Automatic Segmentation of the Eye in 3D Magnetic Resonance Imaging: A Novel Statistical Shape Model for Treatment Planning of Retinoblastoma.

PURPOSE: Proper delineation of ocular anatomy in 3-dimensional (3D) imaging is a big challenge, particularly when developing treatment plans for ocular diseases. Magnetic resonance imaging (MRI) is presently used in clinical practice for diagnosis confirmation and treatment planning for treatment of retinoblastoma in infants, where it serves as a source of information, complementary to the fundus or ultrasonographic imaging. Here we present a framework to fully automatically segment the eye anatomy for MRI based on 3D active shape models (ASM), and we validate the results and present a proof of concept to automatically segment pathological eyes. METHODS AND MATERIALS: Manual and automatic segmentation were performed in 24 images of healthy children's eyes (3.29 ± 2.15 years of age). Imaging was performed using a 3-T MRI scanner. The ASM consists of the lens, the vitreous humor, the sclera, and the cornea. The model was fitted by first automatically detecting the position of the eye center, the lens, and the optic nerve, and then aligning the model and fitting it to the patient. We validated our segmentation method by using a leave-one-out cross-validation. The segmentation results were evaluated by measuring the overlap, using the Dice similarity coefficient (DSC) and the mean distance error. RESULTS: We obtained a DSC of 94.90 ± 2.12% for the sclera and the cornea, 94.72 ± 1.89% for the vitreous humor, and 85.16 ± 4.91% for the lens. The mean distance error was 0.26 ± 0.09 mm. The entire process took 14 seconds on average per eye. CONCLUSION: We provide a reliable and accurate tool that enables clinicians to automatically segment the sclera, the cornea, the vitreous humor, and the lens, using MRI. We additionally present a proof of concept for fully automatically segmenting eye pathology. This tool reduces the time needed for eye shape delineation and thus can help clinicians when planning eye treatment and confirming the extent of the tumor.

Paikkatiedon kerääminen ja hyödyntäminen WLAN-verkossa

Työn teoriaosuudessa tutustutaan ensin yleisimpiin paikannusmenetelmiin. Käsiteltävänä ovat GPS-satelliittipaikannus sekä radiosoluverkkojen paikannusmenetelmät solupaikannuksesta monimutkaisempiin signaalin ominaisuuksia tutkiviin menetelmiin. Teoriaosuudessa käsitellään myös IEEE 802.11 –standardin PHY- ja MAC-kerrosten toimintaa sekä WLAN-verkon siirtotien ominaisuuksia paikannuksen kannalta. Ennen paikannusjärjestelmän toteuttamista työssä esitellään menetelmiä ja tuloksia muista tutkimuksista samalta tutkimusalueelta. Työssä toteutetaan paikannusjärjestelmä sekä solupaikannusta että signaalitasopaikannusta hyödyntäen. Solupaikannusjärjestelmälle määritellään palvelurajapinta, jonka kautta paikannuspalvelua voidaan hyödyntää muissa palveluissa. Kaksi paikannuspalvelun päälle luotua palvelua esitellään lyhyesti malliesimerkkeinä. Signaalitasopaikannuksen osalta kuvataan kaksi menetelmään kuuluvaa vaihetta ja yksittäisten komponenttien toiminta näissä vaiheissa. Paikannusmenetelmien tarkkuutta tutkitaan mittausten avulla ja testituloksista muodostetaan paikannustarkkuutta kuvaavat tilastot. Solupaikannuksen keskimääräinen virhe on ±50 metriä. Vastaavasti signaalitasopaikannuksen virhe on ±4 metriä ja parannettua algoritmia käyttäen ±3 metriä.

Mobile Protocol Stack Simulator

Nykypäivän maailma tukeutuu verkkoihin. Tietokoneverkot ja langattomat puhelimet ovat jo varsin tavallisia suurelle joukolle ihmisiä. Uusi verkkotyyppi on ilmestynyt edelleen helpottamaan ihmisten verkottunutta elämää. Ad hoc –verkot mahdollistavat joustavan verkonmuodostuksen langattomien päätelaitteiden välille ilman olemassa olevaa infrastruktuuria. Diplomityö esittelee uuden simulaatiotyökalun langattomien ad hoc –verkkojen simulointiin protokollatasolla. Se esittelee myös kyseisten verkkojen taustalla olevat periaatteet ja teoriat. Lähemmin tutkitaan OSI-mallin linkkikerroksen kaistanjakoprotokollia ad hoc –verkoissa sekä vastaavan toteutusta simulaattorissa. Lisäksi esitellään joukko simulaatioajoja esimerkiksi simulaattorin toiminnasta ja mahdollisista käyttökohteista.

Platform Architectures for Policy-Based Network Access Control

Tämä diplomityö käsittelee sääntöpohjaisen verkkoon pääsyn hallinnan (NAC) ratkaisuja arkkitehtonisesta näkökulmasta. Työssä käydään läpi Trusted Computing Groupin, Microsoft Corporationin, Juniper Networksin sekä Cisco Systemsin NAC-ratkaisuja. NAC koostuu joukosta uusia sekä jo olemassa olevia teknologioita, jotka auttavat ennalta määriteltyyn sääntökantaan perustuen hallitsemaan suojattuun verkkoon pyrkivien laitteiden tietoliikenneyhteyksiä. Käyttäjän tunnistamisen lisäksi NAC pystyy rajoittamaan verkkoon pääsyä laitekohtaisten ominaisuuksien perusteella, esimerkiksi virustunnisteisiin ja käyttöjärjestelmäpäivityksiin liittyen ja paikkaamaan tietyin rajoituksin näissä esiintyviä puutteita verkkoon pääsyn sallimiseksi. NAC on verraten uusi käsite, jolta puuttuu tarkka määritelmä. Tästä johtuen nykymarkkinoilla myydään ominaisuuksiltaan puutteellisia tuotteita NAC-nimikkeellä. Standardointi eri valmistajien NAC-komponenttien yhteentoimivuuden takaamiseksi on meneillään, minkä perusteella ratkaisut voidaan jakaa joko avoimia standardeja tai valmistajakohtaisia standardeja noudattaviksi. Esitellyt NAC-ratkaisut noudattavat standardeja joko rajoitetusti tai eivät lainkaan. Mikään läpikäydyistä ratkaisuista ei ole täydellinen NAC, mutta Juniper Networksin ratkaisu nousee niistä potentiaalisimmaksi jatkokehityksen ja -tutkimuksen kohteeksi TietoEnator Processing & Networks Oy:lle. Eräs keskeinen ongelma NAC-konseptissa on työaseman tietoverkolle toimittama mahdollisesti valheellinen tietoturvatarkistuksen tulos, minkä perusteella pääsyä osittain hallitaan. Muun muassa tähän ongelmaan ratkaisuna voisi olla jo nykytietokoneista löytyvä TPM-siru, mikä takaa tiedon oikeellisuuden ja koskemattomuuden.

Macroporous Scaffolds for Bone Engineering. Studies on Cell Culture and Ectopic Bone Formation

Bone engineering is a rapidly developing area of reconstructive medicine where bone inducing factors and/or cells are combined with a scaffold material to regenerate the structure and function of the original tissue. The aim of this study was to compare the suitability of different macroporous scaffold types for bone engineering applications. The two scaffold categories studied were a) the mechanically strong and stable titanium fiber meshes and b) the elastic and biodegradable porous polymers. Furthermore, bioactive modifications were applied to these basic scaffold types, and their effect on the osteogenic responses was evaluated in cell culture and ectopic bone formation studies. The osteogenic phenotype of cultured cell-scaffold constructs was heightened with a sol-gel derived titania coating, but not with a mixed titania-silica coating. The latter coating also resulted in delayed ectopic bone formation in bone marrow stromal cell seeded scaffolds. However, the better bone contact in early implantation times and more even bone tissue distribution at later times indicated enhanced osteoconductivity of both the coated scaffold types. Overall, the most promising bone engineering results were obtained with titania coated fiber meshes. Elastic and biodegradable poly(ε-caprolactone/D,L-lactide) based scaffolds were also developed in this study. The degradation rates of the scaffolds in vitro were governed by the hydrophilicity of the polymer matrix, and the porous architecture was controlled by the amount and type of porogen used. A continuous phase macroporosity was obtained using a novel CaCl2 • 6H2O porogen. Dynamic culture conditions increased cell invasion, but decreased cell numbers and osteogenicity, within the scaffolds. Osteogenic differentiation in static cultures and ectopic bone formation in cell seeded scaffolds were enhanced in composites, with 30 wt-% of bioactive glass filler.

Avaliação da reprodutibilidade da tomografia computadorizada no estadiamento da pancreatite aguda

OBJETIVO: Medir a reprodutibilidade da tomografia computadorizada sem e com contraste na avaliação da gravidade da pancreatite aguda. MATERIAIS E MÉTODOS: Cinqüenta e um exames de tomografia computadorizada abdominal sem e com contraste de pacientes com pancreatite aguda foram analisados por dois radiologistas (observadores 1 e 2). Calculamos o índice morfológico pela tomografia computadorizada sem e com contraste, separadamente, e o índice de gravidade da tomografia computadorizada para pancreatite aguda. Medimos a reprodutibilidade intra- e interobservador da tomografia computadorizada através do índice kappa (kapa). RESULTADOS: Para a concordância interobservador obtivemos kapa de 0,666, 0,705, 0,648, 0,547 e 0,631 para índice morfológico sem e com contraste, presença de necrose pancreática, extensão da necrose pancreática e índice de gravidade da tomografia computadorizada, respectivamente. Para a concordância intra-observador dos observadores 1 e 2 obtivemos, respectivamente, kapa de 0,796 e 0,732 para o índice morfológico sem contraste; 0,725 e 0,802 para o índice morfológico com contraste; 0,674 e 0,849 para a presença de necrose pancreática; 0,606 e 0,770 para a extensão da necrose pancreática; e 0,801 e 0,687 para o índice de gravidade da tomografia computadorizada. CONCLUSÃO: O estadiamento da pancreatite aguda pela tomografia computadorizada por meio do índice morfológico e do índice de gravidade da tomografia computadorizada é um método bastante reprodutível. O não-uso do contraste não afeta a reprodutibilidade da tomografia computadorizada para o cálculo do índice morfológico.

Prognostication of Mortality in Critically Ill Patients With Severe Infections.

BACKGROUND: The purpose of this study was to confirm the prognostic value of pancreatic stone protein (PSP) in patients with severe infections requiring ICU management and to develop and validate a model to enhance mortality prediction by combining severity scores with biomarkers. METHODS: We enrolled prospectively patients with severe sepsis or septic shock in mixed tertiary ICUs in Switzerland (derivation cohort) and Brazil (validation cohort). Severity scores (APACHE [Acute Physiology and Chronic Health Evaluation] II or Simplified Acute Physiology Score [SAPS] II) were combined with biomarkers obtained at the time of diagnosis of sepsis, including C-reactive-protein, procalcitonin (PCT), and PSP. Logistic regression models with the lowest prediction errors were selected to predict in-hospital mortality. RESULTS: Mortality rates of patients with septic shock enrolled in the derivation cohort (103 out of 158) and the validation cohort (53 out of 91) were 37% and 57%, respectively. APACHE II and PSP were significantly higher in dying patients. In the derivation cohort, the models combining either APACHE II, PCT, and PSP (area under the receiver operating characteristic curve [AUC], 0.721; 95% CI, 0.632-0.812) or SAPS II, PCT, and PSP (AUC, 0.710; 95% CI, 0.617-0.802) performed better than each individual biomarker (AUC PCT, 0.534; 95% CI, 0.433-0.636; AUC PSP, 0.665; 95% CI, 0.572-0.758) or severity score (AUC APACHE II, 0.638; 95% CI, 0.543-0.733; AUC SAPS II, 0.598; 95% CI, 0.499-0.698). These models were externally confirmed in the independent validation cohort. CONCLUSIONS: We confirmed the prognostic value of PSP in patients with severe sepsis and septic shock requiring ICU management. A model combining severity scores with PCT and PSP improves mortality prediction in these patients.

Extrafascial injection for interscalene brachial plexus block reduces respiratory complications compared with a conventional intrafascial injection: a randomized, controlled, double-blind trial?.

BACKGROUND: Hemidiaphragmatic paresis after ultrasound-guided interscalene brachial plexus block is reported to occur in up to 100% of patients. We tested the hypothesis that an injection lateral to the brachial plexus sheath reduces the incidence of hemidiaphragmatic paresis compared with a conventional intrafascial injection, while providing similar analgesia. METHODS: Forty ASA I-III patients undergoing elective shoulder and clavicle surgery under general anaesthesia were randomized to receive an ultrasound-guided interscalene brachial plexus block for analgesia, using 20 ml bupivacaine 0.5% with epinephrine 1:200 000 injected either between C5 and C6 within the interscalene groove (conventional intrafascial injection), or 4 mm lateral to the brachial plexus sheath (extrafascial injection). The primary outcome was incidence of hemidiaphragmatic paresis (diaphragmatic excursion reduction >75%), measured by M-mode ultrasonography, before and 30 min after the procedure. Secondary outcomes were forced vital capacity, forced expiratory volume in 1 s, and peak expiratory flow. Additional outcomes included time to first opioid request and pain scores at 24 h postoperatively (numeric rating scale, 0-10). RESULTS: The incidences of hemidiaphragmatic paresis were 90% (95% CI: 68-99%) and 21% (95% CI: 6-46%) in the conventional and extrafascial injection groups, respectively (P<0.0001). Other respiratory outcomes were significantly better preserved in the extrafascial injection group. The mean time to first opioid request was similar between groups (conventional: 802 min [95% CI: 620-984 min]; extrafascial: 973 min [95% CI: 791-1155 min]; P=0.19) as were pain scores at 24 h postoperatively (conventional: 1.6 [95% CI: 0.9-2.2]; extrafascial: 1.6 [95% CI: 0.8-2.4]; P=0.97). CONCLUSIONS: Ultrasound-guided interscalene brachial plexus block with an extrafascial injection reduces the incidence of hemidiaphragmatic paresis and impact on respiratory function while providing similar analgesia, when compared with a conventional injection. CLINICAL TRIAL REGISTRATION: NCT02074397.

Adaptive optimization schemes for mobile VoIP applications Battery life and call quality aspects

In this thesis programmatic, application-layer means for better energy-efficiency in the VoIP application domain are studied. The work presented concentrates on optimizations which are suitable for VoIP-implementations utilizing SIP and IEEE 802.11 technologies. Energy-saving optimizations can have an impact on perceived call quality, and thus energy-saving means are studied together with those factors affecting perceived call quality. In this thesis a general view on a topic is given. Based on theory, adaptive optimization schemes for dynamic controlling of application's operation are proposed. A runtime quality model, capable of being integrated into optimization schemes, is developed for VoIP call quality estimation. Based on proposed optimization schemes, some power consumption measurements are done to find out achievable advantages. Measurement results show that a reduction in power consumption is possible to achieve with the help of adaptive optimization schemes.

Estudi i implementació pràctica d'una xarxa Wifi Mesh

En el projecte ens centrarem en el funcionament de les Xarxes mallades sense fils, es fa una breu explicació de les xarxes Ad-hoc, ja que aquestes formen un part important dintre d’una xarxa Mesh. S’explicaran diversos protocols d’enrutament com ara BATMAN, AODV, 802.11s i OLSR. Aquest últim és el que utilitzarem per a la configuració de la xarxa que realitzarem. S’explicarà el tipus de paquets que s’envien entre els nodes perquè el funcionament de la xarxa sigui òptim i tots els clients puguin tenir-hi accés i estiguin connectats entre ells. Al finalitzar l’estudi teòric d’aquest tipus de xarxa i veure les seves avantatges i desavantatges respecte altres tipus de xarxes sense fils, es muntaran dos petites xarxa. Per a muntar-les utilitzarem de Punts d’Accés els nodes Ubuquiti Nanoestation LocoM2. Una de les xarxes serà al poble Bellcaire d’Urgell, on és connectaran tres cases, on només una te accés a Internet i els nodes estaran connectats en línia, es a dir, del Node1 – Node2 – Node3. La segona serà a una casa de Barcelona on mitjançant els tres nodes obtindrem una connexió d’Internet a tota la casa, en aquest cas els tres nodes estaran connectats els tres formant un cercle, es a dir, Node1-Node2-Node3-Node1. Finalment, és mirarà una proposta de futur, on es parlaria amb l’Ajuntament del poble on s’ha fet la primera proba per realitzar una Xarxa mallada sense fils a tots els llocs públics del poble.

Towards open access networks – prototyping with the Lappeenranta model

The provision of Internet access to large numbers has traditionally been under the control of operators, who have built closed access networks for connecting customers. As the access network (i.e. the last mile to the customer) is generally the most expensive part of the network because of the vast amount of cable required, many operators have been reluctant to build access networks in rural areas. There are problems also in urban areas, as incumbent operators may use various tactics to make it difficult for competitors to enter the market. Open access networking, where the goal is to connect multiple operators and other types of service providers to a shared network, changes the way in which networks are used. This change in network structure dismantles vertical integration in service provision and enables true competition as no service provider can prevent others fromcompeting in the open access network. This thesis describes the development from traditional closed access networks towards open access networking and analyses different types of open access solution. The thesis introduces a new open access network approach (The Lappeenranta Model) in greater detail. The Lappeenranta Model is compared to other types of open access networks. The thesis shows that end users and service providers see local open access and services as beneficial. In addition, the thesis discusses open access networking in a multidisciplinary fashion, focusing on the real-world challenges of open access networks.

Langattoman tietoliikenneverkon toteuttaminen satama-alueelle

Tässä työssä toteutetaan IEEE 802.16-2004 standardiin perustuva langaton WiMAX tietoliikenneverkko, sekä tutkitaan etenemismallien soveltuvuutta satama-alueelle. Myös muiden verkkoratkaisujen soveltuvuutta pohditaan. Lisäksi tutkitaan sääolosuhteiden sekä päätelaitteen liikkumisnopeuden vaikutuksia yhteyteen. Satama-alueella on teräksestä valmistettuja merikontteja pinottuina päällekkäin, ja ne vaikeuttavat langattomien signaalien etenemistä. Merikonttien pinot säilyttävät tietyn maksimikorkeuden johtuen työkoneiden rajallisesta kyvystä pinota niitä. Langattomien signaalien etenemiselle erilaisissa ympäristöissä on kehitetty etenemismalleja. Etenemisallien avulla voidaan pyrkiä ennustamaan signaalin vahvuutta eri etäisyyksillä tukiasemasta. Etenemismallit kuvaavat ympäristön aiheuttamaa signaalin vaimenemista erilaisten muuttujien avulla. Langattoman tietoliikenneverkon toteutus ongelmatilanteineen dokumentoitiin ja alueella tehtiin kuuluvuusmittauksia. Löydettiin etenemismalli ja muuttujat, joiden avulla lasketut tulokset vastasivat mitattuja tuloksia hyvin. Myös sääolosuhteiden sekä päätelaitteen liikkumisnopeuden vaikutusta signaalin vahvuuteen tutkittiin. Vesi- ja lumisateen sekä sumun vaikutuksen todettiin olevan merkityksetön verkon käyttämällä 3.5 GHz taajuusalueella. Myöskään päätelaitteen liikkumisnopeuden ei todettu vaikuttavan toiminnallisuuteen 20-30 kilometrin tuntinopeudella, jolla työkoneet alueella liikkuvat.

De itinere Israëlitarum per Arabiae deserta et angelo ductore

Invocatio: [hepreaa].

Preparação e caracterização espectroscópica de complexos de boro: uma proposta para uma prática integrada de química inorgânica

As a proposal for an undergraduate second or third year inorganic laboratory course, the present paper describes the preparation of three representative boron complexes: potassium tetrafluoroborate, pyridoxin boron complex and potassium bis(oxalato)borate. The complexes are characterised by infrared and multinuclear magnetic resonance spectroscopy (¹H, 11B and 19F) where isotopic effects are demonstrated.