Accelerated gradient based diffuse optical tomographic image reconstruction

Purpose: Fast reconstruction of interior optical parameter distribution using a new approach called Broyden-based model iterative image reconstruction (BMOBIIR) and adjoint Broyden-based MOBIIR (ABMOBIIR) of a tissue and a tissue mimicking phantom from boundary measurement data in diffuse optical tomography (DOT). Methods: DOT is a nonlinear and ill-posed inverse problem. Newton-based MOBIIR algorithm, which is generally used, requires repeated evaluation of the Jacobian which consumes bulk of the computation time for reconstruction. In this study, we propose a Broyden approach-based accelerated scheme for Jacobian computation and it is combined with conjugate gradient scheme (CGS) for fast reconstruction. The method makes explicit use of secant and adjoint information that can be obtained from forward solution of the diffusion equation. This approach reduces the computational time many fold by approximating the system Jacobian successively through low-rank updates. Results: Simulation studies have been carried out with single as well as multiple inhomogeneities. Algorithms are validated using an experimental study carried out on a pork tissue with fat acting as an inhomogeneity. The results obtained through the proposed BMOBIIR and ABMOBIIR approaches are compared with those of Newton-based MOBIIR algorithm. The mean squared error and execution time are used as metrics for comparing the results of reconstruction. Conclusions: We have shown through experimental and simulation studies that Broyden-based MOBIIR and adjoint Broyden-based methods are capable of reconstructing single as well as multiple inhomogeneities in tissue and a tissue-mimicking phantom. Broyden MOBIIR and adjoint Broyden MOBIIR methods are computationally simple and they result in much faster implementations because they avoid direct evaluation of Jacobian. The image reconstructions have been carried out with different initial values using Newton, Broyden, and adjoint Broyden approaches. These algorithms work well when the initial guess is close to the true solution. However, when initial guess is far away from true solution, Newton-based MOBIIR gives better reconstructed images. The proposed methods are found to be stable with noisy measurement data. (C) 2011 American Association of Physicists in Medicine. DOI: 10.1118/1.3531572]

Concepts of spawning targets

This report discusses the concepts of spawning targets. Spawning target setting is based on the fact that the number of smolts produced by any given river is constrained by habitat availability. This means smolt numbers depend on spawner numbers up to a point, but thereafter smolt production reaches a ceiling. It has been shown, in some rivers at least, that the relationship between egg deposition and smolt production may approximately be described by a mathematical equation. The equation will vary between rivers and there is uncertainty over its exact form. The concept of Maximum Gain (MG) is explained and its application in fisheries management discussed. The author also critically examines the concept of Density Independent Mortality (DIM).

Exogenous-Loss Awareness in Queue Management: Toward Global Fairness

For a given TCP flow, exogenous losses are those occurring on links other than the flow's bottleneck link. Exogenous losses are typically viewed as introducing undesirable "noise" into TCP's feedback control loop, leading to inefficient network utilization and potentially severe global unfairness. This has prompted much research on mechanisms for hiding such losses from end-points. In this paper, we show through analysis and simulations that low levels of exogenous losses are surprisingly beneficial in that they improve stability and convergence, without sacrificing efficiency. Based on this, we argue that exogenous loss awareness should be taken into account in any AQM design that aims to achieve global fairness. To that end, we propose an exogenous-loss aware Queue Management (XQM) that actively accounts for and leverages exogenous losses. We use an equation based approach to derive the quiescent loss rate for a connection based on the connection's profile and its global fair share. In contrast to other queue management techniques, XQM ensures that a connection sees its quiescent loss rate, not only by complementing already existing exogenous losses, but also by actively hiding exogenous losses, if necessary, to achieve global fairness. We establish the advantages of exogenous-loss awareness using extensive simulations in which, we contrast the performance of XQM to that of a host of traditional exogenous-loss unaware AQM techniques.

Prediction of surface roughness during hard turning of AISI 4340 steel (69 HRC)

In this study, 39 sets of hard turning (HT) experimental trials were performed on a Mori-Seiki SL-25Y (4-axis) computer numerical controlled (CNC) lathe to study the effect of cutting parameters in influencing the machined surface roughness. In all the trials, AISI 4340 steel workpiece (hardened up to 69 HRC) was machined with a commercially available CBN insert (Warren Tooling Limited, UK) under dry conditions. The surface topography of the machined samples was examined by using a white light interferometer and a reconfirmation of measurement was done using a Form Talysurf. The machining outcome was used as an input to develop various regression models to predict the average machined surface roughness on this material. Three regression models - Multiple regression, Random Forest, and Quantile regression were applied to the experimental outcomes. To the best of the authors’ knowledge, this paper is the first to apply Random Forest or Quantile regression techniques to the machining domain. The performance of these models was compared to each other to ascertain how feed, depth of cut, and spindle speed affect surface roughness and finally to obtain a mathematical equation correlating these variables. It was concluded that the random forest regression model is a superior choice over multiple regression models for prediction of surface roughness during machining of AISI 4340 steel (69 HRC).

Modeling sequencing errors by combining Hidden Markov models.

Among the largest resources for biological sequence data is the large amount of expressed sequence tags (ESTs) available in public and proprietary databases. ESTs provide information on transcripts but for technical reasons they often contain sequencing errors. Therefore, when analyzing EST sequences computationally, such errors must be taken into account. Earlier attempts to model error prone coding regions have shown good performance in detecting and predicting these while correcting sequencing errors using codon usage frequencies. In the research presented here, we improve the detection of translation start and stop sites by integrating a more complex mRNA model with codon usage bias based error correction into one hidden Markov model (HMM), thus generalizing this error correction approach to more complex HMMs. We show that our method maintains the performance in detecting coding sequences.

Les dérivées de l’hémoglobine dans la structure rétinienne par la technique de réflectométrie multi-spectrale

L’examen de la rétine par des moyens non invasifs et in vivo a été un objectif de recherche pendant plusieurs années. Pour l’œil comme pour tous les organes du corps humain, un apport soutenu en oxygène est nécessaire pour le maintien de l’homéostasie. La concentration en oxygène du sang des vaisseaux rétiniens peut être déterminée principalement à partir des mesures du spectre de réflexion du fond de l’œil. En envoyant une lumière, à différentes longueurs d’onde, sur la rétine et en analysant la nature de la lumière réfléchie par la rétine, il est possible d’obtenir des informations quantitatives sur le niveau d'oxygène dans les vaisseaux sanguins de la rétine ou sur le flux sanguin. Cependant, la modélisation est compliquée due aux différentes interactions et aux chemins que la lumière prend à travers les tissus oculaires avant de quitter l’œil. L’objectif de cette thèse a été de développer et de valider un modèle mathématique afin de calculer les dérivées d’hémoglobine à partir de mesures spectrales de réflectométrie sur les vaisseaux sanguins de la rétine. L’instrument utilisé pour mesurer la fonction spectrale de réflectométrie a été un spectroréflectomètre multi-canal, une technologie capable de mesurer in vivo et en continu 800 spectres simultanément. L'équation mathématique qui décrit la fonction spectrale de réflectométrie dans la zone spectrale de 480 nm à 650 nm a été exprimée comme la combinaison linéaire de plusieurs termes représentant les signatures spectrales de l'hémoglobine SHb, de l'oxyhémoglobine SOHB, l’absorption et la diffusion des milieux oculaires et une famille de fonctions multigaussiennes utilisées pour compenser l’incompatibilité du modèle et les données expérimentales dans la zone rouge du spectre. Les résultats du modèle révèlent que le signal spectral obtenu à partir de mesures de réflectométrie dans l’œil est complexe, contenant la lumière absorbée, réfléchie et diffusée, mais chacun avec une certaine prédominance spécifique en fonction de la zone spectrale. La fonction spectrale d’absorption du sang est dominante dans la zone spectrale 520 à 580 nm, tandis que dans la zone spectrale de longueurs d’ondes plus grandes que 590 nm, la diffusion sur les cellules rouges du sang est dominante. Le modèle a été utilisé afin de mesurer la concentration d’oxygène dans les capillaires de la tête du nerf optique suite à un effort physique dynamique. L’effort physique a entraîné une réduction de la concentration d’oxygène dans les capillaires, ainsi qu’une réduction de la pression intraoculaire, tandis que la saturation sanguine en oxygène, mesurée au niveau du doigt, restait constante. Le modèle mathématique développé dans ce projet a ainsi permis, avec la technique novatrice de spectroréflectométrie multicanal, de déterminer in vivo et d’une manière non invasive l’oxygénation sanguine des vaisseaux rétiniens.

Contexte de genre, autonomie des femmes et utilisation des services de santé maternelle en milieu rural africain : analyse par modèles d’équations structurelles

La vie des femmes du continent africain et de leurs enfants continue d’être mise en danger lors de chaque accouchement car les risques de décès maternels et infantiles sont encore très élevés. Il est estimé chaque année à environ le quart du million le nombre de décès maternel et de près de quatre millions celui des enfants de moins de cinq ans. La comparaison de la situation sanitaire avec d’autres contextes permet de mieux cerner l’ampleur du problème : en Afrique sub-Saharienne, le risque de décès lié à la grossesse est de l’ordre de 1 pour 31, alors qu’il n’est que de 1 pour 4300 dans les pays industrialisés. Cette situation est évitable et, le plus souvent, résulte de la sous ou non-utilisation des services de santé maternelle, du manque de structures adéquates de soins ou de personnel de santé qualifié. Notre thèse cherche à comprendre la manière dont les inégalités de genre au sein du ménage et dans la communauté renforcent les inégalités quant à l’utilisation des services de santé maternelle, ainsi qu’aux relations empiriques qui lient les différents recours aux soins. Concrètement, elle vise à 1) proposer une mesure des normes de genre favorables à la violence contre les femmes et à analyser son influence sur leur prise de décision au sein du ménage, 2) analyser simultanément l’influence de ces normes et de l’autonomie des femmes sur le recours aux soins prénatals et à l’accouchement assisté et finalement, 3) cerner l’influence des soins prénatals sur le recours à l’accouchement assisté. Chacun de ces objectifs se heurte à un problème méthodologique substantiel, soit de mesure ou de biais de sélection, auxquels l’approche par modèles d’équations structurelles que nous avons adoptée permet de remédier. Les résultats de nos analyses, présentés sous forme d’articles scientifiques, s’appuient sur les données issues des Enquêtes Démographiques et de Santé (EDS) du Ghana, du Kenya, de l’Ouganda et de la Tanzanie et concernent les femmes vivant en milieu rural. Notre premier article propose une mesure des normes de genre et, plus exactement, celles liées à la violence contre les femmes en recourant à l’approche des variables latentes. Les cinq questions des EDS relatives à l’attitude des femmes sur la légitimation de la violence ont permis de saisir cette mesure au niveau contextuel. Les résultats suggèrent d’une part que cette mesure a de bons critères de validité puisque l’Alpha de Cronbach varie de 0.85 pour le Kenya à 0.94 pour le Ghana; les chi-deux sont non significatifs partout; le RMSEA est en dessous de 0.05; le CFI supérieur à 0.96 et les saturations sont pour la plupart supérieures à 0.7 dans tous les pays. D’autre part, à l’aide du modèle d’équations structurelles multiniveaux, nous avons trouvé qu’au-delà de leur propre attitude envers la violence contre les femmes, celles qui vivent dans un milieu où les normes de genres sont plus favorables à la violence ont plus de chances d’être de faible autonomie ou sans autonomie (comparativement à forte autonomie) dans l’ensemble des pays étudiés. Le second article documente l’influence des inégalités de genre, cernées au niveau contextuel par les normes favorables à la violence contre les femmes et au niveau individuel par l’autonomie de prise de décision au sein du ménage, sur la survenue des soins prénatals au cours du premier trimestre et sur les recours à au moins 4 consultations prénatales et à l’accouchement assisté. En utilisant également les modèles d’équations structurelles multiniveaux sur les mêmes données du premier article, nous constatons que chacune de ces variables dépendantes est fortement influencée par la grappe dans laquelle la femme vit. En d’autres mots, son lieu de résidence détermine le comportement de santé maternelle que l’on adopte. De même, en contrôlant pour les autres variables explicatives, nos résultats montrent que les femmes qui vivent dans un milieu où les normes de genre liées à la violence contre les femmes sont élevées ont, en moyenne, une plus grande chance de ne pas accoucher auprès d’un personnel qualifié au Ghana et en Ouganda, de ne pas débuter leurs soins prénatals dans le premier trimestre dans les mêmes pays, et de ne pas recourir à au moins quatre consultations prénatales en Tanzanie. Par contre, cette variable contextuelle n’influence pas significativement le recours aux soins de santé maternelle au Kenya. Enfin, les résultats montrent que les normes de genre favorables à la violence contre les femmes sont plus déterminantes pour comprendre le recours aux soins de santé maternelle dans les pays étudiés que l’autonomie de prise de décision de la femme. Dans le cadre du troisième et dernier article empirique de la thèse, nous nous sommes intéressés à l’importance des soins prénatals dans le processus de recours à l’accouchement assisté et à la place du contenu des soins reçus avant l’accouchement dans cette relation. Cet article met en exergue l’existence de biais d’endogénéité au Kenya et en Tanzanie, où sans sa prise en compte, l’effet des soins prénatals sur le recours à l’accouchement auprès d’un personnel qualifié serait fortement biaisé. De plus, il ressort qu’à l’exception du Ghana et dans une moindre mesure de la Tanzanie, cet effet est totalement médiatisé par le contenu des soins prénatals que les femmes reçoivent. L’article met ainsi en relief le rôle des prestataires de soins qui pour atteindre plus efficacement les populations doivent agir en tant que leaders au sein de leur communauté.

Asociación de estrés laboral y trastornos hipertensivos en el embarazo

Objetivo: Determinar la prevalencia de trastornos hipertensivos y estrés laboral en las gestantes trabajadoras atendidas en la Clínica Cafam en el mes de noviembre de 2012, y estimar la posible asociación entre estas dos variables. Metodología: Se realizó un estudio de corte transversal. Se incluyeron todas las pacientes gestantes trabajadoras entre 18 y 39 años, con gestación mayor de 20 semanas y feto vivo, sin antecedentes patológicos de importancia, que ingresaron al servicio de hospitalización general y la unidad de cuidado intermedio obstétrico del 1 al 30 de noviembre de 2012 (total de 252). Para medir el nivel de estrés laboral se aplicó una encuesta validada por el Ministerio de Protección social, previo consentimiento informado y se realizó revisión de las historias clínicas para identificar las pacientes con trastornos hipertensivos del embarazo. Resultados: Se incluyeron pacientes de 18 a 39 años encontrando una media de 26.9 años con una desviación estándar de 5,08. 208 pacientes (82.5%) tenían entre 36 y 40 semanas de gestación, 123 maternas cursaban su primera gestación (48.8%) y, la mayoría tienen una relación estable. Respecto al nivel educativo la formación técnica y el bachillerato fueron los más encontrados (38.49% y 35.32% respectivamente). 102 gestantes (40.48%) desempeñan cargos de auxiliar o asistente seguidos de los trabajos operativos en un 30.56% (77 personas). De las 252 pacientes del estudio, 22 maternas tenían hipertensión gestacional, 28 preeclampsia y 1 síndrome HELLP para un total de 20.24% de gestantes con patología. Hay un alto porcentaje de estrés laboral en la población estudiada (40.08%). Al realizar el análisis de los datos se encontró que la probabilidad que tienen las pacientes con algún trastorno hipertensivo de tener estrés laboral es mayor que la de las pacientes que no presentan patología (OR 1.43 con IC 95% de 0.8 a 2.55). Conclusiones. El estrés laboral tiene una alta prevalencia en la población gestante trabajadora y los resultados sugieren que puede ser uno de los factores contribuyentes en la aparición de trastornos hipertensivos en el embarazo.

La educación secundaria y sus dos dimensiones, efectos del barrio y del colegio sobre los resultados saber 11.

Resumen: Este trabajo estudia los resultados en matemáticas y lenguaje de 32000 estudiantes en la prueba saber 11 del 2008, de la ciudad de Bogotá. Este análisis reconoce que los individuos se encuentran contenidos en barrios y colegios, pero no todos los individuos del mismo barrio asisten a la misma escuela y viceversa. Con el fin de modelar esta estructura de datos se utilizan varios modelos econométricos, incluyendo una regresión jerárquica multinivel de efectos cruzados. Nuestro objetivo central es identificar en qué medida y que condiciones del barrio y del colegio se correlacionan con los resultados educacionales de la población objetivo y cuáles características de los barrios y de los colegios están más asociadas al resultado en las pruebas. Usamos datos de la prueba saber 11, del censo de colegios c600, del censo poblacional del 2005 y de la policía metropolitana de Bogotá. Nuestras estimaciones muestran que tanto el barrio como el colegio están correlacionados con los resultados en las pruebas; pero el efecto del colegio parece ser mucho más fuerte que el del barrio. Las características del colegio que están más asociadas con el resultado en las pruebas son la educación de los profesores, la jornada, el valor de la pensión, y el contexto socio económico del colegio. Las características de los barrios más asociadas con el resultado en las pruebas son, la presencia de universitarios en la UPZ, un clúster de altos niveles de educación y nivel de crimen en el barrio que se correlaciona negativamente. Los resultados anteriores fueron hallados teniendo en cuenta controles familiares y personales.

Relationships between adolescents and parents values and parents answering behaviour

In this paper we set out a confirmatory factor analysis model relating the values adolescents and their parents aspire to for the child’s future. We approach a problem when collecting parents’ answers and analysing paired data from parents and their child: the fact that in some families only one parent answers, while in others both meet to answer together. In order to account for differences between one-parent and two-parent responses we follow a multiple group structural equation modelling approach. Some significant differences emerged between the two and one answering parent groups. We observed only weak relationships between parents’ and children’s values

Resource determinants of strategy and performance: the case of British exporters

This study adopts the RBV of the firm in order to identify critical advantage-generating resources and capabilities with strong positive export strategy and performance implications. The proposed export performance model is tested using a structural equation modeling approach on a sample of 356 British exporters. We examine the individual as well as the concurrent (simultaneous) direct and indirect effects of five resource bundles on export performance. We find that four resources/capabilities: managerial, knowledge, planning, and technology, have a significant positive direct effect on export performance, while relational and physical resources exhibited no unique positive effect. We also find that the firm’s export strategy mediates the resource-performance nexus in the case of managerial and knowledge-based resources. The theoretical and methodological grounding of this study contributes to the advancement of export related research by providing better specification of the nature of the effects – direct or indirect – of particular resource factors on export performance.

Brand equity, brand loyalty and consumer satisfaction

This study aims to investigate the mediating effects of consumer satisfaction on the relationship between consumer-based brand equity and brand loyalty in the hotel and restaurant industry. Based on a sample of 378 customers and using structural equation modelling approach, the five dimensions of brand equity—physical quality, staff behaviour, ideal self-congruence, brand identification and lifestyle-congruence—are found to have positive effects on consumer satisfaction. The findings of the study suggest that consumer satisfaction partially mediates the effects of staff behaviour, ideal self-congruence and brand identification on brand loyalty. The effects of physical quality and lifestyle-congruence on brand loyalty are fully mediated by consumer satisfaction.

Estimativa da área foliar de Synedrellopsis grisebachii usando método não destrutivo

A área foliar é uma das principais características usadas para avaliar o crescimento vegetal. O objetivo desta pesquisa foi determinar uma equação matemática para estimar a área foliar de Synedrellopsis grisebachii - uma importante planta daninha no Brasil - a partir de dimensões lineares dos limbos foliares. Duzentas folhas foram medidas em comprimento (C), largura máxima (L) e área foliar real (AF). Os dados de AF e CxL foram submetidos à análise de regressão linear, determinando-se uma equação matemática para estimar a área foliar da espécie. A correlação entre os valores de área foliar real e estimada foi significativa. Portanto, a área foliar de S. grisebachii pode ser estimada satisfatoriamente pela equação: AF = 0,730829(C×L).

Estimativa da área foliar de Ageratum conyzoides usando dimensões lineares do limbo foliar

The aim of this research was to obtain a mathematical equation to estimate the leaf area of Ageratum conyzoides based on linear measures of its leaf blade. Correlation studies were done using real leaf area (Sf), leaf length (C) and the maximum leaf width (L), in about 200 leaf blades. The evaluated statistic models were: linear Y = a + bx; simple linear Y = bx; geometric Y = ax(b); and exponential Y = ab(x). The evaluated linear, exponential and geometric models can be used in the billygoat weed leaf area estimation. In the practical sense, the simple linear regression model is suggested using the C*L multiplication product and taking the linear coefficient equal to zero, because it showed weak-alteration on sum of squares error and satisfactory residual analysis. Thus, an estimate of A conyzoides leaf area can be obtained using the equation Sf = 0.6789*(C*L), with a determination coefficient of 0.8630.

Estimativa da área foliar de Cissampelos glaberrima usando dimensões lineares do limbo foliar

Com o objetivo de obter uma equação matemática que, através de parâmetros lineares dimensionais das folhas, permitisse a estimativa da área foliar de Cissampelos glaberrima, estudaram-se relações entre a área foliar real (Sf) e os parâmetros dimensionais do limbo foliar, como o comprimento ao longo da nervura principal (C) e a largura máxima (L) perpendicular à nervura principal. As equações lineares simples, exponenciais e geométricas obtidas podem ser usadas para estimação da área foliar da falsa parreira-brava. do ponto de vista prático, sugere-se optar pela equação linear simples envolvendo o produto C x L, usando-se a equação de regressão Sf = 0,7878 x (C x L), que equivale a tomar 78,78% do produto entre o comprimento ao longo da nervura principal e a largura máxima, com coeficiente de correlação de 0,9307.