Photodynamic therapy selectively enhances liposomal doxorubicin uptake in sarcoma tumors to rodent lungs.

BACKGROUND: In specific conditions, photodynamic therapy (PDT) can enhance the distribution of macromolecules across the endothelial barrier in solid tumors. It was recently postulated that tumor neovessels were more responsive to PDT than the normal vasculature. We hypothesized that Visudyne(R)-mediated PDT could selectively increase liposomal doxorubicin (Liporubicin) uptake in sarcoma tumors to rodent lungs while sparing the normal surrounding tissue. MATERIALS AND METHODS: Sarcoma tumors were generated subpleurally in the left lower lung lobe of 66 Fischer rats. Ten days following sarcoma implantation, tumors underwent different pre-treatment schemes: no PDT (controls), low-dose PDT (0.0625 mg/kg Visudyne(R), 10 J/cm(2) and 35 mW/cm(2)) and high-dose PDT (0.125 mg/kg Visudyne(R), 10 J/cm(2) and 35 mW/cm(2)). Liporubicin was then administered and allowed to circulate for 1, 3, or 6 hours. At the end of each treatment scheme, we assessed the uptake of Liporubicin in tumor and lung tissues by high-performance liquid chromatography and fluorescence microscopy. RESULTS: In all PDT-treated groups, there was a significant enhancement of Liporubicin uptake in tumors compared to controls after 3 and 6 hours of drug circulation. In addition, Liporubicin distribution within the normal lung tissue was not affected by PDT. Thus, PDT pre-treatment significantly enhanced the ratio of tumor-to-lung drug uptake compared to controls. Finally, fluorescence microscopy revealed a well-detectable Liporubicin signaling throughout PDT-treated tumors but not in controls. CONCLUSIONS: PDT is a tumor-specific enhancer of Liporubicin distribution in sarcoma lung tumors which may find a translation in clinics.

VoIP: Making Secure Calls and Maintaining High Call Quality

Modern multimedia communication tools must have high security, high availability and high quality of service (QoS). Any security implementation will directly impact on QoS. This paper will investigate how end-to-end security impacts on QoS in Voice over Internet Protocol (VoIP). The QoS is measured in terms of lost packet ratio, latency and jitter using different encryption algorithms, no security and just the use of IP firewalls in Local and Wide Area Networks (LAN and WAN). The results of laboratory tests indicate that the impact on the overall performance of VoIP depends upon the bandwidth availability and encryption algorithm used. The implementation of any encryption algorithm in low bandwidth environments degrades the voice quality due to increased loss packets and packet latency, but as bandwidth increases encrypted VoIP calls provided better service compared to an unsecured environment.

Robust power allocation algorithms for MIMO OFDM systems with imperfect CSI

This paper presents a Bayesian approach to the design of transmit prefiltering matrices in closed-loop schemes robust to channel estimation errors. The algorithms are derived for a multiple-input multiple-output (MIMO) orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system. Two different optimizationcriteria are analyzed: the minimization of the mean square error and the minimization of the bit error rate. In both cases, the transmitter design is based on the singular value decomposition (SVD) of the conditional mean of the channel response, given the channel estimate. The performance of the proposed algorithms is analyzed,and their relationship with existing algorithms is indicated. As withother previously proposed solutions, the minimum bit error rate algorithmconverges to the open-loop transmission scheme for very poor CSI estimates.

A performance lower bound for quadratic timing recovery accounting for the symbol transition density

The symbol transition density in a digitally modulated signal affects the performance of practical synchronization schemes designed for timing recovery. This paper focuses on the derivation of simple performance limits for the estimation of the time delay of a noisy linearly modulated signal in the presence of various degrees of symbol correlation produced by the varioustransition densities in the symbol streams. The paper develops high- and low-signal-to-noise ratio (SNR) approximations of the so-called (Gaussian) unconditional Cramér–Rao bound (UCRB),as well as general expressions that are applicable in all ranges of SNR. The derived bounds are valid only for the class of quadratic, non-data-aided (NDA) timing recovery schemes. To illustrate the validity of the derived bounds, they are compared with the actual performance achieved by some well-known quadratic NDA timing recovery schemes. The impact of the symbol transitiondensity on the classical threshold effect present in NDA timing recovery schemes is also analyzed. Previous work on performancebounds for timing recovery from various authors is generalized and unified in this contribution.

The IST METRA Project

This article summarizes the main achievementsof the Multi-Element Transmit andReceive Antennas (METRA) Project, an ISTresearch and technological development project carried out between January 2000 and June 2001 by Universitat Politècnica de Catalunya, the Center for Personkommunikation of Aalborg University, Nokia Networks, Nokia Mobile Phones, and Vodafone Group Research and Development.The main objective of METRA was the performanceevaluation of multi-antenna terminals incombination with adaptive antennas at the basestation in UMTS communication systems. 1 AMIMO channel sounder was developed that providedrealistic multi-antenna channel measurements.Using these measured data, stochasticchannel models were developed and properly validated.These models were also evaluated inorder to estimate their corresponding channelcapacity. Different MIMO configurations andprocessing schemes were developed for both theFDD and TDD modes of UTRA, and their linkperformance was assessed. Performance evaluationwas completed by system simulations thatillustrated the benefits of MIMO configurationsto the network operator. Implementation cost vs.performance improvement was also covered bythe project, including the base station and terminalmanufacturer and network operator viewpoints.Finally, significant standards contributionswere generated by the project and presented to the pertinent 3GPP working groups.

Intrinsic subspace convergence in TDD MIMO communication

In numerical linear algebra, students encounter earlythe iterative power method, which finds eigenvectors of a matrixfrom an arbitrary starting point through repeated normalizationand multiplications by the matrix itself. In practice, more sophisticatedmethods are used nowadays, threatening to make the powermethod a historical and pedagogic footnote. However, in the contextof communication over a time-division duplex (TDD) multipleinputmultiple-output (MIMO) channel, the power method takes aspecial position. It can be viewed as an intrinsic part of the uplinkand downlink communication switching, enabling estimationof the eigenmodes of the channel without extra overhead. Generalizingthe method to vector subspaces, communication in thesubspaces with the best receive and transmit signal-to-noise ratio(SNR) is made possible. In exploring this intrinsic subspace convergence(ISC), we show that several published and new schemes canbe cast into a common framework where all members benefit fromthe ISC.

Hybrid turbo FEC/ARQ systems and distributed space-time coding for cooperative transmission

Cooperative transmission can be seen as a "virtual" MIMO system, where themultiple transmit antennas are in fact implemented distributed by the antennas both at the source and the relay terminal. Depending on the system design, diversity/multiplexing gainsare achievable. This design involves the definition of the type of retransmission (incrementalredundancy, repetition coding), the design of the distributed space-time codes, the errorcorrecting scheme, the operation of the relay (decode&forward or amplify&forward) and thenumber of antennas at each terminal. Proposed schemes are evaluated in different conditionsin combination with forward error correcting codes (FEC), both for linear and near-optimum(sphere decoder) receivers, for its possible implementation in downlink high speed packetservices of cellular networks. Results show the benefits of coded cooperation over directtransmission in terms of increased throughput. It is shown that multiplexing gains areobserved even if the mobile station features a single antenna, provided that cell wide reuse of the relay radio resource is possible.

Wireless Application Test Bed and Simulations for Broadband Mobile Communications Systems

Langattoman laajakaistaisen tietoliikennetekniikan kehittyminen on herättänyt kiinnostuksen sen ammattimaiseen hyödyntämiseen yleisen turvallisuuden ja kriisinhallinnan tarpeisiin. Hätätilanteissa usein olemassa olevat kiinteät tietoliikennejärjestelmät eivät ole ollenkaan käytettävissä tai niiden tarjoama kapasiteetti ei ole riittävä. Tästä syystä on noussut esiin tarve nopeasti toimintakuntoon saatettaville ja itsenäisille langattomille laajakaistaisille järjestelmille. Tässä diplomityössä on tarkoitus tutkia langattomia ad hoc monihyppy -verkkoja yleisen turvallisuuden tarpeiden pohjalta ja toteuttaa testialusta, jolla voidaan demonstroida sekä tutkia tällaisen järjestelmän toimintaa käytännössä. Työssä tutkitaan pisteestä pisteeseen sekä erityisesti pisteestä moneen pisteeseen suoritettavaa tietoliikennettä. Mittausten kohteena on testialustan tiedonsiirtonopeus, lähetysteho ja vastaanottimen herkkyys. Näitä tuloksia käytetään simulaattorin parametreina, jotta simulaattorin tulokset olisivat mahdollisimman aidot ja yhdenmukaiset testialustan kanssa. Sen jälkeen valitaan valikoima yleisen turvallisuuden vaatimusten mukaisia ohjelmia ja sovellusmalleja, joiden suorituskyky mitataan erilaisten reititysmenetelmien alaisena sekä testialustalla että simulaattorilla. Tuloksia arvioidaan ja vertaillaan. Multicast monihyppy -video päätettiin sovelluksista valita tutkimusten pääkohteeksi ja sitä sekä sen ominaisuuksia on tarkoitus myös oikeissa kenttäkokeissa.

Paalinmuodostajien hydraulijärjestelmissä esiintyvien dynaamisten ongelmien ratkaiseminen

Diplomityön tehtävänä oli tutkia paalinmuodostajassa esiintyvien vikojen aiheuttajia ja antaa mahdollinen korjausehdotus vian aiheuttajan poistamiseksi. Tämä työ jakaantuu kolmeen osa-alueeseen: 1. hydraulisen toiminnan selvittäminen, 2. mittausten tekeminen, tulosten tulkinta ja vikahistoriatietojen tarkasteleminen, 3. ongelmakohtien selvittäminen ja parannusehdotuksien esittäminen ongelmien ratkaisemiseksi. Diplomityön pohjana käytettiinpiirustuksia sekä CMT-Solutionin ja Metson tekemiä kunnonvalvontamittauksia. Patruunatekniikalla toteutetun hydraulijärjestelmän vian perussyytä etsittäessä onselvitettävä komponenttien ja järjestelmän toiminta kunnonvalvontamittausten avulla. Paalinmuodostajien hydraulijärjestelmien tulisi olla toimivia, luotettaviaja taloudellisia. Hydraulijärjestelmässa käytettävien komponenttien tulisi ollamyös keskenään yhteensopivia, turvallisia ja luotettavia toiminnaltaan, helposti huollettavia sekä vaivattomasti saatavilla olevia. Komponenttien, joita mahdollisesti vaihdetaan on oltava yhteensopivia M-realin jo varastossa olevien komponenttien kanssa. Näin vältetään varastoon muodostumasta useita erilaisia komponenttiyhdistelmiä, jotka turhaan kuormittavat varastomääriä ja lisäävät sitoutuneenpääoman määrää. Työssäni pyrin myös parannusehdotuksia antaessani mahdollisimman yksinkertaiseen ja taloudelliseen ratkaisuun M-realin kannalta. Diplomityön tulosten pohjalta kokeiltiin muutamia muutoksia eri kohtiin hydraulijärjestelmässä. Osa alustavista muutoksista toteutettiin Metson ja STH-Service/Simo Suppasen toimesta. Nähtäväksi jää onko näillä toimenpiteillä ollut vaikutusta hydraulijärjestelmän luotettavuuteen.

Modeling of Pressurizer Using APROS and TRACE Thermal Hydraulic Codes

Diplomityön tavoitteena on paineistimen yksityiskohtainen mallintaminen APROS- ja TRACE- termohydrauliikkaohjelmistoja käyttäen. Rakennetut paineistinmallit testattiin vertaamalla laskentatuloksia paineistimen täyttymistä, tyhjentymistä ja ruiskutusta käsittelevistä erilliskokeista saatuun mittausdataan. Tutkimuksen päätavoitteena on APROSin paineistinmallin validoiminen käyttäen vertailuaineistona PACTEL ATWS-koesarjan sopivia paineistinkokeita sekä MIT Pressurizer- ja Neptunus- erilliskokeita. Lisäksi rakennettiin malli Loviisan ydinvoimalaitoksen paineistimesta, jota käytettiin turbiinitrippitransientin simulointiin tarkoituksena selvittää mahdolliset voimalaitoksen ja koelaitteistojen mittakaavaerosta johtuvat vaikutukset APROSin paineistinlaskentaan. Kokeiden simuloinnissa testattiin erilaisia noodituksia ja mallinnusvaihtoehtoja, kuten entalpian ensimmäisen ja toisen kertaluvun diskretisointia, ja APROSin sekä TRACEn antamia tuloksia vertailtiin kattavasti toisiinsa. APROSin paineistinmallin lämmönsiirtokorrelaatioissa havaittiin merkittävä puute ja laskentatuloksiin saatiin huomattava parannus ottamalla käyttöön uusi seinämälauhtumismalli. Työssä tehdyt TRACE-simulaatiot ovat osa United States Nuclear Regulatory Commissionin kansainvälistä CAMP-koodinkehitys-ja validointiohjelmaa.

Sparse image reconstruction on the sphere: implications of a new sampling theorem.

We study the impact of sampling theorems on the fidelity of sparse image reconstruction on the sphere. We discuss how a reduction in the number of samples required to represent all information content of a band-limited signal acts to improve the fidelity of sparse image reconstruction, through both the dimensionality and sparsity of signals. To demonstrate this result, we consider a simple inpainting problem on the sphere and consider images sparse in the magnitude of their gradient. We develop a framework for total variation inpainting on the sphere, including fast methods to render the inpainting problem computationally feasible at high resolution. Recently a new sampling theorem on the sphere was developed, reducing the required number of samples by a factor of two for equiangular sampling schemes. Through numerical simulations, we verify the enhanced fidelity of sparse image reconstruction due to the more efficient sampling of the sphere provided by the new sampling theorem.

Transparent and secure remote network storage system using an untrusted server

Työssä kehitettin läpinäkyvä Internet Small Computer Systems Interface-verkkolevyä (iSCSI) käyttävä varmistusjärjestelmä. Verkkolevyn sisältö suojattiin asiakaspään salauskerroksella (dm-crypt). Järjestely mahdollisti sen, että verkkolevylle tallennetut varmuuskopiot pysyivät luottamuksellisina, vaikka levypalvelinta tarjoava taho oli joko epäluotettava tai suorastaan vihamielinen. Järjestelmän hyötykäyttöä varten kehitettiin helppokäyttöinen prototyyppisovellus. Järjestelmän riskit ja haavoittuvuudet käytiin läpi ja analysoitiin. Järjestelmälle tehtiin myös karkea kryptoanalyysi sen teknistenominaisuuksien pohjalta. Suorituskykymittaukset tehtiin sekä salatulle että salaamattomalle iSCSI-liikenteelle. Näistä todettiin, että salauksen vaikutus suorituskykyyn oli häviävän pieni jopa 100 megabittiä sekunnissa siirtävillä verkkonopeuksilla. Lisäksi pohdittiin teknologian muita sovelluskohteita ja tulevia tutkimusalueita.

PEAP 802.1x-tunnistuksen toteutus RADIUS-palvelimeen

Valimo iDServer -tunnistuspalvelin on ohjelmisto, joka tukee eri käyttäjientunnistusmenetelmiä, kuten tekstiviestillä lähetettävää kertakäyttösalasanaa tai normaaliakäyttäjätunnusta ja salasanaa. Tässä diplomityössä kuvataan, kuinka palvelimeenon lisätty tuki käyttäjien kirjautumiselle langattoman verkon tukiasemien ja virtuaalilähiverkkoa tukevien kytkinten kautta käyttäen normaaleja Windows-käyttöjärjestelmän mukana tulevia asiakasohjelmistoja. Työn ensimmäisessä vaiheessa kuvataan lähtökohdat ja vaatimukset tulevalle järjestelmälle. Työn osana käytännössä tehty kokonaisuus muodostuu useista eri määrityksistä koostuvista osista. Työn toisessa vaiheessa käydään läpi korkealla tasolla sovelluksen vaatimat protokollat. Osana näihin protokolliin kuului erilaisten avainten jatarkisteiden laskenta sekä salausmenetelmien käyttö, jotka myös kuvataan tässä työssä. Viimeisessä kappaleessa analysoidaan työn tuloksia jakäydään läpi toteutukseen ja itse sovelluksen toimintaan liittyvät ongelmat. Suurin osa havaituista ongelmista liittyi tilanteisiin, joihin itse palvelinsovelluksen toteutuksella ei voitu vaikuttaa. Eniten ongelmia aiheuttivat asiakasohjelmiston sekä verkkokorttien ja niiden ajureiden toiminta ongelmatilanteissa. Asiakasohjelmistoa ei selkeästi ole suunniteltu käytettäväksi kuin muuttumattomien salasanojen kanssa, koska käyttäjän näkökulmasta käyttökokemus ei ollut optimaalinen. Ongelmista huolimatta työn tuloksena saatiin asiakkaan vaatimukset täyttävä järjestelmä. Myös tuotekehitysnäkökulmasta projektia voitaneen pitää onnistuneena, koska nyt tehty sovellus luo pohjan uusien tunnistustapojen ja menetelmien toteuttamiselle tuotteen jatkokehitystä ajatellen.

Hankekustannusten laskentamallit EU:n 7. puiteohjelmassa

Tutkielma on luonteeltaan deskriptiivinen kirjallisuuskatsaus, jossa pyritään määrittämään puiteohjelmahankkeiden EU-rahoitusmallit ja kuinka niitä tullaan soveltamaan käytännössä. Työn tarkoituksena on ymmärtää ja kuvata EU:n tutkimus- ja kehitysrahoitusta koskevan 7. puiteohjelman hankekustannusten korvausperiaatteet. Tavoitteena on laatia malli ja esimerkkejä oman kustannusosuuden laskemiseksi hankkeessa. Tutkimustulosten perusteella 7. puiteohjelmassa on tärkeää kustannusten suora kohdentaminen hankkeelle, sillä suoraan kohdennettavien välittömien ja välillisten kustannusten korvausosuus on yleensä selvästi korkeampi kuin kiinteitä korvausosuuksia tai kiinteää kokonaissummaa käytettäessä. Kustannusten raportointi edellyttääkin tarkkaa kirjanpitoa, jonka avulla myös tulevien hankkeiden budjetointi on tarkempaaja helpompaa.

Convergent Approaches for the Synthesis of the Anti-tumoral Peptide, Kahalalide F. Study of Orthogonal Protecting Groups

Kahalalide compounds are peptides that are isolated from a Hawaiian herbivorous marine species of mollusc, Elysia rufescens, and its diet, the green alga Bryopsis sp. Kahalalide F and its synthetic analogues are the most promising compounds of the Kahalalide family because they show anti-tumoral activity. Linear solid-phase syntheses of Kahalalide F have been reported. Here we describe several new improved synthetic routes based on convergent approaches with distinct orthogonal protection schemes for the preparation of Kahaladide analogues. These strategies allow a better control and characterization of the intermediates because more reactions are performed in solution. Five derivatives of Kahalalide F were synthesized using several convergent approaches.