Validation of percutaneous puncture trajectory during renal access using 4D ultrasound reconstruction

Background: An accurate percutaneous puncture is essential for disintegration and removal of renal stones. Although this procedure has proven to be safe, some organs surrounding the renal target might be accidentally perforated. This work describes a new intraoperative framework where tracked surgical tools are superimposed within 4D ultrasound imaging for security assessment of the percutaneous puncture trajectory (PPT). Methods: A PPT is first generated from the skin puncture site towards an anatomical target, using the information retrieved by electromagnetic motion tracking sensors coupled to surgical tools. Then, 2D ultrasound images acquired with a tracked probe are used to reconstruct a 4D ultrasound around the PPT under GPU processing. Volume hole-filling was performed in different processing time intervals by a tri-linear interpolation method. At spaced time intervals, the volume of the anatomical structures was segmented to ascertain if any vital structure is in between PPT and might compromise the surgical success. To enhance the volume visualization of the reconstructed structures, different render transfer functions were used. Results: Real-time US volume reconstruction and rendering with more than 25 frames/s was only possible when rendering only three orthogonal slice views. When using the whole reconstructed volume one achieved 8-15 frames/s. 3 frames/s were reached when one introduce the segmentation and detection if some structure intersected the PPT. Conclusions: The proposed framework creates a virtual and intuitive platform that can be used to identify and validate a PPT to safely and accurately perform the puncture in percutaneous nephrolithotomy.

Realism in Gameplay: Digital Fiction and Embodiment

In this article we argue that digital simulations promote and explore complex relations between the player and the machines cybernetic system with which it relates through gameplay, that is, the real application of tactics and strategies used by participants as they play the game. We plan to show that the realism of simulation, together with the merger of artificial objects with the real world, can generate interactive empathy between players and their avatars. In this text, we intend to explore augmented reality as a means to visualise interactive communication projects. With ARToolkit, Virtools and 3ds Max applications, we aim to show how to create a portable interactive platform that resorts to the environment and markers for constructing the games scenario. Many of the conventional functions of the human eye are being replaced by techniques where images do not position themselves in the traditional manner that we observe them (Crary, 1998), or in the way we perceive the real world. The digitalization of the real world to a new informational layer over objects, people or environments, needs to be processed and mediated by tools that amplify the natural human senses.

Augmented Reality for Games

In this text, we intend to explore augmented reality as a means to visualise interactive communication projects. With ARToolkit, Virtools and 3ds Max applications, we aim to show how to create a portable interactive platform that resorts to the environment and markers for constructing the game’s scenario. We plan to show that the realism of simulation, together with the merger of artificial objects with the real world, can generate interactive empathy between players and their avatars.

Improving Remote Voting Security with Code Voting

One of the major problems that prevents the spread of elections with the possibility of remote voting over electronic networks, also called Internet Voting, is the use of unreliable client platforms, such as the voter's computer and the Internet infrastructure connecting it to the election server. A computer connected to the Internet is exposed to viruses, worms, Trojans, spyware, malware and other threats that can compromise the election's integrity. For instance, it is possible to write a virus that changes the voter's vote to a predetermined vote on election's day. Another possible attack is the creation of a fake election web site where the voter uses a malicious vote program on the web site that manipulates the voter's vote (phishing/pharming attack). Such attacks may not disturb the election protocol, therefore can remain undetected in the eyes of the election auditors. We propose the use of Code Voting to overcome insecurity of the client platform. Code Voting consists in creating a secure communication channel to communicate the voter's vote between the voter and a trusted component attached to the voter's computer. Consequently, no one controlling the voter's computer can change the his/her's vote. The trusted component can then process the vote according to a cryptographic voting protocol to enable cryptographic verification at the server's side.

A televisão na era digital: qual o modelo mais adequado para o serviço público de televisão na plataforma internet?

Dissertação apresentada à Escola Superior de Comunicação Social como parte dos requisitos para obtenção de grau de mestre em Audiovisual e Multimédia.

Guitar solo tracker

A motivação para este trabalho vem da necessidade que o autor tem em poder registar as notas tocadas na guitarra durante o processo de improviso. Quando o músico está a improvisar na guitarra, muitas vezes não se recorda das notas tocadas no momento, este trabalho trata o desenvolvimento de uma aplicação para guitarristas, que permita registar as notas tocadas na guitarra eléctrica ou clássica. O sinal é adquirido a partir da guitarra e processado com requisitos de tempo real na captura do sinal. As notas produzidas pela guitarra eléctrica, ligada ao computador, são representadas no formato de tablatura e/ou partitura. Para este efeito a aplicação capta o sinal proveniente da guitarra eléctrica a partir da placa de som do computador e utiliza algoritmos de detecção de frequência e algoritmos de estimação de duração de cada sinal para construir o registo das notas tocadas. A aplicação é desenvolvida numa perspectiva multi-plataforma, podendo ser executada em diferentes sistemas operativos Windows e Linux, usando ferramentas e bibliotecas de domínio público. Os resultados obtidos mostram a possibilidade de afinar a guitarra com valores de erro na ordem de 2 Hz em relação às frequências de afinação standard. A escrita da tablatura apresenta resultados satisfatórios, mas que podem ser melhorados. Para tal será necessário melhorar a implementação de técnicas de processamento do sinal bem como a comunicação entre processos para resolver os problemas encontrados nos testes efectuados.

Simulação interactiva do mercado de energia eléctrica

A área de comercialização de energia eléctrica conheceu uma profunda mudança após a liberalização do sector eléctrico, que levou à criação de algumas entidades, as quais gerem os mercados de electricidade europeus. Relativamente a Portugal e Espanha, durante esse processo de liberalização, deu-se também um acordo que os levou à criação de um mercado conjunto, um mercado Ibérico (MIBEL). Dentro deste mercado estão contemplados dois operadores, sendo que um deles representa o pólo Português (OMIP) e o outro representa o pólo Espanhol (OMEL). O OMIP contempla os mercados a prazo, ou futuros, normalmente apresenta contratos de energia comercializada com durabilidade de semanas, meses, trimestres, semestres ou mesmo anos. Diariamente estes contratos poderão vencer no OMEL, que engloba os mercados, diário e intradiário. Este, ao contrário do OMIP negoceia para o dia seguinte (mercado diário) ou para uma determinada altura do dia (mercado intra diário). O mercado diário será o exemplo usado para a criação do simulador interactivo do mercado de energia eléctrica. Este será composto por diversos utilizadores (jogadores), que através de uma plataforma HTML irão investir em centrais de energia eléctrica, negociar licitações e analisar o funcionamento e resultados deste mercado. Este jogo subdividir-se-á então em 3 fases: 1. Fase de investimento; 2. Fase de venda (licitações); 3. Fase de mercado. Na fase do investimento, o jogador terá a possibilidade de adquirir unidades de geração de energia eléctrica de seis tipos de tecnologia: 1. Central a Carvão; 2. Central de Ciclo Combinado; 3. Central Hídrica; 4. Central Eólica; 5. Central Solar; 6. Central Nuclear. Com o decorrer das jogadas o jogador poderá aumentar a sua capacidade de investimento, com a venda de energia, sendo o vencedor aquele que mais saldo tiver no fim do número de jogadas previamente definidos, ou aquele que mais depressa atingir o saldo definido como limite pelo administrador do jogo. A nível pedagógico este simulador é muito interessante pois para além de o utilizador ficar a conhecer as tecnologias em causa e as vantagens e desvantagens das centrais de energia renovável e das centrais a combustíveis fósseis, este ganha igualmente uma sensibilidade para questões de nível ambiental, tais como o aumento dos gases de estufa e o degelo resultante do aquecimento global provocado por esses gases. Para além do conhecimento adquirido na parte de energia eléctrica este jogo dará a conhecer ao utilizador o funcionamento do mercado da energia eléctrica, bem como as tácticas que este poderá usar a seu favor neste tipo de mercado.

Projecto timecloud: software de gestão de tempo laboral numa plataforma cloud

O presente projecto tem como objectivo a disponibilização de uma plataforma de serviços para gestão e contabilização de tempo remunerável, através da marcação de horas de trabalho, férias e faltas (com ou sem justificação). Pretende-se a disponibilização de relatórios com base nesta informação e a possibilidade de análise automática dos dados, como por exemplo excesso de faltas e férias sobrepostas de trabalhadores. A ênfase do projecto está na disponibilização de uma arquitectura que facilite a inclusão destas funcionalidades. O projecto está implementado sobre a plataforma Google App Engine (i.e. GAE), de forma a disponibilizar uma solução sob o paradigma de Software as a Service, com garantia de disponibilidade e replicação de dados. A plataforma foi escolhida a partir da análise das principais plataformas cloud existentes: Google App Engine, Windows Azure e Amazon Web Services. Foram analisadas as características de cada plataforma, nomeadamente os modelos de programação, os modelos de dados disponibilizados, os serviços existentes e respectivos custos. A escolha da plataforma foi realizada com base nas suas características à data de iniciação do presente projecto. A solução está estruturada em camadas, com as seguintes componentes: interface da plataforma, lógica de negócio e lógica de acesso a dados. A interface disponibilizada está concebida com observação dos princípios arquitecturais REST, suportando dados nos formatos JSON e XML. A esta arquitectura base foi acrescentada uma componente de autorização, suportada em Spring-Security, sendo a autenticação delegada para os serviços Google Acounts. De forma a permitir o desacoplamento entre as várias camadas foi utilizado o padrão Dependency Injection. A utilização deste padrão reduz a dependência das tecnologias utilizadas nas diversas camadas. Foi implementado um protótipo, para a demonstração do trabalho realizado, que permite interagir com as funcionalidades do serviço implementadas, via pedidos AJAX. Neste protótipo tirou-se partido de várias bibliotecas javascript e padrões que simplificaram a sua realização, tal como o model-view-viewmodel através de data binding. Para dar suporte ao desenvolvimento do projecto foi adoptada uma abordagem de desenvolvimento ágil, baseada em Scrum, de forma a implementar os requisitos do sistema, expressos em user stories. De forma a garantir a qualidade da implementação do serviço foram realizados testes unitários, sendo também feita previamente a análise da funcionalidade e posteriormente produzida a documentação recorrendo a diagramas UML.

Análise funcional comparativa de algoritmos de aprendizagem por reforço

De entre todos os paradigmas de aprendizagem actualmente identificados, a Aprendizagem por Reforço revela-se de especial interesse e aplicabilidade nos inúmeros processos que nos rodeiam: desde a solitária sonda que explora o planeta mais remoto, passando pelo programa especialista que aprende a apoiar a decisão médica pela experiencia adquirida, até ao cão de brincar que faz as delícias da criança interagindo com ela e adaptando-se aos seus gostos, e todo um novo mundo que nos rodeia e apela crescentemente a que façamos mais e melhor nesta área. Desde o aparecimento do conceito de aprendizagem por reforço, diferentes métodos tem sido propostos para a sua concretização, cada um deles abordando aspectos específicos. Duas vertentes distintas, mas complementares entre si, apresentam-se como características chave do processo de aprendizagem por reforço: a obtenção de experiência através da exploração do espaço de estados e o aproveitamento do conhecimento obtido através dessa mesma experiência. Esta dissertação propõe-se seleccionar alguns dos métodos propostos mais promissores de ambas as vertentes de exploração e aproveitamento, efectuar uma implementação de cada um destes sobre uma plataforma modular que permita a simulação do uso de agentes inteligentes e, através da sua aplicação na resolução de diferentes configurações de ambientes padrão, gerar estatísticas funcionais que permitam inferir conclusões que retractem entre outros aspectos a sua eficiência e eficácia comparativas em condições específicas.

Modalidades síncronas e assíncronas no ensino da radiologia do sistema nervoso: estilos e resultados de aprendizagem

Lidar com as problemáticas da saúde, implica um domínio dos processos cognitivos (raciocínio, resolução de problemas e tomada de decisão) e de desempenhos práticos, o que obriga a afectação de um conjunto de atitudes e comportamentos específicos. Este estudo, implementou e avaliou o impacto de experiências pedagógicas desenvolvidas com os estudantes da unidade curricular Radiologia do Sistema Nervoso (RSN) da Escola Superior de Tecnologia da Saúde de Lisboa (ESTeSL). Aplicaram-se metodologias de ensino mistas (presenciais e virtuais) utilizadas na leccionação teórica e prática no ano curricular 2008/2009. Para a avaliação do perfil de aprendizagem dos estudantes foi aplicado o método de Honey & Munford e para a avaliação e monitorização dos conhecimentos aplicaram-se check list baseadas nos conteúdos programáticos. A monitorização das ferramentas da plataforma moodle complementaram a restante informação. Verificou-se uma progressão de aprendizagem positiva para um grupo de estudantes maioritariamente do estilo reflexivo (média=10,6 estudantes). As conclusões apontaram para um impacto positivo quanto à aplicação das metodologias híbridas com maior índice de sucesso para a metodologia assíncrona. Verificou-se também mais flexibilidade no acesso aos conteúdos porém com algumas limitações tais como residência inicial por parte dos estudantes, maior carga de trabalho para os docentes, falta de terminais para acesso à plataforma e pouca experiência de todos os envolvidos no domínio e manipulação da plataforma. ABSTRACT - This study focused on the role of cognitive processes (reasoning, problem solving and decision making) and performance practice in the formation of attitudes and behaviours relating to health issues. It was conducted to evaluate the effects of pedagogical experiences on students who participated in the course in radiography in the Nervous System Imaging Unit (RSN) of the Lisbon Health School of Technology. Mixed (face-to-face and virtual) teaching methodologies were used in theory and practice sessions. Honey and Munford’s method was used to evaluate the learning profile of students. To monitor and evaluate students’ knowledge acquisition, check lists based on program topics were applied. Other information was supplied through the learning platform of Moodle. The student group with mostly a reflective learning style increased their knowledge. The asynchronous method was shown to produce a higher success rate and more flexibility in accessing content but also registered some limitations such as resistance by students, increased workload for teachers, lack of access to the platform and inexperience of all involved in handling the platform.

Estudo para a implementação de plataformas de e-learning no sistema de formação dos recursos humanos da saúde: o caso particular dos enfermeiros de um hospital privado

Mestrado em Intervenção Sócio-Organizacional na Saúde - Área de especialização: Políticas de Administração e Gestão de Serviços de Saúde.

Teaching and learning mathematics using moodle

This paper summarizes a project that is contributing to a change in the way of teaching and learning Mathematics. Mathematics is a subject of the Accounting and Administration course. In this subject we teach: Functions and Algebra. The aim is that the student understand the basic concepts and is able to apply them in other issues, when possible, establishing a bridge between the issues that they have studied and their application in Accounting. As from this year, the Accounting course falls under in Bologna Process. The teacher and the student roles have changed. The time for theoretical and practical classes has been reduced, so it was necessary to modify the way of teaching and learning. In the theoretical classes we use systems of multimedia projection to present the concepts, and in the practical classes we solve exercises. We also use the Excel and the mathematical open source software wxMaxima. To supplement our theoretical and practical classes we have developed a project called MatActiva based on the Moodle platform offered by PAOL - Projecto de Apoio Online (Online Support Project). With the creation of this new project we wanted to take advantage already obtained results with the previous experiences, giving to the students opportunities to complement their study in Mathematics. One of the great objectives is to motivate students, encourage them to overcome theirs difficulties through an auto-study giving them more confidence. In the MatActiva project the students have a big collection of information about the way of the subject works, which includes the objectives, the program, recommended bibliography, evaluation method and summaries. It works as material support for the practical and theoretical classes, the slides of the theoretical classes are available, the sheets with exercises for the students to do in the classroom and complementary exercises, as well as the exams of previous years. Students can also do diagnostic tests and evaluation tests online. Our approach is a reflexive one, based on the professional experience of the teachers that explore and incorporate new tools of Moodle with their students and coordinate the project MatActiva.

How to teach mathematics with MOODLE

The aim of this article is to present a Project in the Oporto’s Institute of Accounting and Administration, which pretends to contribute for a change in the way of teaching and learning Mathematics. One of the main objectives of this project is to innovate the teaching and learning processes, exploring technologies as a pedagogical resource and to induce higher motivation to students, improve the rate of success and make available to students a set of materials adapted to their needs. This concern is justified due to the fact that students have a weak preparation, without consolidated basis. Since the year 2007/2008 the courses were adjusted to the Bologna process, which requires several changes in teacher’s and student’s roles, methodologies and assessment. The number of weekly classes has been reduced, so it was necessary to develop new strategies and methodologies to support the student. With the implementation of the Bologna Process in the Accounting degree, we felt a great need to provide other types of activities to students. To complement our theoretical and practical classes we have developed a project called MatActiva based on the Moodle platform offered by PAOL - Projecto de Apoio On-Line (Online Support Project). Moodle allows us to use the language TEX to create materials that use mathematical symbols. Using this functionality, we created a set of easy to use interactive resources. In MatActiva project, the students have access to a variety of different materials. We have followed a strategy that makes the project compatible with the theoretical and practical subjects/classes, complementing them. To do so, we created some resources, for instance multiple-choice tests, which are the most accessed by the students. These tests can be realized and corrected on-line and for each wrong answer there is a feedback with the resolution. We can find other types of resources: diagnostic tests, theoretical notes. There are not only the pre-requirements for subjects mathematics, but also materials to help students follow up the programs. We also developed several lessons. This activity consists of a number of pages, where each page has contents and leads to other pages, based on the student's progress. The teacher creates the choices and determines the next page that the student will see, based upon their knowledge. There is also an area of doubts, where the students can place all the mathematical doubts they have, and a teacher gives the answers or clues to help them in their work. MatActiva also offers an area where we can find some humour, curiosities, contests and games including mathematical contents to test the math skills, as well as links to pages about mathematical contents that could be useful for the study. Since ISCAP receives ERASMUS students and some of them attend mathematics, we developed some materials in English, so they can also use MatActiva. The main objectives of our project are not only to bring success in the subjects of mathematics, but also to motivate the students, encourage them to overcome theirs difficulties through an auto-study giving them more confidence and improve their relationship with the mathematics as well as the communication between students and teachers and among students.

The active mathematics project at ISCAP

This paper summarizes a project that is contributing to a change in the way of teaching and learning Mathematics. Mathematics is a subject of the Accounting and Administration course. In this subject we teach: Functions and Algebra. The aim is that the students understand the basic concepts and is able to apply them in other issues, when possible, establishing a bridge between the issues that they have studied and their application in Accounting. As from this year, the Accounting course falls under in Bologna Process. The teacher and the student roles have changed. The time for theoretical and practical classes has been reduced, so it was necessary to modify the way of teaching and learning. In the theoretical classes we use systems of multimedia projection to present the concepts, and in the practical classes we solve exercises. To supplement our theoretical and practical classes we have developed an active mathematics project called MatActiva based on the Moodle platform offered by PAOL - Projecto de Apoio Online (Online Support Project). In the last versions of Moodle, it is possible use the TeX language to create math questions. Using this tool we created a set of interactive materials. With the creation of this new project we wanted to take advantage already obtained results with the previous experiences, giving to the students opportunities to complement their study in Mathematics. One of the great objectives is to motivate students, encourage them to overcome theirs difficulties through an auto-study, giving them more confidence and the opportunity to seeing others perspectives of the mathematics subjects. In the MatActiva project the students have a big collection of information about the way of the subject works, which includes the objectives, the program, recommended bibliography, evaluation method and summaries. It works as material support for the practical and theoretical classes, the slides of the theoretical classes are available, the sheets with exercises for the students to do in the classroom and complementary exercises, as well as the exams of previous years. Students can also do diagnostic tests and evaluation tests online. Our approach is a reflexive one, based on the professional experience of the teachers that explore and incorporate new tools of Moodle with their students and coordinate the project MatActiva.

B-leraning: elemento institucional e operacional de desenvolvimento educativo uma instituição de ensino superior

Na sua origem o Projecto de Apoio OnLine do ISCAP (PAOL) tinha como principal fonte impulsionadora a necessidade emergente de desenvolver soluções sustentadas de integração das tecnologias como apoio às aulas presenciais ministradas na instituição. Este elemento impulsionador ainda hoje se mantém como uma das principais alavancas, agora alargada transversalmente nas áreas de conhecimento da instituição e na inclusão das competências didáctico-pedagógicas. Com o desenvolvimento do projecto, ganharam importância crescente as fontes próprias de criação de conhecimento e de soluções técnicas, capazes de responder aos anseios da comunidade escolar. Este artigo pretende enquadrar e explicitar, através da mostra de casos práticos e de uma análise dos resultados de uso da plataforma Moodle, o percurso seguido pelo projecto, a estratégia adoptada e as acções implementadas. Abstract Initially ISCAP’s Online Support Project (PAOL), was instigated by the emergent necessity to develop sustainable solutions in order to integrate technologies as a means to support the institution’s traditional in-class lessons. This propulsive element, still valid today as one of the main levers, has now transversally extended into the various knowledge areas within the institution and the inclusion of pedagogic-didactical competences. With the development of the project, the institution’s own sources of knowledge creation and technical solutions capable of answering the needs of the institutions’ community became ever more crucial. This article seeks to frame and explain, by showing practical cases and the analysis of the results as to the use of the learning platform Moodle, the path taken by the project, the strategy adopted and the actions implemented.