07003-001 Clear Lake Watershed Final Report

Clear Lake, Iowa's third largest natural lake, is a premier natural resource and popular recreational destination in north central Iowa. Despite the lake's already strong recreational use, water quality concerns have not allowed the lake to reach its full potential. Clear Lake is listed on Iowa's 2004 303(d) Impaired Waters List due to excessive levels of phosphorus, bacteria, and turbidity. Urban storm water runoff from the 8,600 acre watershed is a significant contributor to Clear Lake's impairment. Local communities have been working towards the goal of making improvements at all 30 storm water outlets that have a drainage area of five acres or more and have a cost effective solution. Many improvements have already been made, and now there are only seven storm water outlet sites remaining that still need protection in order to meet the goal. The storm water improvements have been very effective in reducing contaminants in urban runoff, achieving reduction levels in the 50-80% range. The proposed Clear Lake Storm Water Improvement Project will address the remaining seven outlet sites and take place over three years. The first year will consist of performing engineering and design of storm water best management practices (BMPs) at the seven outlet sites to determine if a cost effective solution exists for each. Years two and three will consist of installing two storm water improvements each year to implement the most cost effective BMPs at a minimum of four of the seven sites. The grant request addresses one of the main priorities of the Iowa Watershed Improvement Grant: storm water runoff.

Traffic Control in Work Zones with Edge Drop-Offs, 2002

Pavement and shoulder edge drop-offs commonly occur in work zones as the result of overlays, pavement replacement, or shoulder construction. The depth of these elevation differentials can vary from approximately one inch when a flexible pavement overlay is applied to several feet where major reconstruction is undertaken. The potential hazards associated with pavement edge differentials depend on several factors including depth of the drop-off, shape of the pavement edge, distance from traveled way, vehicle speed, traffic mix, volume, and other factors. This research was undertaken to review current practices in other states for temporary traffic control strategies addressing lane edge differentials and to analyze crash data and resultant litigation related to edge drop-offs. An objective was to identify cost-effective practices that would minimize the potential for and impacts of edge drop crashes in work zones. Considerable variation in addressing temporary traffic control in work zones with edge drop-off exposure was found among the states surveyed. Crashes related to pavement edge drop-offs in work zones do not commonly occur in the state of Iowa, but some have resulted in significant tort claims and settlements. The use of benefit/cost analysis may provide guidance in selection of an appropriate mitigation and protection of edge drop-off conditions. Development and adoption of guidelines for design of appropriate traffic control for work zones that include edge drop-off exposure, particularly identifying effective use of temporary barrier rail, may be beneficial in Iowa.

Development and Evaluation of a Portable Device for Measuring Curling and Warping in Concrete Pavements, 2016

Portland cement concrete (PCC) pavement undergoes repeated environmental load-related deflection resulting from temperature and moisture variations across pavement depth. This has been recognized as resulting in PCC pavement curling and warping since the mid-1920s. Slab curvature can be further magnified under repeated traffic loads and may ultimately lead to fatigue failures, including top-down and bottom-up transverse, longitudinal, and corner cracking. It is therefore significant to measure the “true” degree of curling and warping in PCC pavements, not only for quality control (QC) and quality assurance (QA) purposes, but also for better understanding of its relationship to long-term pavement performance. Although several approaches and devices—including linear variable differential transducers (LVDTs), digital indicators, and some profilers—have been proposed for measuring curling and warping, their application in the field is subject to cost, inconvenience, and complexity of operation. This research therefore explores developing an economical and simple device for measuring curling and warping in concrete pavements with accuracy comparable to or better than existing methodologies. Technical requirements were identified to establish assessment criteria for development, and field tests were conducted to modify the device to further enhancement. The finalized device is about 12 inches in height and 18 pounds in weight, and its manufacturing cost is just $320. Detailed development procedures and evaluation results for the new curling and warping measuring device are presented and discussed, with a focus on achieving reliable curling and warping measurements in a cost effective manner.

Jätehuoltosuunnitelma Pohjois-Karjalan keskussairaalan laajennus K:ssa

Tämän työn tarkoituksena oli suunnitella toimiva jätehuoltoPohjois-Karjalan keskussairaalan alueelle vuosina 2007-2008 rakennettavaan laajennus K:hon. Tavoitteena oli löytää kustannustehokas ja hyvin vanhan rakennuskannan logistiikan kanssa yhteen toimiva jätehuollon vaihtoehto. Suunnittelua ohjasivat lakien, asetusten ja muiden määräyksien ohella laajennuksen pitkälle edennyt suunnitteluvaihe ja vanhan rakennuskannan jätehuollon toimintatavat. Jätehuolto on yksi merkittävä osa sairaalan perustehtävää palvelevista tukitoiminnoista. Jätehuoltojärjestelmä on sairaanhoitotyötä palveleva, jos järjestelyt ovat loogisia, toimivia ja logistiset yhteydet ovat mahdollisimman lyhyitä. Nykyinen ihmistyövoiman käyttöön perustuva jätehuollon prosessi on esitetty varsin tarkasti, sillä laajennuksen jätehuoltosuunnitelman on käytännön syistä pohjauduttava nykyiseen toimintatapaan. Työssä esitetään uusia jätehuollon vaihtoehtoja kustannusarvioineen, mutta ehdotukset jäävät lähinnä visiotasolle laajennuksen pitkälle ehtineen suunnitteluvaiheen vuoksi. Konkreettiset vaihtoehdot koskevat jätejakeiden keräystä ja niiden kuljetuksia. Keskus sairaalan jätehuollon tehostaminen vaatii kokonaisvaltaisen jätehuoltosuunnitelman laatimista koko sairaalan alueelle. Sen myötä on mahdollista lisätä kustannustehokkuutta ottamalla käyttöön teknisiä ratkaisuja. Jätehuoltosuunnitelma laajennukseen on työssä tehty, mutta työn suurimmaksi saavutukseksi jää kuitenkin esitys myöhempien hakkeiden jätehuollon suunnittelun aikaistamisesta jo hankesuunnitteluvaiheeseen.

Cost-effectiveness of early detection of breast cancer in Catalonia (Spain)

Background: Breast cancer (BC) causes more deaths than any other cancer among women in Catalonia. Early detection has contributed to the observed decline in BC mortality. However, there is debate on the optimal screening strategy. We performed an economic evaluation of 20 screening strategies taking into account the cost over time of screening and subsequent medical costs, including diagnostic confirmation, initial treatment, follow-up and advanced care. Methods: We used a probabilistic model to estimate the effect and costs over time of each scenario. The effect was measured as years of life (YL), quality-adjusted life years (QALY), and lives extended (LE). Costs of screening and treatment were obtained from the Early Detection Program and hospital databases of the IMAS-Hospital del Mar in Barcelona. The incremental cost-effectiveness ratio (ICER) was used to compare the relative costs and outcomes of different scenarios. Results: Strategies that start at ages 40 or 45 and end at 69 predominate when the effect is measured as YL or QALYs. Biennial strategies 50-69, 45-69 or annual 45-69, 40-69 and 40-74 were selected as cost-effective for both effect measures (YL or QALYs). The ICER increases considerably when moving from biennial to annual scenarios. Moving from no screening to biennial 50-69 years represented an ICER of 4,469€ per QALY. Conclusions: A reduced number of screening strategies have been selected for consideration by researchers, decision makers and policy planners. Mathematical models are useful to assess the impact and costs of BC screening in a specific geographical area.

Sellupesurin sisäiset vaiheet erottavien komponenttien kehittäminen

Kilpailukyvyn säilyttämiseen tarvitaan jatkuvaa tuotekehitystä ja kustannusten hallintaa. Tietyssä vaiheessa tuotteen elinkaaressa rakenteeseen on tehtävä suuria muutoksia, jotta tuotteesta aiheutuvat elinkaarikustannukset saadaan alhaisemmiksi, niin valmistus- kuin kunnossapitokustannustenkin osalta. Tämä diplomityö käsittelee sellupesurin sisäisiä vaiheita erottavaa tiiviste-elementtiä ja sen kehittämistä. Työssä on pyritty löytämään uusi, elinkaarikustannuksiltaan alhaisempi ratkaisu entisen rakenteen tilalle. Alkuvaiheessa uudelle ratkaisulle ei asetettu juuri minkäänlaisia rajoitteita. Tällä pyrittiin siihen, että myös kaikista innovatiivisimmatkin ideat tulisivat esille ja huomioiduksi. Uusien rakenneratkaisujen ideoinnissa, vertailussa ja valinnassa hyödynnettiin järjestelmällistä koneensuunnitteluprosessia. Työn tuloksena saatiin kehitettyä uusi, kevyempi ja elinkaarikustannuksiltaan edullisempi rakenne. Uuden rakenteen osien määrä saatiin vähennettyä noin kymmenesosaan verrattuna entiseen rakenteeseen ja elinkaarikustannukset saatiin alenemaan noin 32–35 % materiaalista riippuen. Elinkaarikustannuksista tuotteen valmistuskustannukset materiaaleineen pienenivät noin 23–25 % ja kunnossapitokustannukset noin 46–52 %.

Piirilevyn emissiivisyyden vakiointi lämpökamerasovelluksiin

Lämpökameroiden kehitys on mahdollistanut lämpökameroiden käytön myös erittäin pienien kohteiden tarkastelussa. Luotettava absoluuttisten lämpötilojen selvittäminen lämpökameralla vaatii, että tarkasteltavan kohteen emissiivisyys on kauttaaltaan vakio ja tunnettu. Käytännössä erilaisten materiaalipintojen emissiivisyyksissä on merkittäviä eroja, mikä aiheuttaa virheitä mittaustuloksiin. Tutkimuksen tavoitteena oli löytää halpa ja käytännöllinen keino piirilevyn emissiivisyyden vakiointiin. Työssä kartoitettiin erilaisia pinnoitteita, joille tehtiin resistanssi-, impedanssi- sekä lämpökameramittaukset. Mittauksilla selvitettiin pinnoitteen soveltuvuus emissiivisyyden vakiointiin. Lisäksi tutustuttiin pintapuolisesti pinnoiteaineiden kemialliseen rakenteeseen, jotta saatiin peruskäsitys siitä, onko aineiden kemiallisella rakenteella merkitystä pinnoiteaineen emissiivisyyden vakiointikykyyn. Tutkimustulosten perusteella tutkituista pinnoitteista parhaaksi todettiin talkkijauhe. Talkkipinnoitteella saatiin luotettavia mittaustuloksia. Tällä hetkellä pinnoitemenetelmää voidaan käyttää yksittäisten piirilevyjen testauksessa laboratorio-olosuhteissa. Tulevaisuudessa menetelmää voitaisiin soveltaa myös piirilevyjen tuotantolinjalle.

Cost-effectiveness of a community pharmacist intervention in patients with depression: a randomized controlled trial (PRODEFAR study)

Background: Non-adherence to antidepressants generates higher costs for the treatment of depression. Little is known about the cost-effectiveness of pharmacist's interventions aimed at improving adherence to antidepressants. The study aimed to evaluate the cost-effectiveness of a community pharmacist intervention in comparison with usual care in depressed patients initiating treatment with antidepressants in primary care. Methods: Patients were recruited by general practitioners and randomized to community pharmacist intervention (87) that received an educational intervention and usual care (92). Adherence to antidepressants, clinical symptoms, Quality-Adjusted Life-Years (QALYs), use of healthcare services and productivity losses were measured at baseline, 3 and 6 months. Results: There were no significant differences between groups in costs or effects. From a societal perspective, the incremental cost-effectiveness ratio (ICER) for the community pharmacist intervention compared with usual care was 1,866 for extra adherent patient and 9,872 per extra QALY. In terms of remission of depressive symptoms, the usual care dominated the community pharmacist intervention. If willingness to pay (WTP) is 30,000 per extra adherent patient, remission of symptoms or QALYs, the probability of the community pharmacist intervention being cost-effective was 0.71, 0.46 and 0.75, respectively (societal perspective). From a healthcare perspective, the probability of the community pharmacist intervention being cost-effective in terms of adherence, QALYs and remission was of 0.71, 0.76 and 0.46, respectively, if WTP is 30,000. Conclusion: A brief community pharmacist intervention addressed to depressed patients initiating antidepressant treatment showed a probability of being cost-effective of 0.71 and 0.75 in terms of improvement of adherence and QALYs, respectively, when compared to usual care. Regular implementation of the community pharmacist intervention is not recommended.

Tehdasmittausten varastointi moniulotteisella tietomallilla

Tietovarastoissa moniulotteinen tietomalli on tehokkain tapa esittää tietoa päätöksentekijöille. Sen toimivuus on hyväksi havaittu monissa eri liiketoimintaympäristöissä. Tehdasympäristöissä on tuhansia mittalaitteita, joista jokainen mittaa uniikkia valmistusprosessiin liittyvää piirrettä. Tässä työssä kehitettiin tietovarasto tehdasmittausten varastointiin käyttäen moniulotteista tietomallia. Havaittiin, että moniulotteisella mallilla tehdasmittaukset voidaan tallentaa joustavalla tavalla ja esittää käyttäjälle mielekkäässä muodossa. Moniulotteinen malli antaa myös erinomaiset keinot tiedon ryhmittelyyn ja vertailuun. Sillä ei kuitenkaan saada vastaavanlaisia hyötyjä kuin klassisissa kaupanalan tietovarastointi esimerkeissä, koska eri mittaukset ovat keskenään hyvin erilaisia. Vaikka mittaukset eivät olekaan aina vertailtavissa tai summattavissa keskenään, saadaan ne moniulotteisella mallilla tallennettua ja luokiteltua loogisesti siten, että käyttäjän on helppo löytää tarvitsemansa tieto. Lisäksi yleisesti tunnettu ja paljon käytetty tietovaraston suunnittelumalli takaa sen, että markkinoilta on saatavissa työkaluja tietovaraston käyttöön. Tietokannan toteutus tehtiin vapaasti levitettävän MySQLtiedonhallintajärjestelmän avulla. Sitä ei ole suunniteltu pääasiassa tietovarastokäyttöön, mutta halpa lisenssi ja hyvä skaalautuvuus tekevät siitä mielenkiintoisen vaihtoehdon. Sitä onkin käytetty luultua enemmän tietovarastoinnissa ja myös monien nimekkäiden organisaatioiden toimesta. Myös tässä työssä todettiin, että MySQL tarjoaa riittävät välineet tietovaraston kehittämiseen.

Liikealustan suunnittelu liikkuvan työkoneen simulaattoriin

Työssä suunniteltiin liikealusta liikkuvan työkoneen koulutussimulaattoriin. Suunnittelu aloitettiin mittaamalla lastauskoneen dynaamisia ominaisuuksia. Mittausdatan ja koneen toiminnan analysoinnin perusteella valittiin liikealustan perusrakenne. Toimilaitteiden mitoitus tapahtui simulointimallin avulla, jossa käytettiin mitattuja kiihtyvyyksiä, signaalin suodatusta, käänteiskinematiikkaa ja käänteisdynamiikkaa. Simulointimallia käytettiin myös mekaanisen rakenteen mitoituksessa. Lisäksi visualisoinnin ja ohjauksen toteutusta tutkittiin. Työn tavoitteena oli kehittää mahdollisimman realistisen liiketuntuman toteuttava ja kustannustehokas liikealusta. Lisäksi pyrittiin matalaan ja helposti siirrettävissä olevaan rakenteeseen. Liikealustan liikkeet pyrittiin toteuttamaan sähkökäytöillä. Suunnittelun tuloksena saatiin kolmen vapausasteen liikealusta, joka on toteutettu servomoottoreilla. Työssä suunnitellusta liikealustasta on tarkoitus rakentaa fyysinen prototyyppi ja liittää se lastauskoneen reaaliaikasimulaattoriin.

Tuotannon budjettimallin uudistaminen elektroniikka-alan yrityksessä

Diplomityön tavoitteena on suunnitella ja toteuttaa tuotannon budjettimalli elektroniikka-alalla toimivalle yritykselle. Työn onnistumisen kannalta keskeistä on löytää vanhan budjettimallin puutteet sekä uudet tietotarpeet, joita tuotannon johto tarvitsee pyrittäessä kustannustehokkaaseen ja kannattavaan tuotantotoimintaan. Näiden tietojen pohjalta suunnitellaan ja toteutetaan uusi budjettimalli sekä kuvataan sen toimintaperiaatteet. Työn teoreettisessa osuudessa esitellään budjetoinnin tavoitteet, hyödyt, kritiikin kohteet sekä tyypillisen teollisuusyrityksen osabudjetit. Myös perinteiseen budjetointiin läheisesti liittyvät muodot ja sovellukset, kuten toimintopohjainen budjetointi, vastuualuelaskenta ja nollapohjabudjetointi esitellään. Budjettiseurannan ja eroanalyysin tärkeä merkitys tuodaan esiin. Ennen uuden mallin esittämistä tutkitaan vanhan budjettimallin toimintaperiaatteet ja heikkoudet. Empiirisessä osassa keskitytään tuotannon budjetin toimintaperiaatteisiin sen sisältämien osabudjettien kautta. Työn loppupuolella esitellään uuden budjettimallin antamat tulokset ja poikkeamat sekä arvioidaan budjettimallin toimivuutta. Budjettimallin tuottaman informaation pohjalta tuotannonjohtoa ja suunnittelua ryhdyttiin välittömästi tehostamaan välillisten kustannusten alentamiseksi. Tehostustoimet ilmenivät konkreettisesti positiivisena erona poikkeama-analyysissä suhteessa budjettiin. Rakennetun budjettimallin mallinnustarkkuus osoittautui hyväksi ja uudet esiin tuodut kustannuserät hyödylliseksi informaatioksi.

Effect of dripline flushing on subsurface drip irrigation systems

The velocity of dripline flushing in subsurface drip irrigation (SDI) systems affects system design, cost, management, performance, and longevity. A 30‐day field study was conducted at Kansas State University to analyze the effect of four targeted flushing velocities (0.23, 0.30, 0.46, and 0.61 m/s) for a fixed 15 min duration of flushing and three flushing frequencies (no flushing or flushing every 15 or 30 days) on SDI emitter discharge and sediments within the dripline and removed in the flushing water. At the end of the field experiment (371 h), the amount of solids carried away by the flushing water and retained in every lateral were determined as well as laboratory determination of emitter discharge for every single emitter within each dripline. Greater dripline flushing velocities, which also resulted in greater flushing volumes, tended to result in greater amounts of solids in the flushing water, but the differences were not always statistically significant. Neither the frequency of flushing nor the interaction of flushing frequency and velocity significantly affected the amount of solids in the flushing water. There was a greater concentration of solids in the beginning one‐third of the 90 m laterals, particularly for treatments with no flushing or with slower dripline flushing velocities. As flushing velocity and concurrently flushing volume increased, there was a tendency for greater solids removal and/or more equal distribution within the dripline. At the end of the field study, the average emitter discharge as measured in the laboratory for a total of 3970 emitters was 0.64 L/h. which was significantly less (approximately 2.5%) than the discharge for new and unused emitters. Only six emitters were nearly or fully clogged, with discharges between 0% and 5% of new and unused emitters. Flushing velocity and flushing frequency did not have consistent significant effects on emitter discharge, and those numerical differences that did exist were small (<3%). Emitter discharge was approximately 3% less for the distal ends of the driplines (last 20% of the dripline). Although not a specific factor in the study, the results of solids removals during flushing and solids retention within the different dripline sections suggest that duration of flushing may be a more cost‐effective management option than increasing the dripline flushing velocity through SDI system design. Finally, although microirrigation system components have been improved over the years, the need for flushing to remove solids and reduce clogging potential has not been eliminated

Development of a population-based cost-effectiveness model of chronic graft versus host disease in Spain

Chronic graft-versus-host disease (cGvHD) is the leading cause of late nonrelapse mortality (transplant-related mortality) after hematopoietic stem cell transplant. Given that there are a wide range of treatment options for cGvHD, assessment of the associated costs and efficacy can help clinicians and health care providers allocate health care resources more efficiently. OBJECTIVE: The purpose of this study was to assess the cost-effectiveness of extracorporeal photopheresis (ECP) compared with rituximab (Rmb) and with imatinib (Imt) in patients with cGvHD at 5 years from the perspective of the Spanish National Health System. METHODS: The model assessed the incremental cost-effectiveness/utility ratio of ECP versus Rmb or Imt for 1000 hypothetical patients by using microsimulation cost-effectiveness techniques. Model probabilities were obtained from the literature. Treatment pathways and adverse events were evaluated taking clinical opinion and published reports into consideration. Local data on costs (2010 Euros) and health care resources utilization were validated by the clinical authors. Probabilistic sensitivity analyses were used to assess the robustness of the model. RESULTS: The greater efficacy of ECP resulted in a gain of 0.011 to 0.024 quality-adjusted life-year in the first year and 0.062 to 0.094 at year 5 compared with Rmb or Imt. The results showed that the higher acquisition cost of ECP versus Imt was compensated for at 9 months by greater efficacy; this higher cost was partially compensated for ( 517) by year 5 versus Rmb. After 9 months, ECP was dominant (cheaper and more effective) compared with Imt. The incremental cost-effectiveness ratio of ECP versus Rmb was 29,646 per life-year gained and 24,442 per quality-adjusted life-year gained at year 2.5. Probabilistic sensitivity analysis confirmed the results. The main study limitation was that to assess relative treatment effects, only small studies were available for indirect comparison. CONCLUSION: ECP as a third-line therapy for cGvHD is a more cost-effective strategy than Rmb or Imt.

Cost-effectiveness analysis of cardiac resynchronization therapy in patients with NYHA I and NYHA II heart failure in Spain

Objectives: The aim of the study was to combine clinical results from the European Cohort of the REVERSE study and costs associated with the addition of cardiac resynchronization therapy (CRT) to optimal medical therapy (OMT) in patients with mild symptomatic (NYHA I-II) or asymptomatic left ventricular dysfunction and markers of cardiac dyssynchrony in Spain. Methods: A Markov model was developed with CRT + OMT (CRT-ON) versus OMT only (CRT-OFF) based on a retrospective cost-effectiveness analysis. Raw data was derived from literature and expert opinion, reflecting clinical and economic consequences of patient"s management in Spain. Time horizon was 10 years. Both costs (euro 2010) and effects were discounted at 3 percent per annum. Results: CRT-ON showed higher total costs than CRT-OFF; however, CRT reduced the length of hospitalization in ICU by 94 percent (0.006 versus 0.091 days) and general ward in by 34 percent (0.705 versus 1.076 days). Surviving CRT-ON patients (88.2 percent versus 77.5 percent) remained in better functional class longer, and they achieved an improvement of 0.9 life years (LYGs) and 0.77 years quality-adjusted life years (QALYs). CRT-ON proved to be cost-effective after 6 years, except for the 7th year due to battery depletion. At 10 years, the results were 18,431 per LYG and 21,500 per QALY gained. Probabilistic sensitivity analysis showed CRT-ON was cost-effective in 75.4 percent of the cases at 10 years. Conclusions: The use of CRT added to OMT represents an efficient use of resources in patients suffering from heart failure in NYHA functional classes I and II.

Mechanical circulatory support for destination therapy.

Patients with chronic heart failure who are not eligible for heart transplant and whose life expectancy depends mainly on the heart disease may benefit from mechanical circulatory support. Mechanical circulatory support restores adequate cardiac output and organ perfusion and eventually improves patients' clinical condition, quality of life and life expectancy. This treatment is called destination therapy (DT) and we estimate that in Switzerland more than 120 patients per year could benefit from it. In the last 10 years, design of the devices, implantation techniques and prognoses have changed dramatically. The key to successful therapy with a left ventricular assist device is appropriate patient selection, although we are still working on the definition of reliable inclusion and exclusion criteria and optimal timing for surgical implantation. Devices providing best long-term results are continuous flow, rotary or axial blood pumps implanted using minimally invasive techniques on a beating heart. These new devices (Thoratec HeartMate II and HeartWare HVAD) have only a single moving part, and have improved durability with virtually 10 years freedom from mechanical failure. In selected patients, the overall actuarial survival of DT patients is 75% at 1 year and 62% at 2 years, with a clear improvement in quality of life compared with medical management only. Complications include bleeding and infections; their overall incidence is significantly lower than with previous devices and their management is well defined. DT is evolving into an effective and reasonably cost-effective treatment option for a growing population of patients not eligible for heart transplant, showing encouraging survival rates at 2 years and providing clear improvement in quality of life. The future is bright for people suffering from chronic heart failure.