Application of an iterative method and an evolutionary algorithm in fuzzy optimization

This work develops two approaches based on the fuzzy set theory to solve a class of fuzzy mathematical optimization problems with uncertainties in the objective function and in the set of constraints. The first approach is an adaptation of an iterative method that obtains cut levels and later maximizes the membership function of fuzzy decision making using the bound search method. The second one is a metaheuristic approach that adapts a standard genetic algorithm to use fuzzy numbers. Both approaches use a decision criterion called satisfaction level that reaches the best solution in the uncertain environment. Selected examples from the literature are presented to compare and to validate the efficiency of the methods addressed, emphasizing the fuzzy optimization problem in some import-export companies in the south of Spain. © 2012 Brazilian Operations Research Society.

Molecular Dynamics simulations of track formation at different ensembles

A series of Molecular Dynamics simulations of thermal spikes has been run in zircon. For two different ensembles: microcanonical one and a combination of microcanonical one acting on the simulation core with Langevin one on the side walls of simulation. Depending on the used ensemble, different track-formation threshold energies were found. When the combined ensemble is carried out, the total energy of the simulations varies with the temperature which can influence how annealing fission-track models should deal with the lattice recovery. A fission-track annealing model is tested with the simulation results. © 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Asymptotic integral kernel for ensembles of random normal matrices with radial potentials

The method of steepest descent is used to study the integral kernel of a family of normal random matrix ensembles with eigenvalue distribution P-N (z(1), ... , z(N)) = Z(N)(-1)e(-N)Sigma(N)(i=1) V-alpha(z(i)) Pi(1 <= i<j <= N) vertical bar z(i) - z(j)vertical bar(2), where V-alpha(z) = vertical bar z vertical bar(alpha), z epsilon C and alpha epsilon inverted left perpendicular0, infinity inverted right perpendicular. Asymptotic formulas with error estimate on sectors are obtained. A corollary of these expansions is a scaling limit for the n-point function in terms of the integral kernel for the classical Segal-Bargmann space. (C) 2012 American Institute of Physics. [http://dx.doi.org/10.1063/1.3688293]

Iterative regularization methods for ill-posed problems

This Ph.D thesis focuses on iterative regularization methods for regularizing linear and nonlinear ill-posed problems. Regarding linear problems, three new stopping rules for the Conjugate Gradient method applied to the normal equations are proposed and tested in many numerical simulations, including some tomographic images reconstruction problems. Regarding nonlinear problems, convergence and convergence rate results are provided for a Newton-type method with a modified version of Landweber iteration as an inner iteration in a Banach space setting.

Image quality and dose evaluation of filtered back projection versus iterative reconstruction algorithm in multislice computed tomography.

Il presente lavoro di tesi è stato svolto presso il servizio di Fisica Sanitaria del Policlinico Sant'Orsola-Malpighi di Bologna. Lo studio si è concentrato sul confronto tra le tecniche di ricostruzione standard (Filtered Back Projection, FBP) e quelle iterative in Tomografia Computerizzata. Il lavoro è stato diviso in due parti: nella prima è stata analizzata la qualità delle immagini acquisite con una CT multislice (iCT 128, sistema Philips) utilizzando sia l'algoritmo FBP sia quello iterativo (nel nostro caso iDose4). Per valutare la qualità delle immagini sono stati analizzati i seguenti parametri: il Noise Power Spectrum (NPS), la Modulation Transfer Function (MTF) e il rapporto contrasto-rumore (CNR). Le prime due grandezze sono state studiate effettuando misure su un fantoccio fornito dalla ditta costruttrice, che simulava la parte body e la parte head, con due cilindri di 32 e 20 cm rispettivamente. Le misure confermano la riduzione del rumore ma in maniera differente per i diversi filtri di convoluzione utilizzati. Lo studio dell'MTF invece ha rivelato che l'utilizzo delle tecniche standard e iterative non cambia la risoluzione spaziale; infatti gli andamenti ottenuti sono perfettamente identici (a parte le differenze intrinseche nei filtri di convoluzione), a differenza di quanto dichiarato dalla ditta. Per l'analisi del CNR sono stati utilizzati due fantocci; il primo, chiamato Catphan 600 è il fantoccio utilizzato per caratterizzare i sistemi CT. Il secondo, chiamato Cirs 061 ha al suo interno degli inserti che simulano la presenza di lesioni con densità tipiche del distretto addominale. Lo studio effettuato ha evidenziato che, per entrambi i fantocci, il rapporto contrasto-rumore aumenta se si utilizza la tecnica di ricostruzione iterativa. La seconda parte del lavoro di tesi è stata quella di effettuare una valutazione della riduzione della dose prendendo in considerazione diversi protocolli utilizzati nella pratica clinica, si sono analizzati un alto numero di esami e si sono calcolati i valori medi di CTDI e DLP su un campione di esame con FBP e con iDose4. I risultati mostrano che i valori ricavati con l'utilizzo dell'algoritmo iterativo sono al di sotto dei valori DLR nazionali di riferimento e di quelli che non usano i sistemi iterativi.

Iterative Reconstruction Algorithm for Abdominal Multidetector CT at Different Tube Voltages: Assessment of Diagnostic Accuracy, Image Quality, and Radiation Dose in a Phantom Study

To assess the diagnostic accuracy, image quality, and radiation dose of an iterative reconstruction algorithm compared with a filtered back projection (FBP) algorithm for abdominal computed tomography (CT) at different tube voltages.

Low-tube-voltage, high-tube-current multidetector abdominal CT: improved image quality and decreased radiation dose with adaptive statistical iterative reconstruction algorithm--initial clinical experience

To investigate whether an adaptive statistical iterative reconstruction (ASIR) algorithm improves the image quality at low-tube-voltage (80-kVp), high-tube-current (675-mA) multidetector abdominal computed tomography (CT) during the late hepatic arterial phase.