Parallel programming in biomedical signal processing

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Urban land cover change detection analysis and modeling spatio-temporal Growth dynamics using Remote Sensing and GIS Techniques: A case study of Dhaka, Bangladesh

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

Automatic Small Bowel Tumor Diagnosis by Using Multi-Scale Wavelet-Based Analysis in Wireless Capsule Endoscopy Images

BACKGROUND: Wireless capsule endoscopy has been introduced as an innovative, non-invasive diagnostic technique for evaluation of the gastrointestinal tract, reaching places where conventional endoscopy is unable to. However, the output of this technique is an 8 hours video, whose analysis by the expert physician is very time consuming. Thus, a computer assisted diagnosis tool to help the physicians to evaluate CE exams faster and more accurately is an important technical challenge and an excellent economical opportunity. METHOD: The set of features proposed in this paper to code textural information is based on statistical modeling of second order textural measures extracted from co-occurrence matrices. To cope with both joint and marginal non-Gaussianity of second order textural measures, higher order moments are used. These statistical moments are taken from the two-dimensional color-scale feature space, where two different scales are considered. Second and higher order moments of textural measures are computed from the co-occurrence matrices computed from images synthesized by the inverse wavelet transform of the wavelet transform containing only the selected scales for the three color channels. The dimensionality of the data is reduced by using Principal Component Analysis. RESULTS: The proposed textural features are then used as the input of a classifier based on artificial neural networks. Classification performances of 93.1% specificity and 93.9% sensitivity are achieved on real data. These promising results open the path towards a deeper study regarding the applicability of this algorithm in computer aided diagnosis systems to assist physicians in their clinical practice.

Multicore Scheduling of Real-Time Irregular Parallel Algorithms in Linux

Face à estagnação da tecnologia uniprocessador registada na passada década, aos principais fabricantes de microprocessadores encontraram na tecnologia multi-core a resposta `as crescentes necessidades de processamento do mercado. Durante anos, os desenvolvedores de software viram as suas aplicações acompanhar os ganhos de performance conferidos por cada nova geração de processadores sequenciais, mas `a medida que a capacidade de processamento escala em função do número de processadores, a computação sequencial tem de ser decomposta em várias partes concorrentes que possam executar em paralelo, para que possam utilizar as unidades de processamento adicionais e completar mais rapidamente. A programação paralela implica um paradigma completamente distinto da programação sequencial. Ao contrário dos computadores sequenciais tipificados no modelo de Von Neumann, a heterogeneidade de arquiteturas paralelas requer modelos de programação paralela que abstraiam os programadores dos detalhes da arquitectura e simplifiquem o desenvolvimento de aplicações concorrentes. Os modelos de programação paralela mais populares incitam os programadores a identificar instruções concorrentes na sua lógica de programação, e a especificá-las sob a forma de tarefas que possam ser atribuídas a processadores distintos para executarem em simultâneo. Estas tarefas são tipicamente lançadas durante a execução, e atribuídas aos processadores pelo motor de execução subjacente. Como os requisitos de processamento costumam ser variáveis, e não são conhecidos a priori, o mapeamento de tarefas para processadores tem de ser determinado dinamicamente, em resposta a alterações imprevisíveis dos requisitos de execução. `A medida que o volume da computação cresce, torna-se cada vez menos viável garantir as suas restrições temporais em plataformas uniprocessador. Enquanto os sistemas de tempo real se começam a adaptar ao paradigma de computação paralela, há uma crescente aposta em integrar execuções de tempo real com aplicações interativas no mesmo hardware, num mundo em que a tecnologia se torna cada vez mais pequena, leve, ubíqua, e portável. Esta integração requer soluções de escalonamento que simultaneamente garantam os requisitos temporais das tarefas de tempo real e mantenham um nível aceitável de QoS para as restantes execuções. Para tal, torna-se imperativo que as aplicações de tempo real paralelizem, de forma a minimizar os seus tempos de resposta e maximizar a utilização dos recursos de processamento. Isto introduz uma nova dimensão ao problema do escalonamento, que tem de responder de forma correcta a novos requisitos de execução imprevisíveis e rapidamente conjeturar o mapeamento de tarefas que melhor beneficie os critérios de performance do sistema. A técnica de escalonamento baseado em servidores permite reservar uma fração da capacidade de processamento para a execução de tarefas de tempo real, e assegurar que os efeitos de latência na sua execução não afectam as reservas estipuladas para outras execuções. No caso de tarefas escalonadas pelo tempo de execução máximo, ou tarefas com tempos de execução variáveis, torna-se provável que a largura de banda estipulada não seja consumida por completo. Para melhorar a utilização do sistema, os algoritmos de partilha de largura de banda (capacity-sharing) doam a capacidade não utilizada para a execução de outras tarefas, mantendo as garantias de isolamento entre servidores. Com eficiência comprovada em termos de espaço, tempo, e comunicação, o mecanismo de work-stealing tem vindo a ganhar popularidade como metodologia para o escalonamento de tarefas com paralelismo dinâmico e irregular. O algoritmo p-CSWS combina escalonamento baseado em servidores com capacity-sharing e work-stealing para cobrir as necessidades de escalonamento dos sistemas abertos de tempo real. Enquanto o escalonamento em servidores permite partilhar os recursos de processamento sem interferências a nível dos atrasos, uma nova política de work-stealing que opera sobre o mecanismo de capacity-sharing aplica uma exploração de paralelismo que melhora os tempos de resposta das aplicações e melhora a utilização do sistema. Esta tese propõe uma implementação do algoritmo p-CSWS para o Linux. Em concordância com a estrutura modular do escalonador do Linux, ´e definida uma nova classe de escalonamento que visa avaliar a aplicabilidade da heurística p-CSWS em circunstâncias reais. Ultrapassados os obstáculos intrínsecos `a programação da kernel do Linux, os extensos testes experimentais provam que o p-CSWS ´e mais do que um conceito teórico atrativo, e que a exploração heurística de paralelismo proposta pelo algoritmo beneficia os tempos de resposta das aplicações de tempo real, bem como a performance e eficiência da plataforma multiprocessador.

Guia de desenvolvimento de jogos para programadores independentes

Os vídeo jogos ou jogos de computador têm vindo a crescer na sua relação com o público ganhando terreno e credibilidade nos benefícios que os jogadores obtêm quando usam este tipo de software, indo esses benefícios para além do divertimento associado à palavra jogo no seu sentido etimológico. Nos últimos anos cada vez mais o mercado e algumas das mais reputadas instituições de ensino têm dedicado especial atenção a este tipo de software, englobando nesses estudos diversas áreas desde a engenharia à saúde, incluindo ainda, estudos de cariz psicológico e sociológico reveladores de que estas experiências de entretenimento, cada vez mais disponíveis a todos, têm influência na sua envolvente de integração e relação com outros fenómenos de cariz social. Apreciado o estado da arte esta tese tem como principal objetivo servir de guia de iniciação a individuais ou pequenas equipas da área de desenvolvimento de software no caminho para o desenvolvimento de jogos de vídeo independentes, apresentando uma análise cuidada capaz de apoiar as equipas desde o momento zero, estando o mesmo estruturado de forma a refletir o entendimento das bases teóricas em que o desenvolvimento deste tipo de software assenta, o estado da arte sobre plataformas, análise de mercado e indústria, metodologias de desenvolvimento e equipas, e ainda analisadas algumas das mais relevantes ferramentas de desenvolvimento e criação de conteúdos. Como prova de conceito e componente de caráter experimental, este trabalho compreende ainda o desenvolvimento de um jogo de vídeo guiado pelas orientações e lições apreendidas durante o processo de estudo de forma a ser representativo da aplicação dessa aprendizagem, e ainda capaz de detalhar passo a passo cada fase do processo, com o objetivo de apoiar a preparação de pessoas interessadas em iniciar a aventura de desenvolver os seus próprios jogos e quem sabe dar início aos seus próprios negócios e empresas. O jogo desenvolvido replica um recente êxito, o jogo 2048, que apesar da sua mecânica simples revela-se um excelente desafio do ponto de vista da sua implementação, bem como o processo criativo adjacente no transformar algo tão simples e experimentado numa experiência nova capaz de atrair antigos jogadores e interesse de novos. O desenvolvimento e publicação da aplicação experimental, e após análise dos dados recolhidos, mostram-se reveladores de que é de fato possível a programadores independentes entrar num mercado de alto potencial, e que adquiridas as bases de conhecimento expostas no documento estarão em condições mais favoráveis para ultrapassar algumas das mais comuns barreiras no atingir desse objetivo.

O pluri-multi-linguismo no conexto actual europeu

Aplicando o provérbio eslovaco “aprende línguas e serás alguém”, pensamos que não há melhor expressão que este aforismo popular da Eslováquia, para definir a realidade em que todos os cidadãos do mundo se encontram e, em particular, os Europeus. Se não dominarmos outros idiomas para além da língua materna seremos considerados, muito em breve, tecnicamente iletrados. Esta tese vai abordar a temática das línguas oficiais na União Europeia e a dinâmica de algumas a nível europeu. Ademais, será abordada a perspectiva e o futuro das mesmas ao nível das Instituições Europeias, em especial da língua portuguesa. Para além desta referência, tentar-se-á decifrar também se na Europa há uma crescente preocupação para preservar a interpretação e a tradução de todas as línguas europeias, independentemente do número de cidadãos que as falam à escala europeia, ou se, pelo contrário, devido a preocupações financeiras, as línguas menos representativas começarão, num futuro próximo, a ser menos utilizadas no seio das Instituições Europeias. Tentaremos apresentar e defender que a tradução é o veículo principal para a defesa das línguas a nível europeu, para que na realidade o inglês não se torne cada vez mais a lingua franca não só numa perspectiva europeia como também mundial. Temos visto a tendência de as próprias Instituições Europeias (I. E.), nomeadamente a Comissão Europeia (C. E.), terem começado internamente a preterir as outras línguas a favor da língua inglesa. De seguida, será discutida a questão mais exclusiva da língua portuguesa, não apenas por ser um dos objectivos desta dissertação, mas principalmente porque continua a ser uma das línguas mais faladas no mundo em termos de números de falantes nativos. Veremos se devido à globalização o número reduzido de falantes nativos na Europa começará a incentivar a perda do poder estratégico do português no campo de acção europeu e até no mundo. Antes de terminar, será aflorado o porquê de a Comissão Europeia ter lançado um repto aos estabelecimentos de ensino dos 27 Estados-Membros, para começarem a preparar cada vez mais profissionais nas áreas das línguas, da tradução e da interpretação. No entanto, será que este desafio proposto pela Comissão Europeia funcionará se os países do espaço único europeu não começarem a tornar o ensino de línguas estrangeiras obrigatório desde o início da escolaridade de qualquer cidadão europeu? Estas e outras questões, tais como a questão do multilinguismo e a sua diferenciação de multiculturalidade como forma de preservação e de evolução da Europa neste século serão abordadas. O multilinguismo e a multiculturalidade são dois princípios essenciais e fundamentais na construção de uma Europa igualitária e plural, que já teve início no século passado, assim como fizeram sempre parte dos acordos capitais da Europa Unida e serão defendidas nesta exposição.

Investigation and Control of a Large Outbreak of Multi-Drug Resistant Tuberculosis at a Central Lisbon Hospital

An increase in the number of new cases of tuberculosis (TB) combined with poor clinical outcome was identified among HIV-infected injecting drug users attending a large HIV unit in central Lisbon. A retrospective epidemiological and laboratory study was conducted to review all newly diagnosed cases of TB from 1995 to 1996 in the HIV unit. Results showed that from 1995 to 1996, 63% (109/173) of the Mycobacterium tuberculosis isolates from HIV-infected patients were resistant to one or more anti-tuberculosis drugs; 89% (95) of these were multidrug-resistant, i.e., resistant to at least isoniazid and rifampicin. Eighty percent of the multidrug-resistant strains (MDR) available for restriction fragment length polymorphism (RFLP) DNA fingerprinting clustered into one of two large clusters. Epidemiological data support the conclusion that the transmission of MDR-TB occurred among HIV-infected injecting drug users exposed to infectious TB cases on open wards in the HIV unit. Improved infection control measures on the HIV unit and the use of empirical therapy with six drugs once patients were suspected to have TB, reduced the incidence of MDR-TB from 42% of TB cases in 1996 to 11% in 1999.

Serviços pós-4G em redes de satélite LEO com recepção multi-pacote e com handover

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Probabilistic constraint reasoning

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Informática, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

EVALUATION OF THE THERAPEUTIC EFFICACY OF LEVAMISOLE HYDROCHLORIDE ON THIRD-STAGE LARVAE OF Lagochilascaris minor IN EXPERIMENTALLY INFECTED MICE

Lagochilascariosis, a disease caused by Lagochilascaris minor, affects the neck, sinuses, tonsils, lungs, the sacral region, dental alveoli, eyeballs and the central nervous system of humans. A cycle of autoinfection may occur in human host tissues characterized by the presence of eggs, larvae and adult worms. This peculiarity of the cycle hinders therapy, since there are no drugs that exhibit ovicidal, larvicidal and vermicidal activity. Given these facts, we studied the action of levamisole hydrochloride on third-stage larvae in the migration phase (G1) and on encysted larvae (G3) of L. minor. To this end, 87 inbred mice of the C57BL/6 strain were divided into test groups comprising 67 animals (G1-37; G3-30) and a control group (G2-10; G4-10) with 20 animals. Each animal was inoculated orally with 2,000 infective eggs of the parasite. The animals of the test groups were treated individually with a single oral dose of levamisole hydrochloride at a concentration of 0.075 mg. The drug was administered either 30 minutes prior to the parasite inoculation (G1 animals) or 120 days after the inoculation (G3 animals). The mice in the control groups were not treated with the drug. After the time required for the migration and the encysting of L. minor larvae, all the animals were euthanized and their tissues examined. The data were analyzed using the Student's unpaired t-test and the Levene test. The groups showed no statistically significant difference. Levamisole hydrochloride was ineffective on third-stage larvae of L. minor. These findings explain the massive expulsion of live adult worms, as well as the use of long treatment schemes, owing to the persistence of larvae and eggs in human parasitic lesions.

A Idade é uma Variável Preditora da Funcionalidade após Acidente Vascular Cerebral? Um Estudo Multi-Análises

Existem diversos factores que podem influenciar o prognóstico funcional nos doentes com Acidente Vascular Cerebral (AVC), nomeadamente o hemisfério afectado, severidade do deficit neurológico inicial, presença de comorbilidades, etiologia, entre outros. A idade como factor preditivo na reabilitação destes doentes tem sido alvo de controvérsia. O objectivo deste trabalho foi avaliar a idade como variável preditiva de funcionalidade após AVC. Os autores recolheram retrospectivamente os dados dos processos clínicos dos doentes internados para reabilitação no Serviço de MFR do Hospital de Curry Cabral durante o ano de 2008, tendo como critério de inclusão diagnóstico de AVC. A funcionalidade foi avaliada à entrada e à saída do internamento, com a Medida de Independência Funcional (MIF) e o Índice de Barthel (IB). Os doentes com idade igual ou inferior a 45 anos foram considerados jovens adultos. Foi realizado o emparelhamento de doentes em casos-controlo. Para cada caso de AVC no adulto jovem os critérios de emparelhamento foram: idade> 45 anos, o mesmo tipo de AVC e hemisfério envolvido e igual MIF à entrada (mais ou menos três pontos). Para tratamento estatístico foi utilizado o programa SPSS 13.0. Foram recolhidos dados de 69 doentes com AVC, dos quais 12 foram considerados adultos jovens (38 +-5 anos). Quando comparados com os doentes mais velhos, os adultos jovens saíram com uma MIF maior (101 Vs 88 pontos; p=0,04), sem que se verificassem diferenças estatisticamente significativas em relação a: MIF à entrada, IB à entrada e saída, eficiência da MIF ou duração do internamento. A idade jovem associou-se com um melhor valor de MIF à saída (r=0,33, p=0,006), mesmo quando se controlou para a MIF à entrada (r=0,23, p=0,05). Em relação à análise dos nove pares caso-controlo, não se verificaram diferenças entre os grupos nas medidas de funcionalidade à entrada e à saída, nem na duração do internamento. A idade correlacionou-se com funcionalidade à saída, sendo que os doentes mais jovens saíram mais funcionais. No entanto, na análise caso-controlo, quando se controlou para outras variáveis (e.g. tipo de AVC), a variável perdeu o seu valor preditivo. Estes resultados podem dever-se ao facto de o AVC no jovem adulto ter diferentes características, como um maior número de eventos hemorrágicos. Nesta amostra, os jovens adultos tiveram igual número de AVC isquémicos e hemorrágicos (seis) e o grupo mais velho teve apenas 23% eventos hemorrágicos (p=0,07). É conhecido o melhor prognóstico funcional deste tipo de AVC, quando não associados a mortalidade precoce. Este estudo apresenta algumas limitações: o tamanho da amostra; o facto de a MIF e o IB não serem medidas de funcionalidade desenvolvidas especificamente para doentes com AVC; um viés de selecção, pois somente alguns doentes são incluídos em programa de reabilitação em internamento; o momento de avaliação da funcionalidade residual foi á saída do internamento, apenas algumas semanas pós-AVC. A idade jovem parece associar-se a um melhor prognóstico funcional. Este aspecto pode estar associado ao facto de o AVC nos doentes mais novos ter características diferentes (e.g. maior proporção de AVC hemorrágico), normalmente associadas a uma recuperação mais favorável.

Serviços pós-4G em redes de satélite com recepção multi-pacote de acesso com agendamento

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica e Computadores

A proof system for lock-free concurrency

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Validation of NASA rotor 67 with openFOAM's transonic density-based solver

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Towards improving WEBSOM with multi-word expressions

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática