Evaluation of steroidomics by liquid chromatography hyphenated to mass spectrometry as a powerful analytical strategy for measuring human steroid perturbations.

This review presents the evolution of steroid analytical techniques, including gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), immunoassay (IA) and targeted liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS), and it evaluates the potential of extended steroid profiles by a metabolomics-based approach, namely steroidomics. Steroids regulate essential biological functions including growth and reproduction, and perturbations of the steroid homeostasis can generate serious physiological issues; therefore, specific and sensitive methods have been developed to measure steroid concentrations. GC-MS measuring several steroids simultaneously was considered the first historical standard method for analysis. Steroids were then quantified by immunoassay, allowing a higher throughput; however, major drawbacks included the measurement of a single compound instead of a panel and cross-reactivity reactions. Targeted LC-MS methods with selected reaction monitoring (SRM) were then introduced for quantifying a small steroid subset without the problems of cross-reactivity. The next step was the integration of metabolomic approaches in the context of steroid analyses. As metabolomics tends to identify and quantify all the metabolites (i.e., the metabolome) in a specific system, appropriate strategies were proposed for discovering new biomarkers. Steroidomics, defined as the untargeted analysis of the steroid content in a sample, was implemented in several fields, including doping analysis, clinical studies, in vivo or in vitro toxicology assays, and more. This review discusses the current analytical methods for assessing steroid changes and compares them to steroidomics. Steroids, their pathways, their implications in diseases and the biological matrices in which they are analysed will first be described. Then, the different analytical strategies will be presented with a focus on their ability to obtain relevant information on the steroid pattern. The future technical requirements for improving steroid analysis will also be presented.

Iterative reconstruction in CT : using mathematical model observers to determine low dose images' trustworthiness

La tomodensitométrie (TDM) est une technique d'imagerie pour laquelle l'intérêt n'a cessé de croitre depuis son apparition au début des années 70. De nos jours, l'utilisation de cette technique est devenue incontournable, grâce entre autres à sa capacité à produire des images diagnostiques de haute qualité. Toutefois, et en dépit d'un bénéfice indiscutable sur la prise en charge des patients, l'augmentation importante du nombre d'examens TDM pratiqués soulève des questions sur l'effet potentiellement dangereux des rayonnements ionisants sur la population. Parmi ces effets néfastes, l'induction de cancers liés à l'exposition aux rayonnements ionisants reste l'un des risques majeurs. Afin que le rapport bénéfice-risques reste favorable au patient il est donc nécessaire de s'assurer que la dose délivrée permette de formuler le bon diagnostic tout en évitant d'avoir recours à des images dont la qualité est inutilement élevée. Ce processus d'optimisation, qui est une préoccupation importante pour les patients adultes, doit même devenir une priorité lorsque l'on examine des enfants ou des adolescents, en particulier lors d'études de suivi requérant plusieurs examens tout au long de leur vie. Enfants et jeunes adultes sont en effet beaucoup plus sensibles aux radiations du fait de leur métabolisme plus rapide que celui des adultes. De plus, les probabilités des évènements auxquels ils s'exposent sont également plus grandes du fait de leur plus longue espérance de vie. L'introduction des algorithmes de reconstruction itératifs, conçus pour réduire l'exposition des patients, est certainement l'une des plus grandes avancées en TDM, mais elle s'accompagne de certaines difficultés en ce qui concerne l'évaluation de la qualité des images produites. Le but de ce travail est de mettre en place une stratégie pour investiguer le potentiel des algorithmes itératifs vis-à-vis de la réduction de dose sans pour autant compromettre la qualité du diagnostic. La difficulté de cette tâche réside principalement dans le fait de disposer d'une méthode visant à évaluer la qualité d'image de façon pertinente d'un point de vue clinique. La première étape a consisté à caractériser la qualité d'image lors d'examen musculo-squelettique. Ce travail a été réalisé en étroite collaboration avec des radiologues pour s'assurer un choix pertinent de critères de qualité d'image. Une attention particulière a été portée au bruit et à la résolution des images reconstruites à l'aide d'algorithmes itératifs. L'analyse de ces paramètres a permis aux radiologues d'adapter leurs protocoles grâce à une possible estimation de la perte de qualité d'image liée à la réduction de dose. Notre travail nous a également permis d'investiguer la diminution de la détectabilité à bas contraste associée à une diminution de la dose ; difficulté majeure lorsque l'on pratique un examen dans la région abdominale. Sachant que des alternatives à la façon standard de caractériser la qualité d'image (métriques de l'espace Fourier) devaient être utilisées, nous nous sommes appuyés sur l'utilisation de modèles d'observateurs mathématiques. Nos paramètres expérimentaux ont ensuite permis de déterminer le type de modèle à utiliser. Les modèles idéaux ont été utilisés pour caractériser la qualité d'image lorsque des paramètres purement physiques concernant la détectabilité du signal devaient être estimés alors que les modèles anthropomorphes ont été utilisés dans des contextes cliniques où les résultats devaient être comparés à ceux d'observateurs humain, tirant profit des propriétés de ce type de modèles. Cette étude a confirmé que l'utilisation de modèles d'observateurs permettait d'évaluer la qualité d'image en utilisant une approche basée sur la tâche à effectuer, permettant ainsi d'établir un lien entre les physiciens médicaux et les radiologues. Nous avons également montré que les reconstructions itératives ont le potentiel de réduire la dose sans altérer la qualité du diagnostic. Parmi les différentes reconstructions itératives, celles de type « model-based » sont celles qui offrent le plus grand potentiel d'optimisation, puisque les images produites grâce à cette modalité conduisent à un diagnostic exact même lors d'acquisitions à très basse dose. Ce travail a également permis de clarifier le rôle du physicien médical en TDM: Les métriques standards restent utiles pour évaluer la conformité d'un appareil aux requis légaux, mais l'utilisation de modèles d'observateurs est inévitable pour optimiser les protocoles d'imagerie. -- Computed tomography (CT) is an imaging technique in which interest has been quickly growing since it began to be used in the 1970s. Today, it has become an extensively used modality because of its ability to produce accurate diagnostic images. However, even if a direct benefit to patient healthcare is attributed to CT, the dramatic increase in the number of CT examinations performed has raised concerns about the potential negative effects of ionising radiation on the population. Among those negative effects, one of the major risks remaining is the development of cancers associated with exposure to diagnostic X-ray procedures. In order to ensure that the benefits-risk ratio still remains in favour of the patient, it is necessary to make sure that the delivered dose leads to the proper diagnosis without producing unnecessarily high-quality images. This optimisation scheme is already an important concern for adult patients, but it must become an even greater priority when examinations are performed on children or young adults, in particular with follow-up studies which require several CT procedures over the patient's life. Indeed, children and young adults are more sensitive to radiation due to their faster metabolism. In addition, harmful consequences have a higher probability to occur because of a younger patient's longer life expectancy. The recent introduction of iterative reconstruction algorithms, which were designed to substantially reduce dose, is certainly a major achievement in CT evolution, but it has also created difficulties in the quality assessment of the images produced using those algorithms. The goal of the present work was to propose a strategy to investigate the potential of iterative reconstructions to reduce dose without compromising the ability to answer the diagnostic questions. The major difficulty entails disposing a clinically relevant way to estimate image quality. To ensure the choice of pertinent image quality criteria this work was continuously performed in close collaboration with radiologists. The work began by tackling the way to characterise image quality when dealing with musculo-skeletal examinations. We focused, in particular, on image noise and spatial resolution behaviours when iterative image reconstruction was used. The analyses of the physical parameters allowed radiologists to adapt their image acquisition and reconstruction protocols while knowing what loss of image quality to expect. This work also dealt with the loss of low-contrast detectability associated with dose reduction, something which is a major concern when dealing with patient dose reduction in abdominal investigations. Knowing that alternative ways had to be used to assess image quality rather than classical Fourier-space metrics, we focused on the use of mathematical model observers. Our experimental parameters determined the type of model to use. Ideal model observers were applied to characterise image quality when purely objective results about the signal detectability were researched, whereas anthropomorphic model observers were used in a more clinical context, when the results had to be compared with the eye of a radiologist thus taking advantage of their incorporation of human visual system elements. This work confirmed that the use of model observers makes it possible to assess image quality using a task-based approach, which, in turn, establishes a bridge between medical physicists and radiologists. It also demonstrated that statistical iterative reconstructions have the potential to reduce the delivered dose without impairing the quality of the diagnosis. Among the different types of iterative reconstructions, model-based ones offer the greatest potential, since images produced using this modality can still lead to an accurate diagnosis even when acquired at very low dose. This work has clarified the role of medical physicists when dealing with CT imaging. The use of the standard metrics used in the field of CT imaging remains quite important when dealing with the assessment of unit compliance to legal requirements, but the use of a model observer is the way to go when dealing with the optimisation of the imaging protocols.

Cumulative Costs of Caries Prevention and Treatment in Children - with Special Reference to Work Division and Cohort Effect

Lapsen karieshoidon kustannuskertymän muutokset ja karieshoidon toimintakäytäntöjen yhteys kustannuksiin Tutkimuksen tavoitteena oli mitata terveyskeskuksessa hoidettavien lasten karieshoidon kumulatiivisia kustannuksia ja verrata niitä kahden erilaisen toimintatavan välillä. Lisäksi tarkasteltiin lasten hampaiden terveyttä. Tutkimus tehtiin julkisen palvelutuottajan näkökulmasta. Tutkimusaineisto kerättiin Kemin ja Tornion terveyskeskusten suun terveydenhuollon potilaskertomuksista. Kemin kohortit 1980, 1983 ja 1986 (n = 600) ja Tornion kohortit 1980 ja 1992 (n = 400) edustivat perinteistä ja Kemin kohortit 1989, 1992 ja 1995 (n = 600) uutta toimintatapaa työnjaon ja ehkäisyn ajoituksen suhteen. Kohortteja ja kaupunkeja verrattiin hampaiden terveyden (dmft/DMFT = 0 ja dmft ja DMFT keskiarvot 5 ja 12 vuoden iässä) ja voimavarojen käytön suhteen. Panoskäyttö johdettiin käyntimäärien avulla laskennallisen työajan kautta. Kustannuskertymät muodostettiin käyttämällä henkilöstömenoista laskettuja suorittajakohtaisia yksikkökustannuksia. Panoskäytön ja yksikkökustannusten kautta muodostettiin kustannuskertymät. Kustannusten ja terveysvaikutusten suhteita arvioitiin kustannus-vaikuttavuusanalyysissä. Suuhygienistien työpanosta hyödyntävällä varhaisen ehkäisyn toimintamallilla saavutettiin vähäisemmin kustannuksin alle kouluiässä parempi ja kouluiässä yhtä hyvä hammasterveys kuin perinteisellä, enemmän hammaslääkärien työpanokseen perustuvalla tavalla. Karieksen hoitoon liittyvien käyntien määrä oli nuorimmissa syntymävuosikohorteissa pienempi kuin vanhimmissa kohorteissa. Käynnit hammaslääkärissä vähenivät eniten. Toimintatavalla oli merkittävä vaikutus lapsen karieshoidon kokonaiskustannuksiin. Herkkyysanalyysin mukaan karieshoidon kustannukset olivat työnjakoa hyödyntämällä kolmanneksen pienemmät, kuin jos hoidon suorittajana olisi ollut ainoastaan hammaslääkäri-hoitaja työpari. Lasten karieshoidon kustannusvaikuttavuus kohentui molemmissa terveyskeskuksissa nuoremmissa kohorteissa vanhempiin verrattuna. Suun terveydenhuollon potilaskertomuksia olisi hyödynnettävä toiminnan kehittämisessä. Varhaisen ehkäisyn avulla voitaisiin kaikkien suun terveydenhuollon ammattihenkilöiden työpanos kohdentaa kustannustehokkaasti.

Selecting Scientific Papers for Publication via Citation Auctions

The scientific community has been suffering from peer review for decades. This process (also called refereeing) subjects an author's scientific work or ideas to the scrutiny of one or more experts in the field. Publishers use it to select and screen manuscript submissions, and funding agencies use it to award research funds. The goal is to get authors to meet their discipline's standards and thus achieve scientific objectivity. Publications and awards that haven't undergone peer review are often regarded with suspicion by scholars and professionals in many fields. However, peer review, although universally used, has many drawbacks. We propose replacing peer review with an auction-based approach: the better the submitted paper, the more scientific currency the author likely bid to have it published. If the bid correctly reflects the paper's quality, the author is rewarded in this new scientific currency; otherwise, the author loses this currency. We argue that citations are an appropriate currency for all scientists. We believe that citation auctions encourage scientists to better control their submissions' quality. It also inspire them to prepare more exciting talks for accepted papers and to invite discussion of their results at congresses and conferences and among their colleagues. In the long run, citation auctions could have the power to greatly improve scientific research

Sarbanes- Oxley – lain vaikutus suomalaisten yhtiöiden tilintarkastukseen

Tutkielmassa tarkastellaan Sarbanes-Oxley -lain Auditing Standard 5:n (AS 5) vaikutusta suomalaisten yhtiöiden tilintarkastukseen. Teoriaosuudessa käsitellään corporate governancea ja tilintarkastusta sen osana, COSO ERM -viitekehystä ja kontrolleja sekä Sarbanes Oxley -lakia. Tutkielman painopisteenä ovat AS 5:n sisältökokonaisuudet: mm. ylhäältä alas- ja riskiperusteinen lähestymistapa sekä turhien tarkastusprosessien poistaminen. Tutkimusaineisto kerättiin vuosina 2007–2009 erilaisista ammattilehdistä ja blogeista sekä haastattelemalla kolmea suurten tilintarkastusyhteisöjen tilintarkastajaa. AS 5 näyttää korostaneen riskiperusteisuutta tilintarkastuksessa sekä tehostaneen tilintarkastusprosessia mm. sallimalla aiempien vuosien tarkastustietojen entistä laajemmin käytön. Näyttää myös siltä, että AS 5 on alentanut tilintarkastuspalkkioita.

Sisältöperustainen lähestymistapa visuaalisen taiteen kokemiseen : visuaalisen taiteen kokemisesta

Artikkeli perustuu Sari Kuuvan väitöskirjaan Content-based approach to experiencing visual art (JY 2007).

Teaching mathematics and programming : new approaches with empirical evaluation

Programming and mathematics are core areas of computer science (CS) and consequently also important parts of CS education. Introductory instruction in these two topics is, however, not without problems. Studies show that CS students find programming difficult to learn and that teaching mathematical topics to CS novices is challenging. One reason for the latter is the disconnection between mathematics and programming found in many CS curricula, which results in students not seeing the relevance of the subject for their studies. In addition, reports indicate that students' mathematical capability and maturity levels are dropping. The challenges faced when teaching mathematics and programming at CS departments can also be traced back to gaps in students' prior education. In Finland the high school curriculum does not include CS as a subject; instead, focus is on learning to use the computer and its applications as tools. Similarly, many of the mathematics courses emphasize application of formulas, while logic, formalisms and proofs, which are important in CS, are avoided. Consequently, high school graduates are not well prepared for studies in CS. Motivated by these challenges, the goal of the present work is to describe new approaches to teaching mathematics and programming aimed at addressing these issues: Structured derivations is a logic-based approach to teaching mathematics, where formalisms and justifications are made explicit. The aim is to help students become better at communicating their reasoning using mathematical language and logical notation at the same time as they become more confident with formalisms. The Python programming language was originally designed with education in mind, and has a simple syntax compared to many other popular languages. The aim of using it in instruction is to address algorithms and their implementation in a way that allows focus to be put on learning algorithmic thinking and programming instead of on learning a complex syntax. Invariant based programming is a diagrammatic approach to developing programs that are correct by construction. The approach is based on elementary propositional and predicate logic, and makes explicit the underlying mathematical foundations of programming. The aim is also to show how mathematics in general, and logic in particular, can be used to create better programs.

Kestomagneettikoneen roottorin väsymisanalyysi

Työn tavoitteena oli luoda työkalu kestomagneettikoneiden roottoreiden väsymisen analysointia varten. Työkalu toteutettiin siten, että siihen voidaan liittää oikeasta koneesta mitattu kuormitusdata, sekä tarvittavat materiaalitiedot. Kuormitusdata muunnetaan työkalussa jännityshistoriaksi käyttämällä elementtimenetelmän avulla laskettavaa skaalauskerrointa. Kestoiän laskemiseen analyysityökalu käyttää jännitykseen perustuvaa menetelmää sekä rainflowmenetelmää ja Palmgren-Minerin kumulatiivista vauriosääntöä. Lisäksi työkalu tekee tutkittavalle tapaukselle Smithin väsymislujuuspiirroksen. Edellä mainittujen menetelmien lisäksi työn teoriaosassa esiteltiin väsymisanalyysimenetelmistä myös paikalliseen venymään perustuva menetelmä sekä murtumismekaniikka. Nämä menetelmät jäivät monimutkaisuutensa vuoksi toteuttamatta työkalussa. Väsymisanalyysityökalulla laskettiin kestoiät kahdelle esimerkkitapaukselle. Kummassakin tapauksessa saatiin tulokseksi ääretön kestoikä, mutta aksiaalivuokoneen roottorin dynaaminen varmuus oli pieni. Vaikka tulokset vaikuttavat järkeviltä, ne olisi vielä hyvä verifioida esimerkiksi kaupallisen ohjelmiston avulla täyden varmuuden saamiseksi.

Momentum-anomalia ja siihen perustuvat sijoitusstrategiat Yhdysvaltojen osakemarkkinoilla

Tutkielmassa lähestytään osakemarkkinoilla havaittua poikkeavuutta, momentum-anomaliaa, sekä sen ilmenemistä ja selittyvyyttä Yhdysvaltojen osakemarkkinoiden olosuhteissa. Lisäksi tutkielma sisältää lyhyen katsauksen kansainvälisesti ilmenevään momentumiin kuin myös sen muodostumiseen vaikuttaviin tekijöihin. Työn tutkimusongelmana on, selittyykö Yhdysvaltojen osakemarkkinoilla ilmenevä momentum-anomalia selkeämmin behaviorististen vai makrotaloudellisten riskitekijöiden muodostamien mallien avulla. Kuten aiempi tutkimus on havainnut, myös tässä tutkielmassa oletuksena on, että behavioristis-perusteiset tekijät omaavat suuremman selitysvoiman, kuin makrotaloudellisten riskitekijöiden -perusteiset mallit. Yksittäisiin tekijöihin keskittymisen ohella on tarkoitus havainnoida momentum-anomalian ilmentymisen riippuvuus markkinasuhdanteista, jolloin syntyviä momentumin tuottoja tarkastellaan sekä korkea-, että matalasuhdannemarkkinoiden olosuhteissa.

Vaikutusperusteiset konseptit : EBO-, EBAO-, SOD- ja CA-käsiteanalyysi

Tutkimuksessa tarkastellaan vaikutusperusteisuuteen pohjautuvia uusia sotataitoa soveltavia konsepteja kuvaavia käsitteitä ja niiden sisältöä. Tutkimuksessa tuodaan myös esiin sellaisia syitä ja tekijöitä, jotka ovat johtaneet tai mahdollistaneet uusien konseptien synnyn ja kehittämisen. Asioita tarkastellaan nimenomaan vaikutusperusteisuuden näkökulmasta. Tarkastelun kohteena olevat käsitteet ovat EBO (Effect Based Operations), EBAO (Effect Based Approach to Operations), SOD (Systemic Operational Design) ja kokonaisvaltainen lähestymistapa, CA (Comprehensive Approach). Työn keskeisinä johtopäätöksinä esitetään seuraavat tutkimustulokset: Asevoimiin kohdistuneet rakenteelliset muutokset ovat johtaneet länsimaisissa asevoimissa joukkojen supistamiseen sekä uuden tyyppisen teknologisen toimintakyvyn ja toimintatapamallien luomiseen. Verkostokeskeinen sodankäynti ja erityisesti sen mahdollistama yhteinen tilannekuva toimivat vaikutusperusteisten konseptien mahdollistajana ja niiden ydinprosessien tukena erityisesti, kun asiaa tarkastellaan teknologiselta kannalta. Verkostosodankäynti, kuten nykypäivän talo-uselämäkin, nojaa nopeaan päätöksentekoon, kustannusten minimointiin ja teknologian luomiin mahdollisuuksiin verkottuneessa maailmassa. Taloudellisuusajattelu, tuhovaikutusten minimoinnit, omien tappioiden välttäminen ja niin edelleen, toistuvat eri yhteyksissä uusilla termeillä. Yhteinen nimittäjä on kustannustehokkuus. Mikään ei ole kuitenkaan perustavasti muuttunut. Kaikki se, mitä sodankäynti on ja on ollut, tulee säilymään.

EBAO/EBO keskustelu Yhdysvaltojen asevoimissa

Effects-Based Operations (EBO) sekä siitä kehittynyt Effects-Based Approach to Operations ovat nykyajan operatiivisen sekä strategisen tason suunnittelun avainkäsitteitä Natossa ja useissa sen kumppani valtioissa. Konsepti on levinnyt maailmalle alun perin Yhdysvaltojen asevoimista, mutta viimeaikaisten kokemusten perusteella Yhdysvallat on kuitenkin luopumassa konseptista. United States Joint Forces Command (USJFCOM) on antanut käskyn poistaa yhteisoperaatioiden suunnittelutason käytöstä sellaiset käsitteet, kuten EBO, System-of-Systems Analysis sekä Operational Net Assessment. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää julkisten yhdysvaltalaisten sotilaslähteiden sisältöanalyysin kautta, mitkä syyt ovat johtaneet EBO:sta luopumiseen sekä mitä sen tilalle ollaan kehittämässä. Tutkimuksen perusteella tultiin seuraaviin johtopäätöksiin: (1) Yhdysvaltojen asevoimat ovat luopumassa yhteisoperaatioiden tasolla EBO konseptista. (2) Vuodesta 2007 maavoimat eivät käytä EBO konseptia omassa suunnitteluprosessissaan. (3) EBO:sta luopumisen syyt ovat seuraavat: (a) EBO:sta on eri asiakirjoissa eri tulkintoja ja siitä käytetään eri käsitteitä, mikä aiheuttaa hämmennystä; (b) EBO:ssa käytettävä tehtävän määrittely on aiheuttanut sekaannusta; (c) EBO:n suunnitteluprosessi on liian tieteellinen ja monimutkainen. Ei ole mahdollista ennustaa tarkasti oman toiminnan mahdollisia vaikutuksia monimutkaisia avoinna olevia järjestelmiä vastaan. Tieteellisyys heikentää komentajien sotataidollista ajattelua ja ongelman määrittelyä; (d) Johtamistapa ei ole enää johtajakeskeistä, koska komentajat keskittyvät liikaa yksityiskohtiin ja oikean ongelmanratkaisuun keskittyminen häviää valtavaan informaatiovirtaan; (e) EBO pakottaa keskitettyyn johtamistapaan, mikä pienentää alaisten aloitekykyä eikä mahdollista nykyaikaisessa erittäin monimutkaisessa toimintaympäristössä nopeaa reagointia yllättäviin tilanteisiin. (4) Yhteisoperaatioiden tasolla tullaan EBO:n sijaan kehittämään Operational Design konseptia, jossa otetaan esimerkkiä maavoimilta sekä merijalkaväeltä. (5) Operational Design on filosofinen systemaattinen analyysimenetelmä, joka pyrkii koko operaation ajan tarkistamaan yhtymän keskittymistä oikeaan ongelmanratkaisuun. (6) Operational Design mahdollistaa komentajakeskeisen lähestymistavan ongelmiin ja sopii monimutkaisia avoimia järjestelmiä vastaan. Operational Design mahdollistaa sotataidollisen ajattelun ja sopii paremmin ennustamattomien ja yllättävien tilanteiden ratkaisemiseen.

TURKU TAKING STEPS TOWARDS FUTURE - technology supports physical activity

Physical activity (PA) is an important field of healthcare research internationally and within Finland. As technology devices and services penetrate deeper levels within society, the need for studying the usefulness for PA turns vital. We started this research work by reviewing literature consisting of two hundred research journals, all of which have found technology to significantly improve an individual’s ability to get motivation and achieve officially recommended levels of physical activity, like the 10000 steps a day, being tracked with the help of pedometers. Physical activity recommendations require sustained encouragement, consistent performance in order to achieve the long term benefits. We surveyed within the city of Turku, how the motivation levels and thirty three other criterions encompassing technology awareness, adoption and usage attitudes are impacted. Our aim was to know the factors responsible for achieving consistent growth in activity levels within the individuals and focus groups, as well as to determine the causes of failures and for collecting user experience feedback. The survey results were quite interesting and contain impeccable information for this field. While the focus groups confirmed the theory established by past studies within our literature review, it also establishes our research propositions that ict tools and services have provided and can further add higher benefits and value to individuals in tracking and maintain their activity levels consistently for longer time durations. This thesis includes two new models which dictate technology and physical activity adoption patterns based on four easy to evaluate criterions, thereby helping the healthcare providers to recommend improvements and address issues with an easy rule based approach. This research work provides vital clues on technology based healthcare objectives and achievement of standard PA recommendations by people within Turku and nearby regions.

Formal development and quantitative verification of dependable systems

-

Vaikutukseen perustuvat operaatiot merellisessä kriisinhallinnassa

Tutkimustyön tavoitteena on muodostaa selkeä käsitys vaikutukseen perustuvien operaatioiden teoriasta ja tutkia merellisen kriisinhallintaoperaation kehittämisperiaatteita vaikutukseen perustuvien operaatioiden kontekstissa. Kriisinhallintaoperaatioita tarkastellaan Euroopan unionin sotilaallisen kriisinhallinnan toimintaympäristössä ja merivoimakomponentin näkökulmasta. Vaikutusperusteisia operaatioita ei ole Suomessa systemaattisesti tutkittu. Euroopan turvallisuusympäristö on muuttumassa entistä haasteellisemmaksi. Uudet uhkat, joita Eurooppa kohtaa ovat entistä moninaisempia, näkymättömämpiä ja vaikeammin ennustettavissa. Merivoimilla on tulevaisuudessa keskeinen rooli ehkäistäessä levottomuuksien rantautuminen Eurooppaan. Asevoimien näkökulmasta tämän hetkinen kehitystrendi on vaikutukseen perustuvat operaatiot (Effects-Based Approach to Operations, EBAO) ja verkostokeskeinen sodankäynti (Network Centric Warfare, NCW). EBAO:n käytettävyyttä kriisinhallinnassa kehitetään voimakkaasti ja konsepti nähdään mahdollisena ratkaisuna moniin nykyaikaisen kriisinhallinnan haasteisiin ja ongelmiin. Virallisen määritelmän mukaan vaikutukseen perustuvat operaatiot ovat prosessi haluttujen strategisten vaikutusten tai lopputulosten tuottamiseksi vastustajassa. Se pitää sisällään täyden skaalan sotilaallisen voiman ja ei sotilaallisen voiman monipuolista ja kumulatiivista käyttöä taktisella, operatiivisella ja strategisella tasolla.1 Tutkimusongelmana on: Mitkä ovat vaikutusperusteisen operaatiomallin (Effects-Based Approach to Operations, EBAO) tarjoamat edut tai haitat EU:n merellisessä sotilaallisessa kriisinhallintaoperaatiossa? Tutkimusongelma ratkaistaan vastaamalla seuraaviin alaongelmiin: 1. Mikä on vaikutukseen perustuvien operaatioiden teorian sisältö sotilaallisen toiminnan näkökulmasta? 2. Mikä on vaikutukseen perustuvan operoinnin näkökulma monikansalliseen kriisinhallintaoperaatioon? 3. Mitä ovat (EU:n sotilaallisen kriisinhallinnan) mukaiset merelliset kriisinhallintaoperaatiot ja mitkä ovat Suomen intressit EU:n sotilaalliseen kriisinhallintaan? 4. Miten vaikutukseen perustuva toimintamalli ilmenee esimerkin mukaisessa merellisessä kriisinhallintaoperaatiossa? Tutkimus on luonteeltaan laadullinen tutkimus. Tutkimusmenetelmänä on käytetty sisällönanalyysia sekä käsiteanalyysia. Vaikutukseen perustuvia operaatioita käsittelevä lähdeaineisto perustuu suurelta osin 2000-luvun alussa Yhdysvalloissa aloitettuun tutkimukseen ja siitä saatuun aineistoon. Kriisinhallintaa koskeva aineisto koostuu pääosin virallisista asiakirjoista sekä aiheeseen liittyvistä uusimmista julkaisuista ja tutkimuksista. Ajankohtaisten julkaisujen ja asiakirjojen tietoa on täydennetty lehtiartikkeleiden ja internetistä saatavilla olevien tietojen avulla. Tutkimusta lähestytään taktiikan näkökulmasta. Tutkielman johtopäätöksinä ilmeni, että keskeisiä EBAO:n etuja merellisessä sotilaallisessa kriisinhallintaoperaatiossa ovat nopea reagointikyky sekä EBAO:n mukainen laajempi näkökulma, jossa huomioidaan liittolaiset, puolueettomat toimijat ja mahdolliset vastustajat entistä paremmin. EBAO on kehitysasteella oleva konsepti, jonka suurimpana potentiaalina pidetään pyrkimystä sotilaiden ja siviilien saumattomaan yhteistyöhön kriisinhallinnan moninaisessa toimintaympäristössä. Konsepti pitää kuitenkin sisällään monta epävarmuustekijää, kuten vaikutusten ja operatiivisen ympäristön ennustamisen. Nykyisellään EBAO ei välttämättä muuttaisi operaatioiden toteutusta konkreettisesti. EU on Suomen kannalta tärkeä foorumi kansainväliseen kriisinhallintaan osallistumiseksi. Kansainväliseen kriisinhallintaan osallistuminen on keskeinen osa Suomen ulko- ja turvallisuuspolitiikkaa. Kansainvälisen ulottuvuuden kehittäminen palvelee myös kansallisen puolustuksen kehittämistä. Suomen puolustusvoimien näkökulmasta on syytä muistaa, että Yhdysvaltojen kaltaisen sotilasmahdin tarpeisiin ja resursseihin suunnitellun konseptin tarkastelussa tulee olla hyvin kriittinen ja realistinen.

Switchable Lanthanide Luminescence for Detection of Biomolecules

Binary probes are oligonucleotide probe pairs that hybridize adjacently to a complementary target nucleic acid. In order to detect this hybridization, the two probes can be modified with, for example, fluorescent molecules, chemically reactive groups or nucleic acid enzymes. The benefit of this kind of binary probe based approach is that the hybridization elicits a detectable signal which is distinguishable from background noise even though unbound probes are not removed by washing before measurement. In addition, the requirement of two simultaneous binding events increases specificity. Similarly to binary oligonucleotide probes, also certain enzymes and fluorescent proteins can be divided into two parts and used in separation-free assays. Split enzyme and fluorescent protein reporters have practical applications among others as tools to investigate protein-protein interactions within living cells. In this study, a novel label technology, switchable lanthanide luminescence, was introduced and used successfully in model assays for nucleic acid and protein detection. This label technology is based on a luminescent lanthanide chelate divided into two inherently non-luminescent moieties, an ion carrier chelate and a light harvesting antenna ligand. These form a highly luminescent complex when brought into close proximity; i.e., the label moieties switch from a dark state to a luminescent state. This kind of mixed lanthanide complex has the same beneficial photophysical properties as the more typical lanthanide chelates and cryptates - sharp emission peaks, long emission lifetime enabling time-resolved measurement, and large Stokes’ shift, which minimize the background signal. Furthermore, the switchable lanthanide luminescence technique enables a homogeneous assay set-up. Here, switchable lanthanide luminescence label technology was first applied to sensitive, homogeneous, single-target nucleic acid and protein assays with picomolar detection limits and high signal to background ratios. Thereafter, a homogeneous four-plex nucleic acid array-based assay was developed. Finally, the label technology was shown to be effective in discrimination of single nucleotide mismatched targets from fully matched targets and the luminescent complex formation was analyzed more thoroughly. In conclusion, this study demonstrates that the switchable lanthanide luminescencebased label technology can be used in various homogeneous bioanalytical assays.