A connectome-based comparison of diffusion MRI schemes.

Diffusion MRI has evolved towards an important clinical diagnostic and research tool. Though clinical routine is using mainly diffusion weighted and tensor imaging approaches, Q-ball imaging and diffusion spectrum imaging techniques have become more widely available. They are frequently used in research-oriented investigations in particular those aiming at measuring brain network connectivity. In this work, we aim at assessing the dependency of connectivity measurements on various diffusion encoding schemes in combination with appropriate data modeling. We process and compare the structural connection matrices computed from several diffusion encoding schemes, including diffusion tensor imaging, q-ball imaging and high angular resolution schemes, such as diffusion spectrum imaging with a publically available processing pipeline for data reconstruction, tracking and visualization of diffusion MR imaging. The results indicate that the high angular resolution schemes maximize the number of obtained connections when applying identical processing strategies to the different diffusion schemes. Compared to the conventional diffusion tensor imaging, the added connectivity is mainly found for pathways in the 50-100mm range, corresponding to neighboring association fibers and long-range associative, striatal and commissural fiber pathways. The analysis of the major associative fiber tracts of the brain reveals striking differences between the applied diffusion schemes. More complex data modeling techniques (beyond tensor model) are recommended 1) if the tracts of interest run through large fiber crossings such as the centrum semi-ovale, or 2) if non-dominant fiber populations, e.g. the neighboring association fibers are the subject of investigation. An important finding of the study is that since the ground truth sensitivity and specificity is not known, the comparability between results arising from different strategies in data reconstruction and/or tracking becomes implausible to understand.

Análisis de la eficacia de los saques de esquina en la copa del mundo de fútbol 2010. Un intento de identificación de variables explicativas

In soccer, dead-ball moves are those in which the ball is returned to play from a stationary position following an interruption of play. The aim of this study was to analyse the effectiveness of one such dead-ball move, namely corner kicks, and to identify the key variables that determine the success of a shot or header following a corner, thereby enabling a model of successful corner kicks to be proposed. We recorded 554 corner kicks performed during the 2010 World Cup in South Africa and carried out a univariate, bivariate and multivariate analysis of the data. The results indicated that corners were of limited effectiveness in terms of the success of subsequent shots or headers. The analysis also revealed a series of variables that were significantly related to one another, and this enabled us to propose an explanatory model. Although this model had limited explanatory power, it nonetheless helps to understand the execution of corner kicks in practical terms.

Monitoimipystysorvin NC- ohjelmoinnin kehittäminen CAM käyttöönotolla

Diplomityön tavoitteena oli tehostaa venttiilipesien koneistuksessa käytettävän monitoimipystysorvin NC - ohjelmointia CAM - ohjelman käyttöönotolla. Tutkimus on osa laajempaa kokonaisuutta liittyen koneistusalihankinnan kehittämiseen ja yrityksen kilpailukyvyn ylläpitoon ja parantamiseen liiketoiminta-alueella, jolla on tällä hetkellä hyvät kasvunäkymät. Tavoite rajattiin yritykseen jo aiemmin hankitun WinCAM - ohjelman päivittämiseen ja hyödyntämiseen monitoimipystysorvin NC - ohjelmoinnissa. Tutkimuksen käytännön tavoitteena oli selvittää CAM - ohjelmoinnin käyttömahdollisuudet, sekä luoda CAM - ohjelmistoon pohjautuva, räätälöity NC - ohjelmointikonsepti pilottikohteeseen. Tutkimuksen kokeellisen osuuden muodostivat tällöin nykyisen tuotannon ongelmakohtien löytäminen, koneen ohjelmointitarpeiden kartoitus,sekä menetelmäkehitys. Tutkimuksen päämääränä oli tuotannon tasolla käytettävä järjestelmä, jolla koneen ohjelmointi olisi mahdollista myös vähemmällä konekohtaisella kokemuksella. Nykyisen toimintatavan ongelmina olivat yhtenäisen NC - ohjelmointikäytännön puute, niin valmiiden ohjelmien käytössä kuin uusienkin ohjelmien tekemisessä. Tähän olivat syynä NC - ohjauksen heikko käytettävyys erityisesti sorvauksen osalta. Nämä tekijät yhdistettynä monitoimityöstökoneessa tarvittavaan koordinaatiston hallintaan vaikeuttivat ohjelmointia. Työntekijäkohtaiset erot NC - ohjelmien käytössä, sekä laadultaan vaihtelevat valuaihiot aiheuttivat tuotannon läpäisyaikaan merkittävää vaihtelua. Siten myös koneen kuormituksen säätely oli vaikeaa. Uuden ohjelmointikonseptin toteutuksessa pidettiin etusijalla hyvää käytettävyyttä, sekä uuden menetelmän aukotonta liittymistä olemassa oleviin tuotantojärjestelmiin. Ohjelmointikonseptin toteutuksessa, osaperheestä haettiin selkeästi parametroitaviksi soveltuvat työvaiheet, jotka voitiin hallita yleiskäyttöisillä aliohjelmilla. Tuotteiden muidengeometrioiden hallintaan laadittiin geometriakirjasto, jota voitiin käyttää tavanomaisen graafisen ohjelmoinnin pohjana. Vanhaa toimintatapaa ja diplomityön aikana kehitettyä CAM - ohjelmointijärjestelmää vertailtiin perustuen NC - ohjelmien tehokkuuteen, jota tarkasteltiin saman työvaiheen työstöaikaan perustuen. Tämän lisäksi tärkeän tuloksen muodostavat myös kvalitatiivisetseikat, jotka liittyvät ohjelmointiympäristön käytettävyyteen. CAM - ohjelmoinnin kehittäminen ja käyttöönotto pilottikohteessa sujui pääosin hyvin ja laaditunsuunnitelman mukaisesti. Aiemmin hankalasti ohjelmoitavat työvaiheet, kuten erilaisten laippatasopintojen ja reikäpiirien ohjelmointi muutettiin makrokäyttöön soveltuviksi. Sorvauksessa ongelmia aiheuttaneen tiivistelilan koneistukseen sovellettiin graafista ohjelmointia. Koko tuotannon mittakaavassa NC - ohjelmoinninosuus oli kuitenkin vähäinen, mistä johtuen koneen tuottavuuteen ei tutkimuksenajanjaksolla voitu vaikuttaa. Sen sijaan tuotannon sujuvuuteen oleellisesti vaikuttavaa työtekijöiden 'hiljaisen tiedon' määrää voitiin vähentää vakioimalla ohjelmointia ja siirtämällä tehokkaiksi havaitut menetelmät ohjelmointijärjestelmään.

Lasermittauksen soveltaminen vesihydraulisessa sylinterissä

Työn tavoitteena on tutkia mahdollisuutta käyttää laser interferometripohjaista aseman mittausjärjestelmää vesihydraulisessa sylinterissä. Työ liittyy Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa kehitetyn rinnakkaisrakenteisen robotin PENTA WH muuttamiseen öljyhydraulisesta vesihydrauliseksi. Öljyhydraulisen prototyypin käyttämä vanha kuularuuviin ja inkrementaaliseen enkooderiin perustuvamittausjärjestelmä ei sovellu vesihydrauliseen robottiin. Työn tavoitteena on esittää vaihtoehtoinen ratkaisu.

SIMULATION OF AMB SUPPORTED ROTOR DURING DROP ON RETAINER BEARINGS

The active magnetic bearings present a new technology which has many advantages compared to traditional bearing designs. Active magnetic bearings, however, require retainer bearings order to prevent damages in the event of a component, power or a control loop failure. In the dropdown situation, when the rotor drops from the magnetic bearings to the retainer bearings, the design parameters of the retainer bearings have a significant influence on the behaviour of the rotor. In this study, the dynamics of an active magnetic bearings supported electric motor during rotor drop on retainer bearings is studied using a multibody simulation approach. Various design parameters of retainer bearings are studied using a simulation model while results are compared with those found in literature. The retainer bearings are modelled using a detailed ball bearing model, which accounts damping and stiffness properties, oil film and friction between races and rolling elements. The model of the ball bearings includes inertia description of rollingelements. The model of the magnetic bearing system contains unbalances of the rotor and stiffness and damping properties of support. In this study, a computationally efficient contact model between the rotor and the retainer bearings is proposed. In addition, this work introduces information for the design of physicalprototype and its retainer bearings.

Dynamic Simulations of Rotors during Drop on Retainer Bearings

The active magnetic bearings have recently been intensively developed because of noncontact support having several advantages compared to conventional bearings. Due to improved materials, strategies of control, and electrical components, the performance and reliability of the active magnetic bearings are improving. However, additional bearings, retainer bearings, still have a vital role in the applications of the active magnetic bearings. The most crucial moment when the retainer bearings are needed is when the rotor drops from the active magnetic bearings on the retainer bearings due to component or power failure. Without appropriate knowledge of the retainer bearings, there is a chance that an active magnetic bearing supported rotor system will be fatal in a drop-down situation. This study introduces a detailed simulation model of a rotor system in order to describe a rotor drop-down situation on the retainer bearings. The introduced simulation model couples a finite element model with component mode synthesis and detailed bearing models. In this study, electrical components and electromechanical forces are not in the focus. The research looks at the theoretical background of the finite element method with component mode synthesis that can be used in the dynamic analysis of flexible rotors. The retainer bearings are described by using two ball bearing models, which include damping and stiffness properties, oil film, inertia of rolling elements and friction between races and rolling elements. Thefirst bearing model assumes that the cage of the bearing is ideal and that the cage holds the balls in their predefined positions precisely. The second bearing model is an extension of the first model and describes the behavior of the cageless bearing. In the bearing model, each ball is described by using two degrees of freedom. The models introduced in this study are verified with a corresponding actual structure. By using verified bearing models, the effects of the parameters of the rotor system onits dynamics during emergency stops are examined. As shown in this study, the misalignment of the retainer bearings has a significant influence on the behavior of the rotor system in a drop-down situation. In this study, a stability map of the rotor system as a function of rotational speed of the rotor and the misalignment of the retainer bearings is presented. In addition, the effects of parameters of the simulation procedure and the rotor system on the dynamics of system are studied.

Jauhatuspiirin ilmakierron optimointi

Luokittuminen erilaisine mekanismeineen aiheuttaa yleisesti ongelmia, kun on kysymyksessä kiintoaineen väliaikainenkin varastointi siilossa. Sitä voidaan vähentää kiintoaineiden, prosessin ja laitesuunnittelun muutoksilla. Tässä työssä tutkittiin mahdollisuuksia vähentää ilmeniitin luokittumista sen jauhatuspiirin ilmakiertoa optimoimalla. Suljetun kuivajauhatuspiirin keskeisimmäksi laitteeksi voitaisiin ajatella siinä oleva luokitin, joka voi olla esim. sykloni. Tässä piirissä tapahtuva kiintoaineen liikkuminen voidaan saada aikaiseksi esim. pneumaattisella kuljetuksella. Ilmeniitin jauhatus tapahtuu suljetussa kuivajauhatuspiirissä, jonka ajavana voimana on siinä oleva ilmakierto. Piirin oleellisia laitteita ovat kuulamylly, luokitin, erotussykloni ja pölykaappi sekä kiertoilma- ja poistoilmapuhaltimet. Ilmakierron optimointia varten suoritettiin kahden vastaavan jauhatuspiirin ainetasemääritykset. Lisäksi määritettiin yhden isomman piirin perustila. Jauhatuspiirien ainetasemäärityksissä määritettiin niiden massa- ja ilmavirrat sekä kiertokuorma ja luokittimen erotusterävyys, kuten myös ilmeniitin hiukkaskokojakaumat. Perustilamittauksissa määritettiin ainoastaan piirin ilmavirrat ja ilmeniitin hiukkaskokojakaumat. Optimointimittauksissa pienennettiin pikkumyllypiirin ilmamäärät vastaamaan kutakuinkin vastaavan toisen piirin määriä. Tällä yritettiin selvittää näiden toisiaan vastaavien piirien ilmamäärien ja varsinkin kiertokuormien eroavuutta. Tämä ilmamäärien pienentäminen ei tuottanut mainittavampaa muutosta piirin ainetaseisiin, joten voitaneen todeta, että piirin ilmamääriä pienentämällä saadaan aikaiseksi säästöjä, lähinnä kiertoilmapuhaltimen tehon alennuksen kautta.

Atypical language organization in temporal lobe epilepsy revealed by a passive semantic paradigm

Background Mesial temporal lobe epilepsy (MTLE) is the most common type of focal epilepsy in adults and can be successfully cured by surgery. One of the main complications of this surgery however is a decline in language abilities. The magnitude of this decline is related to the degree of language lateralization to the left hemisphere. Most fMRI paradigms used to determine language dominance in epileptic populations have used active language tasks. Sometimes, these paradigms are too complex and may result in patient underperformance. Only a few studies have used purely passive tasks, such as listening to standard speech. Methods In the present study we characterized language lateralization in patients with MTLE using a rapid and passive semantic language task. We used functional magnetic resonance imaging (fMRI) to study 23 patients [12 with Left (LMTLE), 11 with Right mesial temporal lobe epilepsy (RMTLE)] and 19 healthy right-handed controls using a 6 minute long semantic task in which subjects passively listened to groups of sentences (SEN) and pseudo sentences (PSEN). A lateralization index (LI) was computed using a priori regions of interest of the temporal lobe. Results The LI for the significant contrasts produced activations for all participants in both temporal lobes. 81.8% of RMTLE patients and 79% of healthy individuals had a bilateral language representation for this particular task. However, 50% of LMTLE patients presented an atypical right hemispheric dominance in the LI. More importantly, the degree of right lateralization in LMTLE patients was correlated with the age of epilepsy onset. Conclusions The simple, rapid, non-collaboration dependent, passive task described in this study, produces a robust activation in the temporal lobe in both patients and controls and is capable of illustrating a pattern of atypical language organization for LMTLE patients. Furthermore, we observed that the atypical right-lateralization patterns in LMTLE patients was associated to earlier age at epilepsy onset. These results are in line with the idea that early onset of epileptic activity is associated to larger neuroplastic changes.

Prova de camp específica de valoració de la resistència en tennis: resposta cardíaca i efectivitat tècnica en jugadors de competició

Malgrat que la resistència específica del jugador té una influència directa sobre el rendiment en el tennis, un esport intermitent de llarga durada, les proves utilitzades per valorar-la no solen incloure tasques motrius properes a situacions de joc reals i poden ser considerades de baixa especificitat. L’objectiu d’aquest estudi és desenvolupar una prova de camp de valoració de la resistència específica en tennis (Specific Endurance Tennis Test, SET-Test), analitzant el comportament de la freqüència cardíaca (FC) i de paràmetres d’efectivitat tècnica (ET), per tal d’esbrinar una possible relació entre ambdós paràmetres i d’aquests amb el rendiment esportiu en jugadors de competició. Van participar set tennistes masculins, als quals els va ser administrada una prova triangular, progressiva, contínua i d’intensitat màxima conduïda per una màquina llançapilotes, durant la qual es va registrar la FC i, al mateix temps, paràmetres objectius d’ET (precisió i potència) mitjançant el càlcul de percentatge d’encerts i errors. S’observa un punt de deflexió de la FC (PDFC) en un 86 % dels subjectes estudiats, previ o coincident amb una disminució de l’ET (punt de deflexió de l’eficiència tècnica, PDET). Aquests dos punts mesurats de forma simultània al llarg de la prova es mostren relacionats amb el rendiment competitiu dels jugadors estudiats. Es conclou que la prova proposada sembla un mètode específic i vàlid per avaluar la resistència específica i la condició aeròbica en tennistes, tot i que calen més estudis per tal de confirmar les hipòtesis plantejades i la validesa externa de la prova.

Estudio Mediante Tecnicas Interferometricas de las Propiedades Tribologicas de la ZrO2 Obtenida por Proyeccion Termica

Las barreras térmicas poseen unas propiedades mecánicas y tribológicas limitadas. Los tratamientos térmicos de sintetizado pueden utilizarse como una posible solución para su mejora. En el presente trabajo se evalúa la evolución de diversas propiedades tribológicas y mecánicas, a diferentes tiempos de sinterización, a temperatura de 1.000 °C. Se observa que el sintetizado produce un aumento de la resistencia al desgaste, de la dureza y del módulo de Young. A partir de los ensayos ball-on-disk, realizados utilizando un par friccionante de ZrO2 y de acero, se han estudiado los mecanismos de desgaste dominantes para cada uno de los pares friccionantes. Se ha observado que la delaminación entre partículas y la fractura frágil durante el proceso de desgaste son los mecanismos principales que controlan el proceso. Los caminos de desgaste estudiados mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) e interferometría de barrido de luz blanca (SWLI) han permitido cuantificar el desgaste en cada uno de los casos. A fin de poder estudiar los recubrimientos de ZrO2 mediante SEM y SWLI ha sido necesario realizar una metalización con oro para así aumentar la conductividad eléctrica y reflectividad de las muestras.

Per què els pops no s'entortolliguen?

LES PARELLES DE BALL SABEN MOLT BÉ QUE, quan s"aprèn a ballar, és fàcil entortolligar- se. Els pops, en canvi, amb els vuit braços plens de ventoses que poden flexionar virtualment cap a qualsevol direcció, no s"entortolliguen mai. Es podria pensar que és perquè el cervell en controla els moviments amb precisió, però de fet cada braç té una mena de cervell independent que en controla els moviments sense comunicar-ho als altres braços.

Lineaarisen hammashihnaservokäytön tilasäätö

Tuotantotehokkuus näyttelee yhä suurempaa roolia teollisuudessa, minkä vuoksi myös pakkauslinjas­toille joudutaan asettamaan suuria vaatimuksia. Usein leik­kaus- ja kappaleensiirtosovelluksissa käyte­tään lineaarisia ruuvikäyttöjä, jotka voitaisiin tietyin edellytyksin korvata halvemmilla ja osittain suori­tuskykyisimmillä hammashihnavetoisilla johteilla. Yleensä paikkasäädetty työsolu muodostuu kahden tai kolmen eri koordinaatisto­akselin suuntaan asen­netuista johteista. Tällaisen työsolun paikoitustarkkuuteen vaikuttavat muun muassa käytetty säätöra­kenne, moottorisäätöketjun viiveet, sekä laitteiston eri epälineaarisuudet, kuten kitka. Tässä työssä esitetään lineaarisen hammashihnaservokäytön dynaamista käytöstä kuvaava matemaatti­nen malli ja laaditaan mallin pohjalta laitteen simulointimalli. Mallin toimivuus varmistetaan käytän­nön identifiointitesteillä. Lisäksi työssä tut­kitaan, kuinka hyvään suorituskykyyn lineaarinen hammas­hihnaservokäyttö kyke­nee, jos teollisuudessa paikoitussäätörakenteena tyypillisesti käytetty kaskadira­kenne tai PID-rakenne korvataan kehittyneemmällä mallipohjaisella tilasäädinra­kenteella. Säädön toi­mintaa arvioidaan simulointien ja koelaitteistolla suoritetta­vien mittaus­ten perusteella.

Forest Transition in Madagascar's Highlands: Initial Evidence and Implications

Madagascar is renowned for the loss of the forested habitat of lemurs and other species endemic to the island. Less well known is that in the highlands, a region often described as an environmental "basket-case" of fire-degraded, eroded grasslands, woody cover has been increasing for decades. Using information derived from publically available high- and medium-resolution satellites, this study characterizes tree cover dynamics in the highlands of Madagascar over the past two decades. Our results reveal heterogeneous patterns of increased tree cover on smallholder farms and village lands, spurred by a mix of endogenous and exogenous forces. The new trees play important roles in rural livelihoods, providing renewable supplies of firewood, charcoal, timber and other products and services, as well as defensible claims to land tenure in the context of a decline in the use of hillside commons for grazing. This study documents this nascent forest transition through Land Change Science techniques, and provides a prologue to political ecological analysis by setting these changes in their social and environmental context and interrogating the costs and benefits of the shift in rural livelihood strategies.

Spleen Volume Variation in Patients with Locally Advanced Non-Small Cell Lung Cancer Receiving Platinum-Based Chemo-Radiotherapy.

There is renewed interest in the immune regulatory role of the spleen in oncology. To date, very few studies have examined macroscopic variations of splenic volume in the setting of cancer, prior to or during therapy, especially in humans. Changes in splenic volume may be associated with changes in splenic function. The purpose of this study was to investigate variations in spleen volume in NSCLC patients during chemo-radiotherapy. Sixty patients with stage I-IIIB NSCLC underwent radiotherapy (60Gy/30 fractions) for six weeks with concomitant carboplatin/paclitaxel (Ca/P; n = 32) or cisplatin/etoposide (Ci/E; n = 28). A baseline PET/CT scan was performed within 2 weeks prior to treatment and during Weeks 2 and 4 of chemo-radiotherapy. Spleen volume was measured by contouring all CT slices. Significant macroscopic changes in splenic volume occurred early after the commencement of treatment. A significant decrease in spleen volume was observed for 66% of Ca/P and 79% of Ci/E patients between baseline and Week 2. Spleen volume was decreased by 14.2% for Ca/P (p<0.001) and 19.3% for Ci/E (p<0.001) patients. By Week 4, spleen volume was still significantly decreased for Ca/P patients compared to baseline, while for Ci/E patients, spleen volume returned to above baseline levels. This is the first report demonstrating macroscopic changes in the spleen in NSCLC patients undergoing radical chemo-radiotherapy that can be visualized by non-invasive imaging.