Methods for assessing the sustainability of integrated municipal waste management and

The general striving to bring down the number of municipal landfills and to increase the reuse and recycling of waste-derived materials across the EU supports the debates concerning the feasibility and rationality of waste management systems. Substantial decrease in the volume and mass of landfill-disposed waste flows can be achieved by directing suitable waste fractions to energy recovery. Global fossil energy supplies are becoming more and more valuable and expensive energy sources for the mankind, and efforts to save fossil fuels have been made. Waste-derived fuels offer one potential partial solution to two different problems. First, waste that cannot be feasibly re-used or recycled is utilized in the energy conversion process according to EU’s Waste Hierarchy. Second, fossil fuels can be saved for other purposes than energy, mainly as transport fuels. This thesis presents the principles of assessing the most sustainable system solution for an integrated municipal waste management and energy system. The assessment process includes: · formation of a SISMan (Simple Integrated System Management) model of an integrated system including mass, energy and financial flows, and · formation of a MEFLO (Mass, Energy, Financial, Legislational, Other decisionsupport data) decision matrix according to the selected decision criteria, including essential and optional decision criteria. The methods are described and theoretical examples of the utilization of the methods are presented in the thesis. The assessment process involves the selection of different system alternatives (process alternatives for treatment of different waste fractions) and comparison between the alternatives. The first of the two novelty values of the utilization of the presented methods is the perspective selected for the formation of the SISMan model. Normally waste management and energy systems are operated separately according to the targets and principles set for each system. In the thesis the waste management and energy supply systems are considered as one larger integrated system with one primary target of serving the customers, i.e. citizens, as efficiently as possible in the spirit of sustainable development, including the following requirements: · reasonable overall costs, including waste management costs and energy costs; · minimum environmental burdens caused by the integrated waste management and energy system, taking into account the requirement above; and · social acceptance of the selected waste treatment and energy production methods. The integrated waste management and energy system is described by forming a SISMan model including three different flows of the system: energy, mass and financial flows. By defining the three types of flows for an integrated system, the selected factor results needed in the decision-making process of the selection of waste management treatment processes for different waste fractions can be calculated. The model and its results form a transparent description of the integrated system under discussion. The MEFLO decision matrix has been formed from the results of the SISMan model, combined with additional data, including e.g. environmental restrictions and regional aspects. System alternatives which do not meet the requirements set by legislation can be deleted from the comparisons before any closer numerical considerations. The second novelty value of this thesis is the three-level ranking method for combining the factor results of the MEFLO decision matrix. As a result of the MEFLO decision matrix, a transparent ranking of different system alternatives, including selection of treatment processes for different waste fractions, is achieved. SISMan and MEFLO are methods meant to be utilized in municipal decision-making processes concerning waste management and energy supply as simple, transparent and easyto- understand tools. The methods can be utilized in the assessment of existing systems, and particularly in the planning processes of future regional integrated systems. The principles of SISMan and MEFLO can be utilized also in other environments, where synergies of integrating two (or more) systems can be obtained. The SISMan flow model and the MEFLO decision matrix can be formed with or without any applicable commercial or free-of-charge tool/software. SISMan and MEFLO are not bound to any libraries or data-bases including process information, such as different emission data libraries utilized in life cycle assessments.

Lapsen sosiaalisen kompetenssin tukeminen – vanhempien epäsuorat ja suorat vaikutustavat

Tässä tutkimuksessa tarkastellaan vanhempien havaintoja ja käsityksiä lapsen sosiaalisesta kompetenssista. Lapsen sosiaalisesta kompetenssista tarkastelun kohteena ovat erityisesti vertaissuhteet, sosiaaliset taidot ja sosiaalinen käyttäytyminen. Tarkoituksena on selvittää vanhempien näkemyksiä lapsen sosiaalisesta verkostosta ja lapsesta sosiaalisena toimijana. Kiinnostuksen kohteena on myös, miten vanhemmat vaikuttamaan lapsen sosiaaliseen kompetenssiin. Vanhempien vaikutuksessa voidaan erottaa epäsuora ja suora vaikutus. Vanhempien epäsuoraan vaikutukseen kuuluvat perheen sosioekonomiset tekijät, vanhemmuuteen ja lastenkasvatukseen liittyvät käytännöt sekä lapsen ja vanhemman välinen vuorovaikutus. Suora vaikutus sisältää vanhempien eri roolit ja tehtävät sosiaalisen kompetenssin edistämiseksi. Vanhempien epäsuorilla ja suorilla vaikutustavoilla on havaittu olevan merkittävää vaikutusta lapsen sosiaalisen kompetenssiin muotoutumiseen ja sen laatuun. Tutkimuksessa selvitetään vertaissuhdeongelmaisten ja ei-ongelmaisten lasten vanhempien välisiä eroja näissä vaikutustavoissa. Tutkimuksessa hyödynnetään kyselylomake- ja haastatteluaineistoja. Kyselylomakeaineisto (N=156) kerättiin ”Origins of Exclusion in Early Childhood”-tutkimusprojektissa, jossa tutkittiin lasten vertaissuhteita, sosiaalisia taitoja sekä sosiaalista käyttäytymistä kolmen vuoden seurantatutkimuksena päiväkodista kouluun. Perhekysely toteutettiin lasten ollessa kuusivuotiaita. Vanhempien haastatteluaineisto (N=55) koostuu projektissa mukana olleiden lasten vanhempien teemahaastatteluista. Perhekyselyä analysoidaan tilastollisin analyysimenetelmin. Laadullisen aineiston analyysimenetelmänä käytetään sisällönanalyysia. Vanhempien käsityksissä lasten sosiaalinen verkosto rakentui kotiympäristössä, koulussa, päiväkodissa sekä suvun ja harrastusten parissa muodostuneista suhteista. Tutkimustulosten perusteella on havaittavissa, että vertaissuhdeongelmaisten ja ei-ongelmaisten lasten sosiaaliset verkostot ovat osin erilaiset. Vanhempien arviointien mukaan myös lasten sosiaalisissa taidoissa, käyttäytymisessä, asennoitumisessa sosiaaliseen kanssakäymiseen sekä ryhmään ja leikkeihin liittyvissä strategioissa on eroavaisuuksia. Tutkimuksen pohjalta voidaan todeta, että vanhemmat pystyvät arvioimaan hyvin yksityiskohtaisesti lapsensa sosiaalisia taitoja ja käyttäytymistä. Kaikilla vanhemmilla ei kuitenkaan ollut riittävästi tietoa lasten kaveripiiristä tai sen laadusta eikä lasten sosiaalisesta orientaatiosta. Vanhempien epäsuorissa vaikutustavoissa oli eroja, mutta myös yhtäläisyyksiä. Sosioekonomisia tekijöitä koskevan tarkastelun perusteella vertaissuhdeongelmaisten lasten perheiden taloudelliset ongelmat, isien työttömyys ja lapsen erityisen tuen tarve olivat yhteydessä lapsen sosiaalisten suhteiden ongelmiin. Lähes kaikki tutkimukseen osallistuneet vanhemmat kokivat vanhemmuuden ja kasvatustehtävän kuitenkin hyvin myönteisenä ja tyytyväisyyttä tuottavana asiana elämässä. Valtaosa vanhemmista piti lapsen ja aikuisen välistä vuorovaikutusta positiivisena, vaikka lapsen kanssa ei aina ollutkaan helppoa tulla toimeen. Tyytyväisyydestä huolimatta äidit näkivät itsessään enemmän kehittymisen tarpeita vanhempana kuin isät. Vanhemmuudessa korostuivat ohjaaminen ja kontrolli, mutta myös hoiva, lämpö ja vastavuoroisuus. Hoiva ja lämpö sekä rajojen asettaminen askarruttivat vanhempia suuresti. Vertaissuhdeongelmaisten lasten vanhemmat tarvitsisivat opastusta ohjaavan vanhemmuuden löytämiseksi. Vertaissuhdeongelmaisten lasten vanhemmat kuvasivat kasvatuksen kuormittavuutta, ajan puutetta sekä muuntuvaa isyyttä ja äitiyttä ei-ongelmaisten lasten vanhempia enemmän. Työn ja perheen yhteensovittamisen vaikeus tuli myös esille vanhempien kuvauksissa. Kyvykkään vanhemmuuden kannalta epävirallinen läheisistä muodostunut tukiverkosto on tärkeä vanhemman apu ja kasvatuksen turva. Ensisijaisena tukitahona on epävirallinen verkosto, joka koostuu ystävistä, tuttavista, työtovereista, puolisosta ja omista vanhemmista. Vertaissuhdeongelmaisten lasten vanhempien mukaan arjen tukea ei kuitenkaan ole aina saatavilla, eikä tukiverkosto tyydyttänyt vanhempia. Vanhempien käsityksissä perheen vuorovaikutus sujui hyvin ja vastuu kodista ja kasvatustehtävästä oli molemmilla vanhemmilla tasavertaisesti. Käytännön vastuu kasvatuksesta sekä erilaisten taitojen opettamisesta lapsille kuului äitien tehtäviin. Vanhempien näkemyksissä lapsen sosiaalinen maailma rakentui lähiympäristön tarjoamista mahdollisuuksista. Vanhempien suoriin vaikutustapoihin liittyvien tulosten mukaan vanhemmat pitävät harrastuksia merkittävänä sosiaalista kompetenssia edistävänä tekijänä. Ei-ongelmaisilla lapsilla oli enemmän ja monipuolisempia harrastuksia kuin ongelmaisilla lapsilla. Vaikka vanhemmat eivät mieltäneetkään omaa toimintaansa kaveripiiriin ohjaamiseksi, heillä useinkin oli runsaasti erilaisia rooleja ja tehtäviä sosiaalisten suhteiden ja sosiaalisten taitojen opettamisessa. Lapsen sosiaalisten suhteiden organisoinnissa, ohjaamisessa, valvonnassa ja neuvonnassa oli vanhempiryhmien välillä eroja. Vertaissuhdeongelmaisten lasten vanhemmat eivät olleet riittävän hyvin perillä lapsen taidoista ja kyvykkyydestä tuottaakseen oikea-aikaista ohjausta ja tukeakseen lasta riittävästi sopivilla tavoilla. Vanhempien toimintaa näyttää ohjaavan vakaasti se uskomus, että lapsen kaverisuhteet ovat pelkästään hänen oma asiansa. Vanhemmat arvostivat paljon sosiaalisia taitoja ja pyrkivät opettamaan niitä lapsilleen systemaattisesti. Ohjaamisen tavoissa vanhemmat poikkesivat toisistaan. Tutkimus antaa viitteitä, että eiongelmaisten lasten vanhemmat ovat sensitiivisempiä, vastavuoroisempia ja lapsen näkökulmaa ja tarpeita lähtökohtanaan pitäviä sekä tunnetaitoihin ja tunnetilan käsittelyyn keskittyvämpiä kuin ongelmaisten lasten vanhemmat. Vanhempien ja lasten vuorovaikutuksen vaikeudet, ylimalkainen ja epäjohdonmukainen sosiaalisten taitojen, käyttäytymisen sekä suhteiden ohjaus sekä monet perheen voimavarojen puutteet voivat haitata vakavasti lapsen sosiaalisen kompetenssin kehittymistä. Vanhemmilla on kuitenkin taitoa arvioida lapsensa sosiaalista kyvykkyyttä ja halua toimia hyvin kasvatustehtävässään. Vanhemmuuden tukemisessa olisivatkin tärkeitä epävirallisen tukiverkoston lisäksi lähiympäristön perheille ja lapsille suunnatut palvelut, monitahoinen yhteistyö perheiden, lasten ja heidän kanssaan työskentelevien ammattilaisten kesken sekä yhteiskunnan perheitä koskevat säädökset ja tukitoimet.

Energy Efficiency in Electrical Drive Systems: Technical potentials, barriers and policy approaches for small and medium industries in Ghana

Today industries and commerce in Ghana are facing enormous energy challenge. The pressure is on for industries to reduce energy consumption, lower carbon emissions and provide se-cured power supply. Industrial electric motor energy efficiency improvement is one of the most important tools to reduce global warming threat and reduce electricity bills. In order to develop a strategic industrial energy efficiency policy, it is therefore necessary to study the barriers that inhibit the implementation of cost – effective energy efficiency measures and the driving forces that promote the implementation. The aim of this thesis is to analyse the energy consumption pattern of electric motors, study factors that promote or inhibit energy efficiency improvements in EMDS and provide cost – effective solutions that improve energy efficiency to bridge the existing energy efficiency gap in the surveyed industries. The results from this thesis has revealed that, the existence of low energy efficiency in motor-driven systems in the surveyed industries were due to poor maintenance practices, absence of standards, power quality issues, lack of access to capital and limited awareness to the im-portance of energy efficiency improvements in EMDS. However, based on the results pre-sented in this thesis, a policy approach towards industrial SMEs should primarily include dis-counted or free energy audit in providing the industries with the necessary information on potential energy efficiency measures, practice best motor management programmes and estab-lish a minimum energy performance standard (MEPS) for motors imported into the country. The thesis has also shown that education and capacity development programmes, financial incentives and system optimization are effective means to promote energy efficiency in elec-tric motor – driven systems in industrial SMEs in Ghana

The effects of added glycerol or unprotected free fatty acids or a combination of the two on silage intake, milk production, rumen fermentation and diet digestibility in cows given grass silage based diets

Selostus: Väkirehuun lisätyn glyserolin tai vapaiden rasvahappojen tai näiden yhdistelmän vaikutus maidontuotantoon ja pötsifermentaatioon ruokittaessa lypsylehmiä säilörehuun perustuvalla ruokinnalla

The effect of free or restricted acidified milk feeding of Finnish Ayrshire bull calves on the subsequent fattening and slaughter performance

Selostus: Vapaan ja rajoitetun maitojuoton vaikutukset ayrshiresonnien kasvuun koko kasvatuskauden aikana ja teurastuloksiin

Investigation of business models of free zones and possible implications in South East Finland

Tutkielma tarkastelee vapaa alue konseptia osana yritysten kansainvälistä toimitusketjua. Tarkoituksena on löytää keinoja, millä tavoin vapaa alueen houkuttelevuutta voidaan lisätä yritysten näkökulmasta ja millaista liiketoimintaa yritysten on vapaa alueella mahdollista harjoittaa. Tutkielmassa etsitään tekijöitä, jotka vaikuttavat vapaa alueen menestykseen ja jotka voisivat olla sovellettavissa Kaakkois-Suomen ja Venäjän raja-alueelle ottaen huomioon vallitsevat olosuhteet ja lainsäädäntö rajoittavina tekijöinä. Menestystekijöitä ja liiketoimintamalleja haetaan tutkimalla ja analysoimalla lyhyesti muutamia olemassa olevia ja toimivia vapaa alueita. EU tullilain harmonisointi ja kansainvälisen kaupan vapautuminen vähentää vapaa alueen perinteistä merkitystä tullivapaana alueena. Sen sijaan vapaa alueet toimivat yhä enenevissä määrin logistisina keskuksina kansainvälisessä kaupassa ja tarjoavat palveluita, joiden avulla yritykset voivat parantaa logistista kilpailukykyään. Verkostoituminen, satelliitti-ratkaisut ja yhteistoiminta ovat keinoja, millä Kaakkois-Suomen alueen eri logistiikkapalvelujen tarjoajat voivat parantaa suorituskykyään ja joustavuutta kansainvälisessä toimitusketjussa.

Free PAPP-A: a Novel Marker in Acute Coronary Syndrome Patients

In recent years, one important objective of cardiovascular research has been to find new markers that would improve the risk stratification and diagnosis of patients presenting with symptoms of acute coronary syndrome (ACS). Pregnancy-associated plasma protein A (PAPP-A) is a large metalloproteinase involved in insulin-like growth factor signalling. It is expressed in various tissues and seems to be involved in many physiological and pathological processes, such as folliculogenesis, bone formation, wound healing, pregnancy and atherosclerosis. The aim of this thesis was to investigate PAPP-A in ACS patients. Circulating concentrations of PAPP-A had been previously shown to be elevated in ACS. In this study it was revealed that the form of PAPP-A causing this elevation was the free noncomplexed PAPP-A. Thus, the form of PAPP-A in the circulation of ACS patients differed from the complexed PAPP-A form abundantly present in the circulation during pregnancy. A point-of-care method based on time-resolved immunofluorometric assays was developed, which enabled the rapid detection of free PAPP-A. The method was found to perform well with serum and heparin plasma samples as well as with heparinized whole blood samples. With this method the concentrations of free PAPP-A in healthy individuals were shown to be negligible. When the clinical performance of the method was evaluated with serum samples from ACS patients, it was shown that the free PAPP-A concentration in the admission sample was an independent predictor of myocardial infarction and death. Moreover, as a prognostic marker, free PAPP-A was revealed to be superior to total PAPPA, i.e. the combination of free and complexed PAPP-A, which has been measured by the other groups in this field. As heparin products are widely used as medication in ACS patients, the effect of heparin products on free PAPP-A molecule and circulating concentrations were also investigated in this study. It was shown that intravenous administration of low molecular weight or unfractionated heparin elicits a rapid release of free PAPP-A into the circulation in haemodialysis patients and patients undergoing angiography. Moreover, the interaction between PAPP-A and heparin was confirmed in gel filtration studies. Importantly, the patients included in the clinical evaluation of the free PAPP-A detection method developed had not received any heparin product medication before the admission sample and thus the results were not affected by the heparin effect. In conclusion, free PAPP-A was identified as a novel marker associated with ACS. The point-of-care methods developed enable rapid detection of this molecule which predicts adverse outcome when measured in the admission sample of ACS patients. However, the effect revealed of heparin products on circulating PAPP-A concentrations should be acknowledged when further studies are conducted related to free or total PAPP-A in ACS.

Free Flap Monitoring. Using Tissue Oxygen Measurement and Positron Emission Tomography

Aims:This study was carried out to evaluate the feasibility of two different methods to determine free flap perfusion in cancer patients undergoing major reconstructive surgery. The hypotheses was that low perfusion in the flap is associated with flap complications. Patients and methods: Between August 2002 and June 2008 at the Department of Otorhinolaryngology – Head and Neck Surgery, Department of Surgery, and at the PET Centre, Turku, 30 consecutive patients with 32 free flaps were included in this study. The perfusion of the free microvascular flaps was assessed with positron emission tomography (PET) and radioactive water ([¹⁵O] H₂O) in 40 radiowater injections in 33 PET studies. Furthermore, 24 free flaps were monitored with a continuous tissue oxygen measurement using flexible polarographic catheters for an average of three postoperative days. Results: Of the 17 patients operated on for head and neck (HN) cancer and reconstructed with 18 free flaps, three re-operations were carried out due to poor tissue oxygenation as indicated by p_tiO₂ monitoring results and three other patients were reoperated on for postoperative hematomas in the operated area. Blood perfusion assessed with PET (BF_PET) was above 2.0 mL / min / 100 g in all flaps and a low flap-to-muscle BFPET ratio appeared to correlate with poor survival of the flap. Survival in this group of HN cancer patients was 9.0 months (median, range 2.4-34.2) after a median follow-up of 11.9 months (range 1.0-61.0 months). Seven HN patients of this group are alive without any sign of recurrence and one patient has died of other causes. All of the 13 breast reconstruction patients included in the study are alive and free of disease at a median follow-up time of 27.4 months (range 13.9-35.7 months). Re-explorations were carried out in three patients due data provided by p_tiO₂ monitoring and one re-exploration was avoided on the basis of adequate blood perfusion assessed with PET. Two patients had donorsite morbidity and 3 patients had partial flap necrosis or fat necrosis. There were no total flap losses. Conclusions: P_tiO₂ monitoring is a feasible method of free flap monitoring when flap temperature is monitored and maintained close to the core temperature. When other monitoring methods give controversial results or are unavailable, [₁₅O] H₂O PET technique is feasible in the evaluation of the perfusion of the newly reconstructed free flaps.

Hypoxia-associated biomarkers in rectal cancer treated by preoperative radiotherapy or chemoradiotherapy

Hypoksiaan liittyvät biologiset merkkiaineet leikkausta edeltävällä sädehoidolla tai kemosädehoidolla hoidetussa peräsuolisyövässä Peräsuolensyöpä on yleinen pahanlaatuinen kasvain. Leikkausta edeltävä sädehoito annetaan yleensä T3-T4-kasvaimille. Tutkimuksella pyrittiin selvittämään, voidaanko kasvaimen hapenpuutteeseen liittyvillä biologisilla merkkiaineilla arvioida peräsuolisyövän ennustetta leikkausta edeltävän sädehoidon tai kemosädehoidon jälkeen. Tällaisia merkkiaineita ovat hapenpuutteen vaikutuksesta aktivoituva HIF-1alfa hiilihappoanhydraasi IX (CA IX), sokerin kuljetukseen solussa osallistuva GLUT-1 sekä solun tukirankaproteiini ezrin. Tutkimukseen otettiin 178 potilasta, jotka olivat saaneet ennen leikkausta lyhyen (n=77) tai pitkän sädehoidon (n=10), pitkän sädehoidon ja solunsalpaajahoidon (n=37) tai ei mitään hoitoa (n=54). Lisäksi osalta leikkausta edeltävää sädehoitoa saaneelta potilaalta tutkittiin hoitoja edeltävät, diagnostiset näytteet (n=80). Tutkimuksessa käytettiin immunehistokemiallisia värjäysmenetelmiä. Kasvaimen regressiota (TRG) arvioitiin pitkän sädehoidon jälkeisistä näytteistä. Leikkausnäytteissä negatiivinen/heikko CA IX intensiteetti liittyi sekä pidempään tautispesifiseen (p=0.034) että tautivapaaseen elinaikaan (p=0.003) ja pitkän sädehoidon jälkeen HIF-1alfa-negatiivisuus pidempään tautispesifiseen (p=0.001) sekä negatiivinen/heikko GLUT-1 pidempään tautivapaaseen elinaikaan (p=0.066). Voimakas ezrin-ilmentymä diagnostisissa näytteissä liittyi lyhyempään tautivapaaseen ja tautispesifiseen (p=0.027 ja p=0.002) ennusteeseen. Monimuuttuja-analyysissä vahva CA IX intensiteetti leikkausnäytteissä ennusti itsenäisesti huonompaa tautivapaata ja tautispesifistä selviytymistä. Erinomainen TRG liittyi negatiiviseen/heikkoon CA IX- (p=0.057), ezrin- (p=0.012) ja GLUT-1 -ilmentymään (p=0.013) leikkausnäytteissä. Kun kaikki neljä merkkiainetta analysoitiin yhdessä monimuuttuja-analyysissä, CA IX intensiteetti leikkausnäytteissä ennusti itsenäisesti tautispesifistä elinaikaa. Voimakas CA IX-ilmentymä leikkausnäytteissä ja positiivinen HIF-1alfa- ja vahva GLUT-1-ilmentymä pitkän sädehoidon jälkeisissä leikkausnäytteissä sekä vahva ezrin-ilmentymä diagnostisissa näytteissä liittyivät epäsuotuisaan ennusteeseen. Monimuuttujaanalyysissä kohtalainen/voimakas CA IX intensiteetti leikkausnäytteissä ennusti itsenäisesti huonompaa tautivapaata ja tautispesifistä elinaikaa. CA IX on vahva biologinen merkkiaine peräsuolisyövässä.

Free Prostate-specific Antigen Forms and Kallikrein-related Peptidase 2: Tools for Prostate Cancer Diagnostics

Prostate-specific antigen (PSA) is a marker that is commonly used in estimating prostate cancer risk. Prostate cancer is usually a slowly progressing disease, which might not cause any symptoms whatsoever. Nevertheless, some cases of cancer are aggressive and need to be treated before they become life-threatening. However, the blood PSA concentration may rise also in benign prostate diseases and using a single total PSA (tPSA) measurement to guide the decision on further examinations leads to many unnecessary biopsies, over-detection, and overtreatment of indolent cancers which would not require treatment. Therefore, there is a need for markers that would better separate cancer from benign disorders, and would also predict cancer aggressiveness. The aim of this study was to evaluate whether intact and nicked forms of free PSA (fPSA-I and fPSA-N) or human kallikrein-related peptidase 2 (hK2) could serve as new tools in estimating prostate cancer risk. First, the immunoassays for fPSA-I and free and total hK2 were optimized so that they would be less prone to assay interference caused by interfering factors present in some blood samples. The optimized assays were shown to work well and were used to study the marker concentrations in the clinical sample panels. The marker levels were measured from preoperative blood samples of prostate cancer patients scheduled for radical prostatectomy. The association of the markers with the cancer stage and grade was studied. It was found that among all tested markers and their combinations especially the ratio of fPSA-N to tPSA and ratio of free PSA (fPSA) to tPSA were associated with both cancer stage and grade. They might be useful in predicting the cancer aggressiveness, but further follow-up studies are necessary to fully evaluate the significance of the markers in this clinical setting. The markers tPSA, fPSA, fPSA-I and hK2 were combined in a statistical model which was previously shown to be able to reduce unnecessary biopsies when applied to large screening cohorts of men with elevated tPSA. The discriminative accuracy of this model was compared to models based on established clinical predictors in reference to biopsy outcome. The kallikrein model and the calculated fPSA-N concentrations (fPSA minus fPSA-I) correlated with the prostate volume and the model, when compared to the clinical models, predicted prostate cancer in biopsy equally well. Hence, the measurement of kallikreins in a blood sample could be used to replace the volume measurement which is time-consuming, needs instrumentation and skilled personnel and is an uncomfortable procedure. Overall, the model could simplify the estimation of prostate cancer risk. Finally, as the fPSA-N seems to be an interesting new marker, a direct immunoassay for measuring fPSA-N concentrations was developed. The analytical performance was acceptable, but the rather complicated assay protocol needs to be improved until it can be used for measuring large sample panels.

Simulation of the Interaction Mean Free Path between Neutrons and TRISO Particles

The interaction mean free path between neutrons and TRISO particles is simulated using scripts written in MATLAB to solve the increasing error present with an increase in the packing factor in the reactor physics code Serpent. Their movement is tracked both in an unbounded and in a bounded space. Their track is calculated, depending on the program, linearly directly using the position vectors of the neutrons and the surface equations of all the fuel particles; by dividing the space in multiple subspaces, each of which contain a fraction of the total number of particles, and choosing the particles from those subspaces through which the neutron passes through; or by choosing the particles that lie within an infinite cylinder formed on the movement axis of the neutron. The estimate from the current analytical model, based on an exponential distribution, for the mean free path, utilized by Serpent, is used as a reference result. The results from the implicit model in Serpent imply a too long mean free path with high packing factors. The received results support this observation by producing, with a packing factor of 17 %, approximately 2.46 % shorter mean free path compared to the reference model. This is supported by the packing factor experienced by the neutron, the simulation of which resulted in a 17.29 % packing factor. It was also observed that the neutrons leaving from the surfaces of the fuel particles, in contrast to those starting inside the moderator, do not follow the exponential distribution. The current model, as it is, is thus not valid in the determination of the free path lengths of the neutrons.

Defining Contexts in Context-Free Grammars

This thesis introduces an extension of Chomsky’s context-free grammars equipped with operators for referring to left and right contexts of strings.The new model is called grammar with contexts. The semantics of these grammars are given in two equivalent ways — by language equations and by logical deduction, where a grammar is understood as a logic for the recursive definition of syntax. The motivation for grammars with contexts comes from an extensive example that completely defines the syntax and static semantics of a simple typed programming language. Grammars with contexts maintain most important practical properties of context-free grammars, including a variant of the Chomsky normal form. For grammars with one-sided contexts (that is, either left or right), there is a cubic-time tabular parsing algorithm, applicable to an arbitrary grammar. The time complexity of this algorithm can be improved to quadratic,provided that the grammar is unambiguous, that is, it only allows one parsefor every string it defines. A tabular parsing algorithm for grammars withtwo-sided contexts has fourth power time complexity. For these grammarsthere is a recognition algorithm that uses a linear amount of space. For certain subclasses of grammars with contexts there are low-degree polynomial parsing algorithms. One of them is an extension of the classical recursive descent for context-free grammars; the version for grammars with contexts still works in linear time like its prototype. Another algorithm, with time complexity varying from linear to cubic depending on the particular grammar, adapts deterministic LR parsing to the new model. If all context operators in a grammar define regular languages, then such a grammar can be transformed to an equivalent grammar without context operators at all. This allows one to represent the syntax of languages in a more succinct way by utilizing context specifications. Linear grammars with contexts turned out to be non-trivial already over a one-letter alphabet. This fact leads to some undecidability results for this family of grammars