Characterization of a dual-energy X-ray absorptiometry system for soft tissues assessment and their correlations with metabolic state

Il crescente utilizzo di sistemi di analisi high-throughput per lo studio dello stato fisiologico e metabolico del corpo, ha evidenziato che una corretta alimentazione e una buona forma fisica siano fattori chiave per la salute. L'aumento dell'età media della popolazione evidenzia l'importanza delle strategie di contrasto delle patologie legate all'invecchiamento. Una dieta sana è il primo mezzo di prevenzione per molte patologie, pertanto capire come il cibo influisce sul corpo umano è di fondamentale importanza. In questo lavoro di tesi abbiamo affrontato la caratterizzazione dei sistemi di imaging radiografico Dual-energy X-ray Absorptiometry (DXA). Dopo aver stabilito una metodologia adatta per l'elaborazione di dati DXA su un gruppo di soggetti sani non obesi, la PCA ha evidenziato alcune proprietà emergenti dall'interpretazione delle componenti principali in termini delle variabili di composizione corporea restituite dalla DXA. Le prime componenti sono associabili ad indici macroscopici di descrizione corporea (come BMI e WHR). Queste componenti sono sorprendentemente stabili al variare dello status dei soggetti in età, sesso e nazionalità. Dati di analisi metabolica, ottenuti tramite Magnetic Resonance Spectroscopy (MRS) su campioni di urina, sono disponibili per circa mille anziani (provenienti da cinque paesi europei) di età compresa tra i 65 ed i 79 anni, non affetti da patologie gravi. I dati di composizione corporea sono altresì presenti per questi soggetti. L'algoritmo di Non-negative Matrix Factorization (NMF) è stato utilizzato per esprimere gli spettri MRS come combinazione di fattori di base interpretabili come singoli metaboliti. I fattori trovati sono stabili, quindi spettri metabolici di soggetti sono composti dallo stesso pattern di metaboliti indipendentemente dalla nazionalità. Attraverso un'analisi a singolo cieco sono stati trovati alti valori di correlazione tra le variabili di composizione corporea e lo stato metabolico dei soggetti. Ciò suggerisce la possibilità di derivare la composizione corporea dei soggetti a partire dal loro stato metabolico.

Correlation between urban form and PM2.5 concentration — Evidence from the New York metropolitan Area and Shanghai city

With the development of the economy and society, air pollution has posed a huge threat to public health around the world, especially to people who live in urban areas. Typically, urban development patterns can be roughly divided into compact cities and urban sprawl. In recent years, the relationship between urban form and air quality (especially PM2.5) is gaining more and more attention from urban planners, environmentalists, and governments. This study is focusing on The New York metropolitan area and Shanghai city, which are both megacities but with different urban spatial forms. For both study areas,there are five main variables to measure the urban form metrics, naming Population Density, Artificial Land Area Per Ten Thousand People, Road Density, Green Land Area Ratio and Artificial Land Area Ratio. In addition, considering the impact of economic activities and public transportation, GDP per capita, Number of bus stop and Number of subway station are used as control variables. Based on the results of regression, a megacity like the New York metropolitan area with urban sprawl shows a low spatial correlation on PM2.5 concentration. Meanwhile, almost all the spatial form indicators effect on PM2.5 concentration is not significant. However, a compact megacity like Shanghai shows a diametrically opposite result. Urban form, especially population density, has a strong relationship with PM2.5 concentration. It can be predicted that a reduction in population density would lead to significant improvements on decrease the PM2.5 concentration in Shanghai. Meanwhile, increasing the ratio of green land and construction area per capita will get a positive influence on reducing PM2.5 concentration as well. Road density is not a significant factor for a megacity in both two urban forms. The way and type of energy used by vehicles on megacities maybe more critical.