Wireless optical communication-based spatial pattern

We propose a novel communication technique which utilizes a set of mutually distinguishable optical patterns instead of convergent facula to transmit information. The communication capacity is increased by exploiting the optical spatial bandwidth resources. An optimum detector for this communication is proposed based on maximum-likelihood decision. The fundamental rule of designing signal spatial pattern is formulated from analysis of the probability of error decision. Finally, we present a typical electro-optical system scheme of the proposed communication. (c) 2006 Elsevier GmbH. All rights reserved.

The global optimization of phase-incoherent signals

The problem of global optimization of M phase-incoherent signals in N complex dimensions is formulated. Then, by using the geometric approach of Landau and Slepian, conditions for optimality are established for N = 2 and the optimal signal sets are determined for M = 2, 3, 4, 6, and 12.

The method is the following: The signals are assumed to be equally probable and to have equal energy, and thus are represented by points ṡ_i, i = 1, 2, …, M, on the unit sphere S₁ in C^N. If W_ik is the halfspace determined by ṡ_i and ṡ_k and containing ṡ_i, i.e. W_ik = {ṙϵC^N:| ≥ | ˂ṙ, ṡ_k˃|}, then the Ʀ_i = ∩/k≠i W_ik, i = 1, 2, …, M, the maximum likelihood decision regions, partition S₁. For additive complex Gaussian noise ṅ and a received signal ṙ = ṡ_ie^jϴ + ṅ, where ϴ is uniformly distributed over [0, 2π], the probability of correct decoding is P_C = 1/π^N ∞/ʃ/0 r^2N-1e^-(r2+1)U(r)dr, where U(r) = 1/M M/Ʃ/i=1 Ʀ_i ʃ/∩ S₁ I₀(2r | ˂ṡ, ṡ_i˃|)dσ(ṡ), and r = ǁṙǁ.

For N = 2, it is proved that U(r) ≤ ʃ/C_α I₀(2r|˂ṡ, ṡ_i˃|)dσ(ṡ) – 2K/M. h(1/2K [Mσ(C_α)-σ(S₁)]), where C_α = {ṡϵS₁:|˂ṡ, ṡ_i˃| ≥ α}, K is the total number of boundaries of the net on S₁ determined by the decision regions, and h is the strictly increasing strictly convex function of σ(C_α∩W), (where W is a halfspace not containing ṡ_i), given by h = ʃ/C_α∩W I₀ (2r|˂ṡ, ṡ_i˃|)dσ(ṡ). Conditions for equality are established and these give rise to the globally optimal signal sets for M = 2, 3, 4, 6, and 12.

From the individual to the community and beyond: water quality, stress indicators and key species in coastal waters

This review examines water quality and stress indicators at levels of organisation from the individual to the community and beyond by means of three case studies concentrating on rocky shores within the north-east Atlantic. Responses of dogwhelks (Nucella) to tributyltin pollution from antifouling paints is examined as the main case study. There are effects at the individual level (development of male sexual characteristics in the female leading to effective sterility) and population level (reduction in juveniles, few females and eventual population disappearance of dogwhelks in badly contaminated areas) but information on community level effects of dogwhelk demise is sparse. Such effects were simulated by dogwhelk removal experiments on well studied, moderately exposed ledges on shores on the Isle of Man. The removal of dogwhelks reduced the size and longevity of newly established Fucus clumps that had escaped grazing. Removal of dogwhelks also increased the likelihood of algal escapes. In a factorial experiment dogwhelks were shown to be less important than limpets \{Patella) in structuring communities but still had a significant modifying effect by increasing the probability of algal escapes. Community level responses to stress on rocky shores are then explored by reference to catastrophic impacts such as oil spills, using the Torrey Canyon as a case study. Recovery of the system in response to this major perturbation took between 10-15 years through a series of damped oscillations. The final case study is that of indicators of ecosystem level change in response to climate fluctuations, using ratios of northern \{Semibalanus balanoides) and southern (Chthamalus spp.) barnacles. Indices derived from counts on the shore show good correlations with inshore sea-water temperatures after a 2-year lag phase. The use of barnacles to measure offshore changes is reviewed. The discussion considers the use of bioindicators at various levels of organisation.

SIHSUS como fonte para o estudo de morbi-mortalidade por medicamentos no Estado do Rio de Janeiro

A despeito de suas limitações, os dados do SIHSUS são os mais sistemáticos e abrangentes sobre as Reações Adversas e Intoxicações a medicamentos que provocam hospitalização. Eles demonstram a importância das ações de educação e investigação de casos do Programa Nacional de Farmacovigilância para possibilitar o diagnóstico mais acurado e superação do quadro atual de ocorrência desses agravos, além da possibilidade de o SIH/SUS ser utilizado sistematicamente como fonte de dados na detecção e análise dos problemas relacionados a medicamentos. No período de 1999 a 2007, foram emitidas 6.670.609 AIH (tipo 1), entre as quais 3.611 foram classificadas como internações devidas a RAM e 4.675 como Intoxicações, correspondendo, respectivamente, às taxas médias de 5,41 casos por 104 AIH e 7,2 casos por 104 AIH. Ocorreram 137 óbitos (3,79% das AIH) por RAM e 207 (4,43% das AIH) por Intoxicações na população internada. Tanto as RAM como as Intoxicações tiveram menor chance de levar ao óbito quando comparados às outras causas. Uma característica da distribuição dos RAM foi concentrar 62% das AIH nas faixas etárias de 20 a 59 anos de idade (grupo adulto). Nas Intoxicações merece destaque a elevada proporção de AIH na faixa etária de 0-4 anos (14,29%). As AIH registradas com causas básicas relacionados a RAM foram principalmente de pacientes do sexo masculino, já as Intoxicações foram principalmente de pacientes do sexo feminino. Em ambos tipos de agravos estes pacientes foram internados em hospitais que não faziam parte da Rede de Hospitais Sentinelas do Programa Nacional de Farmacovigilância. No entanto, a probabilidade destes hospitais registrarem as AIH com códigos CID-10 referentes às RAM é maior, o que ocorre provavelmente por estarem mais capacitados em diagnosticar este tipo de agravo. Porém este fato não foi observado para as Intoxicações. Os fármacos que causaram os agravos estudados são psicoativos. Este estudo apresentou algumas evidências sobre a distribuição da morbi-mortalidade provocada por medicamentos entre pacientes internados em hospitais conveniados ao SUS no período de 1999-2007, baseadas nas informações das AIH, que podem ser úteis ao Programa de Farmacovigilância no Estado do Rio de Janeiro.

Desenvolvimento e validação de sistema multiplex X-STR para identificação humana por DNA

Novas metodologias de análise molecular voltadas para estudos populacionais, clínicos, evolutivos, da biodiversidade e identificação forense foram desenvolvidas com base em marcadores microssátelites ou STR Short Tandem Repeats. Os marcadores STR, que estão amplamente espalhados nos genomas e se caracterizam por apresentar alto grau de polimorfismo, podem ser analisados a partir da amplificação por PCR (Reação em Cadeia da polimerase). A análise foi facilitada a partir do desenvolvimento de sistemas de amplificação simultânea de múltiplos STR (multiplex STR) e com a detecção automatizada dos produtos de amplificação marcados por fluorescência. Recentemente, o uso de marcadores STR do cromossomo X (X-STR) tornou-se significativo na prática forense. Devido ao seu modo de transmissão, os X-STR são úteis em situações particulares de investigação de relações de parentesco, apresentando vantagens sobre o uso de STR autossômicos. Este estudo teve como principal objetivo o desenvolvimento e validação de sistema multiplex, denominado LDD (X-STR) Decaplex, capaz de amplificar dez loci X-STR (DXS7133, DXS7424, DXS8378, DXS6807, DXS7132, DXS10074, DXS7423, DXS8377, GATA172D05 e DXS10101) para aplicação em genética populacional, identificação e análises forenses. Utilizando o LDD (X-STR) Decaplex 170 indivíduos autodenominados afrodescendentes, não aparentados geneticamente, foram genotipados. As freqüências alélicas e genotípicas não apresentaram desvio do equilíbrio de Hardy-Weinberg e estão em concordância com aquelas observadas em outros estudos. Os haplótipos observados foram únicos em indivíduos de amostra masculina. A análise de desequilíbrio de ligação não revelou associação entre os marcadores X-STR. A diversidade genética foi elevada, variando entre 0,6218 para o locus DXS7133 a 0,9327 para o locus DXS8377. Os parâmetros de Probabilidade de Vinculação (PV), Índice de Vinculação (IV), Poder de Exclusão (PE), Poder de Discriminação e Razão de Verossimilhança foram também elevados, demonstraram que os dez X-STRs são altamente polimórficos e discriminativos na população estudada. A concentração mínima de DNA para a amplificação dos loci do LDD (X-STR) Decaplex é de 0,5 ng e verificamos que amplificação por PCR pode ser afetada quando são adicionados mais de 5 ng de DNA nas reações. Os percentuais de bandas stutter foram elevados para os loci DXS7132 e DXS8377. No teste de reprodutibilidade observamos consistência entre as tipagem de diferentes amostras biológicas, incluindo as de restos mortais. No teste de mistura a proporção limite em que observamos a coexistência de duas espécies biológicas foi de 2,5:1ng (feminino-masculino). Os resultados evidenciaram que os loci do LDD (X-STR) Decaplex são altamente informativos, consistindo, em conjunto, uma ferramenta importante em estudos de identificação humana e de relações de parentesco.

Frame-level features conveying phonetic information for language and speaker recognition

150 p.

Modeling habits as self-sustaining patterns of sensorimotor behavior

In the recent history of psychology and cognitive neuroscience, the notion of habit has been reduced to a stimulus-triggered response probability correlation. In this paper we use a computational model to present an alternative theoretical view (with some philosophical implications), where habits are seen as self-maintaining patterns of behavior that share properties in common with self-maintaining biological processes, and that inhabit a complex ecological context, including the presence and influence of other habits. Far from mechanical automatisms, this organismic and self-organizing concept of habit can overcome the dominating atomistic and statistical conceptions, and the high temporal resolution effects of situatedness, embodiment and sensorimotor loops emerge as playing a more central, subtle and complex role in the organization of behavior. The model is based on a novel "iterant deformable sensorimotor medium (IDSM)," designed such that trajectories taken through sensorimotor-space increase the likelihood that in the future, similar trajectories will be taken. We couple the IDSM to sensors and motors of a simulated robot, and show that under certain conditions, the IDSM conditions, the IDSM forms self-maintaining patterns of activity that operate across the IDSM, the robot's body, and the environment. We present various environments and the resulting habits that form in them. The model acts as an abstraction of habits at a much needed sensorimotor "meso-scale" between microscopic neuron-based models and macroscopic descriptions of behavior. Finally, we discuss how this model and extensions of it can help us understand aspects of behavioral self-organization, historicity and autonomy that remain out of the scope of contemporary representationalist frameworks.

星载激光对水下目标通信可行性研究

The characteristics of media in communication channel are analyzed briefly and the reasonable optical parameters of media are adopted. With certain communication system parameters the temporal and spatial distributions of the received signal from submerged platform are simulated using Monte Carlo method. The upper limit of the ratio of Monte Carlo estimated error to averaged value is about 0.3%. From the simulated results, the optimized sampling timing of receiver and field of view of telescope are obtained. Also the signal-to-noise ratio of the receiver is calculated. Based on this, the error probability of the communication system is deduced from laser pulse position modulation and maximum likelihood detection. The results show that under severe environment robust laser communication from a satellite to a submerged platform can be achieved.

Undertreatment of human immunodeficiency virus in psychiatric inpatients: a cross-sectional study of seroprevalence and associated factors

Background: The aims of this study were to evaluate the prevalence of HIV and its associated demographic and clinical factors among psychiatric inpatients of a general hospital. Methods: This was a single-center, observational, cross-sectional study that included patients consecutively admitted to our unit aged 16 years or older and with no relevant cognitive problems. The patients were evaluated using a semistructured interview and an appropriate test for HIV infection. Results: Of the 637 patients who were screened, 546 (86%) who consented to participate were included in the analyses. Twenty-five (4.6%, 95% confidence interval [CI] 3.0-6.8) patients were HIV-positive. The prevalence was higher among patients with substance misuse (17.4%, 95% CI 9.7-28.8). All except one of the 25 patients knew of their seropositive condition prior to participation in the study. Only 14 (56%) of the 25 seropositive patients had previously received pharmacological treatment for their infection. According to the multiple logistic regression analysis, the likelihood of HIV infection was lower in patients with higher levels of education and higher among patients who were single, had history of intravenous drug use, and had an HIV-positive partner, particularly if they did not use condoms. Among the patients with HIV infection, 18 (72%) had a history of suicide attempts compared with 181 (34.7%) of the patients without HIV infection (relative risk 2.1, 95% CI 1.6-2.7; P<0.001). Conclusion: HIV infection is highly prevalent in patients admitted to a psychiatric unit, especially those with a diagnosis of substance misuse. Seropositive patients show very poor treatment adherence. The risk of suicide seems to be very high in this population. Implementing interventions to reduce the suicide risk and improve adherence to antiretroviral therapy and psychotropic medications seems crucial.

Caracterização de imagens de microtomografia de raios X baseada em descritores de textura

A microtomografia computadorizada (computed microtomography - μCT) permite uma análise não destrutiva de amostras, além de possibilitar sua reutilização. A μCT permite também a reconstrução de objetos tridimensionais a partir de suas seções transversais que são obtidas interceptando a amostra através de planos paralelos. Equipamentos de μCT oferecem ao usuário diversas opções de configurações que alteram a qualidade das imagens obtidas afetando, dessa forma, o resultado esperado. Nesta tese foi realizada a caracterização e análise de imagens de μCT geradas pelo microtomógrafo SkyScan1174 Compact Micro-CT. A base desta caracterização é o processamento de imagens. Foram aplicadas técnicas de realce (brilho, saturação, equalização do histograma e filtro de mediana) nas imagens originais gerando novas imagens e em seguida a quantificação de ambos os conjuntos, utilizando descritores de textura (probabilidade máxima, momento de diferença, momento inverso de diferença, entropia e uniformidade). Os resultados mostram que, comparadas às originais, as imagens que passaram por técnicas de realce apresentaram melhoras quando gerados seus modelos tridimensionais.

Structural studies of the hipersaline adaptation of proteins belonging to halophilic archaea

183 p.

A-SCALA: an age-structured statistical catch-at-length analysis for assessing tuna stocks in the eastern tropical Pacific Ocean

English: We describe an age-structured statistical catch-at-length analysis (A-SCALA) based on the MULTIFAN-CL model of Fournier et al. (1998). The analysis is applied independently to both the yellowfin and the bigeye tuna populations of the eastern Pacific Ocean (EPO). We model the populations from 1975 to 1999, based on quarterly time steps. Only a single stock for each species is assumed for each analysis, but multiple fisheries that are spatially separate are modeled to allow for spatial differences in catchability and selectivity. The analysis allows for error in the effort-fishing mortality relationship, temporal trends in catchability, temporal variation in recruitment, relationships between the environment and recruitment and between the environment and catchability, and differences in selectivity and catchability among fisheries. The model is fit to total catch data and proportional catch-at-length data conditioned on effort. The A-SCALA method is a statistical approach, and therefore recognizes that the data collected from the fishery do not perfectly represent the population. Also, there is uncertainty in our knowledge about the dynamics of the system and uncertainty about how the observed data relate to the real population. The use of likelihood functions allow us to model the uncertainty in the data collected from the population, and the inclusion of estimable process error allows us to model the uncertainties in the dynamics of the system. The statistical approach allows for the calculation of confidence intervals and the testing of hypotheses. We use a Bayesian version of the maximum likelihood framework that includes distributional constraints on temporal variation in recruitment, the effort-fishing mortality relationship, and catchability. Curvature penalties for selectivity parameters and penalties on extreme fishing mortality rates are also included in the objective function. The mode of the joint posterior distribution is used as an estimate of the model parameters. Confidence intervals are calculated using the normal approximation method. It should be noted that the estimation method includes constraints and priors and therefore the confidence intervals are different from traditionally calculated confidence intervals. Management reference points are calculated, and forward projections are carried out to provide advice for making management decisions for the yellowfin and bigeye populations. Spanish: Describimos un análisis estadístico de captura a talla estructurado por edad, A-SCALA (del inglés age-structured statistical catch-at-length analysis), basado en el modelo MULTIFAN- CL de Fournier et al. (1998). Se aplica el análisis independientemente a las poblaciones de atunes aleta amarilla y patudo del Océano Pacífico oriental (OPO). Modelamos las poblaciones de 1975 a 1999, en pasos trimestrales. Se supone solamente una sola población para cada especie para cada análisis, pero se modelan pesquerías múltiples espacialmente separadas para tomar en cuenta diferencias espaciales en la capturabilidad y selectividad. El análisis toma en cuenta error en la relación esfuerzo-mortalidad por pesca, tendencias temporales en la capturabilidad, variación temporal en el reclutamiento, relaciones entre el medio ambiente y el reclutamiento y entre el medio ambiente y la capturabilidad, y diferencias en selectividad y capturabilidad entre pesquerías. Se ajusta el modelo a datos de captura total y a datos de captura a talla proporcional condicionados sobre esfuerzo. El método A-SCALA es un enfoque estadístico, y reconoce por lo tanto que los datos obtenidos de la pesca no representan la población perfectamente. Además, hay incertidumbre en nuestros conocimientos de la dinámica del sistema e incertidumbre sobre la relación entre los datos observados y la población real. El uso de funciones de verosimilitud nos permite modelar la incertidumbre en los datos obtenidos de la población, y la inclusión de un error de proceso estimable nos permite modelar las incertidumbres en la dinámica del sistema. El enfoque estadístico permite calcular intervalos de confianza y comprobar hipótesis. Usamos una versión bayesiana del marco de verosimilitud máxima que incluye constreñimientos distribucionales sobre la variación temporal en el reclutamiento, la relación esfuerzo-mortalidad por pesca, y la capturabilidad. Se incluyen también en la función objetivo penalidades por curvatura para los parámetros de selectividad y penalidades por tasas extremas de mortalidad por pesca. Se usa la moda de la distribución posterior conjunta como estimación de los parámetros del modelo. Se calculan los intervalos de confianza usando el método de aproximación normal. Cabe destacar que el método de estimación incluye constreñimientos y distribuciones previas y por lo tanto los intervalos de confianza son diferentes de los intervalos de confianza calculados de forma tradicional. Se calculan puntos de referencia para el ordenamiento, y se realizan proyecciones a futuro para asesorar la toma de decisiones para el ordenamiento de las poblaciones de aleta amarilla y patudo.

Serviços de terapia renal substitutiva em Volta Redonda: estrutura e adequação às normas de funcionamento

O número de pacientes com doença renal crônica está aumentando, em todo o mundo, em escala alarmante. Como resultado, observamos um elevado quantitativo de indivíduos que dependem do acesso e do tratamento dialítico para garantir sobrevida e qualidade de vida. Esse cuidado, entretanto, apresenta significativos problemas em diversas localidades do país. Ainda que uma estrutura adequada seja condição necessária, mas não suficiente, para um cuidado de qualidade, pode-se supor que aumente a probabilidade da assistência prestada ter um potencial de promover resultados em saúde mais positivos. Este estudo, descritivo e de caráter normativo, objetivou mapear os serviços de terapia dialítica existentes no município de Volta Redonda que oferecem procedimentos para o SUS e examinar sua conformidade com os padrões mínimos presentes nas diversas resoluções e demais legislações a respeito, focando em aspectos da estrutura e processo. Para tal, utilizou-se de três estratégias complementares: (a) busca de dados secundários presentes nas bases de dados nacionais e municipais; (b) entrevistas com os responsáveis técnicos pelas duas unidades existentes no município, com o responsável pela Superintendência de Controle, Avaliação e Auditoria da SMS/VR e pela Vigilância Sanitária Estadual, e (c) exame das cópias dos relatórios de vistoria sanitária realizada nos serviços nos anos de 2010 e 2011. Os resultados são apresentados em seis categorias: (1) conhecimento sobre o processo de admissão e preparo dos pacientes para entrada em Terapia Renal Substitutiva; (2) conformidade dos serviços de diálise existentes em Volta Redonda às exigências legais, desdobrando em estrutura física, parque de equipamentos, modalidades de diálise oferecida, controle e qualidade da água utilizada na diálise, atividades de controle de infecções e de proteção à saúde dos trabalhadores; (3) fluxo de encaminhamento dos pacientes em tratamento dialítico para transplante; (4) monitoramento dos indicadores de avaliação periódica dos serviços de Diálise; (5) produção assistencial desses serviços; e, por fim,(6) ações de controle e avaliação desenvolvidas junto às Unidades de Terapia Renal Substitutiva. O estudo permitiu identificar que, em diversos aspectos, os serviços de diálise de Volta Redonda estão fora de conformidade às exigências legais expressas nas diversas portarias e resoluções que tratam da estrutura e condições de funcionamento dos serviços de terapia renal substitutiva. Isso é grave e pode estar significando que os pacientes que se utilizam destes serviços possam, de alguma maneira, estar recebendo um cuidado longe do adequado. Foi também mostrada a dificuldade do serviço de Controle, Avaliação e Auditoria da SMS/VR em montar trabalho conjunto de monitoramento no cumprimento das exigências realizadas pelo órgão de vigilância estadual, que pode contribuir para melhorar a qualidade da assistência recebida pelos pacientes renais crônicos em Volta Redonda.

Gaussian processes for machine learning (GPML) toolbox

The GPML toolbox provides a wide range of functionality for Gaussian process (GP) inference and prediction. GPs are specified by mean and covariance functions; we offer a library of simple mean and covariance functions and mechanisms to compose more complex ones. Several likelihood functions are supported including Gaussian and heavy-tailed for regression as well as others suitable for classification. Finally, a range of inference methods is provided, including exact and variational inference, Expectation Propagation, and Laplace’s method dealing with non-Gaussian likelihoods and FITC for dealing with large regression tasks.

Approximations for Binary Gaussian Process Classification

We provide a comprehensive overview of many recent algorithms for approximate inference in Gaussian process models for probabilistic binary classification. The relationships between several approaches are elucidated theoretically, and the properties of the different algorithms are corroborated by experimental results. We examine both 1) the quality of the predictive distributions and 2) the suitability of the different marginal likelihood approximations for model selection (selecting hyperparameters) and compare to a gold standard based on MCMC. Interestingly, some methods produce good predictive distributions although their marginal likelihood approximations are poor. Strong conclusions are drawn about the methods: The Expectation Propagation algorithm is almost always the method of choice unless the computational budget is very tight. We also extend existing methods in various ways, and provide unifying code implementing all approaches.