Improvement of Virtual Screening Predictions using Computational Intelligence Methods

Virtual Screening (VS) methods can considerably aid clinical research, predicting how ligands interact with drug targets. However, the accuracy of most VS methods is constrained by limitations in the scoring function that describes biomolecular interactions, and even nowadays these uncertainties are not completely understood. In order to improve accuracy of scoring functions used in most VS methods we propose a hybrid novel approach where neural networks (NNET) and support vector machines (SVM) methods are trained with databases of known active (drugs) and inactive compounds, this information being exploited afterwards to improve VS predictions.

Photovoltaic power forecast modeling with artificial neural networks

Dissertação de Mestrado, Engenharia Eletrónica e Telecomunicações, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2016

Análisis medioambiental de las plantas de tratamiento de aguas residuales del cantón Girón: diagnóstico y elaboración de un plan de mejoras

El presente trabajo de titulación tiene como finalidad la evaluación, el diagnóstico y la elaboración de un plan de mejoras que permita optimizar los procesos de depuración de las plantas de tratamiento de aguas residuales de los sectores Pambadel y Zhuringualo del Cantón Girón. En el diagnóstico de las PTAR se realizó la caracterización de los afluentes y efluentes; los valores obtenidos se compararon con la normativa ambiental TULSMA, a fin de evaluar el cumplimiento. Los resultados de laboratorio de los años 2014, 2015 y 2016junto con la valoración in situpermitieron determinar los porcentajes de eficiencia de las depuradoras. Laseficiencias alcanzadas en el 2014 fueron de 70,98% para Pambadel, 69,14% en Zhuringualo, en el año 2015 de -266,94% paraplanta de Pambadel, 66,03% para Zhuringualo, en el 2016 de 40,45% y 71,23% respectivamente. Al momento de comparar con la normativa encontramos incumplimiento en parámetros como: fósforo, coliformes totales y termotolerantes. También se efectuó un análisis social en el cual se encuestó a los pobladores de las zonas de influencia directa de las PTAR con la finalidad de conocer las necesidades y molestias que estas generan. Concluyendo que es necesaria la implementación del plan de mejoras que implica los siguientes procesos de optimización: un programa de mantenimiento emergente y remodelación de infraestructura deteriorada, la implementación de un laboratorio básico, la construcción de un sistema de pretratamiento basándose en los planos de diseño y la realización de estudios técnicos posteriores.

Multi-scale simulation using a hybrid mass-spring system and finite element model

Ply-scale finite element (FE) models are widely used to predict the performance of a composite structure based on material properties of individual plies. When simulating damage, these models neglect microscopic fracture processes which may have a significant effect on how a crack progresses within and between plies of a multidirectional laminate. To overcome this resolution limitation a multi-scale modelling technique is employed to simulate the effect micro-scale damage events have on the macro-scale response of a structure. The current paper discusses the development and validation of a hybrid mass-spring system and finite element modelling technique for multi-scale analysis. The model developed here is limited to elastic deformations; however, it is the first key step towards an efficient multi-scale damage model well suited to simulation of fracture in fibre reinforced composite materials. Various load cases have been simulated using the model developed here which show excellent accuracy compared to analytical and FE results. Future work is discussed, including extension of the model to incorporate damage modelling.

Comparaison populationnelle des résultats périopératoires entre la néphro-urétérectomie ouverte et laparoscopique aux États-Unis

Introduction : La néphro-urétérectomie radicale (NUR) représente le traitement primaire pour les patients atteints d’une tumeur des voies excrétrices supérieures (TVES) non métastatique. Une approche ouverte ou laparoscopique peut être considérée. Malgré la présence de plusieurs études comparant les résultats périopératoires et oncologiques entre ces deux approches, aucunes études se basent sur une cohorte populationnelle. Objectif : Notre but est d’évaluer la morbidité péri-opératoire entre la NUR ouverte et laparoscopique en utilisant une cohorte populationnelle. Méthode : Nous avons utilisé la base de donnée Nationwide Inpatient Sample (NIS) pour identifier tous les patients atteints d’une TVES non métastatique, traités par NUR ouverte ou laparoscopique, entre 1998 et 2009. Au total, 7401 (90,8%) et 754 (9,2%) patients ont subi une NUR ouverte et laparoscopique, respectivement. Dans le but de contrôler les différences inhérentes entre les deux groupes, nous avons utilisé une analyse par appariement sur les scores de propension. Ainsi, 3016 (80%) patients avec NUR ouverte étaient appariés à 754 (20%) patients avec NUR laparoscopique. Intervention : Tous les patients ont subi une NUR. Mesures : Les taux de complications intra-opératoires et post-opératoires, de transfusions sanguines, d’hospitalisation prolongée et de mortalité intrahospitalière ont été mesurés. Des analyses de régression logistique on été utilisées pour notre cohorte, après appariement sur les scores de propension. Résultats et Limitations : Pour les patients traités par approche ouverte vs. laparoscopique, les taux suivants furent calculés : transfusions sanguines : 15 vs. 10% (p<0,001); complications intra-opératoires : 4,7 vs. 2,1% (p=0,002); complications post-opératoires : 17 vs. 15% (p=0,24); durée d’hospitalisation prolongée (≥ 5 jours) : 47 vs. 28% (p<0,001); mortalité intra-hospitalière 1,3 vs. 0,7% (p=0,12). Sur les analyses par régression logistique, les patients ayant été traités par NUR laparoscopique avaient moins de chance de recevoir une transfusion sanguine (odds ratio [OR]: 0,6, p<0,001), de subir une complication intra-opératoire (OR: 0,4, p=0,002), et d’avoir une durée prolongée d’hospitalisation (OR: 0,4, p<0,001). Globalement les taux de complications postopératoires étaient équivalents. Toutefois, l’approche laparoscopique était associée à moins de complications pulmonaires (OR: 0,4, p=0,007). Cette étude est limitée par sa nature rétrospective. Conclusion: Après ajustement de potentiels biais de sélection, la NUR par approche laparoscopique est associée à moins de complications intraopératoires et péri-opératoires comparée à la NUR par approche ouverte.

Microspheres for Liver Radiomicrospheres Therapy and Planning

Liver cancer accounts for nearly 10% of all cancers in the US. Intrahepatic Arterial Radiomicrosphere Therapy (RMT), also known as Selective Internal Radiation Treatment (SIRT), is one of the evolving treatment modalities. Successful patient clinical outcomes require suitable treatment planning followed by delivery of the microspheres for therapy. The production and in vitro evaluation of various polymers (PGCD, CHS and CHSg) microspheres for a RMT and RMT planning are described. Microparticles with a 30±10 µm size distribution were prepared by emulsion method. The in vitro half-life of the particles was determined in PBS buffer and porcine plasma and their potential application (treatment or treatment planning) established. Further, the fast degrading microspheres (≤ 48 hours in vitro half-life) were labeled with 68Ga and/or 99mTc as they are suitable for the imaging component of treatment planning, which is the primary emphasis of this dissertation. Labeling kinetics demonstrated that 68Ga-PGCD, 68Ga-CHSg and 68Ga-NOTA-CHSg can be labeled with more than 95% yield in 15 minutes; 99mTc-PGCD and 99mTc-CHSg can also be labeled with high yield within 15-30 minutes. In vitro stability after four hours was more than 90% in saline and PBS buffer for all of them. Experiments in reconstituted hemoglobin lysate were also performed. Two successful imaging (RMT planning) agents were found: 99mTc-CHSg and 68Ga-NOTA-CHSg. For the 99mTc-PGCD a successful perfusion image was obtained after 10 minutes, however the in vivo degradation was very fast (half-life), releasing the 99mTc from the lungs. Slow degrading CHS microparticles (> 21 days half-life) were modified with p-SCN-b-DOTA and labeled with 90Y for production of 90Y-DOTA-CHS. Radiochemical purity was evaluated in vitro and in vivo showing more than 90% stability after 72 and 24 hours respectively. All agents were compared to their respective gold standards (99mTc-MAA for 68Ga-NOTA-CHSg and 99mTc-CHSg; 90Y-SirTEX for 90Y-DOTA-CHS) showing superior in vivo stability. RMT and RMT planning agents (Therapy, PET and SPECT imaging) were designed and successfully evaluated in vitro and in vivo.

Comparaison populationnelle des résultats périopératoires entre la néphro-urétérectomie ouverte et laparoscopique aux États-Unis

Introduction : La néphro-urétérectomie radicale (NUR) représente le traitement primaire pour les patients atteints d’une tumeur des voies excrétrices supérieures (TVES) non métastatique. Une approche ouverte ou laparoscopique peut être considérée. Malgré la présence de plusieurs études comparant les résultats périopératoires et oncologiques entre ces deux approches, aucunes études se basent sur une cohorte populationnelle. Objectif : Notre but est d’évaluer la morbidité péri-opératoire entre la NUR ouverte et laparoscopique en utilisant une cohorte populationnelle. Méthode : Nous avons utilisé la base de donnée Nationwide Inpatient Sample (NIS) pour identifier tous les patients atteints d’une TVES non métastatique, traités par NUR ouverte ou laparoscopique, entre 1998 et 2009. Au total, 7401 (90,8%) et 754 (9,2%) patients ont subi une NUR ouverte et laparoscopique, respectivement. Dans le but de contrôler les différences inhérentes entre les deux groupes, nous avons utilisé une analyse par appariement sur les scores de propension. Ainsi, 3016 (80%) patients avec NUR ouverte étaient appariés à 754 (20%) patients avec NUR laparoscopique. Intervention : Tous les patients ont subi une NUR. Mesures : Les taux de complications intra-opératoires et post-opératoires, de transfusions sanguines, d’hospitalisation prolongée et de mortalité intrahospitalière ont été mesurés. Des analyses de régression logistique on été utilisées pour notre cohorte, après appariement sur les scores de propension. Résultats et Limitations : Pour les patients traités par approche ouverte vs. laparoscopique, les taux suivants furent calculés : transfusions sanguines : 15 vs. 10% (p<0,001); complications intra-opératoires : 4,7 vs. 2,1% (p=0,002); complications post-opératoires : 17 vs. 15% (p=0,24); durée d’hospitalisation prolongée (≥ 5 jours) : 47 vs. 28% (p<0,001); mortalité intra-hospitalière 1,3 vs. 0,7% (p=0,12). Sur les analyses par régression logistique, les patients ayant été traités par NUR laparoscopique avaient moins de chance de recevoir une transfusion sanguine (odds ratio [OR]: 0,6, p<0,001), de subir une complication intra-opératoire (OR: 0,4, p=0,002), et d’avoir une durée prolongée d’hospitalisation (OR: 0,4, p<0,001). Globalement les taux de complications postopératoires étaient équivalents. Toutefois, l’approche laparoscopique était associée à moins de complications pulmonaires (OR: 0,4, p=0,007). Cette étude est limitée par sa nature rétrospective. Conclusion: Après ajustement de potentiels biais de sélection, la NUR par approche laparoscopique est associée à moins de complications intraopératoires et péri-opératoires comparée à la NUR par approche ouverte.

Approche basée sur des patrons pour concevoir des logiciels d’enseignement adaptés aux technologies du Web

Les applications Web en général ont connu d’importantes évolutions technologiques au cours des deux dernières décennies et avec elles les habitudes et les attentes de la génération de femmes et d’hommes dite numérique. Paradoxalement à ces bouleversements technologiques et comportementaux, les logiciels d’enseignement et d’apprentissage (LEA) n’ont pas tout à fait suivi la même courbe d’évolution technologique. En effet, leur modèle de conception est demeuré si statique que leur utilité pédagogique est remise en cause par les experts en pédagogie selon lesquels les LEA actuels ne tiennent pas suffisamment compte des aspects théoriques pédagogiques. Mais comment améliorer la prise en compte de ces aspects dans le processus de conception des LEA? Plusieurs approches permettent de concevoir des LEA robustes. Cependant, un intérêt particulier existe pour l’utilisation du concept patron dans ce processus de conception tant par les experts en pédagogie que par les experts en génie logiciel. En effet, ce concept permet de capitaliser l’expérience des experts et permet aussi de simplifier de belle manière le processus de conception et de ce fait son coût. Une comparaison des travaux utilisant des patrons pour concevoir des LEA a montré qu’il n’existe pas de cadre de synergie entre les différents acteurs de l’équipe de conception, les experts en pédagogie d’un côté et les experts en génie logiciel de l’autre. De plus, les cycles de vie proposés dans ces travaux ne sont pas complets, ni rigoureusement décrits afin de permettre de développer des LEA efficients. Enfin, les travaux comparés ne montrent pas comment faire coexister les exigences pédagogiques avec les exigences logicielles. Le concept patron peut-il aider à construire des LEA robustes satisfaisant aux exigences pédagogiques ? Comme solution, cette thèse propose une approche de conception basée sur des patrons pour concevoir des LEA adaptés aux technologies du Web. Plus spécifiquement, l’approche méthodique proposée montre quelles doivent être les étapes séquentielles à prévoir pour concevoir un LEA répondant aux exigences pédagogiques. De plus, un répertoire est présenté et contient 110 patrons recensés et organisés en paquetages. Ces patrons peuvent être facilement retrouvés à l’aide du guide de recherche décrit pour être utilisés dans le processus de conception. L’approche de conception a été validée avec deux exemples d’application, permettant de conclure d’une part que l’approche de conception des LEA est réaliste et d’autre part que les patrons sont bien valides et fonctionnels. L’approche de conception de LEA proposée est originale et se démarque de celles que l’on trouve dans la littérature car elle est entièrement basée sur le concept patron. L’approche permet également de prendre en compte les exigences pédagogiques. Elle est générique car indépendante de toute plateforme logicielle ou matérielle. Toutefois, le processus de traduction des exigences pédagogiques n’est pas encore très intuitif, ni très linéaire. D’autres travaux doivent être réalisés pour compléter les résultats obtenus afin de pouvoir traduire en artéfacts exploitables par les ingénieurs logiciels les exigences pédagogiques les plus complexes et les plus abstraites. Pour la suite de cette thèse, une instanciation des patrons proposés serait intéressante ainsi que la définition d’un métamodèle basé sur des patrons qui pourrait permettre la spécification d’un langage de modélisation typique des LEA. L’ajout de patrons permettant d’ajouter une couche sémantique au niveau des LEA pourrait être envisagée. Cette couche sémantique permettra non seulement d’adapter les scénarios pédagogiques, mais aussi d’automatiser le processus d’adaptation au besoin d’un apprenant en particulier. Il peut être aussi envisagé la transformation des patrons proposés en ontologies pouvant permettre de faciliter l’évaluation des connaissances de l’apprenant, de lui communiquer des informations structurées et utiles pour son apprentissage et correspondant à son besoin d’apprentissage.

The design of contact lens based ocular drug delivery systems for single-day use:part (I) structural factors, surrogate ophthalmic dyes and passive diffusion studies

The poor retention and efficacy of instilled drops as a means of delivering drugs to the ophthalmic environment is well-recognised. The potential value of contact lenses as a means of ophthalmic drug delivery, and consequent improvement of pre-corneal retention is one obvious route to the development of a more effective ocular delivery system. Furthermore, the increasing availability and clinical use of daily disposable contact lenses provides the platform for the development of viable single-day use drug delivery devices based on existing materials and lenses. In order to provide a basis for the effective design of such devices, a systematic understanding of the factors affecting the interaction of individual drugs with the lens matrix is required. Because a large number of potential structural variables are involved, it is necessary to achieve some rationalisation of the parameters and physicochemical properties (such as molecular weight, charge, partition coefficients) that influence drug interactions. Ophthalmic dyes and structurally related compounds based on the same core structure were used to investigate these various factors and the way in which they can be used in concert to design effective release systems for structurally different drugs. Initial studies of passive diffusional release form a necessary precursor to the investigation of the features of the ocular environment that over-ride this simple behaviour. Commercially available contact lenses of differing structural classifications were used to study factors affecting the uptake of the surrogate actives and their release under 'passive' conditions. The interaction between active and lens material shows considerable and complex structure dependence, which is not simply related to equilibrium water content. The structure of the polymer matrix itself was found to have the dominant controlling influence on active uptake; hydrophobic interaction with the ophthalmic dye playing a major role. © The Author(s) 2014 Reprints and permissions: sagepub.co.uk/journalsPermissions.nav.

Si based quantum cascade structure: from energy band structures design to materials growth

In this paper, we propose an n-type vertical transition bound-to-continuum Ge/SiGe quantum cascade structure utilizing electronic quantum wells in the L and Gamma valleys of the Ge layers. The optical transition levels are located in the quantum wells in the L valley. The Gamma-L intervalley scattering is used to depopulate the lower level and inject the electrons into the upper level. We also show that high quality Si1-yGey pseudosubstrate is obtained by thermal annealing of Si1-xGex/Ge/Si structure. (C) 2009 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

On the design and simulation of high speed electro-optic modulator based on SOI waveguide MOS dual capacitor structure

zhangdi于2010-03-29批量导入

Crystal Engineering of an Anti-HIV Drug Based on the Recognition of Assembling Molecular Frameworks

A rational strategy was employed for design of an orthorhombic structure of lamivudine with maleic acid. On the basis of the lamivudine saccharinate structure reported in the literature, maleic acid was chosen to synthesize a salt with the anti-HIV drug because of the structural similarities between the salt formers. Maleic acid has an acid-ionization constant of the anti first proton and an arrangement of their hydrogen bonding functionalities similar to those of saccharin. Likewise, there is a saccharin-like conformational rigidity in maleic acid because of the hydrogen-bonded ring formation and the Z-configuration around the C=C double bond. As was conceivably predicted, lamivudine maleate assembles into a structure whose intermolecular architecture is related to that of saccharinate salt of the drug. Therefore, a molecular framework responsible for crystal assembly into a lamivudine saccharinate-like structure could be recognized in the salt formers. Furthermore, structural correlations and structure-solubility relationships were established for lamivudine maleate and saccharinate. Although there is a same molecular framework in maleic acid and saccharin, these salt formers are Structurally different in some aspects. When compared to saccharin, neither out-of-plane SO(2) oxygens nor a benzene group occur in maleic acid. Both features could be related to higher solubility of lamivudine maleate. Here, we also anticipate that multicomponent molecular crystals of lamivudine with other salt formers possessing the molecular framework responsible for crystal assembly can be engineered successfully.

Design and implementation of a dc-dc converter based on variable structure control of switched systems

This paper presents a control method for a class of continuous-time switched systems, using state feedback variable structure controllers. The method is applied to the control of a non-trivial dc-dc power converter and a simple and inexpensive control circuit design, that was simulated using the software PSpice, is proposed. The design is based on Lyapunov-Metzler-SPR systems and the performance of the resulting control system is superior to that afforded by a recently proposed alternative sliding-mode control technique. © 2011 IFAC.