946 resultados para Particle swarm optimization
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Lathrosclrose est une maladie qui cause, par laccumulation de plaques lipidiques, le durcissement de la paroi des artres et le rtrcissement de la lumire. Ces lsions sont gnralement localises sur les segments artriels coronariens, carotidiens, aortiques, rnaux, digestifs et priphriques. En ce qui concerne latteinte priphrique, celle des membres infrieurs est particulirement frquente. En effet, la svrit de ces lsions artrielles est souvent value par le degr dune stnose (rduction >50 % du diamtre de la lumire) en angiographie, imagerie par rsonnance magntique (IRM), tomodensitomtrie ou chographie. Cependant, pour planifier une intervention chirurgicale, une reprsentation gomtrique artrielle 3D est notamment prfrable. Les mthodes dimagerie par coupe (IRM et tomodensitomtrie) sont trs performantes pour gnrer une imagerie tridimensionnelle de bonne qualit mais leurs utilisations sont dispendieuses et invasives pour les patients. Lchographie 3D peut constituer une avenue trs prometteuse en imagerie pour la localisation et la quantification des stnoses. Cette modalit dimagerie offre des avantages distincts tels la commodit, des cots peu levs pour un diagnostic non invasif (sans irradiation ni agent de contraste nphrotoxique) et aussi loption danalyse en Doppler pour quantifier le flux sanguin. tant donn que les robots mdicaux ont dj t utiliss avec succs en chirurgie et en orthopdie, notre quipe a conu un nouveau systme robotique dchographie 3D pour dtecter et quantifier les stnoses des membres infrieurs. Avec cette nouvelle technologie, un radiologue fait lapprentissage manuel au robot dun balayage chographique du vaisseau concern. Par la suite, le robot rpte trs haute prcision la trajectoire apprise, contrle simultanment le processus dacquisition dimages chographiques un pas dchantillonnage constant et conserve de faon scuritaire la force applique par la sonde sur la peau du patient. Par consquent, la reconstruction dune gomtrie artrielle 3D des membres infrieurs partir de ce systme pourrait permettre une localisation et une quantification des stnoses trs grande fiabilit. Lobjectif de ce projet de recherche consistait donc valider et optimiser ce systme robotis dimagerie chographique 3D. La fiabilit dune gomtrie reconstruite en 3D partir dun systme rfrentiel robotique dpend beaucoup de la prcision du positionnement et de la procdure de calibration. De ce fait, la prcision pour le positionnement du bras robotique fut value travers son espace de travail avec un fantme spcialement conu pour simuler la configuration des artres des membres infrieurs (article 1 - chapitre 3). De plus, un fantme de fils croiss en forme de Z a t conu pour assurer une calibration prcise du systme robotique (article 2 - chapitre 4). Ces mthodes optimales ont t utilises pour valider le systme pour lapplication clinique et trouver la transformation qui convertit les coordonnes de limage chographique 2D dans le rfrentiel cartsien du bras robotis. partir de ces rsultats, tout objet balay par le systme robotique peut tre caractris pour une reconstruction 3D adquate. Des fantmes vasculaires compatibles avec plusieurs modalits dimagerie ont t utiliss pour simuler diffrentes reprsentations artrielles des membres infrieurs (article 2 - chapitre 4, article 3 - chapitre 5). La validation des gomtries reconstruites a t effectue l`aide d`analyses comparatives. La prcision pour localiser et quantifier les stnoses avec ce systme robotis dimagerie chographique 3D a aussi t dtermine. Ces valuations ont t ralises in vivo pour percevoir le potentiel de lutilisation dun tel systme en clinique (article 3- chapitre 5).
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Mmoire numris par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Universit de Montral
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Contexte: La cardiopathie ischmique (IHD) reste une cause majeure de mortalit en Amrique du Nord. La thrapie cellulaire cardiaque (CCT) a merg comme une thrapie prometteuse pour aider gurir certaines malades cardiaques. Parmi les cellulaires avec proprits pluripotentes, les cellules stromales msenchymateuses (MSC) sont prometteuses. Cependant, plusieurs questions demeurent non rsolues et certaines dfis empchent l'application clinique de la CCT se dans l'IHD, tels que le faible taux de rtention cellulaire in situ, le suivi des cellules in vivo post-implantation et post-acheminements et l`apoptose. Ici, le traitement prliminaire des MSC avec des facteurs de croissance et leur couplage avec des nanoparticules (NP) seront tudis comme des mthodes pour optimiser MSC. Mthodes: Des MSCs provenant du rat (rMSC) et du cochon (pMSC) ont t isols partir de moelle osseuse. Les rMSC ont t prconditionnes avec SDF-1a, TSG-6 et PDGF-BB, et ensuite soumises une hypoxie, une privation de srum et a un stress oxydatif. Des tudes de cicatrisation ont galement t effectus avec rMSCs prconditionnes. En parallle, de nouvelles NP ferromagntiques lies aux silicones ont t synthtises. Les NPs ont t couples aux pMSCs suivant leur fonctionnalisation avec l`anticorps, CD44, un antigne de surface du MSC bien connu. Par la suite, les tudes de biocompatibilit ont t ralises sur pMSC-NP et en incluant des tests des processus cellulaires tels que la migration, l'adhsion, la prolifration et les proprits de la diffrenciation. Rsultats: Parmi toutes les cytokines testes, PDGF-BB a dmontr la plus grande capacit amliorer la survie de MSC dans des conditions d'hypoxie, de privation de srum et en reponse au stress oxydatif. La conjugaison de NP a attnu la migration et la prolifration des pMSCs, mais n`a pas chang leur capacit de diffrenciation. Enfin, la complexe du MSC-NP est dtectable par IRM. Conclusion: Nos donnes suggrent que de nouvelles stratgies, telles que traitement prliminaire de PDGF-BB et le couplage des nanoparticules ferromagntiques, peuvent tre considrs comme des avenues prometteuse pour optimiser les MSCs pour la CCT.
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Dans cette thse, nous prsentons une nouvelle mthode smoothed particle hydrodynamics (SPH) pour la rsolution des quations de Navier-Stokes incompressibles, mme en prsence des forces singulires. Les termes de sources singulires sont traits d'une manire similaire celle que l'on retrouve dans la mthode Immersed Boundary (IB) de Peskin (2002) ou de la mthode rgularise de Stokeslets (Cortez, 2001). Dans notre schma numrique, nous mettons en oeuvre une mthode de projection sans pression de second ordre inspire de Kim et Moin (1985). Ce schma vite compltement les difficults qui peuvent tre rencontres avec la prescription des conditions aux frontires de Neumann sur la pression. Nous prsentons deux variantes de cette approche: l'une, Lagrangienne, qui est communment utilise et l'autre, Eulerienne, car nous considrons simplement que les particules SPH sont des points de quadrature o les proprits du fluide sont calcules, donc, ces points peuvent tre laisss fixes dans le temps. Notre mthode SPH est d'abord teste la rsolution du problme de Poiseuille bidimensionnel entre deux plaques infinies et nous effectuons une analyse dtaille de l'erreur des calculs. Pour ce problme, les rsultats sont similaires autant lorsque les particules SPH sont libres de se dplacer que lorsqu'elles sont fixes. Nous traitons, par ailleurs, du problme de la dynamique d'une membrane immerge dans un fluide visqueux et incompressible avec notre mthode SPH. La membrane est reprsente par une spline cubique le long de laquelle la tension prsente dans la membrane est calcule et transmise au fluide environnant. Les quations de Navier-Stokes, avec une force singulire issue de la membrane sont ensuite rsolues pour dterminer la vitesse du fluide dans lequel est immerge la membrane. La vitesse du fluide, ainsi obtenue, est interpole sur l'interface, afin de dterminer son dplacement. Nous discutons des avantages maintenir les particules SPH fixes au lieu de les laisser libres de se dplacer. Nous appliquons ensuite notre mthode SPH la simulation des coulements confins des solutions de polymres non dilus avec une interaction hydrodynamique et des forces d'exclusion de volume. Le point de dpart de l'algorithme est le systme coupl des quations de Langevin pour les polymres et le solvant (CLEPS) (voir par exemple Oono et Freed (1981) et ttinger et Rabin (1989)) dcrivant, dans le cas prsent, les dynamiques microscopiques d'une solution de polymre en coulement avec une reprsentation bille-ressort des macromolcules. Des tests numriques de certains coulements dans des canaux bidimensionnels rvlent que l'utilisation de la mthode de projection d'ordre deux couple des points de quadrature SPH fixes conduit un ordre de convergence de la vitesse qui est de deux et une convergence d'ordre sensiblement gale deux pour la pression, pourvu que la solution soit suffisamment lisse. Dans le cas des calculs grandes chelles pour les altres et pour les chanes de bille-ressort, un choix appropri du nombre de particules SPH en fonction du nombre des billes N permet, en l'absence des forces d'exclusion de volume, de montrer que le cot de notre algorithme est d'ordre O(N). Enfin, nous amorons des calculs tridimensionnels avec notre modle SPH. Dans cette optique, nous rsolvons le problme de l'coulement de Poiseuille tridimensionnel entre deux plaques parallles infinies et le problme de l'coulement de Poiseuille dans une conduite rectangulaire infiniment longue. De plus, nous simulons en dimension trois des coulements confins entre deux plaques infinies des solutions de polymres non dilues avec une interaction hydrodynamique et des forces d'exclusion de volume.
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Parmi les mthodes destimation de paramtres de loi de probabilit en statistique, le maximum de vraisemblance est une des techniques les plus populaires, comme, sous des conditions legres, les estimateurs ainsi produits sont consistants et asymptotiquement efficaces. Les problmes de maximum de vraisemblance peuvent tre traits comme des problmes de programmation non linaires, ventuellement non convexe, pour lesquels deux grandes classes de mthodes de rsolution sont les techniques de rgion de confiance et les mthodes de recherche linaire. En outre, il est possible dexploiter la structure de ces problmes pour tenter dacclerer la convergence de ces mthodes, sous certaines hypothses. Dans ce travail, nous revisitons certaines approches classiques ou rcemment developpes en optimisation non linaire, dans le contexte particulier de lestimation de maximum de vraisemblance. Nous dveloppons galement de nouveaux algorithmes pour rsoudre ce problme, reconsidrant diffrentes techniques dapproximation de hessiens, et proposons de nouvelles mthodes de calcul de pas, en particulier dans le cadre des algorithmes de recherche linaire. Il sagit notamment dalgorithmes nous permettant de changer dapproximation de hessien et dadapter la longueur du pas dans une direction de recherche fixe. Finalement, nous valuons lefficacit numrique des mthodes proposes dans le cadre de lestimation de modles de choix discrets, en particulier les modles logit mlangs.
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Les centres dappels sont des lments cls de presque nimporte quelle grande organisation. Le problme de gestion du travail a reu beaucoup dattention dans la littrature. Une formulation typique se base sur des mesures de performance sur un horizon infini, et le problme daffectation dagents est habituellement rsolu en combinant des mthodes doptimisation et de simulation. Dans cette thse, nous considrons un problme daffection dagents pour des centres dappels soumis a des contraintes en probabilit. Nous introduisons une formulation qui exige que les contraintes de qualit de service (QoS) soient satisfaites avec une forte probabilit, et dfinissons une approximation de ce problme par moyenne chantillonnale dans un cadre de comptences multiples. Nous tablissons la convergence de la solution du problme approximatif vers celle du problme initial quand la taille de lchantillon croit. Pour le cas particulier o tous les agents ont toutes les comptences (un seul groupe dagents), nous concevons trois mthodes doptimisation bases sur la simulation pour le problme de moyenne chantillonnale. tant donn un niveau initial de personnel, nous augmentons le nombre dagents pour les priodes o les contraintes sont violes, et nous diminuons le nombre dagents pour les priodes telles que les contraintes soient toujours satisfaites aprs cette rduction. Des expriences numriques sont menes sur plusieurs modles de centre dappels faible occupation, au cours desquelles les algorithmes donnent de bonnes solutions, i.e. la plupart des contraintes en probabilit sont satisfaites, et nous ne pouvons pas rduire le personnel dans une priode donne sont introduire de violation de contraintes. Un avantage de ces algorithmes, par rapport dautres mthodes, est la facilit dimplmentation.
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Lapprentissage supervis de rseaux hirarchiques grande chelle connat prsentement un succs fulgurant. Malgr cette effervescence, lapprentissage non-supervis reprsente toujours, selon plusieurs chercheurs, un lment cl de lIntelligence Artificielle, o les agents doivent apprendre partir dun nombre potentiellement limit de donnes. Cette thse sinscrit dans cette pense et aborde divers sujets de recherche lis au problme destimation de densit par lentremise des machines de Boltzmann (BM), modles graphiques probabilistes au coeur de lapprentissage profond. Nos contributions touchent les domaines de lchantillonnage, lestimation de fonctions de partition, loptimisation ainsi que lapprentissage de reprsentations invariantes. Cette thse dbute par lexposition dun nouvel algorithme d'chantillonnage adaptatif, qui ajuste (de fa con automatique) la temprature des chanes de Markov sous simulation, afin de maintenir une vitesse de convergence leve tout au long de lapprentissage. Lorsquutilis dans le contexte de lapprentissage par maximum de vraisemblance stochastique (SML), notre algorithme engendre une robustesse accrue face la slection du taux dapprentissage, ainsi quune meilleure vitesse de convergence. Nos rsultats sont prsent es dans le domaine des BMs, mais la mthode est gnrale et applicable lapprentissage de tout modle probabiliste exploitant lchantillonnage par chanes de Markov. Tandis que le gradient du maximum de vraisemblance peut-tre approxim par chantillonnage, lvaluation de la log-vraisemblance ncessite un estim de la fonction de partition. Contrairement aux approches traditionnelles qui considrent un modle donn comme une bote noire, nous proposons plutt dexploiter la dynamique de lapprentissage en estimant les changements successifs de log-partition encourus chaque mise jour des paramtres. Le problme destimation est reformul comme un problme dinfrence similaire au filtre de Kalman, mais sur un graphe bi-dimensionnel, o les dimensions correspondent aux axes du temps et au paramtre de temprature. Sur le thme de loptimisation, nous prsentons galement un algorithme permettant dappliquer, de manire efficace, le gradient naturel des machines de Boltzmann comportant des milliers dunits. Jusqu prsent, son adoption tait limite par son haut cot computationel ainsi que sa demande en mmoire. Notre algorithme, Metric-Free Natural Gradient (MFNG), permet dviter le calcul explicite de la matrice dinformation de Fisher (et son inverse) en exploitant un solveur linaire combin un produit matrice-vecteur efficace. Lalgorithme est prometteur: en terme du nombre dvaluations de fonctions, MFNG converge plus rapidement que SML. Son implmentation demeure malheureusement inefficace en temps de calcul. Ces travaux explorent galement les mcanismes sous-jacents lapprentissage de reprsentations invariantes. cette fin, nous utilisons la famille de machines de Boltzmann restreintes spike & slab (ssRBM), que nous modifions afin de pouvoir modliser des distributions binaires et parcimonieuses. Les variables latentes binaires de la ssRBM peuvent tre rendues invariantes un sous-espace vectoriel, en associant chacune delles, un vecteur de variables latentes continues (dnommes slabs). Ceci se traduit par une invariance accrue au niveau de la reprsentation et un meilleur taux de classification lorsque peu de donnes tiquetes sont disponibles. Nous terminons cette thse sur un sujet ambitieux: lapprentissage de reprsentations pouvant sparer les facteurs de variations prsents dans le signal dentre. Nous proposons une solution base de ssRBM bilinaire (avec deux groupes de facteurs latents) et formulons le problme comme lun de pooling dans des sous-espaces vectoriels complmentaires.
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Injectable drug nanocarriers have greatly benefited in their clinical development from the addition of a superficial hydrophilic corona to improve their cargo pharmacokinetics. The most studied and used polymer for this purpose is poly(ethylene glycol), PEG. However, in spite of its wide use for over two decades now, there is no general consensus on the optimum PEG chain coverage-density and size required to escape from the mononuclear phagocyte system and to extend the circulation time. Moreover, cellular uptake and active targeting may have conflicting requirements in terms of surface properties of the nanocarriers which complicates even more the optimization process. These persistent issues can be largely attributed to the lack of straightforward characterization techniques to assess the coverage-density, the conformation or the thickness of a PEG layer grafted or adsorbed on a particulate drug carrier and is certainly one of the main reasons why so few clinical applications involving PEG coated particle-based drug delivery systems are under clinical trial so far. The objective of this review is to provide the reader with a brief description of the most relevant techniques used to assess qualitatively or quantitatively PEG chain coverage-density, conformation and layer thickness on polymeric nanoparticles. Emphasis has been made on polymeric particle (solid core) either made of copolymers containing PEG chains or modified after particle formation. Advantages and limitations of each technique are presented as well as methods to calculate PEG coverage-density and to investigate PEG chains conformation on the NP surface.
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Significant results of our experimental investigations on the dependence of pH on real time transmission characteristics on recording media fabricated by doping PVC with complexed methylene blue are presented. The optimum pH value for faster bleaching was found to be 45. In typical applications, the illumination from one side, normal to the surface of this material, initiates a chemical sequence that records the incident light pattern in the polymer. Thus direct imaging can be successfully done on this sample. The recorded letters were very legible with good contrast and no scattering centres. Diffraction efficiency measurements were also carried out on this material.
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Significant results of our experimental investigations on the dependence of pH on real time transmission characteristics on recording media fabricated by doping PVC with complexed methylene blue are presented. The optimum pH value for faster bleaching was found to be 45. In typical applications, the illumination from one side, normal to the surface of this material, initiates a chemical sequence that records the incident light pattern in the polymer. Thus direct imaging can be successfully done on this sample. The recorded letters were very legible with good contrast and no scattering centres. Diffraction efficiency measurements were also carried out on this material.
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Significant results of our experimental investigations on the dependence of pH on real time transmission characteristics on recording media fabricated by doping PVC with complexed methylene blue are presented. The optimum pH value for faster bleaching was found to be 4 . 5. In typical applications, the illumination from one side, normal to the surface of this material, initiates a chemical sequence that records the incident light pattern in the polymer. Thus direct imaging can be successfully done on this sample. The recorded letters were very legible with good contrast and no scattering centres. Diffraction efficiency measurements were also carried out on this material.
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Aim: To develop a new medium for enhanced production of biomass of an aquaculture probiotic Pseudomonas MCCB 103 and its antagonistic phenazine compound, pyocyanin. Methods and Results: Carbon and nitrogen sources and growth factors, such as amino acids and vitamins, were screened initially in a mineral medium for the biomass and antagonistic compound of Pseudomonas MCCB 103. The selected ingredients were further optimized using a full-factorial central composite design of the response surface methodology. The medium optimized as per the model for biomass contained mannitol (20 g l)1), glycerol (20 g l)1), sodium chloride (5 g l)1), urea (33 g l)1) and mineral salts solution (20 ml l)1), and the one optimized for the antagonistic compound contained mannitol (2 g l)1), glycerol (20 g l)1), sodium chloride (51 g l)1), urea (36 g l)1) and mineral salts solution (20 ml l)1). Subsequently, the model was validated experimentally with a biomass increase by 19% and fivefold increase of the antagonistic compound. Conclusion: Significant increase in the biomass and antagonistic compound production could be obtained in the new media. Significance and Impact of the Study: Media formulation and optimization are the primary steps involved in bioprocess technology, an attempt not made so far in the production of aquaculture probiotics.
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The thesis deals with the preparation and dielectric characterization of Poly aniline and its analogues in ISM band frequency of 2-4 GHz that includes part of the microwave region (300 MHz to 300 GHz) of the electromagnetic spectrum and an initial dielectric study in the high frequency [O.05MHz-13 MHz]. PolyaniIine has been synthesized by an in situ doping reaction under different temperature and in the presence of inorganic dopants such as HCl H2S04, HN03, HCl04 and organic dopants such as camphorsulphonic acid [CSA], toluenesulphonic acid {TSA) and naphthalenesulphonic acid [NSA]. The variation in dielectric properties with change in reaction temperature, dopants and frequency has been studied. The effect of codopants and microemulsions on the dielectric properties has also been studied in the ISM band. The ISM band of frequencies (2-4 GHz) is of great utility in Industrial, Scientific and Medical (ISM) applications. Microwave heating is a very efficient method of heating dielectric materials and is extensively used in industrial as well as household heating applications.
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The main source of protein for human and animal consumption is from the agricultural sector, where the production is vulnerable to diseases, fluctuations in climatic conditions and deteriorating hydrological conditions due to water pollution. Therefore Single Cell Protein (SCP) production has evolved as an excellent alternative. Among all sources of microbial protein, yeast has attained global acceptability and has been preferred for SCP production. The screening and evaluation of nutritional and other culture variables of microorganisms are very important in the development of a bioprocess for SCP production. The application of statistical experimental design in bioprocess development can result in improved product yields, reduced process variability, closer confirmation of the output response to target requirements and reduced development time and overall cost.The present work was undertaken to develop a bioprocess technology for the mass production of a marine yeast, Candida sp.S27. Yeasts isolated from the offshore waters of the South west coast of India and maintained in the Microbiology Laboratory were subjected to various tests for the selection of a potent strain for biomass production. The selected marine yeast was identified based on ITS sequencing. Biochemical/nutritional characterization of Candida sp.S27 was carried out. Using Response Surface Methodology (RSM) the process parameters (pH, temperature and salinity) were optimized. For mass production of yeast biomass, a chemically defined medium (Barnett and Ingram, 1955) and a crude medium (Molasses-Yeast extract) were optimized using RSM. Scale up of biomass production was done in a Bench top Fermenter using these two optimized media. Comparative efficacy of the defined and crude media were estimated besides nutritional evaluation of the biomass developed using these two optimized media.
