Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει ως αντικείμενο την μελέτη και ανάπτυξη μίας τεχνικής ανίχνευσης φάσματος (spectrum sensing technique), η οποία να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε περιβάλλον Δυναμικής Εκχώρησης Φάσματος από Γνωστικά Συστήματα Ραδιοεπικοινωνιών (Cognitive Radio Systems). Οι παραδοσιακές στατικές στρατηγικές καταμερισμού του φάσματος έχουν δημιουργήσει προβλήματα έλλειψης διαθέσιμου φάσματος. Ταυτόχρονα, πρόσφατες μετρήσεις δείχνουν ότι μεγάλα τμήματα του φάσματος που έχουν εκχωρηθεί με άδεια σε συγκεκριμένα συστήματα υποχρησιμοποιούνται. Είναι επομένως αναγκαίο να υιοθετηθούν νέες πολιτικές διαχείρισης του φάσματος οι οποίες θα επιτρέπουν σε μη αδειοδοτημένα δίκτυα να κάνουν χρήση τμημάτων του αδειοδοτημένου φάσματος. Τα Γνωστικά Συστήματα Ραδιοεπικοινωνιών είναι ευφυή συστήματα τα οποία έχουν γνώση του περιβάλλοντός τους και μπορούν να προσαρμόζουν κατάλληλα τις παραμέτρους λειτουργίας τους σε αυτό. Τα συστήματα αυτά μπορούν να ανιχνεύουν περιοδικά το φάσμα, να εντοπίζουν τις ζώνες συχνοτήτων οι οποίες δε χρησιμοποιούνται από τους αδειοδοτημένους χρήστες τους και να τις αξιοποιούν. Όπως γίνεται εύκολα αντιληπτό από τα παραπάνω η ανίχνευση φάσματος αποτελεί ένα ιδιαιτέρως κρίσιμο θέμα για τα Γνωστικά Συστήματα Ραδιοεπικοινωνιών. Στο στάδιο αυτό, το σύστημα ανιχνεύει και παρακολουθεί στο περιβάλλον μέσα στο οποίο ενεργεί, το κατά πόσο το φάσμα είναι ελεύθερο ανά πάσα χρονική στιγμή και αξιοποιεί αυτά τα φασματικά κενά. Ουσιαστικά η ανίχνευση φάσματος εφαρμόζεται για να δώσει στον cognitive χρήστη μία όσο το δυνατόν πιστότερη εικόνα του περιβάλλοντος μέσα στο οποίο βρίσκεται. Η δική μας μελέτη επικεντρώθηκε στις τεχνικές ανίχνευσης φάσματος (spectrum sensing) και συγκεκριμένα αναπτύσσουμε μία μέθοδο ανίχνευσης φασματικών κενών βασιζόμενη στη χρήση ενός προβλεπτή (predictor) και στη χρησιμοποίηση του σφάλματος πρόβλεψης του σήματος που προκύπτει από αυτόν ως μετρική για τη λήψη απόφασης σχετικά με την ύπαρξη ή την απουσία σήματος ακόμα και σε θορυβώδη περιβάλλοντα (πολύ χαμηλό SNR). H τεχνική ανίχνευσης φάσματος που προτείνουμε μοντελοποιήθηκε στο περιβάλλον μοντελοποίησης MATLAB. Στη συνέχεια, διενεργήθηκαν εκτενείς προσομοιώσεις για ποικίλες τιμές των διαφόρων παραμέτρων του συστήματος αλλά και για διαφορετικά συστήματα, ούτως ώστε να αξιολογηθεί η επίδοση της τεχνικής σε διάφορες συνθήκες. / In the present thesis, we will study spectrum sensing techniques of Cognitive Radio SIMO systems. The conventional approach to spectrum management is not flexible, as most of the useful part of the spectrum is bounded. Hence it is extremely difficult to find free frequencies in order to deploy new services or to enhance the already existing ones. At the same time, various measurements show that the licensed spectrum is heavily underutilized in terms of both the time domain as well as the space domain. Thus Cognitive Radio technology comes to offer solutions, mainly with regard to the issues mentioned above, providing a dynamic utilization of the spectrum. Cognitive Radio has been proposed for lower priority secondary systems intending to improve spectral efficiency through spectrum sensing thus allowing these systems to transmit at frequency bands that are detected to be unused. As we can easily understand from the above, spectrum sensing is a critical issue for cognitive systems. In order to achieve adaptive transmission in unused portions of the spectrum without interferences to the licensed users of these portions (Primary Users-PUs), spectrum sensing is the first and one of the most important steps as high reliability is demanded on PUs' signal detection. That is, Secondary Users (SUs) should know if the spectrum is being used in order to exploit the available spectrum in the most efficient way. Essentially, spectrum sensing is used in order to provide the cognitive user with a representation of its operating environment which is as faithful as possible. The scope of this thesis is the study and the creation of algorithms that will give the SU of a SIMO system the opportunity to detect the existence of spectrum holes. The implementation we used is based on a predictor. More specifically, the received signal passes through a backward linear predictor from which we compute the difference between the actual signal and the predicted signal, which is the prediction error. By properly exploiting the prediction error, more precisely the power of the prediction error, we can trustworthily detect the existence or the absence of a signal, even in noisy environments, that is, for low values of the signal-to-noise ratio. In order to test the performance of our algorithms, the system above was simulated by MATLAB for different conditions and channels.

Στα σύγχρονα ψηφιακά συστήματα η ανάγκη για γρήγορους υπολογισμούς είναι πλέον από τους πιο καθοριστικούς παράγοντες. Άλλοι ιδιαίτερα κρίσιμοι παράγοντες είναι η απαιτούμενη επιφάνεια του κυκλώματος και η κατανάλωση ενέργειας. Ωστόσο, ο χρόνος παραμένει ένας από τους πιο σημαντικούς για πλήθος εφαρμογές. Τα αριθμητικά κυκλώματα, όπως αθροιστές, πολλαπλασιαστές και κυκλώματα ύψωσης στο τετράγωνο, είναι πλέον αναπόσπαστο κομμάτι των ψηφιακών κυκλωμάτων, γι’ αυτό η επιτάχυνση των λειτουργιών αυτών είναι ένας στόχος στην κατεύθυνση του οποίου πολλές διαφορετικές αρχιτεκτονικές έχουν προταθεί. Η μείωση της καθυστέρησης στις αριθμητικές μονάδες θα δώσει μεγάλη βελτίωση στη συνολική απόδοση των συστημάτων, μιας και οι περισσότερες εφαρμογές εμπεριέχουν πλήθος αριθμητικών πράξεων. Η πράξη της ύψωσης στο τετράγωνο αποτελεί ειδική περίπτωση της πράξης του πολλαπλασιασμού, στην οποία ο πολλαπλασιαστέος ισούται με τον πολλαπλασιαστή. Ο λόγος για τον οποίο χρησιμοποιούμε εξειδικευμένα κυκλώματα για την πράξη αυτή είναι η εκμετάλλευση του γεγονότος ότι τα δύο έντελα είναι ίσα, κάτι που οδηγεί σε ελαχιστοποίηση του χρόνου που απαιτείται για την ολοκλήρωση της πράξης, αλλά και μείωση της απαιτούμενης επιφάνειας. Η πράξη της ύψωσης στο τετράγωνο χρησιμοποιείται σε πολλές εφαρμογές των υψηλής απόδοσης επεξεργαστών ψηφιακού σήματος (digital signal processors – DSP). Τέτοιες εφαρμογές συμπεριλαμβάνουν φιλτράρισμα σήματος (signal filtering), επεξεργασία εικόνας (image processing), και διαμόρφωση για τηλεπικοινωνιακά συστήματα. Η πράξη της ύψωσης στο τετράγωνο μπορεί, επίσης, να χρησιμοποιηθεί αποδοτικά στην υλοποίηση κρυπτογραφικών αλγορίθμων για την αποφυγή της χρονοβόρας διαδικασίας της ύψωσης σε δύναμη. Το Σύστημα Αριθμητικής Υπολοίπων (RNS), είναι ένα αριθμητικό σύστημα το οποίο παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα στην ταχύτητα με την οποία μπορούν να γίνουν οι αριθμητικές πράξεις. Στο RNS οι αριθμοί αναπαρίστανται σαν ένα σύνολο από υπόλοιπα. Για να αναπαραστήσουμε έναν αριθμό ορίζουμε ένα σύνολο από πρώτους μεταξύ τους ακεραίους που ονομάζεται βάση του συστήματος P={p1,p2,…pk}. Η αναπαράσταση ενός αριθμού X στο RNS ορίζεται ως το σύνολο των υπολοίπων του Χ ως προς τα στοιχεία της βάσης Ρ. Προκύπτει, έτσι, ότι X={x1,x2,…,xk} όπου το xi είναι το υπόλοιπο της διαίρεσης του X με το στοιχείο της βάσης pi και συμβολίζεται με Xi=|X|pi. Κάθε ακέραιος Χ που ανήκει στο εύρος τιμών 0<=X<M, όπου Μ είναι το γινόμενο όλων των στοιχείων της βάσης P, έχει μοναδική αναπαράσταση στο RNS. Μια αριθμητική πράξη δύο εντέλων, η οποία μπορεί να είναι πρόσθεση, αφαίρεση ή πολλαπλασιασμός, ορίζεται ως εξής: {z1,z2,…,zk} = {x1,x2,…,xk}*{y1,y2,…,yk}, όπου zi = (xi*yi) modpi. Συνεπώς, κάθε αριθμητική πράξη εφαρμόζεται σε παράλληλες μονάδες (μία για κάθε στοιχείο της βάσης), καθεμία από τις οποίες διαχειρίζεται μικρούς αριθμούς (υπόλοιπα), αντί μιας μονάδας που θα χρειαζόταν να διαχειριστεί μεγάλους αριθμούς. Ένα από τα πιο δημοφιλή σύνολα βάσης είναι αυτά της μορφής {2^n, 2^n -1, 2^n+1}, λόγω του ότι προσφέρουν πολύ αποδοτικά κυκλώματα με κριτήριο το γινόμενο της επιφάνειας επί το τετράγωνο της καθυστέρησης (area * time^2), καθώς επίσης και αποδοτικούς μετατροπείς από και προς το δυαδικό σύστημα. Για το λόγο αυτό η υλοποίηση αποδοτικών modulo(2^n-1) και modulo(2n+1) κυκλωμάτων είναι σημαντική. Το πρόβλημα που παρουσιάζεται είναι ότι ενώ οι modulo(2^n) και modulo(2^n-1) αριθμητικές χρειάζονται το πολύ n δυαδικά ψηφία για την αναπαράσταση όλων των δυνατών υπολοίπων, στη modulo(2^n+1) αρχιτεκτονική χρειάζονται (n+1) ψηφία. Το πρόβλημα αυτό λύνεται με τη χρήση diminished-1 αναπαράστασης. Στη diminished-1 αναπαράσταση, κάθε αριθμός Χ αναπαρίσταται ως X-1=X-1. Έτσι, απαιτούνται n δυαδικά ψηφία για την αναπαράσταση, χρειάζονται, όμως, κυκλώματα μετατροπής από και προς την diminished-1 αναπαράσταση. Όταν χρησιμοποιείται η diminished-1 αναπαράσταση η τιμή εισόδου ίση με 0 χειρίζεται ξεχωριστά. Στα πλαίσια της εργασίας αναλύονται υπάρχουσες αρχιτεκτονικές και προτείνονται νέες για κυκλώματα ύψωσης στο τετράγωνο στο Σύστημα Αριθμητικής Υπολοίπων (RNS). Οι προτεινόμενες αρχιτεκτονικές βελτιώνουν την καθυστέρηση και, ταυτόχρονα, μειώνουν τις απαιτήσεις σε επιφάνεια. / Fast computations are of major importance in modern digital systems. Other critical factors are the area and the energy consumption. However, delay is still one of the most important ones for a variety of applications. Due to the fact that arithmetic circuits, such as adders, multipliers and squarers, have been integral components of most digital systems, many schemes have been proposed in the direction of accelerating arithmetic operations. As most applications contain a big number of arithmetic operations, delay reduction in arithmetic units will lead to significant improvement in the total system’s performance. Squaring is a special case of multiplication, where the multiplier equals the multiplicand. The reason for using a special circuit for squaring is to benefit from the fact that the two operands are equal, which reduces the delay and the area needed for the calculation of the square. The squaring operation is used in many applications of high performance digital signal processors. Such applications include signal filtering, image processing and modulation of communication components. Squarers can also find applicability in several cryptographic algorithms for the implementation of modular exponentiations. The Residue Number System is an arithmetic system in which arithmetic operations can be calculated in high speed. In the RNS numbers are represented as a set of residues. In order to represent a number we define a set of pairwise relative prime integers P={p1,p2,…pk}, which is the system’s base. Every number X is represented with the set of the residues occurred after the division of X by each element of the base, P. Thus, X={x1,x2,…,xk}, where xi stands for the residue of the division of X by the ith element of the base, pi, which is denoted as Xi=|X|pi. In the RNS there is a unique representation for every integer X that 0<=X<M, where M is the product of all the elements of the base. A two-operant arithmetic operation, which can be an addition, a subtraction or a multiplication, is defined as {z1,z2,…,zk} = {x1,x2,…,xk}*{y1,y2,…,yk}, where zi = (xi*yi) modpi. Consequently, arithmetic operations are performed to parallel units (one unit for each element of the base) each one handling small residues, instead of a single unit that handles large numbers. One of the most popular base sets is those of the form {2^n, 2^n -1, 2^n+1}, due to the fact that they offer very efficient circuits when considering the area*time^2 criterion and efficient converters from/to the binary system. Thus, the design of efficient modulo (2^n-1) and modulo (2^n+1) circuits is of high importance. The problem that arises is that while in modulo(2^n) and modulo(2^n-1) arithmetic n bits are sufficient for the representation of all possible residues, in modulo(2^n+1) arithmetic (n+1) bits are needed. This can be solved by the use of the diminished-1 representation. In the diminished-1 representation every number X is represented as X-1=X-1. Therefore, n bits are sufficient for the representation, but converters from/to the diminished-1 representation are needed. In cases that the diminished-1 representation is used, operands with value 0 is treated separately. For the needs of this thesis, existing architectures of squaring circuits in the RNS are studied and new ones are proposed. The proposed architectures improve the system’s delay, while, in parallel, reduce the area needs.

Στόχος της παρούσης διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη κι η αξιολόγηση ενός πρωτότυπου πληροφοριακού συστήματος, το οποίο υποστηρίζει τη λήψη καταναλωτικών αποφάσεων με γνώμονα το περιβάλλον και την υγεία του χρήστη/ καταναλωτή. Το σύστημα επιτρέπει την εισαγωγή πληροφοριών για συστατικά και προϊόντα τροφίμων από κοινό και περιβαλλοντικές οργανώσεις μέσω του ιστοτόπου έτσι ώστε να είναι σε θέση να παρέχει έγκυρες πληροφορίες στο χρήστη όταν αυτός χρειάζεται να πάρει αποφάσεις, την ώρα δηλαδή της αγοράς, μέσω μιας υπηρεσίας Ιστού με χρήση κινητού τηλεφώνου. Στα πλαίσια της εργασίας αυτής υλοποιήθηκε ένα πρωτότυπο σύστημα με όνομα beNatural, το οποίο περιλαμβάνει σχετικό ιστότοπο (www.benatural.gr) και το οποίο αξιολογήθηκε από έμπειρους και πραγματικούς χρήστες. / Objective of the present diplomatic work is the development and the evaluation of an original informative system, which supports the decision-making of consumers taking into consideration the environment and their health. The system allows the import of information on ingredients and products of foods from public and environmental organisations via the website (www.benatural.gr) so as to be able to provide valid information to users while shopping, entering the system via their Smartphone.

Η ΒΥΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. / Το σύστημα του συμπληρώματος περιλαμβάνει πάνω από 30 πρωτεΐνες του πλάσματος (διαλυτές και υποδοχείς) και παίζει σημαντικό ρόλο, τόσο στη φυσική όσο και στην προσαρμοστική ανοσία. Το συμπλήρωμα ενεργοποιείται μέσω τριών οδών, της κλασσικής, της εναλλακτικής και της λεκτινικής, καταλήγοντας σε κάθε περίπτωση, μέσω της λυτικής οδού, στη διαμόρφωση ενός τελικού συμπλόκου, που λύει το παθογόνο. Τα συστατικά του συμπληρώματος τα οποία απαρτίζουν το τελικό σύμπλοκο MAC, και συμμετέχουν έτσι στη λυτική οδό, είναι τα C5b, C6, C7, C8α, C8β, C8γ και C9. Προκειμένου να μελετήσουμε την μοριακή εξέλιξη της λυτικής οδού του συμπληρώματος κλωνοποιήσαμε και χαρακτηρίσαμε την α και γ υπομονάδα του όγδοου συστατικού του συμπληρώματος στην ιριδίζουσα πέστροφα. Τα cDNA που προέκυψαν για τα C8α και C8γ ήταν 2.037 και 977 νουκλεοτίδια, αντίστοιχα, ενώ η συναγόμενη αμινοξική αλληλουχία ήταν 615 και 221 αμινοξέα, αντίστοιχα. Τα δύο μόρια παρόλο που αλληλεπιδρούν άμεσα και δευσμεύονται επι του συμπλόκου MAC, ανήκουν σε διαφορετικές πρωτεϊνικές οικογένειες. Η μοριακές τους δομές ομοιάζουν με τις αντίστοιχες των μορίων των θηλαστικών και οι αμινοξικές τους αλληλουχίες παρουσιάζουν σημαντικό βαθμό συντήρησης. Στην πέστροφα, το C8α δείχνει να εκφράζεται κύρια στο ήπαρ και στο νεφρό, ενώ το C8γ εκφράζεται επιπλέον και στον ιστό της καρδιάς και της σπλήνας. Ανάλυση κατά Southern έδειξε πως τα δύο γονίδια συναντώνται ως μοναδικά αντίγραφα στο γονιδίωμα της ιριδίζουσας πέστροφας. Αξίζει, τέλος, να σημειωθεί οτι αυτή είναι η πρώτη αναφορά για την κλωνοποίηση της α και γ υπομονάδας του όγδοου συστατικού του συμπληρώματος στα κατώτερα σπονδυλωτά. / The complement system consists of 30 and more proteins present in blood and cell membranes and plays an important role in host defense by interacting with components of both innate and adaptive immunity. It is activated through three distinct activation pathways: the antibody-dependent classical pathway and the alternative and lectin pathways, which are activated by direct binding of complement components to microbial surfaces. Unlike mammalian and other species, teleost are the only organisms that reveal a completely developed and extended complement system, via gene duplication and functional diversity. Complement activation via the classical, lectin, or alternative pathway leads to the formation of the (pore forming) membrane attack complex (MAC) on the surface of complement-opsonized cells. The assembly of MAC involves the aggregation of the lytic complement components C5b, C6, C7, C8α, C8β, C8γ, and C9. In order to elucidate the phylogeny of the lytic pathway of complement we now report the cloning and characterization of the C8α and C8γ genes in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). The deduced amino acid sequence of the trout C8α gene exhibits 44 and 43% identity with human and frog orthologs, respectively. The domain architecture of the trout C8α resembles that of mammalian orthologs, and the cysteine backbone shows a high degree of conservation. The trout C8α shows a similar expression profile with that of trout C8β and C8γ, pointing to the liver as the main source of the C8α gene expression. Although the presence of a fully developed lytic pathway of complement system is expected in teleost, this is the first report of the C8α gene in an organism other than mammalian. The deduced amino acid sequence of trout C8γ shows significant identity (37%) to the human C8γ homolog and much lower to the other known lipocalins. The lipocalin domain is present and all the cysteine residues are conserved. The trout C8γ gene is probably present as a single copy in the trout genome showing a differential expression pattern among tissues investigated. This is the first report the C8α and C8γ genes in an organism other than mammalian.

- / Our purpose was to assess the function of fast somatic nerve fibres, the sympathetic sudomotor system and the function of parasympathetic heart con-trol in patients with partial or generalized seizures, receiving various therapeu-tic regimes, by means of clinical routine neurophysiology. We studied 73 pati-ents (mean age 37,7±12,9 years) and 73 matched healthy controls by clinical and electrophysiological examinations. To assess the function of fast somatic nerve fibres we studied the motor conduction of the peroneal nerve (distal latency, amplitude of action potential, conduction velocity) and the sensory conduction of the ulnar and sural nerves (amplitude of action potential, conduction velocity) in all patients and controls. To assess the sympathetic sudomotor system we studied the sympathetic skin response (SSR) elicited in the hand and foot by electrical and magnetic stimulation. The electrical stimulation applied in all patients and controls but the magnetic stimulation applied in 61 patients and 72 contols (exepted pati-ents and controls wich had something metallic in their body such as surgical clips, pace-maker, metallic valve). To assess the function of parasympathetic heart contol all the patients and the controls were subjected to a battery of three cardiovascular tests: a) heart rate variability during six deep breaths/min [algorithm:(max-min)R-R Interval x 100/mean R-R Interval] b) Valsava maneuver (ratio of the shortest RR interval during phase II to the longest RR interval in phase IV) c) heart rate response to standing up(ratio 30th beat/15th beat). Compared to controls, patients showed a significant abnormality of motor (prolongation of distal latency) and sensory (slowing of ulnar conduction velo-city, reduction of amplitude of sural action potential) conduction. Reason and duration of epilepsy, type and frequency of seizyre and polytherapy didn’t ap-pear to have a negative effect on motor or sensory conduction. Particular antiepileptic drugs, oxcarbazepine, phenytoin, topiramate, lebetiracetam, ap-peared to have a negative effect on sensory conduction. Clinical sings of neu-ropathy were disclosed in 13,7% of patients, while at least one abnormal sen-sory parameter was evident in 11%. In the patient group as opposed to the control group, there was a latency prolongation of sympathetic skin response recorded in hand and foot to elec-trical and magnetic stimulation. At least one SSR abnormality was shown in 28 (38,3%) patients and 9 (12,3%) of these had absent SSR from the hand or/and the food with electrical or/and magnetic stimulation. Reason & duration of epi-lepsy, type, frequency & age at onset of seizure, time from last seizure and po-lytherapy didn’t appear to have a negative effect on sympathetic sudomotor function. Particular antiepileptic drugs, topiramate and phenytoin, appeared to have a negative effect on sympathetic sudomotor function. Finally, the patient group showed significantly difference in all parasympa-thetic parameters studied compared to controls. Overall, 42,2% of patients had abnormal measurement in at least one of these parameters and [algorithm:(max-min)R-R Interval x 100/mean R-R Interval] was the most fre-quently abnormal one (31,5% of patients). Reason & duration of epilepsy, fre-quency, type & age at onset of seizure, time from last seizure and polytherapy didn’t appear to have a negative effect. Particular antiepileptic drugs, oxcarba-zepine and phenytoin appeared to have a negative effect on fuction of para-sympathetic heart control. Overall, 50 of the 73 patients had abnormal measurement in at least one of all parameters wich we studied. Our results suggested that simple neurophysiological tests, suitable for screening purposes, were able to demomstrate abnormalities of the fast so-matic fibers in peripheral nerves, of the sympathetic sudomotor system and of the parasympathetic heart control.

Η Ακετονική Τριαμσινολόνη είναι ένα συνθετικό γλυκοκορτικοειδές το οποίο έχει ευρέως χρησιμοποιηθεί στη θεραπεία ενός αριθμού φλεγμονωδών και αγγειακών / εξιδρωματικών παθήσεων του οφθαλμού, χορηγούμενη υπό μορφή ένεσης παραβόλβια, υποτενόνια ή ενδοϋαλοειδικά. Δυστυχώς έχει περιορισμένο χρόνο ημιζωής με συνέπεια να είναι συχνά αναγκαίες επανειλημμένες ενέσεις για να επιτευχθεί παρατεταμένη δράση. Αυτό αυξάνει τη συχνότητα των επιπλοκών, οι οποίες σχετίζονται τόσο με το ίδιο το φάρμακο όσο και με την οδό χορήγησης. Σκοπός της μελέτης: Η παρασκευή σκληρικών συστημάτων ελεγχόμενης αποδέσμευσης Ακετονικής Τριαμσινολόνης βασιζόμενα στο βιοδιασπόμενο πολυμερές Πόλυ[γαλακτικό] (PLA) και η αξιολόγηση των in vitro/ex vivo χαρακτηριστικών τους σε σχέση με τη δυνητική χρήση τους για παρατεταμένη διασκληρική χορήγηση ΤΑ. Υλικό και Μέθοδος: Μικροσφαίρες PLA που περιείχαν ΤΑ παρασκευάστηκαν με τη μέθοδο του απλού και του διπλού γαλακτώματος. Εξετάστηκαν η μορφολογία τους, το μέγεθός τους, η επίδραση της αρχικής ποσότητας ΤΑ και της μεθόδου παρασκευής στη φόρτιση των μικροσφαιρών καθώς και η in vitro αποδέσμευση ΤΑ από αυτές. Παρασκευάστηκαν δισκία αποτελούμενα από μικροσφαίρες καθαρού PLA και ΤΑ (με αναλογία βάρους 1:1, 2:1 και 4:1 αντίστοιχα) και εξετάστηκε η in vitro καμπύλη αποδέσμευσης ΤΑ από αυτά. Αξιολογήθηκε η καμπύλη διασκληρικής διάχυσης in vitro τοποθετώντας ένα δισκίο αναλογίας PLA:TA=1:1 σε ένα δοχείο δότη και μετρώντας τη συγκέντρωση ΤΑ σε δοχείο δέκτη. To δοχείο δότης και το δοχείο δέκτης διαχωρίζονταν διαμέσου ενός τμήματος σκληρού χιτώνα κουνελιού. Σε δύο πτωματικούς οφθαλμούς κουνελιών τοποθετήθηκε επισκληρικά ένα δισκίο 1:1 PLA-ΤΑ και καλύφθηκε με ένα σκληρικό μόσχευμα. Η συγκέντρωση της ΤΑ στο υδατοειδές υγρό και στο υαλοειδές μετρήθηκε 5, 10 και 20 ημέρες μετά από την ένθεση. Aποτελέσματα: Η μέση διάμετρος των μικροσφαιρών ήταν 2 μm. H μέθοδος του διπλού γαλακτώματος καθώς και η αύξηση της αρχικής ποσότητας του φαρμάκου οδήγησε στην αύξηση της τιμής φόρτισης και ενκαψακίωσης των μικροσφαιρών. Παρατηρήθηκε παρατεταμένη για αρκετές μέρες αποδέσμευση ΤΑ από τις μικροσφαίρες, με το ρυθμό αποδέσμευσης να εξαρτάται από την περιεκτικότητά τους σε ΤΑ. H ΤΑ αποδεσμευόμενη από δισκία PLA-TA παρουσίασε παρατεταμένη αποδέσμευση, με το ρυθμό της να εξαρτάται από το λόγο PLA:TA. H TA μπόρεσε να διαπεράσει το σκληρό χιτώνα με περίπου 21% του φαρμάκου στο δοχείο δότη να έχει διαχυθεί διαμέσου του σκληρού χιτώνα μετά από 45 ημέρες. Μετά από σκληρική χορήγηση η ΤΑ εμφάνισε συγκεντρώσεις στο υδατοειδές υγρό και στο υαλοειδές σε πτωματικούς οφθαλμούς. Συμπεράσματα: Οι μικροσφαίρες και τα δισκία PLA-TA που αναπτύχθηκαν σε αυτήν τη μελέτη παρουσιάζουν παρατεταμένη και ελεγχόμενη αποδέσμευση ΤΑ, έχουν τα πλεονεκτήματα της καθιερωμένης βιοαποικοδομησιμότητας και βιοσυμβατότητας του πολυμερούς PLA, παρέχουν ευελιξία ως προς το ρυθμό αποδέσμευσης και τη συνολική δόση ΤA και παρουσιάζουν ευκολία στους χειρουργικούς χειρισμούς. Αυτά τα συστήματα φαίνεται να είναι υποσχόμενα για την ελεγχόμενη διασκληρική χορήγηση ΤΑ και δικαιολογείται η περαιτέρω μελέτη τους. / Triamcinolone Acetonide (TA) is a synthetic glucocorticoid, which has been widely used to treat a number of inflammatory and vascular and/or exudative diseases of the eye, administered via a peribulbar, sub-tenon or intravitreal injection. Unfortunately, it has a limited half-life and thus repeated injections are often required to establish a prolonged effect. This increases the rate of complications, which are related to the drug itself as well as to the administration route. Study Purpose: To develop scleral controlled-release-systems of Τriamcinolone Αcetonide based on biodegradable Poly[lactide] (PLA) and evaluate their in vitro/ex vivo properties with regard to their possible application for the prolonged transscleral delivery of TA. Materials and Methods: PLA microspheres containing TA were prepared by a single or double emulsification-solvent evaporation method. Morphology, size, effect of drug input and method of microsphere preparation on drug loading, and in vitro TA release of the microspheres were investigated. Tablets consisting of blank PLA-microspheres and TA (weight ratios of 1:1, 2:1, and 4:1, respectively) were developed and their release profile οf TA in vitro was evaluated. The in vitro transscleral diffusion profile was evaluated by placing a PLA-TA (1:1) tablet in a donor chamber and measuring the TA concentration in a receptor chamber. Donor and receptor chambers were separated by rabbit sclera. Two cadaver rabbit eyes received a 1:1 PLA-TA tablet episclerally, which was covered by a scleral patch. TA aqueous humor and vitreous concentrations were measured 5, 10, and 20 days post implantation. Results: Microsphere average diameter was 2 μm. The double emulsification method and increasing drug input led to an increase in microsphere drug loading and encapsulation. Sustained release of TA over several days from the microspheres in vitro was observed, with the rate of release being affected by their TA content. TA exhibited sustained release profile from the PLA-TA tablets, with the rate of release being affected by the PLA:TA ratio. TA could cross the sclera tissue in vitro, with approximately 21% of the initial drug in the donor compartment having diffused through the sclera in 45 days. Following scleral administration of the PLA-TA tablets, TA accumulated in the vitreous and aqueous humor of cadaver eyes. Conclusions: The PLA-TA microspheres and tablets developed in this study provide a sustained and controlled release of TA, provide the advantages of established biodegradability and biocompatibility of the PLA polymer, demonstrate flexibility concerning their TA release rate and total TA dosage and are easy to surgically manipulate. These systems appear promising for the controlled transscleral delivery of TA and justify further investigation.

Σε αυτή την εργασία στόχος είναι να συντεθεί μία βάση φωτοσταθερών που θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την γεωμετρική διόρθωση δορυφορικών εικόνων που έχουν ληφθεί από σαρωτές με παρόμοια χαρακτηριστικά σε διαφορετικές χρονικές στιγμές. Πιο συγκεκριμένα η βάση δεδομένων δημιουργήθηκε με φωτοσταθερά που προσδιορίσθηκαν από δορυφορική εικόνα Landsat–ETM (pixel=15m, παγχρωματικό) ενώ οι συντεταγμένες των φωτοσταθερών μετρήθηκαν στο έδαφος με GPS (φορητό, Garmin 12 ). Η περιοχή μελέτης είναι στο λεκανοπέδιο Αττικής. Τα φωτοσταθερά που χρησιμοποιήθηκαν κατά κανόνα αντιστοιχούσαν σε διασταυρώσεις κεντρικών οδών που αναγνωρίσθηκαν όχι μόνο στην εικόνα αλλά και σε τοπογραφικό χάρτη κλίμακας 1:10.000 προκειμένου να διευκολυνθεί η πρόσβαση στο ύπαιθρο. Η γεωμετρική διόρθωση υλοποιήθηκε με πολυώνυμο δευτέρου βαθμού (μη παραμετρικό μοντέλο στο λογισμικό επεξεργασίας εικόνας) ErMapper και το μέσο τετραγωνικό σφάλμα ήταν 7,01 μέτρα. Στην συνέχεια η πλειονότητα των φωτοσταθερών αναγνωρίσθηκαν και σε δορυφορική εικόνα (VNIR) με χωρική διακριτική ικανότητα 15μ, επιβεβαιώνοντας την δυνατότητα χρήσης της βάσης για την διόρθωση διαχρονικών (multi-temporal) δεδομένων. Προσδιορίσθηκαν οι κανόνες επιλογής φωτοσταθερών για την δημιουργία βάσεως δεδομένων και προσδιορίσθηκαν οικονομοτεχνικά στοιχεία που καθορίζουν το κόστος των εργασιών. / A database of Ground Control Points was established for the geometric correction of multi-temporal satellite imagery. More specifically the high resolution (15 meters ) panchromatic band of a Landsat image was used for the recognition of Ground Control Points, their coordinates were measured on the ground by a hand-held Garmin GPS. The GCPs selected corresponded to main streets intersections that were easily recognized in the 15th meter resolution image. A non parametric method (second order polynomial) was used for the geometric corrections of the images. The resulted RMS was equal to 7,01 meter. Then the majority GCPs were also recognized in an Aster (VNIR) image with resolution 15m.This fact indicated that a GCP database can be used for the corrections of multitemporal imagery (like Aster with revisit time 16 days) that covers Attiki Regions. The rules for the selection of GCPs in order to construct a database were determined as well as the cost of processing for GCP.

Η λειτουργία του εγκεφάλου βασίζεται στο σύνολο της ηλεκτροχημικής δραστηριότητας των νευρώνων, που αποτελούν το δομικό λίθο του νευρικού συστήματος. Η καταγραφή των βιολογικών σημάτων, ή βιοσημάτων, τα οποία προκύπτουν από την ηλεκτρική δραστηριότητα των νευρώνων του εγκεφάλου, αποτελούν το αντικείμενο της Ηλεκτροεγκεφαλογραφίας, η οποία είναι μια μη επεμβατική μέθοδος καταγραφής του παραγόμενου, από τον εγκέφαλο, ηλεκτρικού πεδίου. Η πρώτη επιτυχημένη καταγραφή βιοδυναμικών του ανθρώπινου εγκεφάλου αποδίδεται στο Γερμανό φυσιολόγο Hans Berger, ο οποίος στα τέλη της δεκαετίας του 1930, πραγματοποίησε για πρώτη φορά τη μέτρηση διαφορών δυναμικού από την επιφάνεια του κεφαλιού. Σήμερα, το Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (ΗΕΓ) αποτελεί μια ευρέως διαδεδομένη τεχνική κλινικής εξέτασης που χρησιμοποιείται με κύριο σκοπό τη διάγνωση. Στην παρούσα εργασία περιγράφεται η λειτουργία του νευρικού συστήματος, ενώ παρατίθενται στοιχεία ανατομίας του εγκεφάλου. Ακόμα, αναλύεται η φύση και τα χαρακτηριστικά των βιοσημάτων, που λαμβάνονται από την εξωτερική δερματική επιφάνεια του κεφαλιού, ενώ παρουσιάζονται οι βασικές αρχές της Ηλεκτροεγκεφαλογραφίας, ο τρόπος καταγραφής και τα κυριότερα χαρακτηριστικά του σήματος του ΗΕΓ. Εν συνεχεία, περιγράφεται η καταγραφή Ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος, που έγινε με τη χρήση του συστήματος MP150 της Biopac. Ο MP150, σε συνδυασμό με το γραφικό περιβάλλον του Acqknowledge 3.8.2 αποτελεί ένα πλήρες σύγχρονο σύστημα καταγραφής πολλών ειδών βιοδυναμικών από διαφορετικές περιοχές του ανθρώπινου σώματος. Αξιοποιώντας τις δυνατότητες του συστήματος αυτού, καταφέραμε να καταγράψουμε και να παρατηρήσουμε τη ρυθμική δραστηριότητα του εγκεφάλου. Επίσης, γίνεται αναφορά στα σημαντικότερα πακέτα εργαλείων του Matlab, που έχουν σαν αντικείμενο την ανάλυση του Ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος, ενώ επιχειρείται η περαιτέρω επεξεργασία του σήματος που καταγράφηκε, με τη χρήση ενός από αυτά (eeglab). Επιπλέον, στην εργασία αυτή παρουσιάζονται τα κυριότερα χαρακτηριστικά κάποιων από τις σημαντικότερες μεθόδους ανάλυσης του σήματος που προκύπτει από το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, ενώ παράλληλα γίνεται μια προσπάθεια σύγκρισης των δυνατοτήτων τους, με σκοπό την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων που μπορούν να αξιοποιηθούν σε επόμενες μελέτες. / The entire function of the human brain is based on the electrochemical activity of the neurons, which form the whole nervous system. The recording of the biological signals resulting from the electrical activity of the brain forms the content of Electroencephalography, which is a non invasive method of recording the electric field produced in the human brain. The first successful recording of human brain’s biodynamics was made by German physiologist Hans Berger, who was the first to measure the electrical potential difference on the human head. Nowadays, Electroencephalography (EEG) is a very common clinical examination technique, which is used for the purpose of diagnosis. One of the objects of the present thesis is the description of the nervous system function, while there are some basic elements of the human brain’s anatomy. There is a brief analysis of the nature and features of the biological signals produced by the brain, as well as a presentation of the basic principles of the Electroencephalography. In addition, there is a description of the recording of the EEG signal, which was made with the use of Biopac MP150 system. MP150 and its graphic interface Acqknowledge 3.8.2 form a complete modern data acquisition system, which offers the possibility to record biodynamics from different parts of the human body. Making use of the Biopac system, we were able to record and analyze the brain rhythmic activity. Moreover, the most common Matlab toolboxes that are used for EEG signal processing are presented, while a further analysis of our EEG signal was attempted through eeglab. Furthermore, in the present thesis, the basic features of some of the most important methods of EEG signal analysis are presented. This quite extended presentation is made in order to be used as information for future study and research on EEG signal analysis. Key words: nervous system, biological signals, Electroencephalography, MP150, Acqknowledge, Matlab toolboxes, eeglab, signal analysis

Η θεραπεία του καρκίνου αποτελεί στις μέρες μας μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της επιστημονικής κοινότητας παγκοσμίως. Τα συμβατικά φάρμακα που κυκλοφορούν εδώ και χρόνια προσβάλλουν τόσο τα καρκινικά όσο και τα υγιή κύτταρα. Το αποτέλεσμα είναι η πρόκληση σοβαρών παρενεργειών, οι οποίες δεν επιτρέπουν τη χορήγηση θεραπευτικών δόσεων. Η ανάπτυξη της νανοτεχνολογίας έχει βοηθήσει κατά πολύ το επιστημονικό πεδίο όσον αφορά τη διάγνωση και τη θεραπεία του καρκίνου. Τα νανοσωματίδια παρέχουν ένα νέο τρόπο χορήγησης των αντικαρκινικών φαρμάκων, λειτουργώντας ως φορείς που εξαγγειώνονται στην περιοχή του όγκου, επιτρέποντας με αυτόν τον τρόπο άμεση πρόσβαση στα καρκινικά κύτταρα. Τα συγκεκριμένα σωματίδια μπορούν να τροποποιηθούν κατάλληλα, ώστε να αποκτήσουν τη δυνατότητα να δεσμευθούν στις μεμβράνες των καρκινικών κυττάρων, στο μικροπεριβάλλον τους ή σε κυτταροπλασματικούς ή πυρηνικούς υποδοχείς. Κατά συνέπεια, μεταφέρονται στοχευμένα υψηλές συγκεντρώσεις του φαρμάκου στα καρκινικά κύτταρα και μειώνεται η τοξικότητα στους φυσιολογικούς ιστούς. Η ανάπτυξη τροποποιημένων νανοφορέων για τη χορήγηση των αντικαρκινικών φαρμάκων μπορεί να περιορίσει τα προβλήματα που συνδέονται με τα συμβατικά συστήματα χορήγησης, όπως έλλειψη εκλεκτικότητας και τοξικότητα. Οι νανοφορείς που έχουν μελετηθεί μέχρι σήμερα, εμφανίζουν σημαντικά προβλήματα, όπως δομική αστάθεια, δομική ετερογένεια και ελλειπή έλεγχο μεγέθους και σχήματος. Υπάρχει, συνεπώς, μια αυξανόμενη ανάγκη για ανάπτυξη προηγμένων συστημάτων μεταφοράς αντικαρκινικών φαρμάκων, στα οποία το σχήμα, το μέγεθος και η ικανότητα φόρτωσης να μπορούν να ρυθμιστούν κατάλληλα, προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η αποτελεσματικότητα και να ελαχιστοποιηθεί η τοξικότητα των φαρμάκων. Τα φουλλερένια (C60) ανήκουν στην κατηγορία των νανοφορέων που μελετούνται εκτενώς για τη χορήγηση αντικαρκινικών παραγόντων. Η δυνατότητα των φουλλερενίων για την εκπλήρωση των παραπάνω προδιαγραφών έγκειται στη μεγάλη δυνατότητα τροποποίησης της βασικής τους δομής και την παρασκευή πληθώρας παραγώγων με επιθυμητές ιδιότητες. Το μεγαλύτερο μειονέκτημα αυτών των μορίων είναι η ελάχιστη διαλυτότητά τους στο νερό. Το πρόβλημα αυτό μπορεί να αντιμετωπιστεί με την πρόσδεση σε αυτά υδρόφιλων πολυμερών, όπως είναι η πολυαιθυλενογλυκόλη (PEG). Στην παρούσα εργασία, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της σύνθεσης ενός συζεύγματος πεγκυλιωμένου μορίου φουλλερενίου (C60) με το αντικαρκινικό φάρμακο δοξορουμπικίνη, καθώς και η in vitro αξιολόγηση του τελικού προϊόντος. Στόχος είναι η αύξηση της αποτελεσματικότητας και η μείωση της τοξικότητας του φαρμάκου, μέσω στοχευμένης μεταφοράς στον καρκινικό όγκο. Ένα πεγκυλιωμένο σύζευγμα φουλλερενίου (C60) με δοξορουμπικίνη (FULL-PEG-DOX) συντέθηκε επιτυχώς σε έξι στάδια με συνολική απόδοση 25,7% και χαρακτηρίστηκε με 1H-NMR, IR και UV. Η δραστικότητα του τελικού προϊόντος, καθώς επίσης και δύο ενδιάμεσων προϊόντων (FULL-PEG και FULL-DOX) αλλά και του υδροχλωρικού άλατος της δοξορουμπικίνης ενάντια στον καρκίνο ελέγχθηκε in vitro σε καρκινικές σειρές κυττάρων MCF-7. Το τελικό προϊόν εμφάνισε ικανοποιητική αντικαρκινική δράση, κυρίως μέσω αναστολής του πολλαπλασιασμού των καρκινικών κυττάρων. Τα αποτελέσματα της μελέτης μπορούν να θεωρηθούν ιδιαίτερα ενθαρρυντικά και δικαιολογούν τη συνέχιση της ερευνητικής προσπάθειας για στοχευμένη χορήγηση δοξορουμπικίνης σε καρκινικά κύτταρα μέσω της πρόσδεσής της σε τροποποιημένα μόρια φουλλερενίου. / Cancer’s treatment is nowadays one of the most important challenges that the scientific community worldwide has to face. Conventional anticancer drugs, which are in the market many years, affect both cancer and normal cells. Hence, they cause serious side effects, which make the administration of therapeutic drug doses impossible. The development of nanotechnology has changed the scientific landscape in terms of cancer diagnosis and treatment. Nanoparticulate drug carriers provide a new mode of cancer drug delivery. They can extravasate at tumor site, allowing direct drug access to cancer cells. These particles allow exquisite modification for binding to cancer cell membranes, the microenvironment or to cytoplasmic or nuclear receptor sites. This results to the delivery of high drug concentrations to the targeted cancer cells with reduced toxicity to normal (healthy) tissue. The application of engineered nanocarriers for the delivery of anticancer drugs may alleviate the problems associated with conventional anticancer drug delivery systems, such as lack of selectivity and toxicity. Drug nanocarriers explored to date suffer from inherent limitations, including instability, structural heterogeneity and poor control over size and shape. There is an increasing need for advanced delivery agents for the anticancer drugs where shape, size, functionalization and loading capacity can be precisely tuned in order to maximize efficacy and minimize drug toxicity. Among the nanocarriers which are currently studied as drug delivery systems for anticancer agents are fullerenes (C60). The potential of fullerenes to address the above specifications lies in the immense scope for chemical derivatization to the basic structure. Except for their high toxicity to normal cells, the main drawback of these carbon molecules is their poor solubility to water. This problem can be overcome by attaching on fullerene particles hydrophilic polymers, such as polyethylene glycol (PEG). In the present work, the results of synthesis and in vitro biological evaluation of a pegylated fullerene conjugate with the potent anticancer drug Doxorubicin are represented. The main goal is to increase efficacy and reduce toxicity of doxorubicin, through targeted delivery to tumors, by conjugating the drug to pegylated fullerenes. A pegylated fullerene-doxorubicin conjugate has been successfully synthesized in 6 steps with a 25.7 % overall yield and was characterized by 1H-NMR, IR and UV. The final product, two intermediate products and doxorubicin hydrochloride were evaluated in vitro against MCF-7 cancer cells lines. The final product exhibited satisfactory anticancer activity mainly by inhibiting proliferation. The results of this study justify further investigation of the potential of pegylated fullerenes as targeted nanocarriers of doxorubicin.

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάπτυξη εφαρμογής για λειτουργικό σύστημα Android, για την ανίχνευση της υπνικής άπνοιας. Αρχικά μελετάται η υπνική άπνοια σαν υπνική διαταραχή, οι διάφορες κατηγορίες της, συμπτώματά της και οι τρόποι θεραπείας της. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στις φορητές ηλεκτρονικές συσκευές για τη διάγνωση αυτής της ασθένειας καθώς και τα βασικά κριτήρια που πρέπει να πληρούν οι συσκευές αυτές, όπως αυτά διαμορφώθηκαν από διεθνείς οργανισμούς που ασχολούνται με την μελέτη των ασθενειών του ύπνου. Έπειτα παρουσιάζεται το λειτουργικό σύστημα Android, αναλύεται η αρχιτεκτονική του καθώς και η αρχιτεκτονική των εφαρμογών που Η υπνική άπνοιααναπτύσσονται για αυτό το λογισμικό. Παρουσιάζεται η πλατφόρμα ανάπτυξης Eclipse καθώς και οι επιπρόσθετες δυνατότητες που αποκτά με την προσθήκη του πακέτου Android SDK. Τέλος παρουσιάζονται βασικά παραδείγματα εφαρμογών ώστε να μπορεί ο αναγνώστης να εξοικειωθεί με βασικές δομές που χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξη της παρούσας εφαρμογής. Παρουσιάζεται επίσης η λογική της εφαρμογής που αναπτύχθηκε. Βασικές αρχές για την ψηφιακή επεξεργασία σήματος όπως αυτές χρησιμοποιήθηκαν για την επεξεργασία του σήματος της αναπνοής που αναλύεται αυτόματα από την εφαρμογή και τέλος ο μηχανισμός εξαγωγής του τελικού συμπεράσματος, δηλαδή ο τρόπος με τον οποίο η εφαρμογή πραγματοποιεί την τελική της διάγνωση. / The subject of this diploma thesis is the development of an Android application, which is capable to diagnose sleeping apnea. Firstly, there is an extended presentation of sleeping apnea as a sleep disorder. The categories in which sleeping apnea can be divided. Its symptoms and the ways of healing this disorder. Moreover, portable devices for the diagnosis of this disorder are been represented and referred the goals that these devices have to achieve, as they formed by international organizations, which are occupied with the analysis of sleeping disorders. Then the operating system Android is been analyzed, in the domain of its architecture and the structure of an Android application. Furthermore, eclipse IDE is been represented and the further capabilities that it is gain with the installation of the Android SDK. In the last section of this diploma thesis there are some basic example application, which help the primer to acquaint with the structure that are used in the main program of developed application.