Effect of supplementation with vitamin D3 and calcium on quantitative ultrasound of bone in elderly institutionalized women: a longitudinal study.

Supplementation of elderly institutionalized women with vitamin D and calcium decreased hip fractures and increased hip bone mineral density. Quantitative ultrasound (QUS) measurements can be performed in nursing homes, and easily repeated for follow-up. However, the effect of the correction of vitamin D deficiency on QUS parameters is not known. Therefore, 248 institutionalized women aged 62-98 years were included in a 2-year open controlled study. They were randomized into a treated group (n = 124), receiving 440 IU of vitamin D3 combined with 500 mg calcium (1250 mg calcium carbonate, Novartis) twice daily, and a control group (n = 124). One hundred and three women (42%), aged 84.5 +/- 7.5 years, completed the study: 50 in the treated group, 53 in the controls. QUS of the calcaneus, which measures BUA (broadband ultrasound attenuation) and SOS (speed of sound), and biochemical analysis were performed before and after 1 and 2 years of treatment. Only the results of the women with a complete follow-up were taken into account. Both groups had low initial mean serum 25-hydroxyvitamin D levels (11.9 +/- 1.2 and 11.7 +/- 1.2 micrograms/l; normal range 6.4-40.2 micrograms/l) and normal mean serum parathyroid hormone (PTH) levels (43.1 +/- 3.2 and 44.6 +/- 3.5 ng/l; normal range 10-70 ng/l, normal mean 31.8 +/- 2.3 ng/l). The treatment led to a correction of the metabolic disturbances, with an increase in 25-hydroxyvitamin D by 123% (p < 0.01) and a decrease in PTH by 18% (p < 0.05) and of alkaline phosphatase by 15% (p < 0.01). In the controls there was a worsening of the hypovitaminosis D, with a decrease of 25-hydroxyvitamin D by 51% (p < 0.01) and an increase in PTH by 51% (p < 0.01), while the serum calcium level decreased by only 2% (p < 0.01). After 2 years of treatment BUA increased significantly by 1.6% in the treated group (p < 0.05), and decreased by 2.3% in the controls (p < 0.01). Therefore, the difference in BUA between the treated subjects and the controls (3.9%) was significant after 2 years (p < 0.01). However, SOS decreased by the same amount in both groups (approximately 0.5%). In conclusion, BUA, but not SOS, reflected the positive effect on bone of supplementation with calcium and vitamin D3 in a population of elderly institutionalized women.

Kinetics of atrial repolarization alternans in a free-behaving ovine model.

Kinetics of Atrial Repolarization Alternans. INTRODUCTION: Repolarization alternans (Re-ALT), a beat-to-beat alternation in action potential repolarization, promotes dispersion of repolarization, wavebreaks, and reentry. Recently, Re-ALT has been shown to play an important role in the transition from rapid pacing to atrial fibrillation (AF) in humans. The detailed kinetics of atrial Re-ALT, however, has not been reported so far. We developed a chronic free-behaving ovine pacing model to study the kinetics of atrial Re-ALT as a function of pacing rate. METHODS: Thirteen sheep were chronically implanted with 2 pacemakers for the recording of broadband right atrial unipolar electrograms and delivery of rapid pacing protocols. Beat-to-beat differences in the atrial T-wave apex amplitude as a measure of Re-ALT and activation time were analyzed at incremental pacing rates until the effective refractory period (ERP) defined as stable 2:1 capture. RESULTS: Atrial Re-ALT appeared intermittently but without periodicity, and increased in amplitude as a function of pacing rate until ERP. Intermittent 2:1 atrial capture was observed at pacing cycle lengths 40 ms above ERP, and increased in duration as a function of pacing rate. Episodes of rapid pacing-induced AF were rare, and were preceded by Re-ALT or complex oscillations of atrial repolarization, but without intermittent capture. CONCLUSION: We show in vivo that atrial Re-ALT developed and increased in magnitude with rate until stable 2:1 capture. In rare instances where capture failure did not occur, Re-ALT and complex oscillations of repolarization surged and preceded AF initiation. (J Cardiovasc Electrophysiol, Vol. 23, pp. 1003-1012, September 2012).

Intermittent atrial tachycardia facilitates atrial fibrillation by a shortening of activation recovery interval

Introduction: We recently observed in a chronic ovine model that a shortening of action potential duration (APD) as assessed by the activation recovery interval (ARI) may be a mechanism whereby pacing-induced atrial tachycardia (PIAT) facilitates atrial fibrillation (AF), mediated by a return to 1:1 atrial capture after the effective refractory period has been reached. The aim of the present study is to evaluate the effect of long term intermittent burst pacing on ARI before induction of AF.Methods: We specifically developed a chronic ovine model of PIAT using two pacemakers (PM) each with a right atrial (RA) lead separated by ∼2cm. The 1st PM (Vitatron T70) was used to record a broadband unipolar RA EGM (800 Hz, 0.4 Hz high pass filter). The 2nd was used to deliver PIAT during electrophysiological protocols at decremental pacing CL (400 beats, from 400 to 110ms) and long term intermittent RA burst pacing to promote electrical remodeling (5s of burst followed by 2s of sinus rhythm) until onset of sustained AF. ARI was defined as the time difference between the peak of the atrial repolarization wave and the first atrial depolarization. The mean ARIs of paired sequences (before and after remodeling), each consisting of 20 beats were compared.Results: As shown in the figure, ARIs (n=4 sheep, 46 recordings) decreased post remodeling compared to baseline (86±19 vs 103±12 ms, p<0.05). There was no difference in atrial structure as assessed by light microscopy between control and remodeled sheep.Conclusions: Using standard pacemaker technology, atrial ARIs as a surrogate of APDs were successfully measured in vivo during the electrical remodeling process leading to AF. The facilitation of AF by PIAT mimicking salvos from pulmonary veins is heralded by a significant shortening of ARI.

Spatial filtering for pilot-aided WCDMA systems: a semi-blind subspace approach

This paper proposes a spatial filtering technique forthe reception of pilot-aided multirate multicode direct-sequencecode division multiple access (DS/CDMA) systems such as widebandCDMA (WCDMA). These systems introduce a code-multiplexedpilot sequence that can be used for the estimation of thefilter weights, but the presence of the traffic signal (transmittedat the same time as the pilot sequence) corrupts that estimationand degrades the performance of the filter significantly. This iscaused by the fact that although the traffic and pilot signals areusually designed to be orthogonal, the frequency selectivity of thechannel degrades this orthogonality at hte receiving end. Here,we propose a semi-blind technique that eliminates the self-noisecaused by the code-multiplexing of the pilot. We derive analyticallythe asymptotic performance of both the training-only andthe semi-blind techniques and compare them with the actual simulatedperformance. It is shown, both analytically and via simulation,that high gains can be achieved with respect to training-onlybasedtechniques.

ML approaches to channel estimation for pilot-aided multi-rate DS/CDMA systems

This paper analyzes the asymptotic performance of maximum likelihood (ML) channel estimation algorithms in wideband code division multiple access (WCDMA) scenarios. We concentrate on systems with periodic spreading sequences (period larger than or equal to the symbol span) where the transmitted signal contains a code division multiplexed pilot for channel estimation purposes. First, the asymptotic covariances of the training-only, semi-blind conditional maximum likelihood (CML) and semi-blind Gaussian maximum likelihood (GML) channelestimators are derived. Then, these formulas are further simplified assuming randomized spreading and training sequences under the approximation of high spreading factors and high number of codes. The results provide a useful tool to describe the performance of the channel estimators as a function of basicsystem parameters such as number of codes, spreading factors, or traffic to training power ratio.

Quantitative Ultrasound of the Heel and Fracture Risk Assessment: an Updated Meta-Analysis

Objectives: Quantitative ultrasound (QUS) is an attractive method for assessing fracture risk because it is portable, inexpensive, without ionizing radiation, and available in areas of the world where DXA is not readily accessible or affordable. However, the diversity of QUS scanners and variability of fracture outcomes measured in different studies is an important obstacle to widespread utilisation of QUS for fracture risk assessment. We aimed in this review to assess the predictive power of heel QUS for fractures considering different characteristics of the association (QUS parameters and fracture outcomes measured, QUS devices, study populations, and independence from DXA-measured bone density).Materials/Methods : We conducted an inverse-variance randomeffects meta-analysis of prospective studies with heel QUS measures at baseline and fracture outcomes in their follow-up. Relative risks (RR) per standard deviation (SD) of different QUS parameters (broadband ultrasound attenuation [BUA], speed of sound &SOS;, stiffness index &SI;, and quantitative ultrasound index [QUI]) for various fracture outcomes (hip, vertebral, any clinical, any osteoporotic, and major osteoporotic fractures) were reported based on study questions.Results : 21 studies including 55,164 women and 13,742 men were included with a total follow-up of 279,124 person-years. All four QUS parameters were associated with risk of different fractures. For instance, RR of hip fracture for 1 SD decrease of BUA was 1.69 (95% CI 1.43-2.00), SOS was 1.96 (95% CI 1.64-2.34), SI was 2.26 (95%CI 1.71-2.99), and QUI was 1.99 (95% CI 1.49-2.67). Validated devices from different manufacturers predicted fracture risks with a similar performance (meta-regression p-values>0.05 for difference of devices). There was no sign of publication bias among the studies. QUS measures predicted fracture with a similar performance in men and women. Meta-analysis of studies with QUS measures adjusted for hip DXA showed a significant and independent association with fracture risk (RR/SD for BUA =1.34 [95%CI 1.22-1.49]).Conclusions : This study confirms that QUS of the heel using validated devices predicts risk of different fracture outcomes in elderly men and women. Further research and international collaborations are needed for standardisation of QUS parameters across various manufacturers and inclusion of QUS in fracture risk assessment tools. Disclosure of Interest : None declared.

Taajuusmuuttajiakoskevat EMC-standardit

Taajuusmuuttajat aiheuttavat toimintansa seurauksena runsaasti laajakaistaisia sähkömagneettisia häiriöitä. Häiriöt etenevät sekä johtumalla että säteilemällä ja ne ovat seurausta pääasiassa taajuusmuuttajien toimintaan perustuvista nopeista kytkentäilmiöistä sekä puolijohdekomponenttien epälineaarisuuksista. Sähkömagneettisille häiriöille määritellään suurimmat sallitut tasot useissa EMC-standardeissa. Taajuusmuuttajia koskevia EMC-standardia on neljä; tuotestandardi EN 61800-3, harmonisia virtoja pienjänniteverkoissa käsittelevä EN 61000-3-12 sekä yleiset standardit EN 61000-6-1, -6-2 ja EN 61000-6-3, -6-4. Tämän diplomityön tarkoituksena on tutkia ja koota yhteen edellä mainittujen standardien sisältämät vaatimukset. Työn pääpaino on kohdistettu häiriöpäästöille asetettuihin vaatimuksiin, sillä häiriöiden sietoon liittyvien vaatimusten täyttäminen ei taajuusmuuttajien kohdalla yleensä tuota ongelmia.

Linear transceiver design in nonregenerative relays with channel state information

This paper deals with the design of nonregenerativerelaying transceivers in cooperative systems where channel stateinformation (CSI) is available at the relay station. The conventionalnonregenerative approach is the amplify and forward(A&F) approach, where the signal received at the relay is simplyamplified and retransmitted. In this paper, we propose an alternativelinear transceiver design for nonregenerative relaying(including pure relaying and the cooperative transmission cases),making proper use of CSI at the relay station. Specifically, wedesign the optimum linear filtering performed on the data to beforwarded at the relay. As optimization criteria, we have consideredthe maximization of mutual information (that provides aninformation rate for which reliable communication is possible) fora given available transmission power at the relay station. Threedifferent levels of CSI can be considered at the relay station: onlyfirst hop channel information (between the source and relay);first hop channel and second hop channel (between relay anddestination) information, or a third situation where the relaymay have complete cooperative channel information includingall the links: first and second hop channels and also the directchannel between source and destination. Despite the latter beinga more unrealistic situation, since it requires the destination toinform the relay station about the direct channel, it is useful as anupper benchmark. In this paper, we consider the last two casesrelating to CSI.We compare the performance so obtained with theperformance for the conventional A&F approach, and also withthe performance of regenerative relays and direct noncooperativetransmission for two particular cases: narrowband multiple-inputmultiple-output transceivers and wideband single input singleoutput orthogonal frequency division multiplex transmissions.

Teleoperaattorinlaajakaistaviankorjauksen tehostaminen

Työssä tutkittiin voidaanko helpdesk-asiantuntijoille kehitetyn asiantuntijan ja tietojärjestelmän väliseen dialogiin ja puumaiseen ongelmanratkaisulogiikkaan perustuvan tukijärjestelmän käytöllä tehostaa laajakaistaliittymäviankorjausta. Työ selvitti dialogi-työkalun käyttöönoton jälkeisen vuoden seurantajakson aikana helpdeskin ongelmanratkaisuasteen ja liittymäviankorjausprosessin kehitystä sekä arvioi prosessin tehostumisen vaikutusta palvelun laatuun. Seurantajakson aikana helpdeskissä päätettyjen asiakaskontaktien määrä kasvoi merkittävästi, viankorjausprosessin keskimääräinenläpimenoaika lyhentyi ja vikailmoituksen kohdentamistarkkuus oikeaan työjonoon parani. Prosessin tehostumista kuvaavien mittareiden muutos on tilastollisesti erittäin merkitsevä. Dialogi-työkalulla voidaan tehostaa laajakaistaliittymien viankorjausprosessia merkittävästi ja vaikuttaa joiltain osin myös palvelun laatuun.

Testing of Access Network's Internet Protocol Television Features

Testaus on tänä päivänä olennainen osa tuotekehitysprosessia koko tuotteen elinkaaren ajan, myös tietoliikennetekniikassa. Tietoverkoille asetetut tiukat vaatimukset ympärivuorokautisen toimivuuden suhteen nostavatmyös niiden testauksen tason ja laadun merkitystä. Erityisesti verkkojen uudet toiminnallisuudet, joilla ei ole vielä vuosia kestäneen käytön ja kehityksen tuomaa varmuus- ja laatutasoa, tuovat haasteita testauksen toteutukselle. Televisiokuvan välityksen Internetin yli mahdollistavat ominaisuudet ovat esimerkki tällaisista toiminnallisuuksista. Tässä diplomityössä käsitellään Tellabs Oy:n tuotekehitysosastolla vuosina 2005 ja 2006 toteutetun, erään operaattorin laajakaistaliityntäverkon päivitysprojektin testausosuutta. Kattavamman tarkastelun kohteena ovat erityisesti verkkoon lisättyjen laajakaistatelevisio- eli IPTV-toiminnallisuuksien integraatio- ja systeemitestausmenetelmät.

Laajakaistayhteyksien vertailua käyttäjän ja rakennuttajan näkökulmasta

Diplomityön tarkoituksena on selvittää eri laajakaistatekniikoiden ominaisuuksia, ja verrata niitä käyttäjien ja rakennuttajien näkökulmaan. Miten käyttäjätsuhtautuvat tekniikan kehittymiseen, ja mitä he ovat valmiita maksamaan siitä. Ovatko näkemykset rakentajien kanssa samansuuntaisia, vai onko tekniikka edellä käyttäjiä? Näihin kysymyksiin pyrittiin saamaan vastaus tässä diplomityössä haastattelemalla molempia osapuolia ja vertailemalla vastauksia. Laajakaistayhteydet ovat lähes kaikkien saatavilla nykypäivänä. Suurin osa yhteyksistä on toteutettu kuparitekniikoilla, joista ADSL on yleisin kaapeli-TV ratkaisun kanssa. Harvemmin asutuilla tai muuten hankalasti tavoitettavilla alueilla laajakaistayhteydet ovat toteutettu langattomin ratkaisuin WiMAX- tai @450-tekniikoilla. Laajakaistayhteyksien kriteerinä on ollut 256 kbit/s nopeus, mutta nykyään käyttäjien keskiarvo on noussut 2 Mbit/s nopeuteen. Nopeudet vaikuttavat sovelluksiin, mitä voidaan käyttää. Nykyään Internetin kautta on saatavilla monipuolisesti erilaisia sovelluksia ja viestintätapoja. Vaatimukset laajakaistayhteyksiltä ovat erilaisia; toiset vaativat reaaliaikaisuutta ja suurta nopeutta ja samalla toiset tyytyvät vähempään. Kaikille yhteyksille on kuitenkin yhteistä se, että niiden käyttövaatimukset ovat kasvaneet jatkuvasti. Tulevaisuutta onpyritty kartoittamaan tekniikoiden mahdollisesta kehitysnäkökulmasta, sekä sillä, miten muualla maailmassa edetään laajakaistatekniikoiden kanssa. Oman vivahteen kehitykseen tuovat kansalliset tarpeet ja resurssit.

Applicability of Power-Line Communications to Data Transfer of On-line Condition Monitoring of Electrical Drives

The research of power-line communications has been concentrated on home automation, broadband indoor communications and broadband data transfer in a low voltage distribution network between home andtransformer station. There has not been carried out much research work that is focused on the high frequency characteristics of industrial low voltage distribution networks. The industrial low voltage distribution network may be utilised as a communication channel to data transfer required by the on-line condition monitoring of electric motors. The advantage of using power-line data transfer is that it does not require the installing of new cables. In the first part of this work, the characteristics of industrial low voltage distribution network components and the pilot distribution network are measured and modelled with respect topower-line communications frequencies up to 30 MHz. The distributed inductances, capacitances and attenuation of MCMK type low voltage power cables are measured in the frequency band 100 kHz - 30 MHz and an attenuation formula for the cables is formed based on the measurements. The input impedances of electric motors (15-250 kW) are measured using several signal couplings and measurement based input impedance model for electric motor with a slotted stator is formed. The model is designed for the frequency band 10 kHz - 30 MHz. Next, the effect of DC (direct current) voltage link inverter on power line data transfer is briefly analysed. Finally, a pilot distribution network is formed and signal attenuation in communication channels in the pilot environment is measured. The results are compared with the simulations that are carried out utilising the developed models and measured parameters for cables and motors. In the second part of this work, a narrowband power-line data transfer system is developed for the data transfer ofon-line condition monitoring of electric motors. It is developed using standardintegrated circuits. The system is tested in the pilot environment and the applicability of the system for the data transfer required by the on-line condition monitoring of electric motors is analysed.

Sliding Mode Control for Switched Mode Power Supplies

Control applications of switched mode power supplies have been widely investigated. The main objective ofresearch and development (R&D) in this field is always to find the most suitable control method to be implemented in various DC/DC converter topologies. Inother words, the goal is to select a control method capable of improving the efficiency of the converter, reducing the effect of disturbances (line and load variation), lessening the effect of EMI (electro magnetic interference), and beingless effected by component variation. The main objective of this research work is to study different control methods implemented in switched mode power supplies namely (PID control, hysteresis control, adaptive control, current programmed control, variable structure control (VSC), and sliding mode control (SMC). The advantages and drawbacks of each control method are given. Two control methods, the PID and the SMC are selected and their effects on DC/DC (Buck, Boost, and Buck-Boost) converters are examined. Matlab/SimulinkTM is used to implement PID control method in DC/DC Buck converter and SMC in DC/DC (Buck, and Buck Boost) converters. For the prototype, operational amplifiers (op-amps) are used to implement PID control in DC/DC Buck converter. For SMC op-amps are implemented in DC/DC Buck converter and dSPACETM is used to control the DC/DC Buck-Boost converter. The SMC can be applied to the DC/DC (Buck, Boost, and Buck-Boost) converters. A comparison of the effects of the PID control and the SMC on the DC/DC Buck converter response in steady state, under line variations, load variations, and different component variations is performed. Also the Conducted RF-Emissions between the PID and SMC DC/DC Buck Converter are compared. The thesis shows that, in comparison with the PID control, the SMC provides better steady-state response, better dynamic response, less EMI, inherent order reduction, robustness against system uncertainty disturbances, and an implicit stability proof. Giving a better steady-state and dynamic response, the SMC is implemented in a DC/DC resonant converter. The half-wave zero current switching (HWZCS) DC/DC Buck converter is selected as a converter topology. A general guideline to select the tank component values, needed for the designing of a HWZCS DC/DC Buck, is obtained. The implementation of the SMC to a HWZCS DC/DC Buck converter is analysed. The converter response is investigated in the steady-state region and in the dynamic region.

Mikroliuskarakenteisen T-resonaattorin käyttö piirilevyn eristeominaisuuksien määrityksessä

Tässä diplomityössä tutkittiin ja kehitettiin edelleen mikroliuskarakenteisen T-resonaattorin käyttöä laajakaistaisessa piirilevylaminaattien dielektrisyysvakion ja häviökertoimen määrityksessä. Työssä perehdyttiin eristeominaisuuksien määrityksessä tarvittaviin laskentamenetelmiin sekä T-resonaattorin toimintaan. T-resonaattorin suunnittelu ja käyttöä varten valitut laskentamenetelmät on esitelty. Työssä suunniteltiin ja valmistettiin mikroliuskarakenteinen T-resonaattorimittausrakenne, jolla määritettiin erään FR-4 -tyyppisen piirilevylaminaattimateriaalin dielektrisyysvakio sekä häviökerroin mittausten ja laskennan avulla taajuuskaistalla 0,5 - 10 GHz. Tuloksia verrattiin muilla käytössä olevilla menetelmillä määritettyihin tuloksiin. Tulosten perusteella voitiin osoittaa, että mikroliuskarakenteinen T-resonaattori soveltuu hyvin piirilevylaminaattien eristeominaisuuksien määritykseen, ja käytetyt laskenta-menetelmät antavat realistisia tuloksia.

ADSL-linjan fyysisen kerroksen testauksen automatisointi

ADSL (Asymmetrical Digital Subsciber Line) on puhelinkaapelia siirtotienä käyttävä nopea Internet-liityntäteknologia, joka on yleistynyt viime vuosina kuluttajamarkkinoilla. Analoginen puhelinverkko on alun perin tarkoitettu puheen siirtoon 0-4kHz:n äänitaajuuskanavalla, mikä aiheuttaa rajoitteita datasiirtoon ylemmillä taajuuksilla. Puhelinverkkojen rakenne vaihtelee alueittain sisältäen erilaisia datasiirtoa häiritseviä tekijöitä. Tämän vuoksi ADSL-päätelaitteilta vaaditaan sopeutumiskykyä vaativiinkin olosuhteisiin. Nykyiset ADSL-standardit eivät vaadi päätelaitteilta riittävää suorituskykyä, jotta luotettava tiedonsiirto onnistuisi myös huonoissa verkko-olosuhteissa. Epäkohdan korjaamiseksi DSL Forum on kehittänyt yhdessä laitevalmistajien, tietoliikenneoperaattoreiden ja komponenttivalmistajien kanssa ADSL-päätelaitteiden yhteensopivuustestaukseen testipaketin nimeltä TR-048. Se on kattava joukko tarkkaan kuvattuja testejä, joissa keskitytään enimmäkseen fyysisen kerroksen testaamiseen. TR-048:aa ei vaadita vielä nykyisissä ADSL-standardeissa, mutta yksityiset laboratoriot ja laitetoimittajat ovat vähitellen ottamassa sitä käyttöön. Tämän työn keskeisenä tavoittena oli tehdä sovellus, jolla automatisoitiin suurin osa TR-048:n sisältämien ADSL-linjan fyysisen kerroksen testeistä. Valmiilla sovelluksella ajetun testikierroksen perusteella arvioitiin sovelluksesta saatua hyötyä ja tuotekehitysvaiheessa olevan Nokia D500 tilaajasolmun suorituskykyä. Työn teoriaosassa esitellään ADSL-teknologiaa ja ADSL-lähetin-vastaanottimen loogista toimintaa.