Individual identification using electrocardiogram morphology

The use of electrocardiogram as biometric has raised attention in the last decade and a wide variety of ECG features were explored to verify the feasibility of such a signal. In this work the authors aim to describe a simple template based approach to the electrocardiographic biometric identification using the morphology of individual's heartbeat. The developed algorithm was tested on different recordings made available in the Physionet public database Fantasia: two different sets of heartbeats were extracted from individual recordings one was used for the template building while the second for the tests. The performances of the algorithm are encouraging with a true acceptance rate of 99.4%, however, the procedure needs to be tested on different recordings of the same individual, or during the course of a whole day or physical activity. © 2013 IEEE.

Individual identification via electrocardiogram analysis

Background: During last decade the use of ECG recordings in biometric recognition studies has increased. ECG characteristics made it suitable for subject identification: it is unique, present in all living individuals, and hard to forge. However, in spite of the great number of approaches found in literature, no agreement exists on the most appropriate methodology. This study aimed at providing a survey of the techniques used so far in ECG-based human identification. Specifically, a pattern recognition perspective is here proposed providing a unifying framework to appreciate previous studies and, hopefully, guide future research. Methods: We searched for papers on the subject from the earliest available date using relevant electronic databases (Medline, IEEEXplore, Scopus, and Web of Knowledge). The following terms were used in different combinations: electrocardiogram, ECG, human identification, biometric, authentication and individual variability. The electronic sources were last searched on 1st March 2015. In our selection we included published research on peer-reviewed journals, books chapters and conferences proceedings. The search was performed for English language documents. Results: 100 pertinent papers were found. Number of subjects involved in the journal studies ranges from 10 to 502, age from 16 to 86, male and female subjects are generally present. Number of analysed leads varies as well as the recording conditions. Identification performance differs widely as well as verification rate. Many studies refer to publicly available databases (Physionet ECG databases repository) while others rely on proprietary recordings making difficult them to compare. As a measure of overall accuracy we computed a weighted average of the identification rate and equal error rate in authentication scenarios. Identification rate resulted equal to 94.95 % while the equal error rate equal to 0.92 %. Conclusions: Biometric recognition is a mature field of research. Nevertheless, the use of physiological signals features, such as the ECG traits, needs further improvements. ECG features have the potential to be used in daily activities such as access control and patient handling as well as in wearable electronics applications. However, some barriers still limit its growth. Further analysis should be addressed on the use of single lead recordings and the study of features which are not dependent on the recording sites (e.g. fingers, hand palms). Moreover, it is expected that new techniques will be developed using fiducials and non-fiducial based features in order to catch the best of both approaches. ECG recognition in pathological subjects is also worth of additional investigations.

Call recognition and individual identification of fish vocalizations based on automatic speech recognition: An example with the Lusitanian toadfish

The study of acoustic communication in animals often requires not only the recognition of species specific acoustic signals but also the identification of individual subjects, all in a complex acoustic background. Moreover, when very long recordings are to be analyzed, automatic recognition and identification processes are invaluable tools to extract the relevant biological information. A pattern recognition methodology based on hidden Markov models is presented inspired by successful results obtained in the most widely known and complex acoustical communication signal: human speech. This methodology was applied here for the first time to the detection and recognition of fish acoustic signals, specifically in a stream of round-the-clock recordings of Lusitanian toadfish (Halobatrachus didactylus) in their natural estuarine habitat. The results show that this methodology is able not only to detect the mating sounds (boatwhistles) but also to identify individual male toadfish, reaching an identification rate of ca. 95%. Moreover this method also proved to be a powerful tool to assess signal durations in large data sets. However, the system failed in recognizing other sound types.

Embedded system for individual recognition based on ECG biometrics

Biometric recognition is emerging has an alternative solution for applications where the privacy of the information is crucial. This paper presents an embedded biometric recognition system based on the Electrocardiographic signals (ECG) for individual identification and authentication. The proposed system implements a real-time state-of-the-art recognition algorithm, which extracts information from the frequency domain. The system is based on a ARM Cortex 4. Preliminary results show that embedded platforms are a promising path for the implementation of ECG-based applications in real-world scenario.

Field identification cards /

A set of individual identification cards for rare and sensitive plant species found in the southeastern United States including Puerto Rico. Categories include forbs, shrubs, ferns, and trees. Each card has a color picture on one side and a description and map on the reverse. The description includes: family, flowering date, habitat, and identifying characteristics.

Identification of patients at risk of poor outcomes following hip or knee arthroplasty

Les arthroplasties totales de la hanche (ATH) et du genou (ATG) sont souvent offertes aux patients atteints de dégénérescence articulaire sévère. Bien qu’efficace chez la majorité des patients, ces interventions mènent à des résultats sous-optimaux dans de nombreux cas. Il demeure difficile d’identifier les patients à risque de résultats sous-optimaux à l’heure actuelle. L’identification de ces patients avant la chirurgie pourrait permettre d’optimiser la gamme de soins et de services offerts et de possiblement améliorer les résultats de leur chirurgie. Ce mémoire a comme objectifs : 1) de réaliser une revue systématique des déterminants associés à la douleur et aux incapacités fonctionnelles rapportées par les patients à moyen-terme suivant ces deux types d’arthroplastie et 2) de développer des modèles de prédiction clinique permettant l’identification des patients à risque de mauvais résultats en terme de douleur et d’incapacités fonctionnelles suivant l’ATH et l’ATG. Une revue systématique de la littérature identifiant les déterminants de la douleur et de la fonction suivant l’ATH et l’ATG a été réalisée dans quatre bases de données jusqu’en avril 2015 et octobre 2014, respectivement. Afin de développer un algorithme de prédiction pouvant identifier les patients à risque de résultats sous-optimaux, nous avons aussi utilisé des données rétrospectives provenant de 265 patients ayant subi une ATH à l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont (HMR) de 2004 à 2010. Finalement, des données prospectives sur 141 patients recrutés au moment de leur inclusion sur une liste d’attente pour une ATG dans trois hôpitaux universitaires à Québec, Canada et suivis jusqu’à six mois après la chirurgie ont permis l’élaboration d’une règle de prédiction clinique permettant l’identification des patients à risque de mauvais résultats en terme de douleur et d’incapacités fonctionnelles. Vingt-deux (22) études d’une qualité méthodologique moyenne à excellente ont été incluses dans la revue. Les principaux déterminants de douleur et d’incapacités fonctionnelles après l’ATH incluaient: le niveau préopératoire de douleur et de fonction, un indice de la masse corporelle plus élevé, des comorbidités médicales plus importantes, un état de santé générale diminué, une scolarité plus faible, une arthrose radiographique moins sévère et la présence d’arthrose à la hanche controlatérale. Trente-quatre (34) études évaluant les déterminants de douleur et d’incapacités fonctionnelles après l’ATG avec une qualité méthodologique moyenne à excellente ont été évaluées et les déterminants suivant ont été identifiés: le niveau préopératoire de douleur et de fonction, des comorbidités médicales plus importantes, un état de santé générale diminué, un plus grands niveau d’anxiété et/ou de symptômes dépressifs, la présence de douleur au dos, plus de pensées catastrophiques ou un faible niveau socioéconomique. Pour la création d’une règle de prédiction clinique, un algorithme préliminaire composé de l’âge, du sexe, de l’indice de masse corporelle ainsi que de trois questions du WOMAC préopératoire a permis l’identification des patients à risque de résultats chirurgicaux sous-optimaux (pire quartile du WOMAC postopératoire et percevant leur hanche opérée comme artificielle avec des limitations fonctionnelles mineures ou majeures) à une durée moyenne ±écart type de 446±171 jours après une ATH avec une sensibilité de 75.0% (95% IC: 59.8 – 85.8), une spécificité de 77.8% (95% IC: 71.9 – 82.7) et un rapport de vraisemblance positif de 3.38 (98% IC: 2.49 – 4.57). Une règle de prédiction clinique formée de cinq items du questionnaire WOMAC préopratoire a permis l’identification des patients en attente d’une ATG à risque de mauvais résultats (pire quintile du WOMAC postopératoire) six mois après l’ATG avec une sensibilité de 82.1 % (95% IC: 66.7 – 95.8), une spécificité de 71.7% (95% IC: 62.8 – 79.8) et un rapport de vraisemblance positif de 2.9 (95% IC: 1.8 – 4.7). Les résultats de ce mémoire ont permis d’identifier, à partir de la littérature, une liste de déterminants de douleur et d’incapacités fonctionnelles après l’ATH et l’ATG avec le plus haut niveau d’évidence à ce jour. De plus, deux modèles de prédiction avec de très bonnes capacités prédictives ont été développés afin d’identifier les patients à risque de mauvais résultats chirurgicaux après l’ATH et l’ATG. L’identification de ces patients avant la chirurgie pourrait permettre d’optimiser leur prise en charge et de possiblement améliorer les résultats de leur chirurgie.

Identification of patients at risk of poor outcomes following hip or knee arthroplasty

Les arthroplasties totales de la hanche (ATH) et du genou (ATG) sont souvent offertes aux patients atteints de dégénérescence articulaire sévère. Bien qu’efficace chez la majorité des patients, ces interventions mènent à des résultats sous-optimaux dans de nombreux cas. Il demeure difficile d’identifier les patients à risque de résultats sous-optimaux à l’heure actuelle. L’identification de ces patients avant la chirurgie pourrait permettre d’optimiser la gamme de soins et de services offerts et de possiblement améliorer les résultats de leur chirurgie. Ce mémoire a comme objectifs : 1) de réaliser une revue systématique des déterminants associés à la douleur et aux incapacités fonctionnelles rapportées par les patients à moyen-terme suivant ces deux types d’arthroplastie et 2) de développer des modèles de prédiction clinique permettant l’identification des patients à risque de mauvais résultats en terme de douleur et d’incapacités fonctionnelles suivant l’ATH et l’ATG. Une revue systématique de la littérature identifiant les déterminants de la douleur et de la fonction suivant l’ATH et l’ATG a été réalisée dans quatre bases de données jusqu’en avril 2015 et octobre 2014, respectivement. Afin de développer un algorithme de prédiction pouvant identifier les patients à risque de résultats sous-optimaux, nous avons aussi utilisé des données rétrospectives provenant de 265 patients ayant subi une ATH à l’Hôpital Maisonneuve-Rosemont (HMR) de 2004 à 2010. Finalement, des données prospectives sur 141 patients recrutés au moment de leur inclusion sur une liste d’attente pour une ATG dans trois hôpitaux universitaires à Québec, Canada et suivis jusqu’à six mois après la chirurgie ont permis l’élaboration d’une règle de prédiction clinique permettant l’identification des patients à risque de mauvais résultats en terme de douleur et d’incapacités fonctionnelles. Vingt-deux (22) études d’une qualité méthodologique moyenne à excellente ont été incluses dans la revue. Les principaux déterminants de douleur et d’incapacités fonctionnelles après l’ATH incluaient: le niveau préopératoire de douleur et de fonction, un indice de la masse corporelle plus élevé, des comorbidités médicales plus importantes, un état de santé générale diminué, une scolarité plus faible, une arthrose radiographique moins sévère et la présence d’arthrose à la hanche controlatérale. Trente-quatre (34) études évaluant les déterminants de douleur et d’incapacités fonctionnelles après l’ATG avec une qualité méthodologique moyenne à excellente ont été évaluées et les déterminants suivant ont été identifiés: le niveau préopératoire de douleur et de fonction, des comorbidités médicales plus importantes, un état de santé générale diminué, un plus grands niveau d’anxiété et/ou de symptômes dépressifs, la présence de douleur au dos, plus de pensées catastrophiques ou un faible niveau socioéconomique. Pour la création d’une règle de prédiction clinique, un algorithme préliminaire composé de l’âge, du sexe, de l’indice de masse corporelle ainsi que de trois questions du WOMAC préopératoire a permis l’identification des patients à risque de résultats chirurgicaux sous-optimaux (pire quartile du WOMAC postopératoire et percevant leur hanche opérée comme artificielle avec des limitations fonctionnelles mineures ou majeures) à une durée moyenne ±écart type de 446±171 jours après une ATH avec une sensibilité de 75.0% (95% IC: 59.8 – 85.8), une spécificité de 77.8% (95% IC: 71.9 – 82.7) et un rapport de vraisemblance positif de 3.38 (98% IC: 2.49 – 4.57). Une règle de prédiction clinique formée de cinq items du questionnaire WOMAC préopratoire a permis l’identification des patients en attente d’une ATG à risque de mauvais résultats (pire quintile du WOMAC postopératoire) six mois après l’ATG avec une sensibilité de 82.1 % (95% IC: 66.7 – 95.8), une spécificité de 71.7% (95% IC: 62.8 – 79.8) et un rapport de vraisemblance positif de 2.9 (95% IC: 1.8 – 4.7). Les résultats de ce mémoire ont permis d’identifier, à partir de la littérature, une liste de déterminants de douleur et d’incapacités fonctionnelles après l’ATH et l’ATG avec le plus haut niveau d’évidence à ce jour. De plus, deux modèles de prédiction avec de très bonnes capacités prédictives ont été développés afin d’identifier les patients à risque de mauvais résultats chirurgicaux après l’ATH et l’ATG. L’identification de ces patients avant la chirurgie pourrait permettre d’optimiser leur prise en charge et de possiblement améliorer les résultats de leur chirurgie.

Identificação eletrônica para avaliação do comportamento dos suínos na fase de gestação

The efficiency of swine production performance depends on the herd administration, such as good nutrition, sanitary control, facilities and appropriate environmental conditions. The concept of this production model is directly related with the reduction of selective losses and the process control. Each production segment is controlled to reach the optimization in the system totality, it is necessary to apply animals handling concepts, environmental control implementation, diseases control, nutrition control, information concerning in guaranteeing the animal welfare and individual identification. The present work presents as objective the development of the mathematical model to evaluate interactions among the internal atmosphere of the installation and the thermal animals preference, in the expectation of detecting a relationship among the frequency access to the drinking fountain and the atmosphere conditions - temperature, black globe temperature and relative humidity, using as tool the electronic identification. The results obtained by the mathematical model, allowed to conclude accurately the evaluation of the swine thermal preference correlating with the climatic variables in the pregnancy stage.

Characterization of new Schistosoma mansoni microsatellite loci in sequences obtained from public DNA databases and microsatellite enriched genomic libraries

In the last decade microsatellites have become one of the most useful genetic markers used in a large number of organisms due to their abundance and high level of polymorphism. Microsatellites have been used for individual identification, paternity tests, forensic studies and population genetics. Data on microsatellite abundance comes preferentially from microsatellite enriched libraries and DNA sequence databases. We have conducted a search in GenBank of more than 16,000 Schistosoma mansoni ESTs and 42,000 BAC sequences. In addition, we obtained 300 sequences from CA and AT microsatellite enriched genomic libraries. The sequences were searched for simple repeats using the RepeatMasker software. Of 16,022 ESTs, we detected 481 (3%) sequences that contained 622 microsatellites (434 perfect, 164 imperfect and 24 compounds). Of the 481 ESTs, 194 were grouped in 63 clusters containing 2 to 15 ESTs per cluster. Polymorphisms were observed in 16 clusters. The 287 remaining ESTs were orphan sequences. Of the 42,017 BAC end sequences, 1,598 (3.8%) contained microsatellites (2,335 perfect, 287 imperfect and 79 compounds). The 1,598 BAC end sequences 80 were grouped into 17 clusters containing 3 to 17 BAC end sequences per cluster. Microsatellites were present in 67 out of 300 sequences from microsatellite enriched libraries (55 perfect, 38 imperfect and 15 compounds). From all of the observed loci 55 were selected for having the longest perfect repeats and flanking regions that allowed the design of primers for PCR amplification. Additionally we describe two new polymorphic microsatellite loci.

Technological level and epidemiological aspects of sheep husbandry in Minas Gerais, southeastern Brazil

Epidemiological and health aspects of sheep husbandry were assessed on 213 sheep flocks in 142 municipalities from the state of Minas Gerais, southeastern Brazil. An updated questionnaire was filled out for each flock, requesting data on the farm, the flock and the farmer by the veterinarians of the State Government Agency for Animal Health (Instituto Mineiro de Agropecuária). Thirteen important variables were selected and scored to determine the technological level of the 117 farms; 0.9% of them was classified as high technological level, 45.3% as medium technological level and 53.0% as low technological level. Lamb production was the main objective of the farms and the main features were low-frequencies of individual identification of animals (16.9%), technical assistance (31.9%), use of quarantine for newly acquired animals (0.9%) the separation of animals by age group (3.7%) and requeste the sanitary certificate at purchasing of animals (11.7%). The main health problems reported were abortion (23.9%), keratoconjunctivitis (17.9%), contagious ecthyma (13.6%), pneumonia (10.3%), diarrhea (9.3%) and caseous lymphadenitis (6.1%). Information of the epidemiological situation and the mainly health measures used in the sheep farms are important to improve the productivity and quality of the lamb.

Les différences du corps ne laissent pas indifférents

Ce mémoire porte sur une étude du corps dans sa dimension socioculturelle. À partir d’entrevues sous le mode du récit de vie, je cherche à comprendre les manières dont les différences qui passent par le corps participent à définir les individus, en fonction des connotations culturelles qui y sont rattachées. Ces différences sont définies comme des composantes du corps qui sont perçues comme une déviation de la norme sachant que celle-ci est établie par une culture dominante. Trois corps différents ont fait l’objet de cette étude : un corps de petite taille, un corps de race noire et un corps tatoué. Cette démarche est essentiellement ancrée dans un cadre théorique faisant écho aux études culturelles telles que définies par Stuart Hall (1997) et aux études de genres selon Judith Butler (2001). Elle émerge du principe d’après lequel le corps est un réservoir de signes dont les connaissances produites à l’intérieur du système social contribuent à créer des sujets. Ce travail s’organise autour de questions qui touchent aux pratiques culturelles qui participent à la construction du corps, à la production des différences, à l’inscription des différences dans le corps et au processus de subjectivation des individus. De plus, il est suggéré que les connotations négatives associées aux différences créent des systèmes de classification hiérarchisés marqués par des formes de discrimination des groupes dominés. Ce travail aboutit à une mise en évidence des différences comme des éléments organisant les relations sociales à travers des rapports de pouvoir dont l’exercice rappelle la structure de la société disciplinaire telle qu’étudiée par Michel Foucault (1975).

API-CALC 1.0: a computer program for calculating the average probability of identity allowing for substructure, inbreeding and the presence of close relatives

Individual identification via DNA profiling is important in molecular ecology, particularly in the case of noninvasive sampling. A key quantity in determining the number of loci required is the probability of identity (PIave), the probability of observing two copies of any profile in the population. Previously this has been calculated assuming no inbreeding or population structure. Here we introduce formulae that account for these factors, whilst also accounting for relatedness structure in the population. These formulae are implemented in API-CALC 1.0, which calculates PIave for either a specified value, or a range of values, for F-IS and F-ST.

Limitations to recording larger mammalian predators in savannah using camera traps and spoor

Traditionally, spoor (tracks, pug marks) have been used as a cost effective tool to assess the presence of larger mammals. Automated camera traps are now increasingly utilized to monitor wildlife, primarily as the cost has greatly declined and statistical approaches to data analysis have improved. While camera traps have become ubiquitous, we have little understanding of their effectiveness when compared to traditional approaches using spoor in the field. Here, we a) test the success of camera traps in recording a range of carnivore species against spoor; b) ask if simple measures of spoor size taken by amateur volunteers is likely to allow individual identification of leopards and c) for a trained tracker, ask if this approach may allow individual leopards to be followed with confidence in savannah habitat. We found that camera traps significantly under-recorded mammalian top and meso-carnivores, with camera traps more likely under-record the presence of smaller carnivores (civet 64%; genet 46%, Meller’s mongoose 45%) than larger (jackal sp. 30%, brown hyena 22%), while leopard was more likely to be recorded by camera trap (all recorded by camera trap only). We found that amateur trackers could be beneficial in regards to collecting presence data; however the large variance in measurements of spoor taken in the field by volunteers suggests that this approach is unlikely to add further data. Nevertheless, the use of simple spoor measurements in the field by a trained field researcher increases their ability to reliably follow a leopard trail in difficult terrain. This allows researchers to glean further data on leopard behaviour and habitat utilisation without the need for complex analysis.

Wildlife forensic DNA and lowland tapir (Tapirus terrestris) poaching

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Genetic population data from Araraquara region (SP State, Brazil) using PowerPlex® 16 Systems

In the present study, allele frequency distributions for the 15 STR loci included in the PowerPlex® 16 Systems (Promega) were obtained from a sample of 55 unrelated individuals living in Araraquara region (SP, Brazil). The frequency of each allele for each locus tested, the exact test and the forensic and paternity parameters were calculated using POWERSTATS ver. 1.2 (Promega) and GENEPOP ver. 3.2 software. All loci are in the Hardy-Weinberg equilibrium and they reached a combined power discrimination of 0.999999999999999973 and combined power exclusion of 0.99999987, showing to be a powerful tool for paternity testing and individual identification in the population analyzed. © 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.