Influence of ice crystal habit and cirrus spatial inhomogeneities on the retrieval of cirrus optical thickness and effective radius

Diese Dissertation untersucht den Einfluss von Eiskristallform und räumlicher Inhomogenität von Zirren auf das Retrieval von optischer Wolkendicke und effektivem Eispartikelradius. Zu diesem Zweck werden flugzeuggetragene spektrale Messungen solarer Strahlung sowie solare und langwellige Strahlungstransfersimulationen durchgeführt. Flugzeuggetragene spektrale aufwärtsgerichtete Radianzen (Strahldichten) sind mit dem SMART-Albedometer (Spectral Modular Airborne Radiation measurement sysTem) während des CIRCLE-2 (CIRrus CLoud Experiment-2) Feldexperiments im Mai 2007 gemessen worden. Basierend auf diesen Radianzdaten werden mittels eines Wolkenretrievalalgorithmus optische Wolkendicken und effektive Eispartikelradien anhand von eindimensionalen Strahlungstransferrechnungen bestimmt. Die Auswirkung der Annahme unterschiedlicher Eiskristallformen auf die retrievten Parameter wird durch Variation der Einfachstreueigenschaften der Eispartikel untersucht. Darüber hinaus wird mittels Strahlungstransferrechnungen auch der Einfluss der Eiskristallform auf den Strahlungsantrieb von Eiswolken ermittelt. Die Frage nach dem relativen Einfluss von räumlicher Wolkeninhomogenität und Eiskristallform wird anhand von dreidimensionalen und independent pixel approximation (IPA) Strahlungssimulationen untersucht. Die Analyse basiert auf einer Modelleiswolke, die aus Daten des NASA (National Aeronautics and Space Administration) TC4 (Tropical Composition, Cloud, and Climate Coupling) Feldexperiments im Sommer 2007 in Costa Rica erzeugt wurde. Lokal gesehen können beide Effekte - Eiskristallform und räumliche Eiswolkeninhomogenität - die gleiche Grössenordnung haben und zu einer Unter- bzw. Überschätzung der retrievten Parameter um 40 – 60% führen. Gemittelt über die ganze Wolke ist jedoch der Einfluss der Eiskristallform viel bedeutender als der von räumlichen Inhomogenitäten.

Valutazione della qualità delle immagini e della dose in multi-slice computed tomography per l'ottimizzazione dei protocolli clinici che impiegano sistemi di modulazione automatica

In questo studio ci siamo proposti di investigare i sistemi di modulazione automatica della dose sui sistemi TC Multislice (Automatic Exposure Control – AEC) da tre diversi produttori, aventi differenti indicatori di qualità delle immagini. Il presente lavoro è stato svolto presso il Servizio di Fisica Sanitaria dell’Azienda Ospedaliera Universitaria - Policlinico Sant’Orsola-Malpighi di Bologna e consiste in un’analisi quantitativa della dose impiegata durante esami di Tomografia Computerizzata Multi-Slice (TCMS) e delle rispettive immagini radiologiche. Le immagini sono state acquisite con : GE LightSpeed VCT 64 e GE LightSpeed 16 (AEC AutomA 3D longitudinale e angolare), Siemens Sensation 16 (AEC CARE Dose 4D combinato), Philips Brilliance 16 e iCT 64 (separati in AEC ZDOM longitudinale e AEC DDOM angolare). Le acquisizioni TCMS sono state effettuate a differenti kV e mA di riferimento, al fine di investigarne gli effetti sulla modulazione, impiegando algoritmi di ricostruzione standard presenti su ogni macchina. Due fantocci antropomorfi simulanti la zona del torace e dell’addome sono stati utilizzati per simulare un paziente standard posizionato come in un esame clinico di routine ; a questo proposito, sono stati impiegati protocolli elicoidali standard con e senza modulazione. Sono inoltre stati testati differenti valori di indice di qualità delle immagini. Il profilo dei mA lungo la lunghezza è stato ottenuto utilizzando ImageJ, un programma open source comunemente utilizzato per l’elaborazione di immagini; i mAs sono stati normalizzati ad un fattore che tiene conto delle differenti geometrie e delle filtrazioni dei diversi scanner tomografici analizzati nell’esperienza. Il rumore è stato valutato tramite la scelta di determinate ROI (Region Of Interest) localizzate in aree il più possibili uniformi disponibili lungo i fantocci. Abbiamo registrato che una variazione del Noise Index o dei mAs di riferimento a seconda della tipologia di macchina analizzata risulta in uno shift dei profili di dose; lo stesso si è verificato quando sono stati cambiato kV o mA nella scout di acquisizione. Sistemi AEC longitudinali e combinati hanno mostrato profili di mAs normalizzati simili tra loro, con valori elevati evidenziati nella zona delle spalle e zona pelvi; sono state osservate differenze del 30-40% tra i differenti scanner tomografici. Solo in un caso di macchina analizzata si è verificato un comportamento opposto rispetto alle altre due tipologie di macchina in esame. A dispetto della differente natura dei sistemi AEC, i risultati ottenuti dai protocolli combinati e longitudinali sono simili tra loro. Il rumore presente nelle immagini è aumentato ad un livello accettabile e la sua uniformità lungo la direzione di scan è migliorata.

The thickness of the gaseous layer in disk galaxies

il profilo verticale del gas dipende sia dal potenziale galattico, e quindi dalla distribuzione di materia, sia dalla dispersione di velocit`a del gas La nostra analisi teorica ha mostrato che l’altezza scala dell’idrogeno gassoso ad un certo raggio `e fortemente legata alla componente di massa dominate: nelle parti centrali, dove domina la materia barionica, il disco gassoso incrementa il suo spessore esponenzialmente con una lunghezza scala pari al doppio di quella del disco stellare; dalle zone intermedie fino alla fine del disco, il profilo verticale del gas `e influenzato dalla distribuzione di DM. In queste zone lo spessore del disco gassoso cresce con il raggio in maniera circa lineare. Tale fenomeno viene definito gas flaring. Lo scopo principale di questa tesi `e la ricerca di una nuova tecnica per poter stimare il profilo vertical del gas in galassie con inclinazione intermedia.

A simple voltage/mass index increases the suspicion of amyloidotic cardiomyopathy: an electrocardiographic and echocardiographic study of 767 patients with increased left ventricular wall thickness due to different causes

Background-Amyloidotic cardiomyopathy (AC) can mimic true left ventricular hypertrophy (LVH), including hypertrophic cardiomyopathy (HCM) and hypertensive heart disease (HHD). We assessed the diagnostic value of combined electrocardiographic/echocardiographic indexes to identify AC among patients with increased echocardiographic LV wall thickness due to either different etiologies of amyloidosis or HCM or HHD. Method-First, we studied 469 consecutive patients: 262 with biopsy/genetically proven AC (with either AL or transthyretin (TTR)-related amyloidosis); 106 with HCM; 101 with HHD. We compared the diagnostic performance of: low QRS voltage, symmetric LVH, low QRS voltage plus interventricular septal thickness >1.98 cm, Sokolow index divided by the cross-sectional area of LV wall, Sokolow index divided by body surface area indexed LV mass (LVMI), Sokolow index divided by LV wall thickness, Sokolow index divided by (LV wall/height^2.7); peripheral QRS score divided by LVMI, Peripheral QRS score divided by LV wall thickness, Peripheral QRS score divided by LV wall thickness indexed to height^2.7, total QRS score divided by LVMI, total QRS score divided by LV wall thickness; total QRS score divided by (LV wall/height^2.7). We tested each criterion, separately in males and females, in the following settings: AC vs. HCM+HHD; AC vs. HCM; AL vs. HCM+HHD; AL vs. HCM; TTR vs. HCM+HHD; TTR vs. HCM. Results-Low QRS voltage showed high specificity but low sensitivity for the identification of AC. All the combined indexes had a higher diagnostic accuracy, being total QRS score divided by LV wall thickness or by LVMI associated with the best performances and the largest areas under the ROC curve. These results were validated in 298 consecutive patients with AC, HCM or HHD. Conclusions-In patients with increased LV wall thickness, a combined ECG/ echocardiogram analysis provides accurate indexes to non-invasively identify AC. Total QRS score divided by LVMI or LV wall thickness offers the best diagnostic performance.

Caratterizzazione dosimetrica e di qualità immagine del tomografo Philips Brilliance ICT 256-slice

In questo lavoro, svolto presso l'Istituto Scientifico Romagnolo per lo Studio e la Cura dei Tumori (I.R.S.T.) (I.R.C.C.S) di Meldola, si sono studiate le caratteristiche di un tomografo Philips Brilliance iCT 256 strati, con l'obiettivo di individuare le variazioni di qualità delle immagini e di dose in funzione dei parametri di acquisizione dello strumento, al fine di una successiva ottimizzazione dei protocolli degli esami tomografici. Le valutazioni sono state fatte sul tomografo multistrato Philips mediante uso di diversi fantocci e dosimetri, seguendo le linee guida della pubblicazione per il controllo di qualità in tomografia computerizzata dell'International Atomic Energy Agency (IAEA). Si è utilizzato il fantoccio Catphan per la caratterizzazione della qualità dell'immagine, acquisendo immagini sia in modalità assiale che spirale e variando parametri di acquisizione quali spessore di strato, kV, mAs e pitch. Per le varie combinazioni di questi parametri sono state misurate, mediante l'utilizzo dei software ImageJ ed ImageOwl, grandezze oggettive quali risoluzione spaziale, risoluzione a basso contrasto e rumore dell'immagine acquisita. Due fantocci di polimetilmetacrilato (PMMA) head e body sono serviti, insieme ad una camera a ionizzazione di tipo pencil, per la misura di indici di dose per la tomografia computerizzata (CTDI). L'irraggiamento di questi strumenti è stato effettuato a diversi valori di tensione del tubo radiogeno e ha permesso di confrontare i valori CTDI misurati con quelli forniti dal tomografo. Si sono quindi calcolate le dosi efficaci di alcuni protocolli della macchina per poi confrontarle con livelli di riferimento diagnostici (DRL), strumenti utilizzati con l'obiettivo di raggiungere valori di dose adeguati per lo scopo clinico dell'esame. Come ulteriore valutazione dosimetrica, si è utilizzato il fantoccio antropomorfo Rando, in cui sono stati inseriti dei dosimetri a termoluminescenza (TLD) per la misura della dose organo. Dai risultati si osserva un andamento inversamente proporzionale tra tensione del tubo radiogeno e contrasto dell'immagine. Impostando valori alti di kV si ottiene però un'immagine meno rumorosa. Oltre alla tensione del tubo, si è valutato come anche lo spessore di strato e la corrente influiscano sul rumore dell'immagine. I risultati ottenuti dimostrano che i valori dei parametri oggettivi di qualità delle immagini rientrano nei limiti di attendibilità, così come i valori di CTDI visualizzati dal tomografo. Lo studio della dipendenza di questi parametri oggettivi dalle impostazione di scansione permette di ottimizzare l'acquisizione TC, ottenendo un buon compromesso fra dose impartita e qualità dell'immagine.

Numerical evaluation of material model and thickness effect on LSP induced residual stresses

Laser Shock Peening (LSP) is a technological process used to improve mechanical properties in metallic components. When a short and intense laser pulse irradiates a metallic surface, high pressure plasma is generated on the treated surface; elasto-plastic waves, then, propagate inside the target and create plastic strain. This surface treatment induces a deep compressive residual stresses field on the treated area and through the thickness; such compressive residual stress is expected to increase the fatigue resistance, and reduce the detrimental effects of corrosion and stress corrosion cracking.

Influence of adhesive thickness on adhesively bonded joints under fatigue loading

Research on adhesive joints is arousing increasing interest in aerospace industry. Incomplete knowledge of fatigue in adhesively bonded joints is a major obstacle to their application. The prediction of the disbonding growth is yet an open question. This thesis researches the influence of the adhesive thickness on fatigue disbond growth. Experimental testing on specimens with different thickness has been performed. Both a conventional approach based on the strain energy release rate and an approach based on cyclic strain energy are provided. The inadequacy of the former approach is discussed. Outcomes from tests support the idea of correlating the crack growth rate to the cyclic strain energy. In order to push further the study, a 2D finite element model for the prediction of disbond growth under quasi-static loading has been developed and implemented in Abaqus. Numerical simulations have been conducted with different values of the adhesive thickness. The results from tests and simulations are in accordance with each other. According to them, no dependence of disbonding on the adhesive thickness has been evidenced.

Reproducibility of retinal thickness measurements in patients with age-related macular degeneration using 3D Fourier-domain optical coherence tomography (OCT) (Topcon 3D-OCT 1000)

Conventional time-domain optical coherence tomography (OCT) has become an important tool for following dry or exudative age-related macular degeneration (AMD). Fourier-domain three-dimensional (3D) OCT was recently introduced. This study tested the reproducibility of 3D-OCT retinal thickness measurements in patients with dry and exudative AMD.

Thickness of softened human enamel removed by toothbrush abrasion: an in vitro study

The aim of the study was to assess the thickness of softened enamel removed by toothbrushing. Human enamel specimens were indented with a Knoop diamond. Softening was performed with citric acid or orange juice. The specimens were brushed in a brushing machine with a manual soft toothbrush in toothpaste slurry or in artificial saliva. Enamel loss was calculated from the change in indentation depth of the same indent before and after abrasion. Mean surface losses (95% confidence interval) were recorded in treatment groups (in nanometers): (1) citric acid, abrasion with slurry = 339 (280-398); (2) citric acid, abrasion with artificial saliva = 16 (5-27); (3) orange juice, abrasion with slurry = 268 (233-303); (4) orange juice, abrasion with artificial saliva = 14 (5-23); (5) no softening, abrasion with slurry = 28 (10-46). The calculated thickness of the softened enamel varied between 254 and 323 nm, depending on the acid used.

Sonographic transvaginal bladder wall thickness: Does the measurement discriminate between urodynamic diagnoses?

Measurement of bladder wall thickness (BWT) using transvaginal ultrasound has previously been shown to discriminate between women with confirmed detrusor overactivity and those with urodynamic stress incontinence. Aim of the current study was to determine if vaginally measured BWT correlates with urodynamic diagnoses in a female population.

Endosonographic radial tumor thickness after neoadjuvant chemoradiation therapy to predict response and survival in patients with locally advanced esophageal cancer: a prospective multicenter phase ll study by the Swiss Group for Clinical Cancer Research (SAKK 75/02)

EUS response assessment in patients with locally advanced esophageal cancer undergoing neoadjuvant chemoradiation therapy (CRT) is limited by disintegration of the involved anatomic structures.

Reduced trabecular bone mineral density and cortical thickness accompanied by increased outer bone circumference in metacarpal bone of rheumatoid arthritis patients: a cross-sectional study

Introduction The objective of this study was to assess three-dimensional bone geometry and density at the epiphysis and shaft of the third meta-carpal bone of rheumatoid arthritis (RA) patients in comparison to healthy controls with the novel method of peripheral quantitative computed tomography (pQCT). Methods PQCT scans were performed in 50 female RA patients and 100 healthy female controls at the distal epiphyses and shafts of the third metacarpal bone, the radius and the tibia. Reproducibility was determined by coefficient of varia-tion. Bone densitometric and geometric parameters were compared between the two groups and correlated to disease characteristics. Results Reproducibility of different pQCT parameters was between 0.7% and 2.5%. RA patients had 12% to 19% lower trabecular bone mineral density (BMD) (P ≤ 0.001) at the distal epiphyses of radius, tibia and metacarpal bone. At the shafts of these bones RA patients had 7% to 16% thinner cortices (P ≤ 0.03). Total cross-sectional area (CSA) at the metacarpal bone shaft of pa-tients was larger (between 5% and 7%, P < 0.02), and relative cortical area was reduced by 13%. Erosiveness by Ratingen score correlated negatively with tra-becular and total BMD at the epiphyses and shaft cortical thickness of all measured bones (P < 0.04). Conclusions Reduced trabecular BMD and thinner cortices at peripheral bones, and a greater bone shaft diameter at the metacarpal bone suggest RA spe-cific bone alterations. The proposed pQCT protocol is reliable and allows measuring juxta-articular trabecular BMD and shaft geometry at the metacarpal bone.

Multi-slice computed tomography (MSCT) of mountaineering casualties in the Swiss Alps - Advantages and limitations

As an Alpine country, Switzerland has not only a thriving mountaineering tourist industry, but also many mountaineering casualties. At the request of the state attorney, most of the victims undergo only an external inspection without autopsy. One of the main tasks of the forensic pathologist under these circumstances is the correct identification of the deceased for a fast release to their kin. Nevertheless, detailed knowledge of the injuries sustained may lead to improved safety measures, such as better protective equipment. In this study, we examined the feasibility of using cross-sectional imaging with postmortem multi-slice computed tomography (MSCT) to detect lesions of the skeletal structures and internal organs. For this purpose, we used whole-body MSCT to examine 10 corpses that suffered fatal falls from great height while climbing in the Swiss part of the European Alps from the years 2007 to 2009. We conclude that postmortem CT imaging is a valuable tool for dental identification and is superior to plain X-rays as a viable compromise between a solely external legal inspection and an autopsy because it delivers otherwise irretrievable additional internal findings non-invasively. This fact is of great importance in cases where an autopsy is refused.

How should bladder wall thickness be measured? A comparison of vaginal, perineal and abdominal ultrasound

Measurement of bladder wall thickness using transvaginal ultrasound has previously been shown to discriminate between women with diagnosed detrusor overactivity and those with urodynamic stress incontinence. So far, no comparison has been made between abdominal, perineal and vaginal route for the measurement of bladder wall thickness. The aim of this prospective study was to determine if abdominal, perineal and vaginal ultrasound measurements of bladder wall thickness are comparable with each other.