A physically based trunk soft tissue modeling for scoliosis surgery planning systems

One of the major concerns of scoliotic patients undergoing spinal correction surgery is the trunk's external appearance after the surgery. This paper presents a novel incremental approach for simulating postoperative trunk shape in scoliosis surgery. Preoperative and postoperative trunk shapes data were obtained using three-dimensional medical imaging techniques for seven patients with adolescent idiopathic scoliosis. Results of qualitative and quantitative evaluations, based on the comparison of the simulated and actual postoperative trunk surfaces, showed an adequate accuracy of the method. Our approach provides a candidate simulation tool to be used in a clinical environment for the surgery planning process.

A Study of Closure and Fuzzy Closure Spaces with Reference to H-Closedness and Convexity

Department of Mathematics, Cochin University of Science and Technology.

Quasi-Interpolation von Funktionen und Anwendungen auf Potentialprobleme

Ausgangspunkt der Dissertation ist ein von V. Maz'ya entwickeltes Verfahren, eine gegebene Funktion f : Rn ! R durch eine Linearkombination fh radialer glatter exponentiell fallender Basisfunktionen zu approximieren, die im Gegensatz zu den Splines lediglich eine näherungsweise Zerlegung der Eins bilden und somit ein für h ! 0 nicht konvergentes Verfahren definieren. Dieses Verfahren wurde unter dem Namen Approximate Approximations bekannt. Es zeigt sich jedoch, dass diese fehlende Konvergenz für die Praxis nicht relevant ist, da der Fehler zwischen f und der Approximation fh über gewisse Parameter unterhalb der Maschinengenauigkeit heutiger Rechner eingestellt werden kann. Darüber hinaus besitzt das Verfahren große Vorteile bei der numerischen Lösung von Cauchy-Problemen der Form Lu = f mit einem geeigneten linearen partiellen Differentialoperator L im Rn. Approximiert man die rechte Seite f durch fh, so lassen sich in vielen Fällen explizite Formeln für die entsprechenden approximativen Volumenpotentiale uh angeben, die nur noch eine eindimensionale Integration (z.B. die Errorfunktion) enthalten. Zur numerischen Lösung von Randwertproblemen ist das von Maz'ya entwickelte Verfahren bisher noch nicht genutzt worden, mit Ausnahme heuristischer bzw. experimenteller Betrachtungen zur sogenannten Randpunktmethode. Hier setzt die Dissertation ein. Auf der Grundlage radialer Basisfunktionen wird ein neues Approximationsverfahren entwickelt, welches die Vorzüge der von Maz'ya für Cauchy-Probleme entwickelten Methode auf die numerische Lösung von Randwertproblemen überträgt. Dabei werden stellvertretend das innere Dirichlet-Problem für die Laplace-Gleichung und für die Stokes-Gleichungen im R2 behandelt, wobei für jeden der einzelnen Approximationsschritte Konvergenzuntersuchungen durchgeführt und Fehlerabschätzungen angegeben werden.

CD-Systems of Restarting Automata

Die vorliegende Arbeit behandelt Restartautomaten und Erweiterungen von Restartautomaten. Restartautomaten sind ein Werkzeug zum Erkennen formaler Sprachen. Sie sind motiviert durch die linguistische Methode der Analyse durch Reduktion und wurden 1995 von Jancar, Mráz, Plátek und Vogel eingeführt. Restartautomaten bestehen aus einer endlichen Kontrolle, einem Lese/Schreibfenster fester Größe und einem flexiblen Band. Anfänglich enthält dieses sowohl die Eingabe als auch Bandbegrenzungssymbole. Die Berechnung eines Restartautomaten läuft in so genannten Zyklen ab. Diese beginnen am linken Rand im Startzustand, in ihnen wird eine lokale Ersetzung auf dem Band durchgeführt und sie enden mit einem Neustart, bei dem das Lese/Schreibfenster wieder an den linken Rand bewegt wird und der Startzustand wieder eingenommen wird. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich hauptsächlich mit zwei Erweiterungen der Restartautomaten: CD-Systeme von Restartautomaten und nichtvergessende Restartautomaten. Nichtvergessende Restartautomaten können einen Zyklus in einem beliebigen Zustand beenden und CD-Systeme von Restartautomaten bestehen aus einer Menge von Restartautomaten, die zusammen die Eingabe verarbeiten. Dabei wird ihre Zusammenarbeit durch einen Operationsmodus, ähnlich wie bei CD-Grammatik Systemen, geregelt. Für beide Erweiterungen zeigt sich, dass die deterministischen Modelle mächtiger sind als deterministische Standardrestartautomaten. Es wird gezeigt, dass CD-Systeme von Restartautomaten in vielen Fällen durch nichtvergessende Restartautomaten simuliert werden können und andererseits lassen sich auch nichtvergessende Restartautomaten durch CD-Systeme von Restartautomaten simulieren. Des Weiteren werden Restartautomaten und nichtvergessende Restartautomaten untersucht, die nichtdeterministisch sind, aber keine Fehler machen. Es zeigt sich, dass diese Automaten durch deterministische (nichtvergessende) Restartautomaten simuliert werden können, wenn sie direkt nach der Ersetzung einen neuen Zyklus beginnen, oder ihr Fenster nach links und rechts bewegen können. Außerdem gilt, dass alle (nichtvergessenden) Restartautomaten, die zwar Fehler machen dürfen, diese aber nach endlich vielen Zyklen erkennen, durch (nichtvergessende) Restartautomaten simuliert werden können, die keine Fehler machen. Ein weiteres wichtiges Resultat besagt, dass die deterministischen monotonen nichtvergessenden Restartautomaten mit Hilfssymbolen, die direkt nach dem Ersetzungsschritt den Zyklus beenden, genau die deterministischen kontextfreien Sprachen erkennen, wohingegen die deterministischen monotonen nichtvergessenden Restartautomaten mit Hilfssymbolen ohne diese Einschränkung echt mehr, nämlich die links-rechts regulären Sprachen, erkennen. Damit werden zum ersten Mal Restartautomaten mit Hilfssymbolen, die direkt nach dem Ersetzungsschritt ihren Zyklus beenden, von Restartautomaten desselben Typs ohne diese Einschränkung getrennt. Besonders erwähnenswert ist hierbei, dass beide Automatentypen wohlbekannte Sprachklassen beschreiben.

Innovatives Bankmarketing

Die Geschäftspolitik der Banken und Sparkassen befindet sich in einem tiefgreifenden Veränderungsprozess. Lange Zeit war der stationäre Vertrieb mit großem Abstand der bedeutendste Absatzweg der Kreditinstitute. Damit ist es nun offenbar zu Ende. Alternative Vertriebskanäle gewinnen zunehmend an Bedeutung. Online-Broker und Direktbanken, wie z.B. DAB bank und ING-DiBa, sind dafür die besten Beispiele. Der Verfasser hat sich mit der vorliegenden Promotion der Aufgabe unterworfen, die Erfolgsstrategien und weitere Entwicklung der Direktbanken in Deutschland einer kritischen Analyse zu unterziehen. Dabei werden in erster Linie Direktbanken und Online-Broker betrachtet, aber auch sog. Internet-Only-Banken bzw. virtuelle Banken in die Überlegungen einbezogen. Gegenstand des ersten Kapitels ist die Betrachtung der traditionellen Vertriebswegestruktur im Privatkundengeschäft. Dabei wird deutlich, dass die neue Entwicklungsstufe “Direct Banking” die ehemals so monotone Vertriebspolitik der Kreditinstitute zwar nicht völlig ersetzen, aber gut ergänzen kann. Im zweiten Kapitel werden die Grundlagen des “Direct Banking” beschrieben und abgegrenzt, wobei die historische Entwicklung, die Beweggründe der Kreditinstitute und auch die Anbieterstruktur im einzelnen untersucht werden. Das Discount-Broking wird ebenfalls angesprochen, weil es als Vorläufer des Direktbankgeschäfts angesehen wird. Das dritte Kapitel stellt die strategischen Erfolgsfaktoren im Direct Banking vor und beschreibt einige Vorbehalte und derzeit noch bestehende Problemfelder. Der Ansatz einer ganzheitichen Direct-Banking-Strategie wird in einem gesonderten Abschnitt dargestellt und in sechs Phasen unterteilt. Abschließend werden fünf strategische Maßnahmen zur Verbesserung des Stellenwertes der Direktbanken präsentiert. Das vierte Kapitel beschäftigt sich mit den Auswirkungen auf das traditionelle Bankgeschäft und beleuchtet somit die Zukunft des Retail Banking. Der notwendige Anpassungsprozess im Filil Banking wird erklärt. Dabei werden die strategischen Herausforderungen im Filialbankgeschäft behandelt und Maßnahmen zur Kundenbindung und Kostensenkung aufgezeigt. Im letzten Kapitel werden die Zukunftsaspekte des Direct Banking etwas näher untersucht. Zunächst werden die wesentlichen Ergebnisse zur erfolgreichen Ausübung des Direkbankgeschäfts in Thesen zusammengefasst. Anschließend wird die Umbruchphase zum Virtual Banking anhand von drei Grundtrends analysiert.

CD-Systems of Restarting Automata Governed by Explicit Enable and Disable Conditions

We introduce a new mode of operation for CD-systems of restarting automata by providing explicit enable and disable conditions in the form of regular constraints. We show that, for each CD-system M of restarting automata and each mode m of operation considered by Messerschmidt and Otto, there exists a CD-system M' of restarting automata of the same type as M that, working in the new mode ed, accepts the language that M accepts in mode m. Further, we prove that in mode ed, a locally deterministic CD-system of restarting automata of type RR(W)(W) can be simulated by a locally deterministic CD-system of restarting automata of the more restricted type R(W)(W). This is the first time that a non-monotone type of R-automaton without auxiliary symbols is shown to be as expressive as the corresponding type of RR-automaton.

Relations and Transductions Realized by Restarting Automata

Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Analyse verschiedener Formalismen zur Berechnung binärer Wortrelationen. Dabei ist die Grundlage aller hier ausgeführten Betrachtungen das Modell der Restart-Automaten, welches 1995 von Jancar et. al. eingeführt wurde. Zum einen wird das bereits für Restart-Automaten bekannte Konzept der input/output- und proper-Relationen weiterführend untersucht, sowie auf Systeme von zwei parallel arbeitenden und miteinander kommunizierenden Restart-Automaten (PC-Systeme) erweitert. Zum anderen wird eine Variante der Restart-Automaten eingeführt, die sich an klassischen Automatenmodellen zur Berechnung von Relationen orientiert. Mit Hilfe dieser Mechanismen kann gezeigt werden, dass einige Klassen, die durch input/output- und proper-Relationen von Restart Automaten definiert werden, mit den traditionellen Relationsklassen der Rationalen Relationen und der Pushdown-Relationen übereinstimmen. Weiterhin stellt sich heraus, dass das Konzept der parallel kommunizierenden Automaten äußerst mächtig ist, da bereits die Klasse der proper-Relationen von monotonen PC-Systemen alle berechenbaren Relationen umfasst. Der Haupteil der Arbeit beschäftigt sich mit den so genannten Restart-Transducern, welche um eine Ausgabefunktion erweiterte Restart-Automaten sind. Es zeigt sich, dass sich insbesondere dieses Modell mit seinen verschiedenen Erweiterungen und Einschränkungen dazu eignet, eine umfassende Hierarchie von Relationsklassen zu etablieren. In erster Linie seien hier die verschiedenen Typen von monotonen Restart-Transducern erwähnt, mit deren Hilfe viele interessante neue und bekannte Relationsklassen innerhalb der längenbeschränkten Pushdown-Relationen charakterisiert werden. Abschließend wird, im Kontrast zu den vorhergehenden Modellen, das nicht auf Restart-Automaten basierende Konzept des Übersetzens durch Beobachtung ("Transducing by Observing") zur Relationsberechnung eingeführt. Dieser, den Restart-Transducern nicht unähnliche Mechanismus, wird im weitesten Sinne dazu genutzt, einen anderen Blickwinkel auf die von Restart-Transducern definierten Relationen einzunehmen, sowie eine obere Schranke für die Berechnungskraft der Restart-Transducer zu gewinnen.

An Immersed Interface Method for the Incompressible Navier-Stokes Equations in Irregular Domains

We present an immersed interface method for the incompressible Navier Stokes equations capable of handling rigid immersed boundaries. The immersed boundary is represented by a set of Lagrangian control points. In order to guarantee that the no-slip condition on the boundary is satisfied, singular forces are applied on the fluid at the immersed boundary. The forces are related to the jumps in pressure and the jumps in the derivatives of both pressure and velocity, and are interpolated using cubic splines. The strength of singular forces is determined by solving a small system of equations at each time step. The Navier-Stokes equations are discretized on a staggered Cartesian grid by a second order accurate projection method for pressure and velocity.

El Sistema defensivo de Villasviejas de Tamuja (Botija, Cáceres): una aplicación de software libre en el análisis de paisajes arqueológicos

El análisis de cuencas visuales es una de las aplicaciones de los SIG que más repercusión han tenido en Arqueología. El éxito de su uso está condicionado también por la elección del método de elaboración de los modelos digitales del terreno, bien sea a partir de modelos obtenidos por triangulación o por interpolación (splines, etc). Es ésta una consideración de partida que pretendemos incluir en esta comunicación. En este trabajo se ha empleado el software GRASS para tratar de comprender diversos aspectos sobre la función del sistema defensivo de un poblado amurallado de la II Edad del Hierro, especialmente módulos adicionales específicamente desarrollados para Arqueología. Nuestro trabajo se ha centrado esencialmente en las cuencas visuales y en el análisis de prominencia, aunque no hemos querido obviar otras posibilidades como el cálculo de caminos óptimos para comprender los accesos al castro. Con esta aplicación práctica puede ponerse de relieve la versatilidad de este paquete de software libre frente a otras soluciones que se emplean en el mercado

GRASS GIS for the distinction of vegetation from buildings using LiDAR altimetric data

La tecnología LiDAR (Light Detection and Ranging), basada en el escaneado del territorio por un telémetro láser aerotransportado, permite la construcción de Modelos Digitales de Superficie (DSM) mediante una simple interpolación, así como de Modelos Digitales del Terreno (DTM) mediante la identificación y eliminación de los objetos existentes en el terreno (edificios, puentes o árboles). El Laboratorio de Geomática del Politécnico de Milán – Campus de Como- desarrolló un algoritmo de filtrado de datos LiDAR basado en la interpolación con splines bilineares y bicúbicas con una regularización de Tychonov en una aproximación de mínimos cuadrados. Sin embargo, en muchos casos son todavía necesarios modelos más refinados y complejos en los cuales se hace obligatorio la diferenciación entre edificios y vegetación. Este puede ser el caso de algunos modelos de prevención de riesgos hidrológicos, donde la vegetación no es necesaria; o la modelización tridimensional de centros urbanos, donde la vegetación es factor problemático. (...)

Corporate valuation and governance: evidence from Colombia

We examine for the first time the association of different measures of ownership and control, and separation ratios with firm’s value and performance for 108 non-financial firms that traded their stock during the period 1998 to 2002. We found that large blockholders exert a positive influence upon firm’s valuation and performance, which validates the positive monitoring approach of large shareholders, but also found that this relation is not monotone implying that when separation of control and ownership tends to increase, a negative effect is exerted on firm’s valuation. Furthermore, we report first estimates of a survey of corporate governance practices conducted in 2004 for 43 Colombian non-financial companies. The index’s scores suggest that implementation of good governance in Colombian firms has been slow and poor as measured by the average of the Index that is below half the maximum attainable value. Regrettably, we did not find any support to recent theories that predict a positive association between good governance practices, measured by the CGI, and performance. At most there exists a positive relationship for sub-index but the results were not statistically significant in general.

Evaluating An Alternative To Finance Higher Education: Human Capital Contracts In Colombia.

Se presenta un ejercicio para la valuación de Contratos de Capital Humano (CCH), siguiendo a Palacios (2004), en el cual se utilizan datos del Observatorio Laboral para la Educación y su Encuesta de Seguimiento a Graduados–2007. El análisis se hace a través de un modelo Monteriano y uno de Splines para encontrar los pronósticos determinísticos del ingreso. Se encuentra que los retornos a la educación superior proveen un incentivo para la implementación de CCHs para financiar completamente los programas de las universidades públicas y parcialmente en las universidades privadas. Financiar los programas de las universidades privadas requiere más ayudas para hacer los contratos rentables para los inversionistas y atractivos para los estudiantes.

Comparing meta-analysis and ecological-longitudinal analysis in time-series studies: a case study of the effects of air pollution on mortality in three Spanish cities

The objective of this paper is to introduce a diVerent approach, called the ecological-longitudinal, to carrying out pooled analysis in time series ecological studies. Because it gives a larger number of data points and, hence, increases the statistical power of the analysis, this approach, unlike conventional ones, allows the complementation of aspects such as accommodation of random effect models, of lags, of interaction between pollutants and between pollutants and meteorological variables, that are hardly implemented in conventional approaches. Design—The approach is illustrated by providing quantitative estimates of the short-termeVects of air pollution on mortality in three Spanish cities, Barcelona,Valencia and Vigo, for the period 1992–1994. Because the dependent variable was a count, a Poisson generalised linear model was first specified. Several modelling issues are worth mentioning. Firstly, because the relations between mortality and explanatory variables were nonlinear, cubic splines were used for covariate control, leading to a generalised additive model, GAM. Secondly, the effects of the predictors on the response were allowed to occur with some lag. Thirdly, the residual autocorrelation, because of imperfect control, was controlled for by means of an autoregressive Poisson GAM. Finally, the longitudinal design demanded the consideration of the existence of individual heterogeneity, requiring the consideration of mixed models. Main results—The estimates of the relative risks obtained from the individual analyses varied across cities, particularly those associated with sulphur dioxide. The highest relative risks corresponded to black smoke in Valencia. These estimates were higher than those obtained from the ecological-longitudinal analysis. Relative risks estimated from this latter analysis were practically identical across cities, 1.00638 (95% confidence intervals 1.0002, 1.0011) for a black smoke increase of 10 μg/m3 and 1.00415 (95% CI 1.0001, 1.0007) for a increase of 10 μg/m3 of sulphur dioxide. Because the statistical power is higher than in the individual analysis more interactions were statistically significant,especially those among air pollutants and meteorological variables. Conclusions—Air pollutant levels were related to mortality in the three cities of the study, Barcelona, Valencia and Vigo. These results were consistent with similar studies in other cities, with other multicentric studies and coherent with both, previous individual, for each city, and multicentric studies for all three cities

Estimation of age- and stage-specific Catalan breast cancer survival functions using US and Catalan survival data

During the last part of the 1990s the chance of surviving breast cancer increased. Changes in survival functions reflect a mixture of effects. Both, the introduction of adjuvant treatments and early screening with mammography played a role in the decline in mortality. Evaluating the contribution of these interventions using mathematical models requires survival functions before and after their introduction. Furthermore, required survival functions may be different by age groups and are related to disease stage at diagnosis. Sometimes detailed information is not available, as was the case for the region of Catalonia (Spain). Then one may derive the functions using information from other geographical areas. This work presents the methodology used to estimate age- and stage-specific Catalan breast cancer survival functions from scarce Catalan survival data by adapting the age- and stage-specific US functions. Methods: Cubic splines were used to smooth data and obtain continuous hazard rate functions. After, we fitted a Poisson model to derive hazard ratios. The model included time as a covariate. Then the hazard ratios were applied to US survival functions detailed by age and stage to obtain Catalan estimations. Results: We started estimating the hazard ratios for Catalonia versus the USA before and after the introduction of screening. The hazard ratios were then multiplied by the age- and stage-specific breast cancer hazard rates from the USA to obtain the Catalan hazard rates. We also compared breast cancer survival in Catalonia and the USA in two time periods, before cancer control interventions (USA 1975–79, Catalonia 1980–89) and after (USA and Catalonia 1990–2001). Survival in Catalonia in the 1980–89 period was worse than in the USA during 1975–79, but the differences disappeared in 1990–2001. Conclusion: Our results suggest that access to better treatments and quality of care contributed to large improvements in survival in Catalonia. On the other hand, we obtained detailed breast cancer survival functions that will be used for modeling the effect of screening and adjuvant treatments in Catalonia

Neurofuzzy network model construction using Bézier-Bernstein polynomial functions

Neurofuzzy modelling systems combine fuzzy logic with quantitative artificial neural networks via a concept of fuzzification by using a fuzzy membership function usually based on B-splines and algebraic operators for inference, etc. The paper introduces a neurofuzzy model construction algorithm using Bezier-Bernstein polynomial functions as basis functions. The new network maintains most of the properties of the B-spline expansion based neurofuzzy system, such as the non-negativity of the basis functions, and unity of support but with the additional advantages of structural parsimony and Delaunay input space partitioning, avoiding the inherent computational problems of lattice networks. This new modelling network is based on the idea that an input vector can be mapped into barycentric co-ordinates with respect to a set of predetermined knots as vertices of a polygon (a set of tiled Delaunay triangles) over the input space. The network is expressed as the Bezier-Bernstein polynomial function of barycentric co-ordinates of the input vector. An inverse de Casteljau procedure using backpropagation is developed to obtain the input vector's barycentric co-ordinates that form the basis functions. Extension of the Bezier-Bernstein neurofuzzy algorithm to n-dimensional inputs is discussed followed by numerical examples to demonstrate the effectiveness of this new data based modelling approach.