Digital pathology and image analysis in tissue biomarker research

Digital pathology and the adoption of image analysis have grown rapidly in the last few years. This is largely due to the implementation of whole slide scanning, advances in software and computer processing capacity and the increasing importance of tissue-based research for biomarker discovery and stratified medicine. This review sets out the key application areas for digital pathology and image analysis, with a particular focus on research and biomarker discovery. A variety of image analysis applications are reviewed including nuclear morphometry and tissue architecture analysis, but with emphasis on immunohistochemistry and fluorescence analysis of tissue biomarkers. Digital pathology and image analysis have important roles across the drug/companion diagnostic development pipeline including biobanking, molecular pathology, tissue microarray analysis, molecular profiling of tissue and these important developments are reviewed. Underpinning all of these important developments is the need for high quality tissue samples and the impact of pre-analytical variables on tissue research is discussed. This requirement is combined with practical advice on setting up and running a digital pathology laboratory. Finally, we discuss the need to integrate digital image analysis data with epidemiological, clinical and genomic data in order to fully understand the relationship between genotype and phenotype and to drive discovery and the delivery of personalized medicine.

What counts and what is being counted – The social organization of knowledge on the front lines of emergency medical services.

Paramedics are trained to use specialized medical knowledge and a variety of medical procedures and pharmaceutical interventions to “save patients and prevent further damage” in emergency situations, both as members of “health-care teams” in hospital emergency departments (Swanson, 2005: 96) and on the streets – unstandardized contexts “rife with chaotic, dangerous, and often uncontrollable elements” (Campeau, 2008: 3). The paramedic’s unique skill-set and ability to function in diverse situations have resulted in the occupation becoming ever more important to health care systems (Alberta Health and Wellness, 2008: 12).
Today, prehospital emergency services, while varying, exist in every major city and many rural areas throughout North America (Paramedics Association of Canada, 2008) and other countries around the world (Roudsari et al., 2007). Services in North America, for instance, treat and/or transport 2 million Canadians (over 250,000 in Alberta alone ) and between 25 and 30 million Americans annually (Emergency Medical Services Chiefs of Canada, 2006; National EMS Research Agenda, 2001). In Canada, paramedics make up one of the largest groups of health care professionals, with numbers exceeding 20,000 (Pike and Gibbons, 2008; Paramedics Association of Canada, 2008). However, there is little known about the work practices of paramedics, especially in light of recent changes to how their work is organized, making the profession “rich with unexplored opportunities for research on the full range of paramedic work” (Campeau, 2008: 2).

This presentation reports on findings from an institutional ethnography that explored the work of paramedics and different technologies of knowledge and governance that intersect with and organize their work practices. More specifically, my tentative focus of this presentation is on discussing some of the ruling discourses central to many of the technologies used on the front lines of EMS in Alberta and the consequences of such governance practices for both the front line workers and their patients. In doing so, I will demonstrate how IE can be used to answer Rankin and Campbell’s (2006) call for additional research into “the social organization of information in health care and attention to the (often unintended) ways ‘such textual products may accomplish…ruling purposes but otherwise fail people and, moreover, obscure that failure’ (p. 182)” (cited in McCoy, 2008: 709).

Technologies of Knowledge and Governance on the Front Lines of Emergency Services.

Using institutional ethnography, a sociology and critical method of inquiry used primarily in North America, this presentation discusses new forms and technologies of knowledge and governance – “forms of language, technologies of representation and communication, and text-based, objectified modes of knowledge through which local particularities are interpreted or rendered actionable in abstract, translocal terms” (McCoy, 2008: 701) on the front line of emergency medical services. I focus specifically on technologies central to health reforms that attempt to reshape how health care is delivered, experienced, and made accountable (Anantharaman, 2004; Ball, 2005; Alberta Health Services, 2008). In additional to exemplifying how institutional ethnography can be used to answer Rankin and Campbell’s (2006) call for additional research into “the social organization of information in health care and attention to the (often unintended) ways ‘such textual products may accomplish…ruling purposes but otherwise fail people and, moreover, obscure that failure’ (p. 182)” (cited in McCoy, 2008: 709), this presentation will introduce the audience to a critical approach to social inquiry that explores how knowledge is socially organized.

Retro, faux-vintage, and anachronism: When cinema looks back at Its Analogue Past

This article explores the definition of ‘vintage cinema’ and specifically re-evaluates the fetishism for the past and its regurgitation in the present by providing a taxonomy of the phenomenon in recent film production. Our contribution identifies three aesthetic categories: the faux-vintage, the retro and the anachronistic and by illustrating their overlapping and discrepancies, it argues that the past remains a powerful negotiator of meaning for the present and the future. Drawing on studies of memory and digital nostalgia, this article focuses on the latter category: anachronism and unravel the persistence of and the filmic fascination for obsolete analogue objects through an analysis of Only Lovers Left Alive (Jim Jarmusch, 2013).

Laughter and Humour as Conversational Mind-Reading Displays

Laughter and humor are pervasive phenomena in conversa- tional interactions. This paper argues that they function as displays of mind-reading abilities in social interactions–as suggested by the Analogi- cal Peacock Hypothesis (APH). In this view, they are both social bonding signals and can elevate one’s social status. The relational combination of concepts in humor is addressed. However, it is in the inclusion of context and receiver knowledge, required by the APH view, that it contributes the most to existing theories. Taboo and offensive humor are addressed in terms of costly signaling, and implications for human computer inter- action and some possible routes to solutions are suggested.

Assessing the evidence: Student response system versus computer based testing for undertaking multiple choice question assessment in undergraduate nursing education

There is a dearth of evidence focusing on student preferences for computer-based testing versus
testing via student response systems for summative assessment in undergraduate education.
This quantitative study compared the preference and acceptability of computer-based testing
and a student response system for completing multiple choice questions in undergraduate
nursing education. After using both computer-based testing and a student response system to
complete multiple choice questions, 192 first year undergraduate nursing students rated their
preferences and attitudes towards using computer-based testing and a student response system.
Results indicated that seventy four percent felt the student response system was easy to use.
Fifty six percent felt the student response system took more time than the computer-based testing
to become familiar with. Sixty Percent felt computer-based testing was more users friendly.
Seventy Percent of students would prefer to take a multiple choice question summative exam
via computer-based testing, although Fifty percent would be happy to take using student response
system. Results are useful for undergraduate educators in relation to student’s preference
for using computer-based testing or student response system to undertake a summative
multiple choice question exam

A influência do terrorismo nos comportamentos de viagem internacionais

A partir de uma amostra de 600 turistas internacionais que circulam em Portugal, Espanha e Itália, este estudo identifica as principais os conceitos chave relacionados com o terrorismo, a percepção de risco, envolvimento e motivação para a segurança dos turistas internacionais. Diferentes níveis de preocupação relativamente à segurança pode influenciar as decisões dos turistas. No seu processo de decisão, os turistas avaliam vários factores, nomeadamente, o nível de risco ou de segurança que consideram nos destinos (Sonmez, 1998). Os turistas adoptam uma atitude protectora alterando os seus comportamentos durante os processos de decisão, substituindo os destinos que consideram inseguros por outros associados a uma maior segurança (Gu & Martin, 1992; Mansfeld, 1996). O terrorismo exacerbado pelos media tem efeitos graves nas receitas dos destinos turísticos (Taylor, 2006). Através da publicidade negativa, um destino turístico que experiencia um incidente terrorista pode ver a sua reputação danificada e a actividade turística severamente comprometida (Sonmez, 1998). Inclusivamente, a imageme negativa de um destino pode ser generalizada e pode também afectar outros países ou regiões por períodos de tempo indeterminados (Taylor, 2006). Um modelo de equações estruturais revela que os turistas são motivados para adquirir informação sobre o terrorismo nos media, nomeadamente mostram atenção e interesse sobre essas notícias e esse facto influencia directamente o seu risco percebido. A percepção de risco influencia directamente o envolvimento dos turistas no planeamento da viagem, especificamente a procura de informação antes da viagem e quando estão no destino. A percepção de risco e o envolvimento dos turistas influencia a percepção da importância da segurança.A discussão foca as implicações deste modelo para a teoria e para as instituições e organizações turísticas. São igualmente apresentadas recomendações para os gestores e promotores dos destinos e para os gestores das organizações turísticas. Direcções futuras de investigação são igualmente apresentadas.

Metodologias de optimização topológica em cálculo estrutural

A optimização estrutural é uma temática antiga em engenharia. No entanto, com o crescimento do método dos elementos finitos em décadas recentes, dá origem a um crescente número de aplicações. A optimização topológica, especificamente, surge associada a uma fase de definição de domínio efectivo de um processo global de optimização estrutural. Com base neste tipo de optimização, é possível obter a distribuição óptima de material para diversas aplicações e solicitações. Os materiais compósitos e alguns materiais celulares, em particular, encontram-se entre os materiais mais proeminentes dos nossos dias, em termos das suas aplicações e de investigação e desenvolvimento. No entanto, a sua estrutura potencialmente complexa e natureza heterogénea acarretam grandes complexidades, tanto ao nível da previsão das suas propriedades constitutivas quanto na obtenção das distribuições óptimas de constituintes. Procedimentos de homogeneização podem fornecer algumas respostas em ambos os casos. Em particular, a homogeneização por expansão assimptótica pode ser utilizada para determinar propriedades termomecânicas efectivas e globais a partir de volumes representativos, de forma flexível e independente da distribuição de constituintes. Além disso, integra processos de localização e fornece informação detalhada acerca de sensibilidades locais em metodologias de optimização multiescala. A conjugação destas áreas pode conduzir a metodologias de optimização topológica multiescala, nas quais de procede à obtenção não só de estruturas óptimas mas também das distribuições ideais de materiais constituintes. Os problemas associados a estas abordagens tendem, no entanto, a exigir recursos computacionais assinaláveis, criando muitas vezes sérias limitações à exequibilidade da sua resolução. Neste sentido, técnicas de cálculo paralelo e distribuído apresentam-se como uma potencial solução. Ao dividir os problemas por diferentes unidades memória e de processamento, é possível abordar problemas que, de outra forma, seriam proibitivos. O principal foco deste trabalho centra-se na importância do desenvolvimento de procedimentos computacionais para as aplicações referidas. Adicionalmente, estas conduzem a diversas abordagens alternativas na procura simultânea de estruturas e materiais para responder a aplicações termomecânicas. Face ao exposto, tudo isto é integrado numa plataforma computacional de optimização multiobjectivo multiescala em termoelasticidade, desenvolvida e implementada ao longo deste trabalho. Adicionalmente, o trabalho é complementado com a montagem e configuração de um cluster do tipo Beowulf, assim como com o desenvolvimento do código com vista ao cálculo paralelo e distribuído.

Determinantes psicossociais da dor sexual na mulher portuguesa

A dor é uma experiência perceptualmente complexa, influenciada por um conjunto variado de fatores biológicos e também psicossociais. A sua vivência varia de pessoa para pessoa, havendo diferentes níveis de impacto no funcionamento emocional, interpessoal, motivacional e físico. A dor sexual, mais conhecida por dispareunia e vaginismo, é uma problemática de natureza habitualmente crónica que afeta muitas mulheres. Apesar de ser um importante alvo de estudo nas últimas décadas, e apesar do impacto que tem nas vidas de muitas mulheres, é ainda uma temática pouco abordada junto dos profissionais de saúde, sendo igualmente difícil a determinação da sua causa e respetivo tratamento. A sua concetualização tem sido um dos principais alvos de discussão entre investigadores e clínicos, havendo quem defenda que a mesma deve ser considerada, ou como uma perturbação de dor, ou como uma disfunção sexual. Contudo, mesmo com um crescimento significativo da literatura, não existem ainda dados que clarifiquem o papel que determinadas variáveis psicossociais exercem no desenvolvimento e manutenção da dor sexual e que forma estas aproximam, ou distanciam, este quadro clínico da dor crónica e de outras disfunções sexuais. Neste contexto, o objetivo do presente estudo consistiu em avaliar a influência do Mindfulness, do afeto-traço, dos pensamentos automáticos, das crenças sexuais, da perceção, vigilância e catastrofização face à dor, da perceção da resposta do outro significativo à dor, da autoestima, da autoestima sexual, do ajustamento diádico e do funcionamento sexual em mulheres com dor sexual, comparando-as com três grupos específicos: mulheres com dor crónica, mulheres com outras dificuldades sexuais e mulheres da população geral, sem nenhuma destas dificuldades. Por outro lado, foi avaliada a capacidade preditiva de cada uma destas variáveis psicossociais na intensidade da dor em mulheres que sofrem de dor sexual e dor crónica. Um total de 1233 mulheres colaboraram no presente estudo: 371 mulheres com dor sexual, 245 mulheres com dor crónica, 94 mulheres com disfunção sexual e 523 mulheres da população geral. As participantes responderam a um conjunto de questionários que foram disponibilizados através de um link online e que avaliaram cada uma das dimensões em estudo. Os resultados mostraram que as mulheres com dor sexual e disfunção sexual apresentaram uma menor capacidade para ser mindful, mais pensamentos automáticos negativos de fracasso/desistência, uma maior escassez de pensamentos eróticos, uma menor autoestima e autoestima sexual e uma menor qualidade do ajustamento diádico e funcionamento sexual, quando comparadas com as mulheres com dor crónica e da população geral. Por outro lado, as mulheres com dor sexual e dor crónica apresentaram maiores níveis de perceção, vigilância e catastrofização face à dor, quando comparadas com as mulheres com disfunção sexual e da população geral. Ao nível da perceção da reposta do outro significativo, as mulheres com dor sexual apresentaram significativamente uma menor perceção de respostas solícitas que as mulheres com dor crónica e da população geral. Não foram encontradas diferenças entre os grupos ao nível do afeto-traço e crenças sexuais disfuncionais. No que diz respeito à intensidade da dor nas mulheres com dor sexual, emergiram como preditores significativos os pensamentos de fracasso, as crenças sexuais de desejo sexual como pecado, a magnificação e o desânimo face à dor, a atenção à dor, a perceção de resposta de punição do outro significativo, o ajustamento diádico, a autoestima e a autoestima sexual. Em relação ao grupo com dor crónica, surgiram como preditores significativos o afeto negativo, o desânimo face à dor, a atenção à dor e a perceção de resposta de punição do outro significativo. Uma análise conjunta de todos estes preditores para cada um dos grupos, demonstrou que a perceção da resposta de punição da parte de outro significativo se constituiu como o melhor preditor da intensidade da dor nas mulheres com dor sexual, enquanto que o desânimo face à dor se mostrou como o mais significativo nas mulheres com dor crónica. De uma forma geral, os resultados demonstraram a importância das diferentes variáveis psicossociais na vivência da dor sexual e na respetiva intensidade da dor. Revelaram ainda que a dor sexual apresenta aspetos em comum, quer com a dor crónica, principalmente ao nível da relação com a dor, quer com outras disfunções sexuais, nomeadamente em termos cognitivos e relacionais. O presente estudo vem assim reforçar a ideia de que este é um quadro clínico multidimensional e complexo, trazendo consigo importantes implicações ao nível da sua concetualização, avaliação e tratamento.

Architecture for real-time coordination of multiple autonomous mobile units

Interest on using teams of mobile robots has been growing, due to their potential to cooperate for diverse purposes, such as rescue, de-mining, surveillance or even games such as robotic soccer. These applications require a real-time middleware and wireless communication protocol that can support an efficient and timely fusion of the perception data from different robots as well as the development of coordinated behaviours. Coordinating several autonomous robots towards achieving a common goal is currently a topic of high interest, which can be found in many application domains. Despite these different application domains, the technical problem of building an infrastructure to support the integration of the distributed perception and subsequent coordinated action is similar. This problem becomes tougher with stronger system dynamics, e.g., when the robots move faster or interact with fast objects, leading to tighter real-time constraints. This thesis work addressed computing architectures and wireless communication protocols to support efficient information sharing and coordination strategies taking into account the real-time nature of robot activities. The thesis makes two main claims. Firstly, we claim that despite the use of a wireless communication protocol that includes arbitration mechanisms, the self-organization of the team communications in a dynamic round that also accounts for variable team membership, effectively reduces collisions within the team, independently of its current composition, significantly improving the quality of the communications. We will validate this claim in terms of packet losses and communication latency. We show how such self-organization of the communications can be achieved in an efficient way with the Reconfigurable and Adaptive TDMA protocol. Secondly, we claim that the development of distributed perception, cooperation and coordinated action for teams of mobile robots can be simplified by using a shared memory middleware that replicates in each cooperating robot all necessary remote data, the Real-Time Database (RTDB) middleware. These remote data copies, which are updated in the background by the selforganizing communications protocol, are extended with age information automatically computed by the middleware and are locally accessible through fast primitives. We validate our claim showing a parsimonious use of the communication medium, improved timing information with respect to the shared data and the simplicity of use and effectiveness of the proposed middleware shown in several use cases, reinforced with a reasonable impact in the Middle Size League of RoboCup.

Phase transitions and nonlinear phenomena in neuronal network models

Communication and cooperation between billions of neurons underlie the power of the brain. How do complex functions of the brain arise from its cellular constituents? How do groups of neurons self-organize into patterns of activity? These are crucial questions in neuroscience. In order to answer them, it is necessary to have solid theoretical understanding of how single neurons communicate at the microscopic level, and how cooperative activity emerges. In this thesis we aim to understand how complex collective phenomena can arise in a simple model of neuronal networks. We use a model with balanced excitation and inhibition and complex network architecture, and we develop analytical and numerical methods for describing its neuronal dynamics. We study how interaction between neurons generates various collective phenomena, such as spontaneous appearance of network oscillations and seizures, and early warnings of these transitions in neuronal networks. Within our model, we show that phase transitions separate various dynamical regimes, and we investigate the corresponding bifurcations and critical phenomena. It permits us to suggest a qualitative explanation of the Berger effect, and to investigate phenomena such as avalanches, band-pass filter, and stochastic resonance. The role of modular structure in the detection of weak signals is also discussed. Moreover, we find nonlinear excitations that can describe paroxysmal spikes observed in electroencephalograms from epileptic brains. It allows us to propose a method to predict epileptic seizures. Memory and learning are key functions of the brain. There are evidences that these processes result from dynamical changes in the structure of the brain. At the microscopic level, synaptic connections are plastic and are modified according to the dynamics of neurons. Thus, we generalize our cortical model to take into account synaptic plasticity and we show that the repertoire of dynamical regimes becomes richer. In particular, we find mixed-mode oscillations and a chaotic regime in neuronal network dynamics.