpose of this study was to compare the image quality and the dose received from imaging with images reconstructed with filtered back projection (FBP) and five strengths of Sinogram-Affirmed Iterative Reconstruction (SAFIRE). Methods: Using a multi-slice CT scanner, six series of images were taken of a paediatric phantom. Two kVp values (80 and 110), 3 mAs values (25, 50 and 100) and 2 slice thicknesses (1 mm and 3 mm) were used. All images were reconstructed with FBP and five strengths of SAFIRE. Ten observers evaluated visual image quality. Dose was measured using CT-Expo. Results: FBP required a higher dose than all SAFIRE strengths to obtain the same image quality for sharpness and noise. For sharpness and contrast image quality ratings of 4, FBP required doses of 6.4 and 6.8 mSv respectively. SAFIRE 5 required doses of 3.4 and 4.3 mSv respectively. Clinical acceptance rate was improved by the higher voltage (110 kV) for all images in comparison to 80 kV, which required a higher dose for acceptable image quality. 3 mm images were typically better quality than 1 mm images. Conclusion: SAFIRE 5 was optimal for dose reduction and image quality.

The impact of Sinogram-Affirmed Iterative Reconstruction on patient dose and image quality compared to filtered back projection: a narrative review

Objective: Summarize all relevant findings in published literature regarding the potential dose reduction related to image quality using Sinogram-Affirmed Iterative Reconstruction (SAFIRE) compared to Filtered Back Projection (FBP). Background: Computed Tomography (CT) is one of the most used radiographic modalities in clinical practice providing high spatial and contrast resolution. However it also delivers a relatively high radiation dose to the patient. Reconstructing raw-data using Iterative Reconstruction (IR) algorithms has the potential to iteratively reduce image noise while maintaining or improving image quality of low dose standard FBP reconstructions. Nevertheless, long reconstruction times made IR unpractical for clinical use until recently. Siemens Medical developed a new IR algorithm called SAFIRE, which uses up to 5 different strength levels, and poses an alternative to the conventional IR with a significant reconstruction time reduction. Methods: MEDLINE, ScienceDirect and CINAHL databases were used for gathering literature. Eleven articles were included in this review (from 2012 to July 2014). Discussion: This narrative review summarizes the results of eleven articles (using studies on both patients and phantoms) and describes SAFIRE strengths for noise reduction in low dose acquisitions while providing acceptable image quality. Conclusion: Even though the results differ slightly, the literature gathered for this review suggests that the dose in current CT protocols can be reduced at least 50% while maintaining or improving image quality. There is however a lack of literature concerning paediatric population (with increased radiation sensitivity). Further studies should also assess the impact of SAFIRE on diagnostic accuracy.

A comparison of Sinogram Affirmed Iterative Reconstruction and filtered back projection on image quality and dose reduction in paediatric head CT: a phantom study

Background: Computed tomography (CT) is one of the most used modalities for diagnostics in paediatric populations, which is a concern as it also delivers a high patient dose. Research has focused on developing computer algorithms that provide better image quality at lower dose. The iterative reconstruction algorithm Sinogram-Affirmed Iterative Reconstruction (SAFIRE) was introduced as a new technique that reduces noise to increase image quality. Purpose: The aim of this study is to compare SAFIRE with the current gold standard, Filtered Back Projection (FBP), and assess whether SAFIRE alone permits a reduction in dose while maintaining image quality in paediatric head CT. Methods: Images were collected using a paediatric head phantom using a SIEMENS SOMATOM PERSPECTIVE 128 modulated acquisition. 54 images were reconstructed using FBP and 5 different strengths of SAFIRE. Objective measures of image quality were determined by measuring SNR and CNR. Visual measures of image quality were determined by 17 observers with different radiographic experiences. Images were randomized and displayed using 2AFC; observers scored the images answering 5 questions using a Likert scale. Results: At different dose levels, SAFIRE significantly increased SNR (up to 54%) in the acquired images compared to FBP at 80kVp (5.2-8.4), 110kVp (8.2-12.3), 130kVp (8.8-13.1). Visual image quality was higher with increasing SAFIRE strength. The highest image quality was scored with SAFIRE level 3 and higher. Conclusion: The SAFIRE algorithm is suitable for image noise reduction in paediatric head CT. Our data demonstrates that SAFIRE enhances SNR while reducing noise with a possible reduction of dose of 68%.

A balance between image quality and effective dose in orbital X-ray screening for ferromagnetic IOFBs: a pilot study

Purpose: To investigate whether standard X-ray acquisition factors for orbital radiographs are suitable for the detection of ferromagnetic intra-ocular foreign bodies in patients undergoing MRI. Method: 35 observers, at varied levels of education in radiography, attending a European Dose Optimisation EURASMUS Summer School were asked to score 24 images of varying acquisition factors against a clinical standard (reference image) using two alternative forced choice. The observers were provided with 12 questions and a 5 point Likert scale. Statistical tests were used to validate the scale, and scale reliability was also measured. The images which scored equal to, or better than, the reference image (36) were ranked alongside their corresponding effective dose (E), the image with the lowest dose equal to or better than the reference is considered the new optimum acquisition factors. Results: Four images emerged as equal to, or better than, the reference in terms of image quality. The images were then ranked in order of E. Only one image that scored the same as the reference had a lower dose. The reference image had a mean E of 3.31μSv, the image that scored the same had an E of 1.8μSv. Conclusion: Against the current clinical standard exposure factors of 70kVp, 20mAs and the use of an anti- scatter grid, one image proved to have a lower E whilst maintaining the same level of image quality and lesion visibility. It is suggested that the new exposure factors should be 60kVp, 20mAs and still include the use of an anti-scatter grid.

A narrative review on the reduction of effective dose to a paediatric patient by using different combinations of kVp, mAs and additional filtration whilst maintaining image quality

This paper reviews the literature for lowering of dose to paediatric patients through use of exposure factors and additional filtration. Dose reference levels set by The International Commission on Radiological Protection (ICRP) will be considered. Guidance was put in place in 1996 requires updating to come into line with modern imaging equipment. There is a wide range of literature that specifies that grids should not be used on paediatric patients. Although much of the literature advocates additional filtration, contrasting views on the relative benefits of using aluminium or copper filtration, and their effects on dose reduction and image quality can vary. Changing kVp and mAs has an effect on the dose to the patient and image quality. Collimation protects adjacent structures whilst reducing scattered radiation.

Estudo da influência da carga específica na fragmentação de rocha granítica no desmonte em bancada

Mestrado em Engenharia Geotécnica e Geoambiente

WeSenseNET - Plataforma de Visualização, Gestão Remota e Agregação Múltipla de Dados

Nos últimos anos, o avanço da tecnologia e a miniaturização de diversos componentes de electrónica associados a novos conceitos têm permitido nascer novas ideias e projectos, que até há alguns anos não passariam de ficção científica. Talvez o exemplo mais acabado seja actualmente o smartphone, um pequeno bloco de hardware e software, com capacidade de processamento que ultrapassa várias vezes o dos computadores com uma dúzia de anos. Estas capacidades têm sido utilizadas em comunicações, blocos de notas, agendas e até entretenimento. No entanto, podem ser reutilizadas para ajudar a resolver algumas limitações/constrangimentos da actualidade. Dentro destes destacam-se a gestão de recursos escassos. Com efeito, o consumo de energia eléctrica tem aumentado como consequência directa do desenvolvimento global e aumento do número de aparelhos eléctricos. Uma percentagem significativa de energia eléctrica tem sido produzida através de recursos não-renováveis de energia. No entanto, a dependência energética, associada à subida de preços e a redução das emissões de gases do efeito estufa, estimula o desenvolvimento de novas soluções que permitam lidar com esta situação. O desempenho energético por sua vez depende não só das características da estrutura, mas também do comportamento do utilizador. O desempenho energético dos edifícios é muito importante, uma vez que os respectivos consumos são responsáveis por mais de metade do total da energia produzida. Desta forma, a fim de alcançar um melhor desempenho é importante não só considerar o desempenho de estrutura, mas também monitorizar o comportamento do utilizador. Esta última questão coloca várias limitações, uma vez que depende muito do tipo de utilizador. Um dos conceitos actuais emergentes são as chamadas redes de sensores sem fio. Com esta tecnologia, pequenos módulos podem ser desenvolvidos com muitas possibilidades de conectividade, com elevado poder de processamento e com grande autonomia, sem serem excessivamente caros. Isto proporciona os meios para implementar vários dispositivos em toda a instalação, para recolher uma variedade de dados, sendo posteriormente armazenados num servidor. Os blocos fundamentais da infra-estrutura de sensores do projecto foram concebidos na Evoleo Technologies em simultâneo com o decorrer do estágio. Estes blocos recolhem dados específicos na instalação, e periodicamente enviam para o servidor central os valores recolhidos, onde são armazenados e colocados à disposição do utilizador. Os dados recolhidos podem então ser apresentados ao utilizador, proporcionando um registo de consumo de energia associado a um dado período de tempo. Uma vez que todos os dados são armazenados no servidor, podem ser efectuados estudos para determinar o uso típico, possíveis problemas em aparelhos, a qualidade da energia eléctrica, etc., permitindo determinar onde a energia está a ser eventualmente desperdiçada e fornecendo dados ao utilizador para que este possa proceder a alterações, tendo por base dados recolhidos num dado período. O objectivo principal deste trabalho passa por estabelecer a ligação entre o nível máquina e o nível de utilizador, isto é, uma plataforma de interacção entre dispositivos e administrador da instalação. Fornecer os dados de uma forma fácil e sem necessidade de instalação de software específico em cada dispositivo que se pretenda utilizar para monitorizar foi uma das principais preocupações das fases de concepção do projecto.

Marcação CE de dispositivos médicos e segurança em software

Com o crescente aumento da Teleradiologia, sentiu-se necessidade de criar mais e melhores softwares para sustentar esse crescimento. O presente trabalho pretende abordar a temática da certificação de software e a sua marcação CE, pois para dar entrada no mercado Europeu todos os Dispositivos Médicos (DM) têm de estar devidamente certificados. Para efetuar a marcação CE e a certificação serão estudadas normas e normativos adequados para marcação de DM ao nível Europeu e também dos Estados Unidos da América. A temática da segurança de dados pessoais será também estudada de forma a assegurar que o dispositivo respeite a legislação em vigor. Este estudo tem como finalidade a certificação de um software proprietário da efficientia sysPACS, um serviço online abrangente, que permite a gestão integrada do armazenamento e distribuição de imagens médicas para apoio ao diagnóstico.

Simulação da qualidade da água em parte de ao Grande Porto

Este trabalho tem como objetivo a modelação hidráulica e de qualidade de água de parte de uma rede de distribuição a alta pressão do grande Porto. Após calibração de um modelo utilizado no software EPANet foi possível simular o decaimento do cloro livre num troço da rede de abastecimento. Foi ainda possível concluir que os valores dos parâmetros característicos do modelo de qualidade são uma constante de decaimento no seio do fluido de 1,78 dia-1 (0,001239 min-1) a cerca de 22 ºC e, no ramal 6244-6245 Ramalde – Cabanas – Pedrouços, uma constante de decaimento na parede da tubagem de forma generalizada de 0,28 m/dia. Não foi possível obter conclusões sobre a adutora 6261 Jovim-Nova Sintra 2, ficando explícita a necessidade de um maior controlo sobre a variável temperatura.

Speculative execution by using software transactional memory

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática.