Computer-aided volume measurement of posttraumatic orbits reconstructed with AO titanium mesh plates: accuracy and reliability

PURPOSE: To prospectively evaluate the accuracy and reliability of "freehand" posttraumatic orbital wall reconstruction with AO (Arbeitsgemeinschaft Osteosynthese) titanium mesh plates by using computer-aided volumetric measurement of the bony orbits. METHODS: Bony orbital volume was measured in 12 patients from coronal CT scan slices using OsiriX Medical Image software. After defining the volumetric limits of the orbit, the segmentation of the bony orbital region of interest of each single slice was performed. At the end of the segmentation process, all regions of interest were grouped and the volume was computed. The same procedure was performed on both orbits, and thereafter the volume of the contralateral uninjured orbit was used as a control for comparison. RESULTS: In all patients, the volume data of the reconstructed orbit fitted that of the contralateral uninjured orbit with accuracy to within 1.85 cm3 (7%). CONCLUSIONS: This preliminary study has demonstrated that posttraumatic orbital wall reconstruction using "freehand" bending and placement of AO titanium mesh plates results in a high success rate in re-establishing preoperative bony volume, which closely approximates that of the contralateral uninjured orbit.

Computer-aided system for morphometric mandibular index computation (Using dental panoramic radiographs)

Objective: We propose and validate a computer aided system to measure three different mandibular indexes: cortical width, panoramic mandibular index and, mandibular alveolar bone resorption index. Study Design: Repeatability and reproducibility of the measurements are analyzed and compared to the manual estimation of the same indexes. Results: The proposed computerized system exhibits superior repeatability and reproducibility rates compared to standard manual methods. Moreover, the time required to perform the measurements using the proposed method is negligible compared to perform the measurements manually. Conclusions: We have proposed a very user friendly computerized method to measure three different morphometric mandibular indexes. From the results we can conclude that the system provides a practical manner to perform these measurements. It does not require an expert examiner and does not take more than 16 seconds per analysis. Thus, it may be suitable to diagnose osteoporosis using dental panoramic radiographs.

Task complexity, the Cognition Hypothesis and second language learning and performance

In this paper we describe a taxonomy of task demands which distinguishes between Task Complexity, Task Condition and Task Difficulty. We then describe three theoretical claims and predictions of the Cognition Hypothesis (Robinson 2001, 2003b, 2005a) concerning the effects of task complexity on: (a) language production; (b) interaction and uptake of information available in the input to tasks; and (c) individual differences-task interactions. Finally we summarize the findings of the empirical studies in this special issue which all address one or more of these predictions and point to some directions for continuing, future research into the effects of task complexity on learning and performance.

Business model design: an evaluation of paper-based and computer-aided canvases

In recent years, Business Model Canvas design has evolved from being a paper-based activity to one that involves the use of dedicated computer-aided business model design tools. We propose a set of guidelines to help design more coherent business models. When combined with functionalities offered by CAD tools, they show great potential to improve business model design as an ongoing activity. However, in order to create complex solutions, it is necessary to compare basic business model design tasks, using a CAD system over its paper-based counterpart. To this end, we carried out an experiment to measure user perceptions of both solutions. Performance was evaluated by applying our guidelines to both solutions and then carrying out a comparison of business model designs. Although CAD did not outperform paper-based design, the results are very encouraging for the future of computer-aided business model design.

Computer-aided system for morphometric mandibular index computation (Using dental panoramic radiographs)

Objective: We propose and validate a computer aided system to measure three different mandibular indexes: cortical width, panoramic mandibular index and, mandibular alveolar bone resorption index. Study Design: Repeatability and reproducibility of the measurements are analyzed and compared to the manual estimation of the same indexes. Results: The proposed computerized system exhibits superior repeatability and reproducibility rates compared to standard manual methods. Moreover, the time required to perform the measurements using the proposed method is negligible compared to perform the measurements manually. Conclusions: We have proposed a very user friendly computerized method to measure three different morphometric mandibular indexes. From the results we can conclude that the system provides a practical manner to perform these measurements. It does not require an expert examiner and does not take more than 16 seconds per analysis. Thus, it may be suitable to diagnose osteoporosis using dental panoramic radiographs

Language Learning in Task Management and Task Accomplishment

In this paper we study student interaction in English and Swedish courses at a Finnish university. We focus on language choices made in task-related activities in small group interaction. Our research interests arose from the change in the teaching curriculum, in which content and language courses were integrated at Tampere University of Technology in 2013. Using conversation analysis, we analysed groups of 4-5 students who worked collaboratively on a task via a video conference programme. The results show how language alternation has different functions in 1) situations where students orient to managing the task, e.g., in transitions into task, or where they orient to technical problems, and 2) situations where students accomplish the task. With the results, we aim to show how language alternation can provide interactional opportunities for language learning. The findings will be useful in designing tasks in the future.

Accuracy of computer-aided ultrasound as compared with magnetic resonance imaging in the evaluation of nonalcoholic fatty liver disease in obese and eutrophic adolescents

AbstractObjective:To compare the accuracy of computer-aided ultrasound (US) and magnetic resonance imaging (MRI) by means of hepatorenal gradient analysis in the evaluation of nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) in adolescents.Materials and Methods:This prospective, cross-sectional study evaluated 50 adolescents (aged 11–17 years), including 24 obese and 26 eutrophic individuals. All adolescents underwent computer-aided US, MRI, laboratory tests, and anthropometric evaluation. Sensitivity, specificity, positive and negative predictive values and accuracy were evaluated for both imaging methods, with subsequent generation of the receiver operating characteristic (ROC) curve and calculation of the area under the ROC curve to determine the most appropriate cutoff point for the hepatorenal gradient in order to predict the degree of steatosis, utilizing MRI results as the gold-standard.Results:The obese group included 29.2% girls and 70.8% boys, and the eutrophic group, 69.2% girls and 30.8% boys. The prevalence of NAFLD corresponded to 19.2% for the eutrophic group and 83% for the obese group. The ROC curve generated for the hepatorenal gradient with a cutoff point of 13 presented 100% sensitivity and 100% specificity. As the same cutoff point was considered for the eutrophic group, false-positive results were observed in 9.5% of cases (90.5% specificity) and false-negative results in 0% (100% sensitivity).Conclusion:Computer-aided US with hepatorenal gradient calculation is a simple and noninvasive technique for semiquantitative evaluation of hepatic echogenicity and could be useful in the follow-up of adolescents with NAFLD, population screening for this disease as well as for clinical studies.

Näkökulmia kielen oppimisen käytäntöihin. Turun yliopiston kielikeskus 30 vuotta - Perspectives on Language Learning in Practice. University of Turku Language Centre 30-year Celebration

Tämä julkaisu ilmestyy Turussa 18.–19.5.2009 järjestettävien valtakunnallisten kielikeskuspäivien yhteydessä. Turun yliopiston kielikeskus viettää samaan aikaan 30-vuotisjuhlaansa. Erään luokittelun mukaan 30–45-vuotias elää varsinaista keski-ikäänsä, kun taas joissakin katsotaan, että 28–35 vuoden ikä on vasta ns. jäsentymisen vaihe ja että varhainenkin keski-ikä sijoittuu vasta ikävuosiin 35–42. Voitaneen siis sanoa, että kielikeskus on ainakin ohittanut nuoruusvuodet ja on jäsentymässä tai siirtymässä keski-ikään. Tämä tuo mukanaan tietynlaista kypsymistä, itsensä varaan asettumista, imagon ja profiilin vakiintumista. Tähän kasvuun saattaa liittyä myös jonkinlainen aikuistumisen kriisi. Sen myötä kuitenkin ymmärrys lisääntyy ja oman paikan rakentaminen yliopistoyhteisössä voimistuu. Arvo- ja ajatusmaailmaan tulee uusia kehityspiirteitä: olemassaolon ja toiminnan syvemmät perustelut, illuusioiden väheneminen, hallinnan tunne, tyydytys onnistuneesta toiminnasta ja realistinen voiman tunto. Laitos esittäytyy julkaisussa 13 kirjoituksen välityksellä. Tekstit ovat sisällöltään ja käsittelytavaltaan hyvin erilaisia, mutta juuri sellaisina ne valottavat monipuolisesti laitoksen ja sen henkilökunnan toimintaa ja tuntemuksia. Kuvaukset valaisevat laitoksen erikoisluonnetta ja kuvailevat henkilökunnan erilaisia tehtäviä. Kielikeskus paljastuu dynaamisemmaksi ja heterogeenisemmaksi yksiköksi kuin ensi silmäyksellä saattaa luulla, mutta juuri siinä piilee sen voima ja rikkaus. Juhlakirjaan toivottiin kirjoituksia kielikeskuksen opetukseen tai toimintaan liittyvistä aiheista. Kirjaan sisältyy selontekojen ja kuvausten lisäksi muutamia tiukan tieteellisiä artikkeleita. Joukossa on myös joitakin esseitä, jotka koskettelevat kielen ja kulttuurin välisiä suhteita ja luovat katsauksia kielikeskuksen monikulttuuriseen arkeen. Useassa kirjoituksessa käsitellään kielipedagogisia ja -didaktisia kysymyksiä. Erityisesti tulee esiin kielikeskuksessa viime vuosina tehty uudistustyö opetuksen ja oppimisedellytysten parantamiseksi. Samalla kun muun muassa opetusteknologiaa ja kielen oppimisen käytäntöjä virtuaalisissa oppimisympäristöissä on kehitetty, opettajan rooli on muovautunut uudentyyppiseksi: perinteisen opetushenkilöstön ja muun henkilökunnan tehtävät ja toimenkuva ovat selvästi lähentyneet toisiaan. Tämä suuntaus on jatkunut jo kauan ja jatkunee tulevaisuudessakin. Kolmekymmentä viime vuotta ovat olleet yliopistossa erittäin nopean muutoksen aikaa. Tämä on näkynyt erityisesti kielikeskuksen toiminnan laajenemisessa ja kehityksessä, joissa tosin on ollut notkahduksiakin. Varsinkin nopea kansainvälistyminen, Euroopan yhteisön laajentuminen ja koko maailman avautuminen ovat tuoneet mukanaan uusia haasteita, joihin kielikeskus on heti tarttunut: kielivalikoimaa on laajennettava, kielitaitoa kohennettava ja erilaisia kulttuureja tunnettava ja ymmärrettävä syvällisemmin. Turun yliopiston kielikeskus pyrkii omalta osaltaan täyttämään nämä velvoitteet ja luomaan toiminnallaan mahdollisimman hyvät edellytykset yliopiston kansainvälistymiselle. Nämä seikat on otettu huomioon laitoksen toimintalinjojen suunnittelussa ja kehittämisessä. Kieli-ja viestintäopintojen rakenteiden uudistamista jatketaan yhteistyössä tiedekuntien kanssa. Opintojen valinnaisuutta ja vapaaehtoisuutta pyritään lisäämään sekä turvaamaan kielivalintojen monipuolisuus ja kieliosaamisen laajaalaisuus resurssien mukaan. Toimintaa kehitetään niin, että siinä otetaan entistä paremmin huomioon yhteiskunnan monikulttuuristuminen ja Euroopan komission tavoite, jonka mukaan jokaisen EU- kansalaisen tulisi osata oman äidinkielensä lisäksi vähintään kahta yhteisön kieltä. Samalla otetaan huomioon globalisaation tuomat uudet haasteet tukemalla tärkeimpien Euroopan yhteisön ulkopuolisten kielten opetusta (mm. venäjä, kiina, japani, arabia). Edelleen kielikeskus seuraa tarkoin keskustelua Suomen kielikoulutuspolitiikan perusteista ja tavoitteista ja ottaa toimintansa suunnittelussa huomioon valtakunnalliset suositukset Suomen kielikoulutuksen uudistamiseksi vastaamaan nykypäivän ja tulevaisuuden tarpeita ja tavoitteita. Se että kielikeskus on viime vuosina selvästikin vakiinnuttanut asemansa yliopiston strategisesti tärkeänä yksikkönä, ei tarkoita sitä, että nyt voitaisiin turvautua pelkästään vanhoihin toimintamalleihin ja rutiineihin. Päinvastoin, koko maailmassa, suomalaisessa yhteiskunnassa ja yliopistojen toiminnassa tapahtuneet ja tapahtuvat suuret muutokset edellyttävät kielikeskustoimintojen vireää kehittämistä ja uudistusmieltä. Laitos onkin ilmoittanut tulossopimuksessaan tukevansa opetuskokeiluja ja innovatiivisia ratkaisuja. Opettajajohtoisen opetuksen ohella on voimakkaasti kehitetty myös ohjattua itseopiskelua, monimuotoopetusta sekä vaihtoehtoisia ja uudentyyppisiä oppimismuotoja. Uutta opetusteknologiaa käytetään tehokkaasti hyväksi ja kehitetään edelleen. Opetuksessa ja ohjauksessa käytetään suomalaisten ja ulkomaisten opiskelijoiden työpanosta. Laitoksen suunnittelu- ja kehittämistyössä opiskelijat ovat toimineet viime vuosina aktiivisesti ja ansiokkaasti: yhteistyö ylioppilaskunnan kanssa toimii erinomaisesti, ja sitä on tarkoitus vielä tehostaa. Laitos on saanut runsaasti kiitosta korkealaatuisesta toiminnastaan: muun muassa v. 1998 ja 2008 Turun yliopiston vuoden opettajan palkinnon, v. 1999 Turun yliopiston parhaan koulutusyksikön palkinnon ja v. 2007 vuoden opintojaksopalkinnon. On toivottavaa, että tämä tuloksellinen työ jatkuisi ja entisestäänkin paranisi tulevina vuosina. Hyvät tulokset on saavutettu kovilla ponnistuksilla ja tiukalla sitoutumisella työhön. Aina se ei ole ollut aivan helppoa nopeiden muutosten myllerryksessä, tiukentuneessa resurssitilanteessa ja vaatimusten ja odotusten ristiriidoissa. Toivon, että pääosin hyvin sujunut yhteistyö yliopiston johdon, tiedekuntien ja opiskelijoiden kanssa sekä henkilökunnan keskuudessa voisi säilyä ja kehittyä ja että alkava vuosikymmen kielikeskuksen historiassa voisi olla entistä parempi. Hyvä yhteistyö on hyvien tulosten edellytys. Suurten uudistusten vuosi 2010 sisältää mahdollisuuden parempaan, mutta se on samalla myös riski ehkä hyvinkin paljon muuttuvassa toimintaympäristössä. Lainaan lopuksi roomalaisen historioitsijan Sallustiuksen sanat: Concordia res parvae crescunt, discordia maximae dilabuntur. Yksimielisyys saa pienetkin asiat kukoistamaan, eripura suuretkin tuhoaa. Turun yliopistolla on hyvä kielikeskus, jota kannattaa vaalia ja tukea. Kiitän kaikkia kirjoittajia ja juhlajulkaisun toimittajia Minna Maijalaa, Timo Hulkkoa ja Jane Honkaa tämän julkaisun synnystä. Samoin esitän kiitokset kielikeskuksen kirjallisen viestinnän lehtoreille, Markus Lahdelle ja Arja Lampiselle, jot ka ovat nähneet vaivaa tekstien kielellisinä korjaajina. Koko kielikeskuksen nykyistä ja aikaisempaa henkilökuntaa kiitän työstä, jota laitoksen hyväksi on tehty kuluneiden 30 vuoden aikana. Erityisen kiitoksen ansaitsee laitoksen juhlatoimikunta kaikista juhlavuoden järjestelyistä.

Computer-aided discovery of biological activity spectra for anti-aging and anti-cancer olive oil oleuropeins

Aging is associated with common conditions, including cancer, diabetes, cardiovascular disease, and Alzheimer"s disease. The type of multi‐targeted pharmacological approach necessary to address a complex multifaceted disease such as aging might take advantage of pleiotropic natural polyphenols affecting a wide variety of biological processes. We have recently postulated that the secoiridoids oleuropein aglycone (OA) and decarboxymethyl oleuropein aglycone (DOA), two complex polyphenols present in health‐promoting extra virgin olive oil (EVOO), might constitute a new family of plant‐produced gerosuppressant agents. This paper describes an analysis of the biological activity spectra (BAS) of OA and DOA using PASS (Prediction of Activity Spectra for Substances) software. PASS can predict thousands of biological activities, as the BAS of a compound is an intrinsic property that is largely dependent on the compound"s structure and reflects pharmacological effects, physiological and biochemical mechanisms of action, and specific toxicities. Using Pharmaexpert, a tool that analyzes the PASS‐predicted BAS of substances based on thousands of"mechanism‐ effect" and"effect‐mechanism" relationships, we illuminate hypothesis‐generating pharmacological effects, mechanisms of action, and targets that might underlie the anti‐aging/anti‐cancer activities of the gerosuppressant EVOO oleuropeins.

The Connectivity of Musical Aptitude and Foreign Language Learning Skills: Neural and Behavioural Evidence

Given the structural and acoustical similarities between speech and music, and possible overlapping cerebral structures in speech and music processing, a possible relationship between musical aptitude and linguistic abilities, especially in terms of second language pronunciation skills, was investigated. Moreover, the laterality effect of the mother tongue was examined with both adults and children by means of dichotic listening scores. Finally, two event-related potential studies sought to reveal whether children with advanced second language pronunciation skills and higher general musical aptitude differed from children with less-advanced pronunciation skills and less musical aptitude in accuracy when preattentively processing mistuned triads and music / speech sound durations. The results showed a significant relationship between musical aptitude, English language pronunciation skills, chord discrimination ability, and sound-change-evoked brain activation in response to musical stimuli (durational differences and triad contrasts). Regular music practice may also have a modulatory effect on the brain’s linguistic organization and cause altered hemispheric functioning in those who have regularly practised music for years. Based on the present results, it is proposed that language skills, both in production and discrimination, are interconnected with perceptual musical skills.

Study of ligand-based virtual screening tools in computer-aided drug design

Virtual screening is a central technique in drug discovery today. Millions of molecules can be tested in silico with the aim to only select the most promising and test them experimentally. The topic of this thesis is ligand-based virtual screening tools which take existing active molecules as starting point for finding new drug candidates. One goal of this thesis was to build a model that gives the probability that two molecules are biologically similar as function of one or more chemical similarity scores. Another important goal was to evaluate how well different ligand-based virtual screening tools are able to distinguish active molecules from inactives. One more criterion set for the virtual screening tools was their applicability in scaffold-hopping, i.e. finding new active chemotypes. In the first part of the work, a link was defined between the abstract chemical similarity score given by a screening tool and the probability that the two molecules are biologically similar. These results help to decide objectively which virtual screening hits to test experimentally. The work also resulted in a new type of data fusion method when using two or more tools. In the second part, five ligand-based virtual screening tools were evaluated and their performance was found to be generally poor. Three reasons for this were proposed: false negatives in the benchmark sets, active molecules that do not share the binding mode, and activity cliffs. In the third part of the study, a novel visualization and quantification method is presented for evaluation of the scaffold-hopping ability of virtual screening tools.

Neural correlates of language learning in adults

The human language-learning ability persists throughout life, indicating considerable flexibility at the cognitive and neural level. This ability spans from expanding the vocabulary in the mother tongue to acquisition of a new language with its lexicon and grammar. The present thesis consists of five studies that tap both of these aspects of adult language learning by using magnetoencephalography (MEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) during language processing and language learning tasks. The thesis shows that learning novel phonological word forms, either in the native tongue or when exposed to a foreign phonology, activates the brain in similar ways. The results also show that novel native words readily become integrated in the mental lexicon. Several studies in the thesis highlight the left temporal cortex as an important brain region in learning and accessing phonological forms. Incidental learning of foreign phonological word forms was reflected in functionally distinct temporal lobe areas that, respectively, reflected short-term memory processes and more stable learning that persisted to the next day. In a study where explicitly trained items were tracked for ten months, it was found that enhanced naming-related temporal and frontal activation one week after learning was predictive of good long-term memory. The results suggest that memory maintenance is an active process that depends on mechanisms of reconsolidation, and that these process vary considerably between individuals. The thesis put special emphasis on studying language learning in the context of language production. The neural foundation of language production has been studied considerably less than that of perceptive language, especially on the sentence level. A well-known paradigm in language production studies is picture naming, also used as a clinical tool in neuropsychology. This thesis shows that accessing the meaning and phonological form of a depicted object are subserved by different neural implementations. Moreover, a comparison between action and object naming from identical images indicated that the grammatical class of the retrieved word (verb, noun) is less important than the visual content of the image. In the present thesis, the picture naming was further modified into a novel paradigm in order to probe sentence-level speech production in a newly learned miniature language. Neural activity related to grammatical processing did not differ between the novel language and the mother tongue, but stronger neural activation for the novel language was observed during the planning of the upcoming output, likely related to more demanding lexical retrieval and short-term memory. In sum, the thesis aimed at examining language learning by combining different linguistic domains, such as phonology, semantics, and grammar, in a dynamic description of language processing in the human brain.