Incomplete DJH rearrangements as a novel tumor target for minimal residual disease quantitation in multiple myeloma using real-time PCR.

The hypervariable regions of immunoglobulin heavy-chain (IgH) rearrangements provide a specific tumor marker in multiple myeloma (MM). Recently, real-time PCR assays have been developed in order to quantify the number of tumor cells after treatment. However, these strategies are hampered by the presence of somatic hypermutation (SH) in VDJH rearrangements from multiple myeloma (MM) patients, which causes mismatches between primers and/or probes and the target, leading to a nonaccurate quantification of tumor cells. Our group has recently described a 60% incidence of incomplete DJH rearrangements in MM patients, with no or very low rates of SH. In this study, we compare the efficiency of a real-time PCR approach for the analysis of both complete and incomplete IgH rearrangements in eight MM patients using only three JH consensus probes. We were able to design an allele-specific oligonucleotide for both the complete and incomplete rearrangement in all patients. DJH rearrangements fulfilled the criteria of effectiveness for real-time PCR in all samples (ie no unspecific amplification, detection of less than 10 tumor cells within 10(5) polyclonal background and correlation coefficients of standard curves higher than 0.98). By contrast, only three out of eight VDJH rearrangements fulfilled these criteria. Further analyses showed that the remaining five VDJH rearrangements carried three or more somatic mutations in the probe and primer sites, leading to a dramatic decrease in the melting temperature. These results support the use of incomplete DJH rearrangements instead of complete somatically mutated VDJH rearrangements for investigation of minimal residual disease in multiple myeloma.

Threat Analysis of BlackEnergy Malware for Synchrophasor based Real-time Control and Monitoring in Smart Grid

The BlackEnergy malware targeting critical infrastructures has a long history. It evolved over time from a simple DDoS platform to a quite sophisticated plug-in based malware. The plug-in architecture has a persistent malware core with easily installable attack specific modules for DDoS, spamming, info-stealing, remote access, boot-sector formatting etc. BlackEnergy has been involved in several high profile cyber physical attacks including the recent Ukraine power grid attack in December 2015. This paper investigates the evolution of BlackEnergy and its cyber attack capabilities. It presents a basic cyber attack model used by BlackEnergy for targeting industrial control systems. In particular, the paper analyzes cyber threats of BlackEnergy for synchrophasor based systems which are used for real-time control and monitoring functionalities in smart grid. Several BlackEnergy based attack scenarios have been investigated by exploiting the vulnerabilities in two widely used synchrophasor communication standards: (i) IEEE C37.118 and (ii) IEC 61850-90-5. Specifically, the paper addresses reconnaissance, DDoS, man-in-the-middle and replay/reflection attacks on IEEE C37.118 and IEC 61850-90-5. Further, the paper also investigates protection strategies for detection and prevention of BlackEnergy based cyber physical attacks.

Real-time detection of faces in video streams

[EN]This paper describes a face detection system which goes beyond traditional approaches normally designed for still images. First the video stream context is considered to apply the detector, and therefore, the resulting system is designed taking into consideration a main feature available in a video stream, i.e. temporal coherence. The resulting system builds a feature based model for each detected face, and searches them using various model information in the next frame. The results achieved for video stream processing outperform Rowley-Kanade's and Viola-Jones' solutions providing eye and face data in a reduced time with a notable correct detection rate.

Optimization models and methods for real-time transportation planning in forestry

Lors du transport du bois de la forêt vers les usines, de nombreux événements imprévus peuvent se produire, événements qui perturbent les trajets prévus (par exemple, en raison des conditions météo, des feux de forêt, de la présence de nouveaux chargements, etc.). Lorsque de tels événements ne sont connus que durant un trajet, le camion qui accomplit ce trajet doit être détourné vers un chemin alternatif. En l’absence d’informations sur un tel chemin, le chauffeur du camion est susceptible de choisir un chemin alternatif inutilement long ou pire, qui est lui-même "fermé" suite à un événement imprévu. Il est donc essentiel de fournir aux chauffeurs des informations en temps réel, en particulier des suggestions de chemins alternatifs lorsqu’une route prévue s’avère impraticable. Les possibilités de recours en cas d’imprévus dépendent des caractéristiques de la chaîne logistique étudiée comme la présence de camions auto-chargeurs et la politique de gestion du transport. Nous présentons trois articles traitant de contextes d’application différents ainsi que des modèles et des méthodes de résolution adaptés à chacun des contextes. Dans le premier article, les chauffeurs de camion disposent de l’ensemble du plan hebdomadaire de la semaine en cours. Dans ce contexte, tous les efforts doivent être faits pour minimiser les changements apportés au plan initial. Bien que la flotte de camions soit homogène, il y a un ordre de priorité des chauffeurs. Les plus prioritaires obtiennent les volumes de travail les plus importants. Minimiser les changements dans leurs plans est également une priorité. Étant donné que les conséquences des événements imprévus sur le plan de transport sont essentiellement des annulations et/ou des retards de certains voyages, l’approche proposée traite d’abord l’annulation et le retard d’un seul voyage, puis elle est généralisée pour traiter des événements plus complexes. Dans cette ap- proche, nous essayons de re-planifier les voyages impactés durant la même semaine de telle sorte qu’une chargeuse soit libre au moment de l’arrivée du camion à la fois au site forestier et à l’usine. De cette façon, les voyages des autres camions ne seront pas mo- difiés. Cette approche fournit aux répartiteurs des plans alternatifs en quelques secondes. De meilleures solutions pourraient être obtenues si le répartiteur était autorisé à apporter plus de modifications au plan initial. Dans le second article, nous considérons un contexte où un seul voyage à la fois est communiqué aux chauffeurs. Le répartiteur attend jusqu’à ce que le chauffeur termine son voyage avant de lui révéler le prochain voyage. Ce contexte est plus souple et offre plus de possibilités de recours en cas d’imprévus. En plus, le problème hebdomadaire peut être divisé en des problèmes quotidiens, puisque la demande est quotidienne et les usines sont ouvertes pendant des périodes limitées durant la journée. Nous utilisons un modèle de programmation mathématique basé sur un réseau espace-temps pour réagir aux perturbations. Bien que ces dernières puissent avoir des effets différents sur le plan de transport initial, une caractéristique clé du modèle proposé est qu’il reste valable pour traiter tous les imprévus, quelle que soit leur nature. En effet, l’impact de ces événements est capturé dans le réseau espace-temps et dans les paramètres d’entrée plutôt que dans le modèle lui-même. Le modèle est résolu pour la journée en cours chaque fois qu’un événement imprévu est révélé. Dans le dernier article, la flotte de camions est hétérogène, comprenant des camions avec des chargeuses à bord. La configuration des routes de ces camions est différente de celle des camions réguliers, car ils ne doivent pas être synchronisés avec les chargeuses. Nous utilisons un modèle mathématique où les colonnes peuvent être facilement et naturellement interprétées comme des itinéraires de camions. Nous résolvons ce modèle en utilisant la génération de colonnes. Dans un premier temps, nous relaxons l’intégralité des variables de décision et nous considérons seulement un sous-ensemble des itinéraires réalisables. Les itinéraires avec un potentiel d’amélioration de la solution courante sont ajoutés au modèle de manière itérative. Un réseau espace-temps est utilisé à la fois pour représenter les impacts des événements imprévus et pour générer ces itinéraires. La solution obtenue est généralement fractionnaire et un algorithme de branch-and-price est utilisé pour trouver des solutions entières. Plusieurs scénarios de perturbation ont été développés pour tester l’approche proposée sur des études de cas provenant de l’industrie forestière canadienne et les résultats numériques sont présentés pour les trois contextes.

Real-time functional magnetic resonance imaging neurofeedback in motor neurorehabilitation

Purpose of review Recent developments in functional magnetic resonance imaging (fMRI) have catalyzed a new field of translational neuroscience. Using fMRI to monitor the aspects of task-related changes in neural activation or brain connectivity, investigators can offer feedback of simple or complex neural signals/patterns back to the participant on a quasireal-time basis [real-time-fMRI-based neurofeedback (rt-fMRI-NF)]. Here, we introduce some background methodology of the new developments in this field and give a perspective on how they may be used in neurorehabilitation in the future. Recent findings The development of rt-fMRI-NF has been used to promote self-regulation of activity in several brain regions and networks. In addition, and unlike other noninvasive techniques, rt-fMRI-NF can access specific subcortical regions and in principle any region that can be monitored using fMRI including the cerebellum, brainstem and spinal cord. In Parkinson’s disease and stroke, rt-fMRI-NF has been demonstrated to alter neural activity after the self-regulation training was completed and to modify specific behaviours. Summary Future exploitation of rt-fMRI-NF could be used to induce neuroplasticity in brain networks that are involved in certain neurological conditions. However, currently, the use of rt-fMRI-NF in randomized, controlled clinical trials is in its infancy.

Real-time PCR quantification and diversity analysis of the functional genes aprA and dsrA of sulfate-reducing prokaryotes in marine sediments of the Peru continental margin and the Black Sea

Sulfate-reducing prokaryotes (SRP) are ubiquitous and quantitatively important members in many ecosystems, especially in marine sediments. However their abundance and diversity in subsurface marine sediments is poorly understood. In this study, the abundance and diversity of the functional genes for the enzymes adenosine 5'-phosphosulfate reductase (aprA) and dissimilatory sulfite reductase (dsrA) of SRP in marine sediments of the Peru continental margin and the Black Sea were analyzed, including samples from the deep biosphere (ODP site 1227). For aprA quantification a Q-PCR assay was designed and evaluated. Depth profiles of the aprA and dsrA copy numbers were almost equal for all sites. Gene copy numbers decreased concomitantly with depth from around 10(8)/g sediment close to the sediment surface to less than 10(5)/g sediment at 5 mbsf. The 16S rRNA gene copy numbers of total bacteria were much higher than those of the functional genes at all sediment depths and used to calculate the proportion of SRP to the total Bacteria. The aprA and dsrA copy numbers comprised in average 0.5-1% of the 16S rRNA gene copy numbers of total bacteria in the sediments up to a depth of ca. 40 mbsf. In the zone without detectable sulfate in the pore water from about 40-121 mbsf (Peru margin ODP site 1227), only dsrA (but not aprA) was detected with copy numbers of less than 10(4)/g sediment, comprising ca. 14% of the 16S rRNA gene copy numbers of total bacteria. In this zone, sulfate might be provided for SRP by anaerobic sulfide oxidation. Clone libraries of aprA showed that all isolated sequences originate from SRP showing a close relationship to aprA of characterized species or form a new cluster with only distant relation to aprA of isolated SRP. For dsrA a high diversity was detected, even up to 121 m sediment depth in the deep biosphere.

Optimization models and methods for real-time transportation planning in forestry

Lors du transport du bois de la forêt vers les usines, de nombreux événements imprévus peuvent se produire, événements qui perturbent les trajets prévus (par exemple, en raison des conditions météo, des feux de forêt, de la présence de nouveaux chargements, etc.). Lorsque de tels événements ne sont connus que durant un trajet, le camion qui accomplit ce trajet doit être détourné vers un chemin alternatif. En l’absence d’informations sur un tel chemin, le chauffeur du camion est susceptible de choisir un chemin alternatif inutilement long ou pire, qui est lui-même "fermé" suite à un événement imprévu. Il est donc essentiel de fournir aux chauffeurs des informations en temps réel, en particulier des suggestions de chemins alternatifs lorsqu’une route prévue s’avère impraticable. Les possibilités de recours en cas d’imprévus dépendent des caractéristiques de la chaîne logistique étudiée comme la présence de camions auto-chargeurs et la politique de gestion du transport. Nous présentons trois articles traitant de contextes d’application différents ainsi que des modèles et des méthodes de résolution adaptés à chacun des contextes. Dans le premier article, les chauffeurs de camion disposent de l’ensemble du plan hebdomadaire de la semaine en cours. Dans ce contexte, tous les efforts doivent être faits pour minimiser les changements apportés au plan initial. Bien que la flotte de camions soit homogène, il y a un ordre de priorité des chauffeurs. Les plus prioritaires obtiennent les volumes de travail les plus importants. Minimiser les changements dans leurs plans est également une priorité. Étant donné que les conséquences des événements imprévus sur le plan de transport sont essentiellement des annulations et/ou des retards de certains voyages, l’approche proposée traite d’abord l’annulation et le retard d’un seul voyage, puis elle est généralisée pour traiter des événements plus complexes. Dans cette ap- proche, nous essayons de re-planifier les voyages impactés durant la même semaine de telle sorte qu’une chargeuse soit libre au moment de l’arrivée du camion à la fois au site forestier et à l’usine. De cette façon, les voyages des autres camions ne seront pas mo- difiés. Cette approche fournit aux répartiteurs des plans alternatifs en quelques secondes. De meilleures solutions pourraient être obtenues si le répartiteur était autorisé à apporter plus de modifications au plan initial. Dans le second article, nous considérons un contexte où un seul voyage à la fois est communiqué aux chauffeurs. Le répartiteur attend jusqu’à ce que le chauffeur termine son voyage avant de lui révéler le prochain voyage. Ce contexte est plus souple et offre plus de possibilités de recours en cas d’imprévus. En plus, le problème hebdomadaire peut être divisé en des problèmes quotidiens, puisque la demande est quotidienne et les usines sont ouvertes pendant des périodes limitées durant la journée. Nous utilisons un modèle de programmation mathématique basé sur un réseau espace-temps pour réagir aux perturbations. Bien que ces dernières puissent avoir des effets différents sur le plan de transport initial, une caractéristique clé du modèle proposé est qu’il reste valable pour traiter tous les imprévus, quelle que soit leur nature. En effet, l’impact de ces événements est capturé dans le réseau espace-temps et dans les paramètres d’entrée plutôt que dans le modèle lui-même. Le modèle est résolu pour la journée en cours chaque fois qu’un événement imprévu est révélé. Dans le dernier article, la flotte de camions est hétérogène, comprenant des camions avec des chargeuses à bord. La configuration des routes de ces camions est différente de celle des camions réguliers, car ils ne doivent pas être synchronisés avec les chargeuses. Nous utilisons un modèle mathématique où les colonnes peuvent être facilement et naturellement interprétées comme des itinéraires de camions. Nous résolvons ce modèle en utilisant la génération de colonnes. Dans un premier temps, nous relaxons l’intégralité des variables de décision et nous considérons seulement un sous-ensemble des itinéraires réalisables. Les itinéraires avec un potentiel d’amélioration de la solution courante sont ajoutés au modèle de manière itérative. Un réseau espace-temps est utilisé à la fois pour représenter les impacts des événements imprévus et pour générer ces itinéraires. La solution obtenue est généralement fractionnaire et un algorithme de branch-and-price est utilisé pour trouver des solutions entières. Plusieurs scénarios de perturbation ont été développés pour tester l’approche proposée sur des études de cas provenant de l’industrie forestière canadienne et les résultats numériques sont présentés pour les trois contextes.

An Approach to Manage Reconfigurations and Reduce Area Cost in Hard Real-Time Reconfigurable Systems

This article presents a methodology to build real-time reconfigurable systems that ensure that all the temporal constraints of a set of applications are met, while optimizing the utilization of the available reconfigurable resources. Starting from a static platform that meets all the real-time deadlines, our approach takes advantage of run-time reconfiguration in order to reduce the area needed while guaranteeing that all the deadlines are still met. This goal is achieved by identifying which tasks must be always ready for execution in order to meet the deadlines, and by means of a methodology that also allows reducing the area requirements.

An in-house real-time polymerase chain reaction: standardisation and comparison with the Cobas Amplicor HBV monitor and Cobas AmpliPrep/Cobas TaqMan HBV tests for the quantification of hepatitis B virus DNA

This study aimed to standardise an in-house real-time polymerase chain reaction (rtPCR) to allow quantification of hepatitis B virus (HBV) DNA in serum or plasma samples, and to compare this method with two commercial assays, the Cobas Amplicor HBV monitor and the Cobas AmpliPrep/Cobas TaqMan HBV test. Samples from 397 patients from the state of São Paulo were analysed by all three methods. Fifty-two samples were from patients who were human immunodeficiency virus and hepatitis C virus positive, but HBV negative. Genotypes were characterised, and the viral load was measure in each sample. The in-house rtPCR showed an excellent success rate compared with commercial tests; inter-assay and intra-assay coefficients correlated with commercial tests (r = 0.96 and r = 0.913, p < 0.001) and the in-house test showed no genotype-dependent differences in detection and quantification rates. The in-house assay tested in this study could be used for screening and quantifying HBV DNA in order to monitor patients during therapy.

Copernicus In Situ TAC, Real Time Quality Control for WAVES

In April 2017, CMEMS plans to launch the WAVES NRT products. This document is focused in the automatic RTQC of the collected wave data. The validation procedure includes the delayed mode quality control of the data and will be specified in another guideline. To perform any kind of quality control to wave data, first it’s necessary to know the nature of the measurements and the analysis performed to those measurements to obtain the wave parameters. For that reason next chapter is dedicated to show the usual wave analysis and the different parameters and estimators obtained.

Development and experimental validation of a knock induced damage model and real-time implementation of model-based strategies to control knock intensity in boosted gasoline engines

This PhD thesis reports the main activities carried out during the 3 years long “Mechanics and advanced engineering sciences” course, at the Department of Industrial Engineering of the University of Bologna. The research project title is “Development and analysis of high efficiency combustion systems for internal combustion engines” and the main topic is knock, one of the main challenges for boosted gasoline engines. Through experimental campaigns, modelling activity and test bench validation, 4 different aspects have been addressed to tackle the issue. The main path goes towards the definition and calibration of a knock-induced damage model, to be implemented in the on-board control strategy, but also usable for the engine calibration and potentially during the engine design. Ionization current signal capabilities have been investigated to fully replace the pressure sensor, to develop a robust on-board close-loop combustion control strategy, both in knock-free and knock-limited conditions. Water injection is a powerful solution to mitigate knock intensity and exhaust temperature, improving fuel consumption; its capabilities have been modelled and validated at the test bench. Finally, an empiric model is proposed to predict the engine knock response, depending on several operating condition and control parameters, including injected water quantity.

Panson: An interactive sonification framework for real-time applications

Many sonification systems face a number of common design challenges. These are addressed in every project with different, specific-purpose solutions. We present Panson – an interactive sonification framework implemented in Python that can ease the development of sonification systems. Panson allows the user to implement sonifications using the sc3nb library as interface to the SuperCollider sound synthesis engine. The framework provides support for both offline and online (real-time) sonification through a set of composable classes; these classes are designed to natively support interaction in Jupyter Notebooks. Using Panson, we will show an example of its application by implementing a facial expression sonification Jupyter Notebook based on OpenFace 2.0.

Development of Hepatitis C Virus Genotyping by Real-Time PCR Based on the NS5B Region

Background: Hepatitis C virus (HCV) genotyping is the most significant predictor of the response to antiviral therapy. The aim of this study was to develop and evaluate a novel real-time PCR method for HCV genotyping based on the NS5B region. Methodology/Principal Findings: Two triplex reaction sets were designed, one to detect genotypes 1a, 1b and 3a; and another to detect genotypes 2a, 2b, and 2c. This approach had an overall sensitivity of 97.0%, detecting 295 of the 304 tested samples. All samples genotyped by real-time PCR had the same type that was assigned using LiPA version 1 (Line in Probe Assay). Although LiPA v. 1 was not able to subtype 68 of the 295 samples (23.0%) and rendered different subtype results from those assigned by real-time PCR for 12/295 samples (4.0%), NS5B sequencing and real-time PCR results agreed in all 146 tested cases. Analytical sensitivity of the real-time PCR assay was determined by end-point dilution of the 5000 IU/ml member of the OptiQuant HCV RNA panel. The lower limit of detection was estimated to be 125 IU/ml for genotype 3a, 250 IU/ml for genotypes 1b and 2b, and 500 IU/ml for genotype 1a. Conclusions/Significance: The total time required for performing this assay was two hours, compared to four hours required for LiPA v. 1 after PCR-amplification. Furthermore, the estimated reaction cost was nine times lower than that of available commercial methods in Brazil. Thus, we have developed an efficient, feasible, and affordable method for HCV genotype identification.