An analysis of Taguchi's on-line quality monitoring procedure for variables based on the results of a sequence of inspections

In this paper, a procedure for the on-line process control of variables is proposed. This procedure consists of inspecting the m-th item from every m produced items and deciding, at each inspection, whether the process is out-of-control. Two sets of limits, warning (µ0 ± W) and control (µ0 ± C), are used. If the value of the monitored statistic falls beyond the control limits or if a sequence of h observations falls between the warning limits and the control limits, the production is stopped for adjustment; otherwise, production goes on. The properties of an ergodic Markov chain are used to obtain an expression for the average cost per item. The parameters (the sampling interval m, the widths of the warning, the control limits W and C(W < C), and the sequence length (h) are optimized by minimizing the cost function. A numerical example illustrates the proposed procedure.

Simultaneous quantification of lycopene, β-carotene, retinol and α -tocopherol in plasma after a simple extraction procedure: stability study and application to human volunteers

A method for the simultaneous quantification of lycopene, β-carotene, retinol and α-tocopherol by high-performance liquid chromatography (HPLC) with Vis/fluorescence detection with isocratic elution was optimized and validated. The method consists of a rapid and simple liquid-liquid extraction procedure and a posterior quantification of extracted supernatants by HPLC. Aliquots of plasma were stored at -20°C for three months for stability study. The methodology was applied to samples from painters and individuals not exposed to paints (n = 75). The assay was linear for all vitamins (r > 0.99). Intra- and inter-run precisions were obtained with coefficient of variation smaller than 5%. The accuracies ranged from 0.29 to -5.80% and recoveries between 92.73 and 101.97%. Plasma samples and extracted supernatants were stable for 60 days at -20°C. A significant decrease of lycopene, β-carotene and retinol concentrations in plasma from exposed individuals compared to non-exposed individuals (p < 0.05) was observed. The method is simple, reproducible, precise, accurate and sensitive, and can be routinely utilized in clinical laboratories.

Retroperitoneoscopic adrenalectomy in pheochromocytoma

Since the first laparoscopic adrenalectomy, the technique has evolved and it has become the standard of care for many adrenal diseases, including pheochromocytoma. Two laparoscopic accesses to the adrenal have been developed: transperitoneal and retroperitoneal. Retroperitoneoscopic adrenalectomy may be recommended for the treatment of pheochromocytoma with the same peri-operative outcomes of the transperitoneal approach because it allows direct access to the adrenal glands without increasing the operative risks. Although technically more demanding than the transperitoneal approach, retroperitoneoscopy can shorten the mean operative time, which is critical for cases with pheochromocytoma where minimizing the potential for intra-operative hemodynamic changes is essential. Blood loss and the convalescence time can be also shortened by this approach. There is no absolute indication for either the transperitoneal or retroperitoneal approach; however, the latter procedure may be the best option for patients who have undergone previous abdominal surgery and obese patients. Also, retroperitoneoscopic adrenalectomy is a good alternative for treating cases with inherited pheochromocytomas, such as multiple endocrine neoplasia type 2A, in which the pheochromocytoma is highly prevalent and frequently occurs bilaterally.

Absence of placeholders abolishes exogenous attention effect in a peripheral cueing procedure

Most studies of exogenous visuospatial attention use placeholders indicating the regions where the stimuli appear on the screen. Preliminary results from our laboratory provided evidence that the attentional effect is more frequently observed when placeholders are used in these experimental procedures. Four experiments were carried out. Experiment 1 aimed at confirming the finding that the attentional effect of a spatially non-informative cue (S1) observed in the presence of placeholders disappears in their absence. The results confirmed this finding. Experiments 2, 3, and 4 examined several possible processes that could explain this finding. Experiment 2 investigated if the contribution of a faster disengagement of attention from the cued location or a stronger forward masking could explain the absence of attentional effect when no placeholders were used. Experiment 3 investigated if increased difficulty in discrimination of the target (S2) from S1 would favor the appearance of the attentional effect in the absence of placeholders. Experiment 4 investigated if an insufficient focusing of attention towards the cued location could explain the absence of attentional effect when no placeholders were used. The results of the three experiments indicated that placeholders act by reducing the discriminability of the S2. This would presumably lead to the adoption of an attentional set that favors the mobilization of attention by the S1

Tecniche digitali per il rilievo, la modellazione tridimensionale e la rappresentazione nel campo dei beni culturali

Le soluzioni tecnologiche rese oggi disponibili dalle discipline della moderna Geomatica, offrono opportunità di grande interesse per il rilevamento nel settore dei Beni Culturali, sia per quanto riguarda il momento primario del rilievo, cioè la fase di acquisizione del dato metrico, sia per quanto concerne la questione della rappresentazione per oggetti di interesse archeologico, artistico, architettonico. Lo studio oggetto della presente tesi si propone, sulla base di numerose esperienze maturate nel corso del Dottorato dal Laboratorio di Topografia e Fotogrammetria del DISTART, di affrontare e approfondire le problematiche connesse all’utilizzo della fotogrammetria digitale e del laser a scansione terrestre per applicazioni nell’ambito dei Beni Culturali. La ricerca condotta è prettamente applicata, quindi è stata primaria l’esigenza di avere a disposizione reali casi di studio su cui sperimentare le tecniche di interesse; è però importante sottolineare che questo è un campo in cui ogni esperienza presenta proprie caratteristiche e peculiarità che la rendono interessante e difficilmente descrivibile con schemi convenzionali e metodologie standardizzate, quindi le problematiche emerse hanno di volta in volta indirizzato e spinto la ricerca all’approfondimento di certi aspetti piuttosto che altri. A tal proposito è stato evidenziato dalle esperienze effettuate che il campo dei Beni Culturali è forse il più emblematico delle potenzialità rese oggi disponibili dalle moderne tecnologie della Geomatica, e soprattutto dalle possibilità offerte da un approccio integrato e multi – disciplinare di tecniche e tecnologie diverse; per questo nell’Introduzione si è voluto sottolineare questo aspetto, descrivendo l’approccio metodologico adottato in molti lavori in contesto archeologico, che include generalmente diverse tecniche integrate tra loro allo scopo di realizzare in modo veloce e rigoroso un rilievo multi – scala che parte dal territorio, passa attraverso l’area del sito archeologico e degli scavi, ed arriva fino al singolo reperto; questo approccio è caratterizzato dall’avere tutti i dati e risultati in un unico e ben definito sistema di riferimento. In questa chiave di lettura l’attenzione si è poi focalizzata sulle due tecniche che rivestono oggi nel settore in esame il maggiore interesse, cioè fotogrammetria digitale e laser a scansione terrestre. La struttura della tesi segue le fasi classiche del processo che a partire dal rilievo porta alla generazione dei prodotti di rappresentazione; i primi due capitoli, incentrati sull’acquisizione del dato metrico, riguardano quindi da un lato le caratteristiche delle immagini e dei sensori digitali, dall’altro le diverse tipologie di sistemi laser con le corrispondenti specifiche tecniche; sempre nei primi capitoli vengono descritte le caratteristiche metodologiche e tecnico – operative e le relative problematiche delle due tipologie di rilievo. Segue un capitolo sulle procedure di calibrazione delle camere digitali non professionali, imperniato sull’utilizzo di software diversi, commerciali e sviluppati in house per questo scopo, prestando attenzione anche agli strumenti che essi offrono in termini di risultati ottenibili e di controllo statistico sugli stessi. La parte finale della tesi è dedicata al problema della rappresentazione, con l’obiettivo di presentare un quadro generale delle possibilità offerte dalle moderne tecnologie: raddrizzamenti, ortofoto, ortofoto di precisione e infine modelli tridimensionali foto – realistici, generati a partire sia da dati fotogrammetrici sia da dati laser.

Primary stability in cementless total hip replacement: measurement techniques and aided-surgery

Primary stability of stems in cementless total hip replacements is recognized to play a critical role for long-term survival and thus for the success of the overall surgical procedure. In Literature, several studies addressed this important issue. Different approaches have been explored aiming to evaluate the extent of stability achieved during surgery. Some of these are in-vitro protocols while other tools are coinceived for the post-operative assessment of prosthesis migration relative to the host bone. In vitro protocols reported in the literature are not exportable to the operating room. Anyway most of them show a good overall accuracy. The RSA, EBRA and the radiographic analysis are currently used to check the healing process of the implanted femur at different follow-ups, evaluating implant migration, occurance of bone resorption or osteolysis at the interface. These methods are important for follow up and clinical study but do not assist the surgeon during implantation. At the time I started my Ph.D Study in Bioengineering, only one study had been undertaken to measure stability intra-operatively. No follow-up was presented to describe further results obtained with that device. In this scenario, it was believed that an instrument that could measure intra-operatively the stability achieved by an implanted stem would consistently improve the rate of success. This instrument should be accurate and should give to the surgeon during implantation a quick answer concerning the stability of the implanted stem. With this aim, an intra-operative device was designed, developed and validated. The device is meant to help the surgeon to decide how much to press-fit the implant. It is essentially made of a torsional load cell, able to measure the extent of torque applied by the surgeon to test primary stability, an angular sensor that measure the relative angular displacement between stem and femur, a rigid connector that enable connecting the device to the stem, and all the electronics for signals conditioning. The device was successfully validated in-vitro, showing a good overall accuracy in discriminating stable from unstable implants. Repeatability tests showed that the device was reliable. A calibration procedure was then performed in order to convert the angular readout into a linear displacement measurement, which is an information clinically relevant and simple to read in real-time by the surgeon. The second study reported in my thesis, concerns the evaluation of the possibility to have predictive information regarding the primary stability of a cementless stem, by measuring the micromotion of the last rasp used by the surgeon to prepare the femoral canal. This information would be really useful to the surgeon, who could check prior to the implantation process if the planned stem size can achieve a sufficient degree of primary stability, under optimal press fitting conditions. An intra-operative tool was developed to this aim. It was derived from a previously validated device, which was adapted for the specific purpose. The device is able to measure the relative micromotion between the femur and the rasp, when a torsional load is applied. An in-vitro protocol was developed and validated on both composite and cadaveric specimens. High correlation was observed between one of the parameters extracted form the acquisitions made on the rasp and the stability of the corresponding stem, when optimally press-fitted by the surgeon. After tuning in-vitro the protocol as in a closed loop, verification was made on two hip patients, confirming the results obtained in-vitro and highlighting the independence of the rasp indicator from the bone quality, anatomy and preserving conditions of the tested specimens, and from the sharpening of the rasp blades. The third study is related to an approach that have been recently explored in the orthopaedic community, but that was already in use in other scientific fields. It is based on the vibration analysis technique. This method has been successfully used to investigate the mechanical properties of the bone and its application to evaluate the extent of fixation of dental implants has been explored, even if its validity in this field is still under discussion. Several studies have been published recently on the stability assessment of hip implants by vibration analysis. The aim of the reported study was to develop and validate a prototype device based on the vibration analysis technique to measure intra-operatively the extent of implant stability. The expected advantages of a vibration-based device are easier clinical use, smaller dimensions and minor overall cost with respect to other devices based on direct micromotion measurement. The prototype developed consists of a piezoelectric exciter connected to the stem and an accelerometer attached to the femur. Preliminary tests were performed on four composite femurs implanted with a conventional stem. The results showed that the input signal was repeatable and the output could be recorded accurately. The fourth study concerns the application of the device based on the vibration analysis technique to several cases, considering both composite and cadaveric specimens. Different degrees of bone quality were tested, as well as different femur anatomies and several levels of press-fitting were considered. The aim of the study was to verify if it is possible to discriminate between stable and quasi-stable implants, because this is the most challenging detection for the surgeon in the operation room. Moreover, it was possible to validate the measurement protocol by comparing the results of the acquisitions made with the vibration-based tool to two reference measurements made by means of a validated technique, and a validated device. The results highlighted that the most sensitive parameter to stability is the shift in resonance frequency of the stem-bone system, showing high correlation with residual micromotion on all the tested specimens. Thus, it seems possible to discriminate between many levels of stability, from the grossly loosened implant, through the quasi-stable implants, to the definitely stable one. Finally, an additional study was performed on a different type of hip prosthesis, which has recently gained great interest thus becoming fairly popular in some countries in the last few years: the hip resurfacing prosthesis. The study was motivated by the following rationale: although bone-prosthesis micromotion is known to influence the stability of total hip replacement, its effect on the outcome of resurfacing implants has not been investigated in-vitro yet, but only clinically. Thus the work was aimed at verifying if it was possible to apply to the resurfacing prosthesis one of the intraoperative devices just validated for the measurement of the micromotion in the resurfacing implants. To do that, a preliminary study was performed in order to evaluate the extent of migration and the typical elastic movement for an epiphyseal prosthesis. An in-vitro procedure was developed to measure micromotions of resurfacing implants. This included a set of in-vitro loading scenarios that covers the range of directions covered by hip resultant forces in the most typical motor-tasks. The applicability of the protocol was assessed on two different commercial designs and on different head sizes. The repeatability and reproducibility were excellent (comparable to the best previously published protocols for standard cemented hip stems). Results showed that the procedure is accurate enough to detect micromotions of the order of few microns. The protocol proposed was thus completely validated. The results of the study demonstrated that the application of an intra-operative device to the resurfacing implants is not necessary, as the typical micromovement associated to this type of prosthesis could be considered negligible and thus not critical for the stabilization process. Concluding, four intra-operative tools have been developed and fully validated during these three years of research activity. The use in the clinical setting was tested for one of the devices, which could be used right now by the surgeon to evaluate the degree of stability achieved through the press-fitting procedure. The tool adapted to be used on the rasp was a good predictor of the stability of the stem. Thus it could be useful for the surgeon while checking if the pre-operative planning was correct. The device based on the vibration technique showed great accuracy, small dimensions, and thus has a great potential to become an instrument appreciated by the surgeon. It still need a clinical evaluation, and must be industrialized as well. The in-vitro tool worked very well, and can be applied for assessing resurfacing implants pre-clinically.

Fiabilidad en la observación en fútbol sala a través de una herramienta de evaluación de los deportes de equipo (Team Sport Assessment Procedure)

[ES] El objeto de esta investigación es la obtención de parámetros de fiabilidad a partir de la aplicación de la herramienta validada Team Sport Assessment Procedure (TSAP).

Compatibilità aeronautica. Definizione dei vincoli fisici per le aree limitrofe all'Aeroporto "G. Marconi" di Bologna

Per garantire la sicurezza di tutte le operazioni in volo (avvicinamento, decollo, holding, ecc..) il decreto legge del 15 marzo del 2006 n. 151 ha imposto la redazione di opportune cartografie basate sul Regolamento ENAC per la Costruzione e l’Esercizio degli Aeroporti e sulla normativa internazionale ICAO così da poterle annettere agli Strumenti Urbanistici del territorio e governare lo sviluppo delle costruzioni. La sicurezza delle operazioni in volo è garantita attraverso delle Superfici di Delimitazione Ostacoli che impongono dei vincoli plano-altimetrici nelle aree limitrofe agli Aeroporti, quindi costruzioni, alberi e lo stesso terreno non devono forare queste superfici altrimenti diventerebbero “Ostacoli” alla navigazione aerea. Per gli ostacoli già presenti sono definiti dei provvedimenti da adottarsi in funzione della superficie che questi forano: potranno essere abbattuti se ricadenti in aree critiche come in prossimità delle piste oppure essere segnalati in mappe in uso ai piloti e anche con segnali visivi posizionati sugli stessi. Per quanto riguarda le future costruzioni, queste non potranno mai diventare Ostacolo in quanto sarà obbligatorio rispettare i vincoli plano-altimetrici. La tesi di laurea in questione vuole illustrare come si è arrivati alla redazione delle sopraccitate mappe nel caso specifico dell'Aeroporto Guglielmo Marconi di Bologna; sono analizzate nel primo capitolo le caratteristiche fisiche degli Aeroporti per acquisire una certa padronanza su termini tecnici che compaiono nei capitoli successivi (è inoltre presente un glossario). Nel secondo capitolo è individuato il percorso normativo che ha portato alla redazione dell’ultima revisione al Codice della Navigazione. Il capitolo 3 introduce le superfici di delimitazione ostacoli secondo quanto esposto nel Regolamento per la Costruzione e l’Esercizio degli Aeroporti di ENAC; il capitolo 4 è dedicato al lay-out dell’Aeroporto Guglielmo Marconi di Bologna. Infine la tesi si conclude con il capitoli 5 nel quale sono esposte le fasi e le metodologie usate per la realizzazione delle planimetrie e con il capitolo 6 in cui si discute delle problematiche sorte a causa dell’orografia del territorio che deve tenersi nella giusta considerazione per la definizione dei suddetti vincoli aeronautici.

Applicazione di procedure sperimentali innovative per l'esecuzione della prova triassiale su sabbia

La tesi ha lo scopo di illustrare l’efficacia di nuove tecniche per l’esecuzione della prova triassiale su sabbia. Sono state analizzate le tecniche di preparazione dei provini moist-tamping e mini proctor e l’efficacia del flushing di anidride carbonica e acua per realizzare la saturazione di provini di sabbia. Si è messo in evidenza modalità di esecuzione delle nuove procedure, effetti che producono, pregi e difetti per mezzo di una sperimentazione condotta con la cella triassiale del laboratorio di geotecnica del DISTART.

Studio del livello di servizio del nodo TANGENZIALE-AEROPORTO-TRIUMVIRATO

Lo studio qui condotto è atto a valutare il livello di servizio della rotatoria posta in corrispondenza del nodo Aeroporto-Triumvirato-Tangenziale, nodo che ha un grande interesse dal punto di vista del traffico veicolare. Si illustra la situazione precedente la realizzazione dell’opera e quindi il livello di servizio con il software HCS2000. Successivamente, si studia il comportamento della rotatoria senza sottopasso estrapolando i risultati per il livello di servizio con il software SIDRA. Con lo stesso strumento di valutazione, poi lo stato attuale, la rotatoria con il sottopasso. L’ultima parte dello studio riguarda una simulazione che nasce dal confronto di flussi di movimenti negli anni 1999 e 2006. Quindi è stata valutata una situazione probabile, nata dall’aumento percentuale dei movimenti su tutti gli accessi e la relativa proposta di intervento.

Le reti di distribuzione idrica nella sicurezza antincendio - Verifiche con il codice INFOWORKS WS

Le reti di distribuzione idrica conservano un ruolo importante ed irrinunciabile nella sicurezza antincendio, ma diversi fattori sul piano normativo e strutturale limitano la loro potenzialità  nelle fasi di estinzione dell'incendio. Ma in che modo si è evoluta in Italia negli ultimi anni la lotta all'incendio? E' ormai noto che non esistono incendi standard, quelli per i quali è possibile definire procedure d'intervento e modalità  di estinzione; non è quindi banale identificare le portate antincendio necessarie (Needed Fire Flow) e il tempo per il quale esse devono essere garantite. In certi contesti è possibile ipotizzare un certo standard d'incendio ma ciò presuppone che edifici, strutture e tutto ciò che è sottoposto ad incendio, possano essere considerati fabbricati a "regola d'arte", ovvero realizzati attraverso procedure esecutive aventi standard di qualità  certificata. Ciò è stato affrontato nei criteri di realizzazione delle nuove costruzioni, ma le vecchie costruzioni, soprattutto gli edifici presenti nei centri storici, sono evidentemente più vulnerabili e sfuggono alla possibilità  di identificare affidabili valori del NFF. Il quadro che si presenta coinvolge quindi carenze normative, contesti urbani con differente vulnerabilità  e una sostanziale disomogeneità  prestazionale delle reti di distribuzione idrica presenti nel territorio nazionale, legata non solo alla disponibilità  idrica ma, anche e soprattutto, alla conformazione della rete, ai livelli di pressione ed alla specifica capacità della rete nel sostenere incrementi di flusso dovuto al prelievo dagli idranti stradali. La scarsa conoscenza di questi aspetti, piuttosto che tradursi in miglioramenti della rete idrica e della sua efficienza ai fini antincendio, ha portato nel tempo ad adottare soluzioni alternative che agiscono principalmente sulle modalità operative di utilizzo dei mezzi dei VV.F. e sul fronte dei dispositivi antincendio privati, quali una migliore protezione passiva, legata all'uso di materiali la cui risposta all'incendio fosse la minore possibile, e protezioni attive alternative, quali impianti sprinkler, di tipo aerosol o misti. Rimangono tutte le problematiche legate alla caratterizzazione nell'area urbanizzata in termini di risposta al prelievo per incendio dagli idranti pubblici sui quali la normativa vigente non impone regole circa le prestazioni e la loro dislocazione sul territorio. Questa incertezza spesso si traduce in un maggiore dispiego di mezzi rispetto all'entità dell'incendio ed ad una scarsa possibilità  di ottimizzare l'allocazione delle unità  operative dei VV.F., con un evidente incremento del rischio nel caso in cui si verifichino più eventi di incendio contemporaneamente. La simulazione numerica avanzata, su modelli opportunamente calibrati delle reti di distribuzione, può consentire una maggiore comprensione quantitativa del livello di sicurezza antincendio offerto da una rete di distribuzione idrica.