Implantation et validation d’un modèle Monte Carlo du Cyberknife dans un outil de calcul de dose clinique

Le travail de modélisation a été réalisé à travers EGSnrc, un logiciel développé par le Conseil National de Recherche Canada.

Contraintes vécues, idéal normatif et actions déployées en vue de transformer l’exercice de la profession infirmière en centre hospitalier : une étude exploratoire auprès d’infirmières québécoises politiquement engagées

Les changements socioéconomiques des dernières décennies ont profondément transformé le rapport qu’entretient le Québec avec ses professionnels de la santé. En ouvrant le champ à l’accumulation privée du capital dans les années 1990, se met en place au sein de la fonction publique une philosophie politique issue du monde des affaires. Dès lors, le paradigme de la gouvernance investit les hôpitaux, où exerce 65 % de l’effectif infirmier québécois. Des chercheurs ont investigué les contraintes et torts subis par les infirmières consécutivement à la restructuration du système de santé, cependant, peu d’entre eux ont tenu compte des rapports de force et des structures de pouvoir dans lesquels s’enracine le vécu des infirmières. La présente étude a pour but d’explorer les expériences vécues d’infirmières soignantes politiquement engagées qui exercent en centre hospitalier (CH), de rendre compte de l’ordre social existant au sein de cette institution, de décrire la façon dont elles aimeraient idéalement exercer et de répertorier les idées qu’elles ont et les actions qu’elles mettent en place individuellement ou collectivement de façon à favoriser la transformation de l’ordre social et de l’exercice infirmier en CH. Épistémologiquement, notre étude qualitative s’inscrit dans cette idée que la réalité est complexe, mouvante et dépendante de la perception des personnes, proposant une orientation compréhensive et contextualisée de l’action humaine et du politique; c’est ainsi que le point de vue politique des infirmières participantes est pris en compte. L’articulation des expériences vécues, de l’idéal normatif et de l’action politique des participantes est explorée suivant une perspective postmoderniste, praxéologique et dialectique issue de la théorie critique qui réfléchit non seulement sur ce qui est, mais également sur ce qui est souhaitable; une réflexion qui sous certaines conditions s’ouvre sur l’action transformatrice. Les notions de pouvoir, de rapport de force, de résistance et d’émancipation influencent notre analyse. Au terme de cette étude, les résultats indiquent la présence d’une déprofessionnalisation graduelle en faveur d’une technicisation du soin infirmier et d’une dérive autoritaire grandissante au sein des CH s’arrimant au registre sémantique de l’économie de marché à partir des notions d’efficacité, de performance et d’optimisation. Les infirmières soignantes perçues comme des « automates performants » se voient exclues des processus décisionnels, ce qui les prive de leurs libertés de s’exprimer et de se faire critiques devant ce qui a été convenu par ceux qui occupent les hautes hiérarchies du pouvoir hospitalier et qui déterminent à leur place la façon dont s’articule l’exercice infirmier. Le pouvoir disciplinaire hospitalier, par l’entremise de technologies politiques comme la surveillance continue, les représailles et la peur, la technicisation du soin et le temps supplémentaire obligatoire, concourt à la subjectivation des infirmières soignantes, en minimisant l’importance de leur jugement clinique, en affaiblissant la solidarité collective et en mettant au pas l’organisation syndicale, ce qui détournent ces infirmières de la revendication de leurs droits et idéaux d’émancipation les ramenant à une position subalterne. Nos résultats indiquent que les actions politiques que les participantes souhaitent déployer au sein des CH visent l’humanisation des soins et l’autodétermination professionnelle. Toutefois, nombre des actions répertoriées avaient pour finalité fonctionnelle la protection et la survie des infirmières au sein d’un dispositif hospitalier déshumanisant. Certaines infirmières soignantes s’objectent en conscience, déploient des actions de non-coopération individuelles et collectives, font preuve d’actes de désobéissance civile ou souhaitent agir en ce sens pour établir un rapport de force nécessaire à la prise en compte de leurs revendications par une gouvernance hospitalière qui autrement ferait la sourde oreille. Le pouvoir exercé de façon hostile par la gouvernance hospitalière doit à notre avis être contrecarré par une force infirmière collective égale ou supérieure, sans quoi les politiques qui lui sont associées continueront de leur être imposées. Le renouvellement radical de la démocratie hospitalière apparaît comme la finalité centrale vers laquelle doivent s’articuler les actions infirmières collectives qui permettront l’établissement d’un nouveau rapport de force puisque c’est à partir de celle-ci que les infirmières soignantes pourront débattre de l’orientation que doit prendre l’exercice infirmier.

Etude d'une méthode de recherche du mínimum dans une espace A N dimensions sans contrainte + quelques considerations sur deux méthodes de minimisation le long d'une direction dans l'espace

Les méthodes d'optimisation statiques(c'est-a-dire des systemes dont les parametres n'.évoluent pas avec le temps) peuvent se diviser en deux grandes classes : les méthodes directes et les méthodes indirectes. Les premieres ocalisent le vecteur optimum par des mouvements tratégiques dans l'espace correspondant. Elles nécessitent la connaissance de la valeur de la fonction critere a chaque point, mais non la forme algébrique, ni ses dérivées.

La science des géométres, ou La théorie et la pratique de la géométrie : contenant non seulement ce qui est compris dans les Elemens d'Euclides, mais encore la trigonometrie, la longimetrie, l'altimetrie, le nivellement, la planimetrie, la géodésie, la méthode des indivisibles ... : ouvrage travaillé dans un goût nouveau & sans aucun calcul, à l'usage de ceux qui ne sont point versés dans l'algebre : enrichi de quarante-sept planches en taille-douce / par M. l'abbé Deidier.

Mode of access: Internet.

Efficient optimisation of per-channel pre-compensation in WDM 20-Gbit/s RZ-DPSK transmission in non-slope matched submarine links

We propose a computationally efficient method to the per-channel dispersion optimisation applied to 50 GHz-spaced N × 20-Gbit/s wavelength division multiplexing return-to-zero differential phase shift keying transmission in non-zero dispersion-shifted fibre based submarine systems. Crown Copyright © 2010.

A comparisation of methods for the optimisation of a non-linear function subject to non-linear constraints

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Efficient optimisation of per-channel pre-compensation in WDM 20-Gbit/s RZ-DPSK transmission in non-slope matched submarine links

We propose a computationally efficient method to the per-channel dispersion optimisation applied to 50 GHz-spaced N × 20-Gbit/s wavelength division multiplexing return-to-zero differential phase shift keying transmission in non-zero dispersion-shifted fibre based submarine systems. Crown Copyright © 2010.

A III-V channel field effect transistor for non-classical CMOS: process optimisation for improved gate stack function

This thesis describes a collection of studies into the electrical response of a III-V MOS stack comprising metal/GaGdO/GaAs layers as a function of fabrication process variables and the findings of those studies. As a result of this work, areas of improvement in the gate process module of a III-V heterostructure MOSFET were identified. Compared to traditional bulk silicon MOSFET design, one featuring a III-V channel heterostructure with a high-dielectric-constant oxide as the gate insulator provides numerous benefits, for example: the insulator can be made thicker for the same capacitance, the operating voltage can be made lower for the same current output, and improved output characteristics can be achieved without reducing the channel length further. It is known that transistors composed of III-V materials are most susceptible to damage induced by radiation and plasma processing. These devices utilise sub-10 nm gate dielectric films, which are prone to contamination, degradation and damage. Therefore, throughout the course of this work, process damage and contamination issues, as well as various techniques to mitigate or prevent those have been investigated through comparative studies of III-V MOS capacitors and transistors comprising various forms of metal gates, various thicknesses of GaGdO dielectric, and a number of GaAs-based semiconductor layer structures. Transistors which were fabricated before this work commenced, showed problems with threshold voltage control. Specifically, MOSFETs designed for normally-off (VTH > 0) operation exhibited below-zero threshold voltages. With the results obtained during this work, it was possible to gain an understanding of why the transistor threshold voltage shifts as the gate length decreases and of what pulls the threshold voltage downwards preventing normally-off device operation. Two main culprits for the negative VTH shift were found. The first was radiation damage induced by the gate metal deposition process, which can be prevented by slowing down the deposition rate. The second was the layer of gold added on top of platinum in the gate metal stack which reduces the effective work function of the whole gate due to its electronegativity properties. Since the device was designed for a platinum-only gate, this could explain the below zero VTH. This could be prevented either by using a platinum-only gate, or by matching the layer structure design and the actual gate metal used for the future devices. Post-metallisation thermal anneal was shown to mitigate both these effects. However, if post-metallisation annealing is used, care should be taken to ensure it is performed before the ohmic contacts are formed as the thermal treatment was shown to degrade the source/drain contacts. In addition, the programme of studies this thesis describes, also found that if the gate contact is deposited before the source/drain contacts, it causes a shift in threshold voltage towards negative values as the gate length decreases, because the ohmic contact anneal process affects the properties of the underlying material differently depending on whether it is covered with the gate metal or not. In terms of surface contamination; this work found that it causes device-to-device parameter variation, and a plasma clean is therefore essential. This work also demonstrated that the parasitic capacitances in the system, namely the contact periphery dependent gate-ohmic capacitance, plays a significant role in the total gate capacitance. This is true to such an extent that reducing the distance between the gate and the source/drain ohmic contacts in the device would help with shifting the threshold voltages closely towards the designed values. The findings made available by the collection of experiments performed for this work have two major applications. Firstly, these findings provide useful data in the study of the possible phenomena taking place inside the metal/GaGdO/GaAs layers and interfaces as the result of chemical processes applied to it. In addition, these findings allow recommendations as to how to best approach fabrication of devices utilising these layers.

Retrofit de systèmes de revalorisation de chaleur industrielle à basse température par optimisation exergo-économique

Ce projet porte, dans un souci d’efficacité énergétique, sur la récupération d’énergie des rejets thermiques à basse température. Une analyse d’optimisation des technologies dans le but d’obtenir un système de revalorisation de chaleur rentable fait objet de cette recherche. Le but sera de soutirer la chaleur des rejets thermiques et de la réappliquer à un procédé industriel. Réduire la consommation énergétique d’une usine entre habituellement en conflit avec l’investissement requis pour les équipements de revalorisation de chaleur. Ce projet de maitrise porte sur l’application d’optimisations multiobjectives par algorithme génétique (GA) pour faciliter le design en retrofit des systèmes de revalorisation de chaleur industrielle. L’originalité de cette approche consiste à l’emploi du «fast non-dominant sorting genetic algorithm» ou NSGA-II dans le but de trouver les solutions optimales entre la valeur capitale et les pertes exergétiques des réseaux d’échangeurs de chaleur et de pompes à chaleur. Identifier les solutions optimales entre le coût et l’efficacité exergétique peut ensuite aider dans le processus de sélection d’un design approprié en considérant les coûts énergétiques. Afin de tester cette approche, une étude de cas est proposée pour la récupération de chaleur dans une usine de pâte et papier. Ceci inclut l’intégration d’échangeur de chaleur Shell&tube, d’échangeur à contact direct et de pompe à chaleur au réseau thermique existant. Pour l’étude de cas, le projet en collaboration avec Cascades est constitué de deux étapes, soit de ciblage et d’optimisation de solutions de retrofit du réseau d’échangeur de chaleur de l’usine de tissus Cascades à Kinsley Falls. L’étape de ciblage, basée sur la méthode d’analyse du pincement, permet d’identifier et de sélectionner les modifications de topologie du réseau d’échangeurs existant en y ajoutant de nouveaux équipements. Les scénarios résultants passent ensuite à l’étape d’optimisation où les modèles mathématiques pour chaque nouvel équipement sont optimisés afin de produire une courbe d’échange optimal entre le critère économique et exergétique. Pourquoi doubler l’analyse économique d’un critère d’exergie? D’abord, parce que les modèles économiques sont par définition de nature imprécise. Coupler les résultats des modèles économiques avec un critère exergétique permet d’identifier des solutions de retrofit plus efficaces sans trop s’éloigner d’un optimum économique. Ensuite, le rendement exergétique permet d’identifier les designs utilisant l’énergie de haute qualité, telle que l’électricité ou la vapeur, de façon plus efficace lorsque des sources d’énergie de basse qualité, telles que les effluents thermiques, sont disponibles. Ainsi en choisissant un design qui détruit moins d’exergie, il demandera un coût énergétique moindre. Les résultats de l’étude de cas publiés dans l’article montrent une possibilité de réduction des coûts en demande de vapeur de 89% tout en réduisant la destruction d’exergie de 82%. Dans certains cas de retrofit, la solution la plus justifiable économiquement est également très proche de la solution à destruction d’exergie minimale. L’analyse du réseau d’échangeurs et l’amélioration de son rendement exergétique permettront de justifier l’intégration de ces systèmes dans l’usine. Les diverses options pourront ensuite être considérées par Cascades pour leurs faisabilités technologiques et économiques sachant qu’elles ont été optimisées.

Optimisation of performance in top level athletes : an action-based coping approach : a commentary

INTRODUCTION In their target article, Yuri Hanin and Muza Hanina outlined a novel multidisciplinary approach to performance optimisation for sport psychologists called the Identification-Control-Correction (ICC) programme. According to the authors, this empirically-verified, psycho-pedagogical strategy is designed to improve the quality of coaching and consistency of performance in highly skilled athletes and involves a number of steps including: (i) identifying and increasing self-awareness of ‘optimal’ and ‘non-optimal’ movement patterns for individual athletes; (ii) learning to deliberately control the process of task execution; and iii), correcting habitual and random errors and managing radical changes of movement patterns. Although no specific examples were provided, the ICC programme has apparently been successful in enhancing the performance of Olympic-level athletes. In this commentary, we address what we consider to be some important issues arising from the target article. We specifically focus attention on the contentious topic of optimization in neurobiological movement systems, the role of constraints in shaping emergent movement patterns and the functional role of movement variability in producing stable performance outcomes. In our view, the target article and, indeed, the proposed ICC programme, would benefit from a dynamical systems theoretical backdrop rather than the cognitive scientific approach that appears to be advocated. Although Hanin and Hanina made reference to, and attempted to integrate, constructs typically associated with dynamical systems theoretical accounts of motor control and learning (e.g., Bernstein’s problem, movement variability, etc.), these ideas required more detailed elaboration, which we provide in this commentary.

Evolutionary optimisation methods with uncertainty for modern multidisciplinary design in aeronautical engineering

One of the new challenges in aeronautics is combining and accounting for multiple disciplines while considering uncertainties or variability in the design parameters or operating conditions. This paper describes a methodology for robust multidisciplinary design optimisation when there is uncertainty in the operating conditions. The methodology, which is based on canonical evolution algorithms, is enhanced by its coupling with an uncertainty analysis technique. The paper illustrates the use of this methodology on two practical test cases related to Unmanned Aerial Systems (UAS). These are the ideal candidates due to the multi-physics involved and the variability of missions to be performed. Results obtained from the optimisation show that the method is effective to find useful Pareto non-dominated solutions and demonstrate the use of robust design techniques.

Design optimisation using advanced artificial intelligent system coupled to hybrid-game strategies

One of the main aims in artificial intelligent system is to develop robust and efficient optimisation methods for Multi-Objective (MO) and Multidisciplinary Design (MDO) design problems. The paper investigates two different optimisation techniques for multi-objective design optimisation problems. The first optimisation method is a Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm II (NSGA-II). The second method combines the concepts of Nash-equilibrium and Pareto optimality with Multi-Objective Evolutionary Algorithms (MOEAs) which is denoted as Hybrid-Game. Numerical results from the two approaches are compared in terms of the quality of model and computational expense. The benefit of using the distributed hybrid game methodology for multi-objective design problems is demonstrated.

Design Optimisation of UAVs Systems achieved on a Framework Environment via Evolution and Game Theory

Over recent years, Unmanned Air Vehicles or UAVs have become a powerful tool for reconnaissance and surveillance tasks. These vehicles are now available in a broad size and capability range and are intended to fly in regions where the presence of onboard human pilots is either too risky or unnecessary. This paper describes the formulation and application of a design framework that supports the complex task of multidisciplinary design optimisation of UAVs systems via evolutionary computation. The framework includes a Graphical User Interface (GUI), a robust Evolutionary Algorithm optimiser named HAPEA, several design modules, mesh generators and post-processing capabilities in an integrated platform. These population –based algorithms such as EAs are good for cases problems where the search space can be multi-modal, non-convex or discontinuous, with multiple local minima and with noise, and also problems where we look for multiple solutions via Game Theory, namely a Nash equilibrium point or a Pareto set of non-dominated solutions. The application of the methodology is illustrated on conceptual and detailed multi-criteria and multidisciplinary shape design problems. Results indicate the practicality and robustness of the framework to find optimal shapes and trade—offs between the disciplinary analyses and to produce a set of non dominated solutions of an optimal Pareto front to the designer.

Asset life prediction and maintenance decision-making using a non-linear non-Gaussian state space model

Estimating and predicting degradation processes of engineering assets is crucial for reducing the cost and insuring the productivity of enterprises. Assisted by modern condition monitoring (CM) technologies, most asset degradation processes can be revealed by various degradation indicators extracted from CM data. Maintenance strategies developed using these degradation indicators (i.e. condition-based maintenance) are more cost-effective, because unnecessary maintenance activities are avoided when an asset is still in a decent health state. A practical difficulty in condition-based maintenance (CBM) is that degradation indicators extracted from CM data can only partially reveal asset health states in most situations. Underestimating this uncertainty in relationships between degradation indicators and health states can cause excessive false alarms or failures without pre-alarms. The state space model provides an efficient approach to describe a degradation process using these indicators that can only partially reveal health states. However, existing state space models that describe asset degradation processes largely depend on assumptions such as, discrete time, discrete state, linearity, and Gaussianity. The discrete time assumption requires that failures and inspections only happen at fixed intervals. The discrete state assumption entails discretising continuous degradation indicators, which requires expert knowledge and often introduces additional errors. The linear and Gaussian assumptions are not consistent with nonlinear and irreversible degradation processes in most engineering assets. This research proposes a Gamma-based state space model that does not have discrete time, discrete state, linear and Gaussian assumptions to model partially observable degradation processes. Monte Carlo-based algorithms are developed to estimate model parameters and asset remaining useful lives. In addition, this research also develops a continuous state partially observable semi-Markov decision process (POSMDP) to model a degradation process that follows the Gamma-based state space model and is under various maintenance strategies. Optimal maintenance strategies are obtained by solving the POSMDP. Simulation studies through the MATLAB are performed; case studies using the data from an accelerated life test of a gearbox and a liquefied natural gas industry are also conducted. The results show that the proposed Monte Carlo-based EM algorithm can estimate model parameters accurately. The results also show that the proposed Gamma-based state space model have better fitness result than linear and Gaussian state space models when used to process monotonically increasing degradation data in the accelerated life test of a gear box. Furthermore, both simulation studies and case studies show that the prediction algorithm based on the Gamma-based state space model can identify the mean value and confidence interval of asset remaining useful lives accurately. In addition, the simulation study shows that the proposed maintenance strategy optimisation method based on the POSMDP is more flexible than that assumes a predetermined strategy structure and uses the renewal theory. Moreover, the simulation study also shows that the proposed maintenance optimisation method can obtain more cost-effective strategies than a recently published maintenance strategy optimisation method by optimising the next maintenance activity and the waiting time till the next maintenance activity simultaneously.

Optimisation of bio-oil extraction process from Beauty Leaf (Calophyllum inophyllum) oil seed as a second generation biodiesel source

The Beauty Leaf tree (Calophyllum inophyllum) is a potential source of non-edible vegetable oil for producing future generation biodiesel because of its ability to grow in a wide range of climate conditions, easy cultivation, high fruit production rate, and the high oil content in the seed. This plant naturally occurs in the coastal areas of Queensland and the Northern Territory in Australia, and is also widespread in south-east Asia, India and Sri Lanka. Although Beauty Leaf is traditionally used as a source of timber and orientation plant, its potential as a source of second generation biodiesel is yet to be exploited. In this study, the extraction process from the Beauty Leaf oil seed has been optimised in terms of seed preparation, moisture content and oil extraction methods. The two methods that have been considered to extract oil from the seed kernel are mechanical oil extraction using an electric powered screw press, and chemical oil extraction using n-hexane as an oil solvent. The study found that seed preparation has a significant impact on oil yields, especially in the screw press extraction method. Kernels prepared to 15% moisture content provided the highest oil yields for both extraction methods. Mechanical extraction using the screw press can produce oil from correctly prepared product at a low cost, however overall this method is ineffective with relatively low oil yields. Chemical extraction was found to be a very effective method for oil extraction for its consistence performance and high oil yield, but cost of production was relatively higher due to the high cost of solvent. However, a solvent recycle system can be implemented to reduce the production cost of Beauty Leaf biodiesel. The findings of this study are expected to serve as the basis from which industrial scale biodiesel production from Beauty Leaf can be made.