Characterization of structural changes in spinal vertebrae based on perturbations to an adaptive model

Diffuse Idiopathic Skeletal Hyperostosis, or DISH, is a disease characterized by ossification of the entheses and the anterior longitudinal ligament. The diagnosis is made by visual analysis of an X-ray by a professional using the Resnick Criterion. The different experience among professionals and the fact that this criterion is only suitable in advanced stages of the disease make diagnosis difficult. Therefore, this work aims to contribute to the development of an auxiliary diagnostic tool for this disease. For this, a semi-automatic vertebral segmentation algorithm based on active morphological contours was proposed, comparing it with previous work and with segmentations made by experts on two radiographic images. Next, the corners of the vertebrae, where the disease manifests itself, were analyzed in order to characterize images with DISH. To accomplish this, it was assumed symmetry of the vertebrae and a Gaussian distribution of the histograms of those corners to analyze them and calculate two ratios: Left upper corner mean value / Right upper corner mean value (LS/RS) and Left lower corner mean value / Right lower corner mean value (LI/RI), in order to find a differentiating metric between vertebrae with pathology and those without. The results achieved by the algorithm were clearly superior to the previous work and similar to that of the experts. The analysis of pathologic vertebrae revealed a difference in the shift of the distributions of pathologic corners relative to non-pathologic ones, which is not seen in vertebrae without apparent pathology. Regarding the ratios, the LI/RI proved to be particularly effective in differentiating, being closer to 1 when pathology is not present.A Hiperostose Esquelética Idiopática Difusa, ou DISH, é uma doença caracterizada pela ossificação das entéses e do ligamento longitudinal anterior. O diagnóstico é realizado pela análise visual de um raio-X, por um profissional, utilizando o Critério de Resnick. A diferente experiência entre profissionais e o facto de este critério só ser adequado em fases avançadas da doença tornam o diagnóstico difícil. Por isso, este trabalho visa contribuir para o desenvolvimento de um instrumento auxiliar de diagnóstico desta doença. Para isso, foi proposto um algoritmo de segmentação de vertebras, semi-automático, baseado em contornos morfológicos ativos, comparando-o com o trabalho anterior e com as segmentações feitas por especialistas em duas imagens radiográficas. De seguida, foram analisadas as extremidades das vértebras, onde a doença se manifesta, com o objetivo de identificar imagens com DISH. Para tal, assumiu-se a simetria das vértebras e uma distribuição Gaussiana dos histogramas das extremidades para analisar as mesmas e calcular dois rácios: Valor médio do canto superior esquerdo / Valor médio do canto superior direito(LS/RS) e valor médio do canto inferior esquerdo /Valor médio do canto inferior direito(LI/RI), a fim de encontrar uma métrica diferenciadora das vértebras com patologia das não patológicas. Os resultados conseguidos pelo algoritmo foram claramente superiores ao do trabalho anterior e semelhantes ao dos peritos. A análise das vértebras patológicas revelou uma diferença na deslocação das distribuições dos cantos patológicos relativamente aos não patológicos, o que não se verifica em vértebras sem patologia aparente. Relativamente aos rácios, o LI/RI mostrou ser particularmente eficaz na diferenciação, estando mais próximo de 1 quando a patologia não está presente

Part 1 - Overview and tools

The embedded systems (ES) formation require a broader set of knowledge, abilities and skills including informatics and electronics concepts in order to develop highly creative and imaginative applications based in analytical studies. Moreover, in an effort to improve the education quality it needs to be followed with intense hands-on laboratories. This paper presents a new approach for embedded systems courses appropriate for both high school and undergraduate classrooms, that has been conceived and designed to accomplish these goals, while motivating and equipping this next generation of engineers to rise to future challenges. The course structure was defined in order to be easy to understand and provide a logical flow along the topics, as it mostly progresses from simple topics to more advanced ones. The developed materials include slides for class room teaching, explanatory documents for student and educators future reference, laboratories, tests, programs and application examples after each chapter. Each module is dedicated to a specific aspect of the MSP430 device, including the description of a range of peripherals. This is the first part of the paper presenting the outline of the course. Particularly, this paper identifies the course need, presents its structure, and the initial subjects covering an introductory overview in logic design and embedded processors and a description of the available software and hardware development tools for the MSP430.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Part 3 - Data acquisition and Communications

This paper presents the third part a new approach for embedded systems courses appropriate for both high school and undergraduate classrooms, that has been conceived and designed to accomplish these goals, while motivating and equipping this next generation of engineers to rise to future challenges.This 3rd part describes the MSP430 data acquisition and communication peripherals integrated in its family devices. It also presents the advanced laboratories that gather all the knowledge acquired during the course. The course structure was defined in order to be easy to understand and provide a logical flow along the topics, as it mostly progresses from simple topics to more advanced ones. The developed materials include slides for class room teaching, explanatory documents for student and educators future reference, laboratories, tests, programs and application examples after each chapter. Each module is dedicated to a specific aspect of the MSP430 device, including the description of a range of peripherals.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Part 2 - System and Peripherals

This paper presents the second part of a new approach for embedded systems courses appropriate for both high school and undergraduate classrooms, that has been conceived and designed to accomplish these goals, while motivating and equipping this next generation of engineers to rise to future challenges. Part 1 of this paper presented the outline of the course, its structure, and the initial subjects covering an introductory overview in logic design and embedded processors and a description of the available software and hardware development tools for the MSP430. This second part describes the MSP430 Architecture, Device Systems and Operating Modes, General purpose Input/Output and all the peripherals integrated in the MSP430 family devices. The course structure was defined in order to be easy to understand and provide a logical flow along the topics, as it mostly progresses from simple topics to more advanced ones. The developed materials include slides for class room teaching, explanatory documents for student and educators future reference, laboratories, tests, programs and application examples after each chapter. Each module is dedicated to a specific aspect of the MSP430 device, including the description of a range of peripherals.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

MSP430 Microcontrollers Essentials - 2nd edition

The family of microcontrollers from TI has several low-power devices that include different peripherals for various applications. The architecture combined with the low power modes of operation makes this family very suitable for low- powered battery applications.The data sheet can be consulted to give more specific data. For information on the family the user guide should be consulted.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Concepção e desenvolvimentode um novo accionamento linear de alto desempenho para aplicações de precisão

A temática do accionamento linear de relutância variável comutado é abordada neste trabalho procurando-se soluções destinadas a aplicações de posicionamento. A investigação em actuadores lineares e respectivas metodologias de controlo, comando e regulação, tem uma larga aplicabilidade em processos industriais que requeiram precisão a nível do posicionamento. Esta especificidade exige requisitos e abordagens muito próprios. É já hoje comum encontrar aplicações que recorrem, com grande vantagem, à utilização de actuadores lineares. Neste enquadramento, o trabalho apresentado neste documento descreve o estudo das diferentes temáticas necessárias ao alcance dos resultados pretendidos. O processo de conversão de energia nos actuadores de relutância é abordado, permitindo identificar quais os parâmetros envolvidos. Sendo a força a manifestação final do processo de conversão de energia eléctrica em energia mecânica, são introduzidas as bases de diferentes métodos de análise que permitem determinar a força de tracção produzida pelos actuadores de relutância variável comutados. Um solenóide é usado como elemento de estudo, resultando modelos de análise dinâmica e estática que, após a introdução de pequenas adaptações, são aplicados a dispositivos lineares de relutância variável comutados. Desta análise fica também patente a influência da geometria polar no desempenho do dispositivo. Outro aspecto que ressalta do estudo realizado é a forte não linearidade, e a dependência do actuador da corrente que circula nos seus enrolamentos e da posição relativa entre o primário e o secundário. No seguimento das constatações anteriores, são analisadas e estudadas diferentes configurações geométricas da região polar. Os resultados obtidos são aplicados na construção de um protótipo de um actuador linear de relutância variável e respectivo conversor de potência. As metodologias para controlo da posição devem levar em consideração a natureza não linear do dispositivo. Nesse sentido, são investigadas duas estratégias de controlo diferentes. A primeira, concretiza a estratégia de controlo recorrendo a posições armazenadas na memória do processador para activação e desactivação das várias fases, enquanto que a segunda impõe um regime de funcionamento em modo de deslizamento através do qual a posição é controlada, e o balanceamento das forças de tracção produzidas por duas fases em simultâneo permite posicionar o primário do actuador com grande precisão

Perspetivas de avaliação de desempenho docente : um estudo com professores em Cabo Verde

Dissertação de mestrado em Ciências de Educação (área de especialização em Avaliação)A avaliação de desempenho docente tem vindo a ser conceptualizada entre duas lógicas: a de controlo e a de desenvolvimento profissional, que originam, na sua implementação, diferentes modos de organização e avaliação do trabalho escolar e, consequentemente, de encarar a profissão docente. A investigação aborda as perspetivas de professores, de gestores e de diretores das escolas do Ensino Básico Integrado e do Ensino Secundário, para compreender se e em que medida o processo de avaliação do pessoal docente tem contribuído para melhorar a prestação pedagógica e o profissionalismo dos docentes em Cabo Verde. Foram definidos os seguintes objetivos: identificar as mudanças ocorridas nas práticas efetivas nas escolas a partir da lei nº 10/2000; analisar as relações estabelecidas entre a avaliação do pessoal docente e as suas práticas profissionais; verificar até que ponto avaliação docente contribui para melhoria do sistema de ensino. A investigação, de natureza qualitativa, utilizou o inquérito por entrevista semiestruturada como principal instrumento de recolha de dados. Os dados foram analisados com recurso à análise de conteúdo. Os inquiridos foram professores (8), diretores da Escola Secundária (2) e gestores do Ensino Básico Integrado (2), em exercício nas 4 escolas públicas de Santiago - Cabo Verde (2 na Praia, 1 em São Domingos e 1 no Tarrafal). Os resultados revelam que os professores entrevistados consideram que o modelo de avaliação existente contribuiria para a melhoria do desenvolvimento profissional, bem como para a progressão e distinção do mérito se fosse dado cumprimento à legislação. O incumprimento origina uma certa fuga dos professores mais novos para outros serviços, bem como uma desmotivação significativa. Os fatores mais negativos da avaliação do desempenho docente prendem-se com o facto de os professores não concordarem com os avaliadores por não terem formação específica na área, bem como com o sistema de quotas para progressão e promoção na carreira. Para que a avaliação de desempenho docente seja um processo mais justo e com alguma equidade, os entrevistados consideram que devem ser criados conselhos científicos nas regiões e na administração central.The evaluation of teacher performance has been conceptualized from two perspectives: That of monitoring and professional development, which originate in its implementation, different modes of organization and evaluation of school work and, consequently, to face the teaching profession. The research addresses the perspectives of teachers, administrators and school principals of Integrated Basic Education and Secondary Education, to understand whether and to that extent the evaluation process of the teaching staff has contributed to improving the educational provision and professionalism of teachers in Cape Verde. We defined the following objectives: to identify the changes in effective practices in schools from the Law nº. 10/2000; analyze the relations established between the evaluation of teaching staff and their professional practice to check the extent to which teacher assessment contributes to improving the education system. The research is qualitative, the survey used semi-structured interview as the main instrument for data collection. Data were analyzed using content analysis respondents were teachers(8), directors of High School(2) and managers of Integrated Basic Education(2), acting in four public schools in Santiago- Cape Verde ( 2 in Praia, one in Saint Domingos and one in Tarrafal). The results show that the teachers interviewed believe that the existing assessment model would contribute to improving the professional development as well as the progression of merit and distinction if it complied with the legislation. Failure causes a leak of some younger teachers to other services as well as a significant disincentive. The most unfavorable evaluation of teacher performance relate to the fact that teachers do not agree with the reviewers for not having specific training in the area, as well as the quota system for career progression and promotion. For the evaluation of teaching performance is a fair process and with some equity, respondents consider that scientific advice should be created in the regions and central government

Contributos para a formação de professores no âmbito da prevenção da indisciplina em sala de aula

Tese de doutoramento em Ciências da Educação (Formação de Professores), apresentada à Universidade de Lisboa através da Faculdade de Psicologia e de Ciências da Educação, 2003Procurando contribuir para a superação de algumas lacunas detectadas a nível da pesquisa em Ciências da Educação, sobre estratégias para prevenir a indisciplina em sala de aula, foram desenhados dois programas de intervenção inspirados em modelos teóricos diferenciados: o primeiro, no da "classroom management"; o segundo em modelos de carácter psicológico, em especial o modelo sócio-cultural vygotskyano e o modelo da autodeterminação formulado por Decy e Ryan no âmbito das teorias sobre motivação intrínseca. A primeira intervenção, que comporta um conjunto de estudos, que envolveram 6 professores e 21 alunos pertencentes a turmas do sexto, sétimo e oitavo anos de escolaridade, combinou uma metodologia de estiado de caso. própria de uma estratégia de investigação qualitativa, com uma perspectiva mais positivista e experimentalista através da utilização de um planeamento experimental de caso único A-B-A mitigado. Os dados apurados mostraram que houve em termos gerais, da parte dos professores, um acolhimento das novas concepções procedentes do modelo empirico-teórico, que suportou as intervenções formativas, sem que, todavia, esse acolhimento fosse feito à custa da substituição das concepções mais enraizadas dos professores. A análise aos dados de natureza quantitativa e qualitativa permitiu concluir, por um lado, que o modelo adoptado nestas práticas formativo/supervisivas contribuiu para o desenvolvimento, nos professores, de competências de prevenção da indisciplina na aula, e, por outro, que os seus efeitos não se projectaram, em termos de melhorias no comportamento dos alunos, para além do contexto das disciplinas onde decorreu a intervenção. A segunda intervenção, que pretendia promover mudanças transtemporais e transsituacionais no comportamento de indisciplina dos alunos, envolveu 5 professoras leccionartdo a disciplina de Língua Portuguesa e 3 amostras de alunos. Para a amostra 1 (composta por 29 alunos) foi utilizado um planeamento quasi-experimental pré-teste-pósteste com grupo de controle e para as amostras 2 (com 11 alunos) e 3 (com 10 alunos) um planeamento híbrido com características quer de plano quasi-experimental pré-teste-pósteste com grupo de controle, quer de plano experimental de caso único de tipo A-B-A. Relativamente à disciplina onde decorreu a intervenção, os resultados obtidos, de natureza quantitativa (baseados nas observações em sala de aula) e qualitativa (baseados nas opiniões de professoras e de alunos), mostraram, para as três amostras, uma redução significativa do comportamento de indisciplina dos alunos, redução essa que atravessou todas as categorias comportamentais, ao contrário da investigação por nós conduzida à luz do quadro teórico-empírico da "classroom management". Quanto à avaliação do impacto externo e da estabilidade temporal dos efeitos da intervenção no comportamento dos alunos, só em relação à amostra 1 houve evidência estatística das suas potencialidades. No que diz receito à avaliação dos efeitos da intervenção no discursos dos alunos, ao nível da orientação motivacional do seu comportamento, só em relação à amostra 1, em especial aos alunos mais velhos, houve indícios em termos estatísticos, de um incremento da orientação interna e de uma diminuição da orientação externa. Finalmente, em relação ao impacto da intervenção nas professoras, os elementos carreados por uma análise de carácter exploratório, mostraram que o programa deformação teve efeito positivos, para todas as participantes, ao nível da generalidade das competências que por via dele se pretendeu desenvolver.Aiming to contribute to overcome some gaps detected in the level of research in the Education Sciences, on strategies to prevent the indiscipline in the classroom, two intervention programs were drawn, inspired on theoretical differentiated models: the first one, on classroom management; the second on psychologically characterised models, specially the vygotskyan socio^ltural model and the self-determination model formulated for Decy and Ryan in the scope of the motivational theories. The first intervention, comprised of a set of studies, that involved 6 teachers and 21 students belonging to groups of the sixth, seventh and eighth grades, combined a case study methodology, proper of a qualitative investigative strategy, with a more positivist and experimentalist perspective through the use of an single case design mitigated A-B-A. The verified data, showed, in general terms, from the teachers, an acceptance of the new conceptions originating from the empirical-theoretical model, that gave support to the formative interventions, however, the acceptance of the new conceptions was not made in substitution of the more deeply rooted conceptions of the teachers. The analysis to the data of a quantitative and qualitative nature allowed to conclude, on the one hand, that the adopted model in these formative/supervisive practices contributed to the development of the teachers abilities to prevent indiscipline in the classroom, and, on the other hand, that its effects were not projected, in terms of improvements in the behaviour of the students, beyond the context of the subjects in which the intervention took place. The second intervention, that intended to promote transtemporal and transsituational changes in the indisciplined behaviour of the students, involved 5 teachers from the subject of Portuguese Language and 3 samples of students. For sample 1 (composed of 29 students) a pre-test-post-test quasi-experimental planning was used with control group, and for sample 2 (with 11 students) and 3 (with J 0 students) a hybrid planning with characteristics of both pretest- post-test quasi-experimental planning with control group, and, type A-B-A case only experimental planning. Regarding the subject where the intervention occurred, the obtained results, of a quantitative (based on the classroom observations) and qualitative (based on the opinions of teachers and students) nature, showed, for the three samples, a significant decrease of indisciplined behaviour of the students, a decrease that affected all the behavioural categories, in contrast to the investigation, conducted by us, in the light of the theoreticalempirical classroom management framework. With regard to the evaluation of the external impact and the temporal stability of the effects of the intervention in the behaviour of the students, only in relation to sample 1 was there statistical evidence of its potentials. Concerning the evaluation of the effect of the intervention in the speeches of the students, at the level of the motivational orientation of their behaviour, only in relation to sample I, specially with the older students, was there indication, in statistical terms, of an increment of the internal orientation and of a reduction of the external orientation. Finally, in relation to the impact of the intervention on the teachers, the carried out exploratory analysis of the elements, showed that the formation program had positive effects, as was initially intended, for all the participants on the generality of their abilities

Design of a learning environment for embedded system

Embedded systems have an everyday presence and direct impact in our lives. Therefore, Universities are continuously improving their courses in microprocessor and embedded programming. Although the diversity of curriculums, the availability of learning tools, where the student can practice and improve their skills, is a key factor to the success of the learning process. The platform developed and presented in this paper results from author’s experience in teaching embedded systems. From the analysis of teaching/learning needs, a learning environment based on the MSP430 family was designed. This tool can be expanded by modules and adjusted, at a specific time, to student's real needs. All modules can be interconnected by an I2C bus, allowing to expand the capabilities of the platform. The developed modules allow the practice of subjects related with digital IO, analog interface, user interface, wireless communications, and energy management and conservation.info:eu-repo/semantics/publishedVersio