982 resultados para planar intersect waveguide


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The presence of gap junction coupling among neurons of the central nervous systems has been appreciated for some time now. In recent years there has been an upsurge of interest from the mathematical community in understanding the contribution of these direct electrical connections between cells to large-scale brain rhythms. Here we analyze a class of exactly soluble single neuron models, capable of producing realistic action potential shapes, that can be used as the basis for understanding dynamics at the network level. This work focuses on planar piece-wise linear models that can mimic the firing response of several different cell types. Under constant current injection the periodic response and phase response curve (PRC) is calculated in closed form. A simple formula for the stability of a periodic orbit is found using Floquet theory. From the calculated PRC and the periodic orbit a phase interaction function is constructed that allows the investigation of phase-locked network states using the theory of weakly coupled oscillators. For large networks with global gap junction connectivity we develop a theory of strong coupling instabilities of the homogeneous, synchronous and splay state. For a piece-wise linear caricature of the Morris-Lecar model, with oscillations arising from a homoclinic bifurcation, we show that large amplitude oscillations in the mean membrane potential are organized around such unstable orbits.

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Planar cell polarity (PCP) occurs in the epithelia of many animals and can lead to the alignment of hairs, bristles and feathers; physiologically, it can organise ciliary beating. Here we present two approaches to modelling this phenomenon. The aim is to discover the basic mechanisms that drive PCP, while keeping the models mathematically tractable. We present a feedback and diffusion model, in which adjacent cell sides of neighbouring cells are coupled by a negative feedback loop and diffusion acts within the cell. This approach can give rise to polarity, but also to period two patterns. Polarisation arises via an instability provided a sufficiently strong feedback and sufficiently weak diffusion. Moreover, we discuss a conservative model in which proteins within a cell are redistributed depending on the amount of proteins in the neighbouring cells, coupled with intracellular diffusion. In this case polarity can arise from weakly polarised initial conditions or via a wave provided the diffusion is weak enough. Both models can overcome small anomalies in the initial conditions. Furthermore, the range of the effects of groups of cells with different properties than the surrounding cells depends on the strength of the initial global cue and the intracellular diffusion.

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Kinematic structure of planar mechanisms addresses the study of attributes determined exclusively by the joining pattern among the links forming a mechanism. The system group classification is central to the kinematic structure and consists of determining a sequence of kinematically and statically independent-simple chains which represent a modular basis for the kinematics and force analysis of the mechanism. This article presents a novel graph-based algorithm for structural analysis of planar mechanisms with closed-loop kinematic structure which determines a sequence of modules (Assur groups) representing the topology of the mechanism. The computational complexity analysis and proof of correctness of the implemented algorithm are provided. A case study is presented to illustrate the results of the devised method.

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Introdução: A cintigrafia óssea é um dos exames mais frequentes em Medicina Nuclear. Esta modalidade de imagem médica requere um balanço apropriado entre a qualidade de imagem e a dose de radiação, ou seja, as imagens obtidas devem conter o número mínimo de contagem necessárias, para que apresentem qualidade considerada suficiente para fins diagnósticos. Objetivo: Este estudo tem como principal objetivo, a aplicação do software Enhanced Planar Processing (EPP), nos exames de cintigrafia óssea em doentes com carcinoma da mama e próstata que apresentam metástases ósseas. Desta forma, pretende-se avaliar a performance do algoritmo EPP na prática clínica em termos de qualidade e confiança diagnóstica quando o tempo de aquisição é reduzido em 50%. Material e Métodos: Esta investigação teve lugar no departamento de Radiologia e Medicina Nuclear do Radboud University Nijmegen Medical Centre. Cinquenta e um doentes com suspeita de metástases ósseas foram administrados com 500MBq de metilenodifosfonato marcado com tecnécio-99m. Cada doente foi submetido a duas aquisições de imagem, sendo que na primeira foi seguido o protocolo standard do departamento (scan speed=8 cm/min) e na segunda, o tempo de aquisição foi reduzido para metade (scan speed=16 cm/min). As imagens adquiridas com o segundo protocolo foram processadas com o algoritmo EPP. Todas as imagens foram submetidas a uma avaliação objetiva e subjetiva. Relativamente à análise subjetiva, três médicos especialistas em Medicina Nuclear avaliaram as imagens em termos da detetabilidade das lesões, qualidade de imagem, aceitabilidade diagnóstica, localização das lesões e confiança diagnóstica. No que respeita à avaliação objetiva, foram selecionadas duas regiões de interesse, uma localizada no terço médio do fémur e outra localizada nos tecidos moles adjacentes, de modo a obter os valores de relação sinal-ruído, relação contraste-ruído e coeficiente de variação. Resultados: Os resultados obtidos evidenciam que as imagens processadas com o software EPP oferecem aos médicos suficiente informação diagnóstica na deteção de metástases, uma vez que não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas (p>0.05). Para além disso, a concordância entre os observadores, comparando essas imagens e as imagens adquiridas com o protocolo standard foi de 95% (k=0.88). Por outro lado, no que respeita à qualidade de imagem, foram encontradas diferenças estatisticamente significativas quando se compararam as modalidades de imagem entre si (p≤0.05). Relativamente à aceitabilidade diagnóstica, não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre as imagens adquiridas com o protocolo standard e as imagens processadas com o EPP software (p>0.05), verificando-se uma concordância entre os observadores de 70.6%. Todavia, foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre as imagens adquiridas com o protocolo standard e as imagens adquiridas com o segundo protocolo e não processadas com o software EPP (p≤0.05). Para além disso, não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas (p>0.05) em termos de relação sinal-ruído, relação contraste-ruído e coeficiente de variação entre as imagens adquiridas com o protocolo standard e as imagens processadas com o EPP. Conclusão: Com os resultados obtidos através deste estudo, é possível concluir que o algoritmo EPP, desenvolvido pela Siemens, oferece a possibilidade de reduzir o tempo de aquisição em 50%, mantendo ao mesmo tempo uma qualidade de imagem considerada suficiente para fins de diagnóstico. A utilização desta tecnologia, para além de aumentar a satisfação por parte dos doentes, é bastante vantajosa no que respeita ao workflow do departamento.

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A cintigrafia óssea de corpo inteiro representa um dos exames imagiológicos mais frequentes realizados em medicina nuclear. Para além de outras aplicações, este procedimento é capaz de fornecer o diagnóstico de metástases ósseas. Em doentes oncológicos, a presença de metástases ósseas representa um forte indicador prognóstico da longevidade do doente. Para além disso, a presença ou ausência de metástases ósseas irá influenciar o planeamento do tratamento, requerendo para isso uma interpretação precisa dos resultados imagiológicos. Problema: Tendo em conta que a metastização óssea é considerada uma complicação severa relacionada com aumento da morbilidade e diminuição de sobrevivência dos doentes, o conceito de patient care torna-se ainda mais imperativo nestas situações. Assim, devem ser implementadas as melhores práticas imagiológicas de forma a obter o melhor resultado possível do procedimento efetuado, associado ao desconforto mínimo do doente. Uma técnica provável para atingir este objetivo no caso específico da cintigrafia óssea de corpo inteiro é a redução do tempo de aquisição, contudo, as imagens obtidas por si só teriam qualidade de tal forma reduzida que os resultados poderiam ser enviesados. Atualmente, surgiram novas técnicas, nomeadamente relativas a processamento de imagem, através das quais é possível gerar imagens cintigráficas com contagem reduzida de qualidade comparável àquela obtida com o protocolo considerado como standard. Ainda assim, alguns desses métodos continuam associados a algumas incertezas, particularmente no que respeita a sustentação da confiança diagnóstica após a modificação dos protocolos de rotina. Objetivos: O presente trabalho pretende avaliar a performance do algoritmo Pixon para processamento de imagem por meio de um estudo com fantoma. O objetivo será comparar a qualidade de imagem e a detetabilidade fornecidas por imagens não processadas com aquelas submetidas à referida técnica de processamento. Para além disso, pretende-se também avaliar o efeito deste algoritmo na redução do tempo de aquisição. De forma a atingir este objetivo, irá ser feita uma comparação entre as imagens obtidas com o protocolo standard e aquelas adquiridas usando protocolos mais rápidos, posteriormente submetidas ao método de processamento referido. Material e Métodos: Esta investigação for realizada no departamento de Radiologia e Medicina Nuclear do Radboud University Nijmegen Medical Centre, situado na Holanda. Foi utilizado um fantoma cilíndrico contendo um conjunto de seis esferas de diferentes tamanhos, adequado à técnica de imagem planar. O fantoma foi preparado com diferentes rácios de atividade entre as esferas e o background (4:1, 8:1, 17:1, 22:1, 32:1 e 71:1). Posteriormente, para cada teste experimental, o fantoma foi submetido a vários protocolos de aquisição de imagem, nomeadamente com diferentes velocidades de aquisição: 8 cm/min, 12 cm/min, 16 cm/min e 20 cm/min. Todas as imagens foram adquiridas na mesma câmara gama - e.cam Signature Dual Detector System (Siemens Medical Solutions USA, Inc.) - utilizando os mesmos parâmetros técnicos de aquisição, à exceção da velocidade. Foram adquiridas 24 imagens, todas elas submetidas a pós-processamento com recurso a um software da Siemens (Siemens Medical Solutions USA, Inc.) que inclui a ferramenta necessária ao processamento de imagens cintigráficas de corpo inteiro. Os parâmetros de reconstrução utilizados foram os mesmos para cada série de imagens, estando estabelecidos em modo automático. A análise da informação recolhida foi realizada com recurso a uma avaliação objetiva (utilizando parâmetros físicos de qualidade de imagem) e outra subjetiva (através de dois observadores). A análise estatística foi efetuada recorrendo ao software SPSS versão 22 para Windows. Resultados: Através da análise subjetiva de cada rácio de atividade foi demonstrado que, no geral, a detetabilidade das esferas aumentou após as imagens serem processadas. A concordância entre observadores para a distribuição desta análise foi substancial, tanto para imagens não processadas como imagens processadas. Foi igualmente demonstrado que os parâmetros físicos de qualidade de imagem progrediram depois de o algoritmo de processamento ter sido aplicado. Para além disso, observou-se ao comparar as imagens standard (adquiridas com 8 cm/min) e aquelas processadas e adquiridas com protocolos mais rápidos que: imagens adquiridas com uma velocidade de aquisição de 12 cm/min podem fornecer resultados melhorados, com parâmetros de qualidade de imagem e detetabilidade superiores; imagens adquiridas com uma velocidade de 16 cm/min fornecem resultados comparáveis aos standard, com valores aproximados de qualidade de imagem e detetabilidade; e imagens adquiridas com uma velocidade de 20 cm/min resultam em valores diminuídos de qualidade de imagem, bem como redução a nível da detetabilidade. Discussão: Os resultados obtidos foram igualmente estabelecidos por meio de um estudo clínico numa investigação independente, no mesmo departamento. Foram incluídos cinquenta e um doentes referidos com carcinomas da mama e da próstata, com o objetivo de estudar o impacto desta técnica na prática clínica. Os doentes foram, assim, submetidos ao protocolo standard e posteriormente a uma aquisição adicional com uma velocidade de aquisição de 16 cm/min. Depois de as imagens terem sido cegamente avaliadas por três médicos especialistas, concluiu-se que a qualidade de imagem bem como a detetabilidade entre imagens era comparável, corroborando os resultados desta investigação. Conclusão: Com o objetivo de reduzir o tempo de aquisição aplicando um algoritmo de processamento de imagem, foi demonstrado que o protocolo com 16 cm/min de velocidade de aquisição será o limite para o aumento dessa mesma velocidade. Após processar a informação, este protocolo fornece os resultados mais equivalentes àqueles obtidos com o protocolo standard. Tendo em conta que esta técnica foi estabelecida com sucesso na prática clínica, pode-se concluir que, pelo menos em doentes referidos com carcinomas da mama e da próstata, o tempo de aquisição pode ser reduzido para metade, duplicando a velocidade de aquisição de 8 para 16 cm/min.

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Editing a literary magazine offers us a cultural space where our ideas and aesthetics can be expressed collectively and therefore be heard more effectively. This informs and frames our own writing by increasing our confidence in our own unusual voices. The sense of belonging Brand creates further breaks down the isolation of the writing life. The internationalism of Brand reinforces our own cultural identities as non-English writers. However, acting as a facilitator of others’ creativity can sometimes dissipate or even deplete creative energy. Editing and teaching can take over your writing to the point of annihilation. Further, in terms of external perceptions, you run the risk of disappearing as a writer. We shall look at how this can happen and explore ways that we can prevent it e.g. keeping the boundaries firm and clear.

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This thesis presents a set of novel methods to biaxially package planar structures by folding and wrapping. The structure is divided into strips connected by folds that can slip during wrapping to accommodate material thickness. These packaging schemes are highly efficient, with theoretical packaging efficiencies approaching 100%. Packaging tests on meter-scale physical models have demonstrated packaging efficiencies of up to 83%. These methods avoid permanent deformation of the structure, allowing an initially flat structure to be deployed to a flat state.

Also presented are structural architectures and deployment schemes that are compatible with these packaging methods. These structural architectures use either in-plane pretension -- suitable for membrane structures -- or out-of-plane bending stiffness to resist loading. Physical models are constructed to realize these structural architectures. The deployment of these types of structures is shown to be controllable and repeatable by conducting experiments on lab-scale models.

These packaging methods, structural architectures, and deployment schemes are applicable to a variety of spacecraft structures such as solar power arrays, solar sails, antenna arrays, and drag sails; they have the potential to enable larger variants of these structures while reducing the packaging volume required. In this thesis, these methods are applied to the preliminary structural design of a space solar power satellite. This deployable spacecraft, measuring 60 m x 60 m, can be packaged into a cylinder measuring 1.5 m in height and 1 m in diameter. It can be deployed to a flat configuration, where it acts as a stiff lightweight support framework for multifunctional tiles that collect sunlight, generate electric power, and transmit it to a ground station on Earth.