Prediction of scoliosis curve type based on the analysis of trunk surface topography

Scoliosis treatment strategy is generally chosen according to the severity and type of the spinal curve. Currently, the curve type is determined from X-rays whose acquisition can be harmful for the patient. We propose in this paper a system that can predict the scoliosis curve type based on the analysis of the surface of the trunk. The latter is acquired and reconstructed in 3D using a non invasive multi-head digitizing system. The deformity is described by the back surface rotation, measured on several cross-sections of the trunk. A classifier composed of three support vector machines was trained and tested using the data of 97 patients with scoliosis. A prediction rate of 72.2% was obtained, showing that the use of the trunk surface for a high-level scoliosis classification is feasible and promising.

Development of active microwave imaging techniques for applications in mammography

Breast cancer is the most common non - skin malignancy in women and a leading cause of female morality. A potentially important strategy for reducing this menace is the detection at an early stage . The invention of non-invasive and non-ionizing microwave technique, to reveal the internal structure of biological objects was a break through in the field of medical diagnostics. Electrical properties of biological tissues and their interaction with electromagmetic waves have direct impact on human life. This thesis focuses on theoretical and experimental investigations of active microwave imaging techniques for breast cancer detection.

Realization of a Scanning Photoacoustic Technique: Thermal properties of Bulk and Film Samples

Among the large number of photothcrmal techniques available, photoacoustics assumes a very significant place because of its essential simplicity and the variety of applications it finds in science and technology. The photoacoustic (PA) effect is the generation of an acoustic signal when a sample, kept inside an enclosed volume, is irradiated by an intensity modulated beam of radiation. The radiation absorbed by the sample is converted into thermal waves by nonradiative de-excitation processes. The propagating thermal waves cause a corresponding expansion and contraction of the gas medium surrounding the sample, which in tum can be detected as sound waves by a sensitive microphone. These sound waves have the same frequency as the initial modulation frequency of light. Lock-in detection method enables one to have a sufficiently high signal to noise ratio for the detected signal. The PA signal amplitude depends on the optical absorption coefficient of the sample and its thermal properties. The PA signal phase is a function of the thermal diffusivity of the sample.Measurement of the PA amplitude and phase enables one to get valuable information about the thermal and optical properties of the sample. Since the PA signal depends on the optical and thennal properties of the sample, their variation will get reflected in the PA signal. Therefore, if the PA signal is collected from various points on a sample surface it will give a profile of the variations in the optical/thennal properties across the sample surface. Since the optical and thermal properties are affected by the presence of defects, interfaces, change of material etc. these will get reflected in the PA signal. By varying the modulation frequency, we can get information about the subsurface features also. This is the basic principle of PA imaging or PA depth profiling. It is a quickly expanding field with potential applications in thin film technology, chemical engineering, biology, medical diagnosis etc. Since it is a non-destructive method, PA imaging has added advantages over some of the other imaging techniques. A major part of the work presented in this thesis is concemed with the development of a PA imaging setup that can be used to detect the presence of surface and subsmface defects in solid samples.Determination of thermal transport properties such as thermal diffusivity, effusivity, conductivity and heat capacity of materials is another application of photothennal effect. There are various methods, depending on the nature of the sample, to determine these properties. However, there are only a few methods developed to determine all these properties simultaneously. Even though a few techniques to determine the above thermal properties individually for a coating can be found in literature, no technique is available for the simultaneous measurement of these parameters for a coating. We have developed a scanning photoacoustic technique that can be used to determine all the above thermal transport properties simultaneously in the case of opaque coatings such as paints. Another work that we have presented in this thesis is the determination of thermal effusivity of many bulk solids by a scanning photoacoustic technique. This is one of the very few methods developed to determine thermal effiisivity directly.

Catalysis by Enzymes immobilized on Tuned Mesoporous Silica

Mesoporous silica nanoparticles provide a non-invasive and biocompatible delivery platform for a broad range of applications in therapeutics, pharmaceuticals and diagnosis. Additionally, mesoporous silica materials can be synthesized together with other nanomaterials to create new nanocomposites, opening up a wide variety of potential applications. The ready functionalization of silica materials makes them ideal candidates for bioapplications and catalysis. These properties of mesoporous silica like high surface areas, large pore volumes and ordered pore networks allow them for higher loading of drugs or biomolecules. Comparative studies have been made to evaluate the different procedures; much of the research to date has involved quick exploration of new methods and supports. Requirements for different enzymes may vary, and specific conditions may be needed for a particular application of an immobilized enzyme such as a highly rigid support. In this endeavor, mesoporous silica materials having different pore size were synthesized and easily modified with active functional groups and were evaluated for the immobilization of enzymes. In this work, Aspergillus niger glucoamylase, Bovine liver catalase, Candida rugosa lipase were immobilized onto support by adsorption and covalent binding. The structural properties of pure and immobilized supports are analyzed by various characterization techniques and are used for different reactions of industrial applications.

Hyperspectral field measurements to determine dry matter yield and nutritive value of legume-grass swards

Summary: Productivity, botanical composition and forage quality of legume-grass swards are important factors for successful arable farming in both organic and conventional farming systems. As these attributes can vary considerably within a field, a non-destructive method of detection while doing other tasks would facilitate a more targeted management of crops, forage and nutrients in the soil-plant-animal system. This study was undertaken to explore the potential of field spectral measurements for a non destructive prediction of dry matter (DM) yield, legume proportion in the sward, metabolizable energy (ME), ash content, crude protein (CP) and acid detergent fiber (ADF) of legume-grass mixtures. Two experiments were conducted in a greenhouse under controlled conditions which allowed collecting spectral measurements which were free from interferences such as wind, passing clouds and changing angles of solar irradiation. In a second step this initial investigation was evaluated in the field by a two year experiment with the same legume-grass swards. Several techniques for analysis of the hyperspectral data set were examined in this study: four vegetation indices (VIs): simple ratio (SR), normalized difference vegetation index (NDVI), enhanced vegetation index (EVI) and red edge position (REP), two-waveband reflectance ratios, modified partial least squares (MPLS) regression and stepwise multiple linear regression (SMLR). The results showed the potential of field spectroscopy and proved its usefulness for the prediction of DM yield, ash content and CP across a wide range of legume proportion and growth stage. In all investigations prediction accuracy of DM yield, ash content and CP could be improved by legume-specific calibrations which included mixtures and pure swards of perennial ryegrass and of the respective legume species. The comparison between the greenhouse and the field experiments showed that the interaction between spectral reflectance and weather conditions as well as incidence angle of light interfered with an accurate determination of DM yield. Further research is hence needed to improve the validity of spectral measurements in the field. Furthermore, the developed models should be tested on varying sites and vegetation periods to enhance the robustness and portability of the models to other environmental conditions.

Einfluss der Führung des Trocknungsprozesses auf den Trocknungsverlauf und die Produkteigenschaften empfindlicher biologischer Güter

Die Konvektionstrocknung ist eine der ältesten Methoden zur Konservierung von Lebensmitteln. Es ist bekannt, dass Agrarprodukte temperaturempfindlich sind. Bei Überhitzung erleiden sie chemische und physikalische Veränderungen, die ihre Qualität vermindern. In der industriellen Praxis wird die Konvektionstrocknung in der Regel auf Grundlage empirisch ermittelter Werte durchgeführt, welche die Produkttemperatur nicht berücksichtigen. Es ist deshalb nicht sichergestellt, ob der Prozess optimal oder auch nur gut betrieben wird. Inhalt dieser Arbeit ist ein Vergleich der klassischen einstufigen Konvektionstrocknung mit einer Prozessführungsstrategie bei der die Produkttemperatur als Regelgröße eingeführt wird. Anhand der Untersuchung des Trocknungsverhaltens von Äpfeln werden die beiden Verfahren analysiert, die erhaltenen Ergebnisse miteinander verglichen und daraus optimierte Trocknungsbedingungen abgeleitet. Die für dieses Projekt entwickelte Prozessanlage erlaubt die simultane Untersuchung sämtlicher wesentlicher Temperaturen, der Gewichtsveränderung und der optischen Qualitätskriterien. Gleichzeitig ist es möglich, entweder die Lufttemperatur oder die Temperatur des Produktes zur regeln, während die jeweils andere Größe als Messwert erfasst wird. Es kann weiterhin zwischen Durch- und Überströmung gewählt werden.

Study on Granular Dynamics in Vertically Vibrated Beds using Tracking Technique

The study of granular material is of great interest to many researchers in both engineering and science communities. The importance of such a study derives from its complex rheological character and also its significant role in a wide range of industrial applications, such as coal, food, plastics, pharmaceutical, powder metallurgy and mineral processing. A number of recent reports have been focused on the physics of non-cohesive granular material submitted to vertical vibration in either experimental or theoretical approaches. Such a kind of system can be used to separate, mix and dry granular materials in industries. It exhibits different instability behaviour on its surface when under vertical vibration, for example, avalanching, surface fluidization and surface wave, and these phenomena have attracted particular interest of many researchers. However, its fundamental understanding of the instability mechanism is not yet well-understood. This paper is therefore to study the dynamics of granular motion in such a kind of system using Positron Emission Particle Tracking (PEPT), which allows the motion of a single tracer particle to be followed in a non-invasive way. Features of the solids motion such as cycle frequency and dispersion index were investigated via means of authors’ specially-written programmes. Regardless of the surface behaviour, particles are found to travel in rotational movement in horizontal plane. Particle cycle frequency is found to increase strongly with increasing vibration amplitude. Particle dispersion also increased strongly with vibration amplitude. Horizontal dispersion is observed to always exceed vertical dispersion.

Trombosis de senos venosos cerebrales en pacientes mayores de 18 años en un hospital de cuarto nivel de Bogotá

Aunque la trombosis venosa cerebral representa una pequeña proporción de la enfermedad cerebrovascular, su incidencia y prevalencia se han incrementado en los últimos años. Este fenómeno puede ser explicado por la mejoría en el acceso a métodos diagnósticos no invasivos y el desarrollo de técnicas más especializadas de Resonancia Magnética. Por las razones anteriores es necesario conocer las características demográficas y el comportamiento clínico de esta entidad en nuestro medio. Objetivo. El propósito de este estudio es describir las características clínicas y demográficas de pacientes con trombosis venosa cerebral y sus complicaciones en una población clínica de un hospital de IV nivel de Bogotá, Colombia. Métodos. Se analizaron historias clínicas de pacientes con trombosis venosa cerebral para obtener datos sobre los aspectos demográficos, condición clínica y complicaciones. Resultados. Se encontraron 38 registros clínicos, 76,3% mujeres, con un 60,4% de este grupo menor de 40 años. La trombofilia fue el factor de riesgo más común, siendo el síndrome antifosfolípido su principal causa, otras causas importantes fueron el embarazo y puerperio. Conclusión. La trombosis venosa cerebral es una enfermedad frecuente en la práctica clínica. En este estudio las mujeres en edad fértil fueron el grupo más afectado. Aunque no se encontró una relación estadísticamente significativa, las mujeres con síndrome antifosfolípido representaron el grupo con mayor chance de complicaciones. Se necesitan más estudios a futuro con un mayor tamaño de muestra.

Efecto del flujo del dializado sobre la ganancia interdialítica en hemodiálisis crónica (Estudio FLUGAIN)

Objetivos: Determinar si existe diferencia en la ganancia interdialítica entre los pacientes al ser tratados con flujo de dializado (Qd) de 400 mL/min y 500 mL/min. Diseño: Se realizó un estudio de intervención, cruzado, aleatorizado, doble ciego en pacientes con enfermedad renal crónica en hemodiálisis para determinar diferencias en la ganancia de peso interdialítica entre los pacientes tratados con flujo de dializado (Qd) de 400 ml/min y 500 ml/min. Pacientes: Se analizaron datos de 46 pacientes en hemodiálisis crónica con Qd de 400 ml/min y 45 con Qd de 500 ml/min. Análisis: La prueba de hipótesis para evaluar diferencias en la ganancia interdialítica y las otras variables entre los grupos se realizó mediante la prueba T para muestras pareadas. Para el análisis de correlación se calculó el coeficiente de Pearson. Resultados: No hubo diferencia significativa en ganancia interdialítica usando Qd de 400 ml/min vs 500 ml/min (2.37 ± 0.7 vs 2.41 ± 0.6, p=0.41) ni en Kt/V (1.57 ± 0.25 vs 1.59 ± 0.23, p = 0.45), potasio (4.9 ± 1.1 vs 5.1 ± 1.0, p=0.45), fosforo (4.5 ± 1.2 vs 4.4 ± 1.2, p=0.56) o hemoglobina (11.3 ± 1.8 vs 11.3 ± 1.6, p=0.96). Conclusiones: En pacientes con peso ≤ 65 Kg el uso de Qd de 400 ml/min no se asocia con menor ganancia interdialítica de peso. No hay diferencia en la eficiencia de diálisis lo que sugiere que es una intervención segura a corto plazo.

Efectividad del tratamiento con neurofeedback en trastornos del estado del ánimo, ansiedad y fibromialgia: una revisión de literatura

El neurofeedback es una técnica no invasiva en la que se pretende corregir, mediante condicionamiento operante, ondas cerebrales que se encuentren alteradas en el electroencefalograma. Desde 1967, se han conducido numerosas investigaciones relacionadas con los efectos de la técnica en el tratamiento de alteraciones psicológicas. Sin embargo, a la fecha no existen revisiones sistemáticas que reúnan los temas que serán aquí tratados. El aporte de este trabajo es la revisión de 56 artículos, publicados entre los años 1995 y 2013 y la evaluación metodológica de 29 estudios incluidos en la revisión. La búsqueda fue acotada a la efectividad del neurofeedback en el tratamiento de depresión, ansiedad, trastorno obsesivo compulsivo (TOC), ira y fibromialgia. Los hallazgos demuestran que el neurofeedback ha tenido resultados positivos en el tratamiento de estos trastornos, sin embargo, es una técnica que aún está en desarrollo, con unas bases teóricas no muy bien establecidas y cuyos resultados necesitan de diseños metodológicamente más sólidos que ratifiquen su validez.

La ventilación no invasiva con presión positiva en la insuficiencia respiratoria aguda hipercápnica: diez años de experiencia clínica de una unidad de terapia semiintensiva respiratoria

Premisa: Si bien numerosos estudios prospectivos, controlados y aleatorizados han demostrado el éxito de la ventilación no invasiva con presión positiva (VNI) en casos seleccionados de insuficiencia respiratoria aguda (IRA) hipercápnica, en contexto con intensidad de cuidado diferente, los datos de práctica clínica relativos al uso de la VNI en escenarios reales son limitados.Objetivo: Reportar los resultados de nuestra experiencia clínica sobre la VNI en la IRA aplicada en la Unidad de Terapia Semiintensiva Respiratoria (UTSIR), de la Unidad Operativa de Neumología de Arezzo, entre 1996-2006, en términos de tolerabilidad, efectos sobre los gases arteriales, tasa de éxito y factores predictivos del fracaso.Métodos: Trescientos cincuenta de los 1.484 pacientes (23,6%) ingresados consecutivamente por IRA en nuestra Unidad Operativa de Neumología, durante el periodo de estudio, recibieronla VNI asociada a la terapia estándar, posterior al cumplimiento de criterios predefinidos, empleados de rutina.Resultados: Ocho pacientes (2,3%) no toleraron la VNI por incomodidad producida por la máscara, mientras los 342 restantes (M: 240; F: 102; edad: mediana [intercuartiles] 74,0 años [68,0-79,3]; enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) [69,3%]) fueron ventilados por más de una hora. Los parámetros de ventilación (y su efecto sobre el pH) y de oxigenación mejoraron significativamente después de dos horas de VNI (media [desviación estándar] pH: 7,33 [0,07] contra 7,28 [7,25-7,31 ], p < 0,0001; PaCO2: 71,4 mmHg [15,3] contra 80,8 mmHg [16,6], p < 0,0001; PaO2/FiO2: 205 [61] contra 183 [150-222 ], p < 0,0001). La VNI evitó la intubación en 285/342 pacientes (83,3%), con una mortalidad hospitalaria del 14,0%. El fracaso de la VNI resultó ser predicho de modo independiente por el puntaje acute physiology and chronic health evaluation III (Apache III), por el índice de masa corporal y por el fracaso tardío de la VNI (mayor a 48 horas de ventilación), después de una respuesta positiva inicial.Conclusiones: Según nuestra experiencia clínica de diez años en una UTSIR, la VNI confirma ser bien tolerada, eficaz en el mejoramiento de los gases arteriales y útil en evitar la intubación en muchos episodios de IRA que no responden a la terapia estándar.

Sobrevida y factores relacionados con reintervención en pacientes tratados con valvuloplastia aórtica con balón en la Fundación Cardioinfantil

Introducción: La valvuloplastía aórtica con balón (VAB) es el procedimiento de elección para el manejo de La estenosis valvular aórtica en pediatría. La mortalidad y la supervivencia libre de reintervenciones no han sido evaluadas en Colombia. Objetivo: Determinar la sobrevida global y los factores asociados de reintervención valvular aórtica (RVA) en los pacientes tratados con VAB en la Fundación Cardio infantil – Instituto de Cardiología entre febrero del 2005 y marzo del 2013. Métodos: estudio estudio analítico de cohorte Resultados: Se evaluaron 69 VAB. La edad promedio de realización fue de 74,89 meses. La relación hombre: mujer de 4:1. Un 30,5% de los pacientes tenían malformaciones cardiacas asociadas. Se presentaron complicaciones en 13% de las VAB. La presión sistólica del ventrículo izquierdo presento una reducción promedio de un 63,6%. Se siguieron el 81,2% de las VAB, encontrando a los 9 años de seguimiento, supervivencia de 89,2% y necesidad de RVA en 14,2% de las VAB, siendo más frecuentes en VAB con gradiente post-VAB mayor de 35 mmhg (p= 0.005), con un RR de 6.6. Los otros factores no mostraron relaciones estadísticamente significativas (edad, morfología valvular, malformaciones asociadas, insuficiencia aórtica post-VAB). Conclusiones: La VAB es eficaz en el manejo de la EVA congénita, con una mortalidad y supervivencia libre de RVA similares a las encontradas en estudios previamente publicados. El gradiente post VAB mayor de 35 mm hg fue el único factor de riesgo que se correlacionó con la supervivencia libre de RVA.

Hipotensión arterial y variabilidad de la frecuencia cardiaca en pacientes embarazadas llevadas a cesarea bajo anestesia raquídea

INTRODUCCION La hipotensión arterial por anestesia raquídea en embarazadas llevadas a cesárea es frecuente y deletérea para la madre y el feto, sin que a la fecha exista una herramienta clínicamente útil para predecirla. La variabilidad de la frecuencia cardiaca es una medida que estima la actividad del sistema nervioso autónomo y algunos estudio iniciales indican una posible utilidad como herramienta predictiva de hipotensión arterial en esta población. METODOLOGIA Se realizó un estudio observacional descriptivo para examinar el comportamiento de la variabilidad de la frecuencia cardiaca, medida como razón de Baja frecuencia/Alta frecuencia, con un punto de corte de 2.5 tomada con un reloj POLAR RS800CX, en una población de pacientes con embarazo a término llevadas a cesárea, en un hospital de tercer nivel en Bogotá- Colombia entre Febrero y Abril del 2015. RESULTADOS El estudio incluyó 82 pacientes. Se determinó que la razón Baja frecuencia/Alta frecuencia mayor a 2,5 era poco frecuente en nuestra población (15.85%), y su asociación no fue significativa. DISCUSION El presente estudio demostró que la asociación entre la presencia de hipotensión y un índice Baja frecuencia/Alta frecuencia con punto de corte de 2.5 no es significativo para nuestra población de mujeres con embarazo a término llevadas a cesárea con anestesia espinal. Según los resultados se sugieres un punto de corte de 1.6 como punto de partida para la realización de nuevos estudios que permitan validar este valor.

An approximation to the informal-formal wage gap in Colombia 2008-2012

This document provides recent evidence about the persistency of wage gaps between formal and informal workers in Colombia by using a non-parametric method proposed by Ñopo (2008a). Over a rich dataset at a household level during 2008-2012, it is found that formal workers earn between 30 to 60 percent more, on average, than informal workers. Despite of the formality definition - structuralist or institucionalist- adopted, it is clear that formal workers have more economic advantages than informal ones, but after controlling by demographic and labor variables an important fraction of the gap still remains unexplained.

Osteomielitis esternal: utilidad de las pruebas de diagnóstico por imágenes con enfoque en medicina nuclear

Introducción: El diagnóstico de osteomielitis esternal post-esternotomía resulta difícil empleando síntomas clínicos o de laboratorio y las imágenes morfológicas orientan a sospecha más que al diagnóstico. Un diagnóstico precoz ofrece calidad de vida y el mejor tratamiento para reducir una mortalidad que oscila entre 14% y 47%. La gammagrafía con leucocitos marcados ofrece el mejor rendimiento diagnóstico para infecciones y se destaca como el patrón de oro diagnóstico. Objetivo: Identificar el desempeño y utilidad de la gammagrafía con leucocitos autólogos marcados con 99mTc-HMPAO en los estudios realizados para la evaluación de osteomielitis esternal. Materiales y métodos: Se realizó un estudio descriptivo, retrospectivo de prueba diagnóstica en la Fundación Cardioinfantil de Bogotá entre enero/2010 y mayo/2015 evaluando gammagrafías con leucocitos marcados ante la sospecha de osteomielitis posterior a esternotomía. Resultados: Se evaluaron 52 pacientes, en los que la gammagrafía con leucocitos mostró 23 pacientes (44,2%) con osteomielitis esternal, logrando una sensibilidad y especificidad del 88,46% y 100% respectivamente. El valor predictivo positivo fue de 100%, y el valor predictivo negativo fue de 89,66%. El impacto de una prueba negativa no modificó el manejo médico inicial en el 93% de los casos mientras que una prueba positiva lo modificó en el 83%. Conclusiones: La gammagrafía con leucocitos autólogos radiomarcados con 99mTc-HMPAO continúa siendo el patrón de oro de referencia no invasiva para el diagnóstico de osteomielitis, y en el caso de osteomielitis esternal se convierte en la prueba de elección pertinente en la selección de pacientes que ameritan una re-intervención quirúrgica.