Το θέμα της παρούσας διατριβής αφορά στην μοντελοποίηση ενός εξελιγμένου ιατρι- κού συστήματος κατάλληλου για τη διαχείριση ζωτικών σημάτων με κύριο άξονα εφαρμογής τις διάφορες κατηγορίες ηλεκτροεγκεφαλογραφημάτων (EEG). Με τον όρο εξελιγμένο ιατρικό σύστημα αναφερόμαστε στη συγκεκριμένη διατριβή σε ένα ανεξάρτητο ανοικτό πληροφοριακό σύστημα που καλύπτει έναν πολύ συγκεκριμένο ιατρικό τομέα. Ως ζωτικά σήματα ή βιοσήματα για τη διατριβή νοούνται ψηφιακές καταγρα- φές ιατρικών οργάνων που μπορούν να αποθηκευτούν σε ψηφιακά αρχεία προτυποποιημένου μορφότυπου (format). Η διαχείριση περιλαμβάνει ανοικτές αρχιτεκτονικές λογισμικού με τις οποίες αρχειο- θετούνται και γίνονται αντικείμενο διαδραστικής επεξεργασίας ετερογενείς καταγραφές ια- τρικής πληροφορίας. Ο συγκεκριμένος ιατρικός τομέας ανάπτυξης του θέματος της διατριβής οριοθετείται στον ευρύτερο τομέα της επιληψίας και εστιάζεται στη χειρουργική της επιληψίας. Η βασική πρωτοτυπία της διατριβής έγκειται στη μοντελοποίηση και υλοποίηση ενός εξελιγμένου ιατρικού συστήματος για τη διαχείριση ηλεκτροεγκεφαλογραφημάτων (EEG), άλλων ζωτικών σημάτων καθώς και όλο το σύνολο των απεικονιστικών ιατρικών εξετάσεων που απαιτούνται και την υποστήριξη λήψης απόφασης στη χειρουργική της επιληψίας. Η αρχιτεκτονική πάνω στην οποία αναπτύχθηκε η πλατφόρμα αυτή αναφέρεται ως DESSA και αποτελεί έναν ολοκληρωμένο ηλεκτρονικό χώρο εργασίας κατάλληλο για όλες τις ειδικότητες ιατρών που ασχολούνται με το συγκεκριμένο θέμα. Η DESSA είναι προϊόν στενής συνεργασίας μεταξύ ιατρών, μηχανικών και αναλυτών αγοράς. / -

Λαμβάνοντας υπ’ όψη τις διάφορες τεχνικές Blind Source Separation (BSS) που αναφέρονται στη βιβλιογραφία και που εφαρμόζονται σε πολλά πεδία ενδιαφέροντος, αποφασίσαμε να τις εφαρμόσουμε σε ανθρώπινο μαγνητοεγκεφαλογράφημα. Οι τεχνικές αυτές προσπαθούν να εξάγουν πηγές από σήμα το οποίο είναι γραμμικός συνδυασμός των πηγών. Απαραίτητη προϋπόθεση τα σήματα από τις πηγές να είναι στατιστικώς ανεξάρτητα. Πιο συγκεκριμένα, θεωρώντας τις πηγές στον εγκέφαλο ανεξάρτητες, η τεχνική που επιλέχθηκε είναι η Independent Component Analysis (ICA) και κάποιες παραλλαγές της που χρησιμοποιούν κυματίδια ώστε να εισάγουμε τη δυνατότητα περιορισμού στο χρόνο ή στο χώρο. Επιλέγοντας χωρικά ή χρονικά την περιοχή ενδιαφέροντος εστιάζουμε σε κάποια περιοχή του εγκεφάλου ή σε κάποια συγκεκριμένη χρονική στιγμή π.χ. μετά από κάποιο ερέθισμα. Θα χρησιμοποιήσουμε αυτές τις τεχνικές για να αναλύσουμε ανθρώπινο μαγνητοεγκεφαλογράφημα (MEG). Τα δεδομένα των καταγραφών είναι από το ινστιτούτο Riken στην Ιαπωνία. / Bearing in mind the Blind Source Separation Techniques mentioned in the literature and applied to many fields of interest, we decided to apply them on human MEG. These techniques extract sources from the initial signal, which is considered as linear combination of theses sources. It is required that the recorded signals are statistically independent. More specifically, considering the sources in the brain as independent, the method used is called Independent Component Analysis (ICA) and some versions which use wavelets in order to introduce spatial and temporal constraints. By selecting the region of interest either in space or in time, we focus on a region in the brain or on a specified latency e.g. after a stimulus. We use these methods to analyse MEG. The data are recorded in RIKEN institute in Japan.

Στην παρούσα διπλωματική εργασία, συλλέγονται ηλεκτροκαρδιογραφήματα από τα ακόλουθα εμπορικά συστήματα, που απαρτίζουν τον εξοπλισμό της εργασίας: ο 12‐κάναλος καρδιογράφος BT‐12, η ζώνη corbelt, το holter 3 και 12 απαγωγών, και ο 12‐κάναλος καρδιογράφος ELI‐10. Οι καρδιακές αρρυθμίες, ο έλεγχος ενήλικων ασθενών με βηματοδότες, η αξιολόγηση ECG που τεκμηριώνει τις θεραπευτικές επεμβάσεις σε μεμονωμένες ασθενείς ή σε ομάδες ασθενών, η μεταβλητότητα του καρδιακού ρυθμού σε συγκεκριμένο χρόνο, οι κλινικές και οι επιδημιολογικές μελέτες και έρευνες και η παρακολούθηση της καρδιακής λειτουργίας ακόμη και των νηπίων είνα ορισμένες από τις ενδείξεις που έχουν πιστοποιήσει ότι τα παραπάνω όργανα είναι κατάλληλα για χρήση! Τα καρδιογραφήματα που δίνουν αυτά τα συστήματα μπορεί να βρίσκονται με μια από τις παρακάτω μορφές: αρχείου κειμένου .txt, αρχείο .scp, αρχείο .xml, αρχείο .pdf/edf ή αρχείο dicom. Η ανάλυση όλων των μορφών των αρχείων καρδιογραφήματος και η πλήρη κατανόηση της δομής τους είναι αναγκαία για την σωστή διαχώιση των αρχείων καρδιογραφήματος ανάλογα με το χρησιμοποιούμενο πρότυπο! Ανάλογα με τον τύπο του καρδιογραφήματος, χρειάζεται και διαφορετικό προγράμμα ώστε να μπορεί να διαβάσει το αντίστοιχο καρδιογράφημα και να το απεικονίζει σε μορφή ‘φιλική’ για το γιατρό. Ο αρμόδιος γιατρός δεν ενδιαφέρεται για το ποιά μορφή έχει το αρχείο καρδιογραφήματος (εάν είναι .txt, .scp, .xml, .pdf/edf ή αρχείο dicom), απλά επιθυμεί να βλέπει μια απεικόνιση ώστε να κάνει επεξεργασία αυτής και να προβλέπει τις αρρυθμίες. Τα συστήματα που περιγράφηκαν στην εργασία αυτή, παρέχουν διαφορετικούς τύπους δεδομένων και χρησιμοποίησαν διαφορετικούς viewers για να μπορέσουν να γίνουν ορατά σε κατανοητήμορφή τα αντίστοιχα δεδομένα. Στο τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζονται δεδομένα προσομοίωσης φυσιολογικών εθελοντών, ασθενών στο νοσοκομείο και ασθενούς κατ’οίκον νοσηλεία. / In the present diplomatic work, are collected electrocardiograms from the following commercial systems, that compose the equipment of work: 12 ‐ chanel ECG, BT ‐ 12, the area corbelt, holter 3 and 12 kidnappings, and 12 ‐ chanel ECG, ELI ‐ 10. The cardiac arrhythmias, the control of adult patients with pacemakers, evaluation ECG that argues the therapeutic interventions in individual patients or in teams of patients, the variability of cardiac rythm in concrete time, the clinics and the epidemiologic studies and certain researches and the follow-up of cardiac operation of even infants from the clues that have certified that the upper bodies are suitable for use! The cardiograms that give these systems can they are found with one of the following forms: file of text .txt, file .scp, file .xml, file .pdf/edf or file dicom. The analysis of all forms of files of cardiogram and complete comprehension of their structure is necessary for the correct distribution of files of cardiogram depending on the used model! Depending on the type of cardiogram, it needs also different program so that it can read the corresponding cardiogram and portray him in form 'friendly' for the doctor. The responsible doctor does not interest itself for who form she has the file of cardiogram (if it is .txt, .scp, .xml, .pdf/edf or file dicom), simply she wishes she sees a depiction so that she makes treatment of this and she forecasts the arrhythmias. The systems that were described in this work, provide different presses of data and used different viewers in order to they can become visible in undertsandable format for the corresponding data. In the last capital are presented data of simulation of physiologic volunteers, patients in the hospital and ill at home hospitalisation.

Κατά τις δύο τελευταίες δεκαετίες έχουν αναπτυχθεί ενσωματωμένα συστήματα λήψης σημάτων φυσιολογίας που είναι ελαφριά, μικρά και ικανά να καταγράφουν σύνθετα σήματα για περισσότερες από 48 ώρες. Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούνται στις μελέτες ηλεκτροκαρδιογραφίας (ECG) για να εντοπίζουν σποραδικές καρδιακές αρρυθμίες ή ανωμαλίες στην καρδιακή λειτουργία, που συχνά σχετίζονται με τις εντάσεις της καθημερινότητας. Σήμερα τα καρδιακά σήματα καταγράφονται σε κάρτες μνήμης και μπορούν εύκολα να μεταφερθούν για ανάλυση και επεξεργασία. Με την εξέλιξη της τεχνολογίας, οι κατασκευαστές ιατρικού εξοπλισμού περιόρισαν δραστικά το μέγεθος και την κατανάλωση ενέργειας των συσκευών καταγραφής ΗΚΓ, έτσι ώστε αυτές να αποκτήσουν αυτονομία. Στην εργασία αυτή θα παρουσιαστεί ένα ενσωματωμένο σύστημα καταγραφής, αποθήκευσης και επεξεργασίας ηλεκτροκαρδιογραφικών σημάτων, ώστε να επιτυγχάνεται η παρακολούθηση των ζωτικών ενδείξεων ασθενών με αρρυθμίες και καρδιακή ανεπάρκεια Η εργασία αυτή χωρίζεται ουσιαστικά σε έξι τμήματα. Το πρώτο τμήμα ασχολείται με την φυσιολογία της καρδιάς, η οποία αποτελεί την πηγή του ηλεκτροκαρδιογραφήματος, καθώς και με την δομή ενός ηλεκτροκαρ-διογράφου και τους τρόπους με τους οποίους μπορούμε να το πάρουμε από τα διάφορα σημεία του ανθρώπινου σώματος. Τα επόμενα δύο τμήματα που ακολουθούν αφορούν την χρήση και τις δυνατότητες των ενσωματωμένων συστημάτων και μικροελεγκτών με έμφαση στην παρουσίαση του μικροελεγκτή (ADuC 7026) και των περιφερειακών του που θα χρησιμοποιηθούν για την υλοποίηση. Παράλληλα αναλύεται το περιβάλλον μVision της Keil το οποίο παρέχει τη δυνατότητα εξομοίωσης του μικροελεγκτή μας έχοντας στη διαθεσή μας μηδενικό υλικό. Το τρίτο τμήμα συνοψίζει κάποιες βασικές λειτουργίες προγραμματισμού και δυνατότητες που παρουσιάζει ο ADuC 7026 της Analog Devices. Το τέταρτο τμήμα ασχολείται με μεθόδους ψηφιακής επεξεργασίας σημάτων χαμηλής συχνότητας για την απομάκρυνση του θορύβου και την αύξηση της ευκρίνειας των αποτελεσμάτων. Τα δύο τελευταία τμήματα περιέχουν αναλυτικά τις μεθόδους επεξεργασίας που χρησιμοποιήθηκαν για τον προγραμματισμό του μικροελεγκτή και παραθέτονται τα αντίστοιχα αποτελέσματα. Για την υλοποίηση χρησιμοποιήθηκαν αρχικά προσεγγιστικά σήματα για τη μοντελοποίηση των πραγματικών σημάτων που προκύπτουν από την καρδιοαναπνευστική λειτουργία . Γίνεται τέλος με τη βοήθεια του matlab πλήρης αναδημιουργία του καρδιακού παλμού και εξάγονται τα κατάλληλα συμπεράσματα. Ο προγραμματισμός του μικροελεγκτή έγινε σε γλώσσα προγραμματισμού C. / During the two last decades there have been developed embedded systems , for the receive of physiology signals. that are small light and able to record composite signals for more than 48 hours. These systems are used at research on electrocardiography(ECG) for the locating of sporadic cardiac arrhythmias,or abnormal heart function, often associated with the stresses of everyday life. Nowadays, cardiac signals recorded on memory cards and can easily be transferred for analysis and processing. Through the technological evolution, medical equipment manufacturers have reduced drastically the size and power consumption of the ECG recorders, so that they can be autonomous. At this thesis, an embedded system for recording, saving and processing ECG signals is presented. The main purpose is to achieve the monitoring of vital signs of patients with arrhythmias and heart failure. The thesis is divided into six sections. The first part deals with the physiology of the heart, which is the source of the electrocardiogram and the structure of an electrocardiograph and how we can get it from different parts of the human body. The next two sections below cover the use and potential of embedded systems and microcontrollers with an emphasis on presentation of the microcontroller (ADuC 7026) and its peripherals that will be used for implementation. At the same time explaining the μVision the Keil environment which enables us to emulate the microcontroller having at our disposal zero hardware. The third section summarizes some basic functions and programming possibilities presented by ADuC 7026 of Analog Devices. The fourth part deals with methods of digital signal processing of low frequency to remove noise and increase clarity of results. The last two sections contain detailed the processes used for programming the microcontroller and presents the corresponding results. During the implementation, initially approximated signals were used for modeling of real signals arising from cardiopulmonary function. Finally, using matlab we achieve a full reconstruction of the heart beat and drew the appropriate conclusions. The programming of the microcontroller has been done in C

- / -

Η βέλτιστη γεωμετρική προσομοίωση του εγκεφάλου επιτυγχάνεται με ένα ελλειψοειδές. Η ηλεκτροεγκεφαλογραφία (ΗΕΓ) αφορά τις μετρήσεις του ηλεκτρικού δυναμικού στην επιφάνεια του κρανίου που αναπτύσσεται από νευρωνικά ρεύματα στο εσωτερικό του εγκεφάλου. Στην παρούσα εργασία έχουν παραχθεί οι απαιτούμενες ελλειψοειδείς αρμονικές πέμπτου, έκτου και εβδόμου βαθμού. Στη συνέχεια, χρησιμοποιούμε αυτές τις νέες ελλειψοειδείς αρμονικές συναρτήσεις για να εκφράσουμε το πλήρες αναλυτικό δυναμικό της ΗΕΓ. H δομή της εργασίας είναι: Στο κεφάλαιο 1 περιγράφεται περιληπτικά η φυσιολογία ανάπτυξης δυναμικών στην περιοχή του εγκεφάλου και πως επιτυγχάνεται η μετάδοση αυτών των σημάτων μέσω των νευρώνων. Στο κεφάλαιο 2 περιγράφεται η ελλειψοειδής γεωμετρία καθώς και η μορφή του τελεστή του Laplace στο ελλειψοειδές σύστημα συντεταγμένων. Αναφερόμαστε στην επίλυση της εξίσωσης Lame, στον τρόπο κατασκευής των συναρτήσεων Lame και περιγράφουμε τις αντίστοιχες ελλειψοειδείς αρμονικές. Στο κεφάλαιο 3 καταγράφουμε τις ελλειψοειδείς αρμονικές βαθμού 3. Στα κεφάλαια 4,5,6 και 7 παράγουμε τις ελλειψοειδείς αρμονικές βαθμού 4,5,6 και 7, αντίστοιχα, όπου η εφαρμογή των οποίων στην ΗΕΓ αποτελεί και το θέμα της παρούσας εργασίας. Τέλος στο κεφάλαιο 8 χρησιμοποιούμε τις ελλειψοειδείς αρμονικές που κατασκευάσαμε για να επιτύχουμε την ακριβή συνιστώσα του ηλεκτρικού δυναμικού που ανήκει στον ελλειψοειδή αρμονικό υπόχωρο που γεννούν οι 64 πρώτες αρμονικές συναρτήσεις. / The best geometric simulation of the human brain is achieved by an ellipsoidal system. The Electroencephalography (EEG) concerns the measurements of the electric potential on the surface of the head, which is generated from neuronal current inside the head. In this thesis we have produced the necessary ellipsoidal harmonics of the fifth, sixth and seventh degree. Then, we use these new ellipsoidal harmonic functions to express the full analytical potential of EEG, up to the seventh degree. The present thesis is structured in the following way: In chapter 1 we describe, in short, the physiology which develops the potentials in and outside the brain and how they are transmitted through the neuronal current. In chapter 2 we describe the ellipsoidal geometry as well as the form of the Laplace operator in ellipsoidal coordinates. We consider the solutions of Lame equation, the way Lame constructed them and we describe the corresponding ellipsoidal harmonics. In chapter 3 we report the ellipsoidal harmonics of degree zero through three. In chapters 4, 5, 6 and 7 we develop the ellipsoidal harmonics of degree 4, 5, 6 and 7 respectively. The applications of these functions form the main part of the present master thesis. Finally, in chapter 8 we use all the known ellipsoidal harmonics to express the relative component of the electrical potential. This component belongs to the subspace generated by the first 64 ellipsoidal harmonics.

The purpose of this study is the comparison of methods of image enhancement kinetics in breast MRI tomography, according to 4 models, that analyze dynamic image series. Specifically, the following models have been implemented: (a) the Kuhl empirical approach, (b) a 3-parameter empirical model, (c) the 3 parameter mathematical model of Jansen and (d) the 5-parameter mathematical model of Fan. These models have been tested in a classification task of breast lesions (benignity/malignancy), using a k-ΝΝ (k=3 and k=7) classifier. A case sample of 29 benign and 49 malignant lesions, originating from 1.5T system, were analyzed. A graphical user interface has been implemented, intended as a visual aid to guide the identification of the location of the analyzing Region of Interest (ROI) of the lesion. In this study, the enhancement kinetic features of the two empirical models, as well as the primary and the secondary kinetic features of the two mathematical models were calculated. For proper ROI selection, 2 feature maps (a) the initial enhancement and (b) the 3 Time Point (3TP) kinetic map (Hauth et al. 2006), were utilized as pre-processing step. To evaluate the classification performance, indices such as sensitivity, specificity and accuracy were utilized. Employing the initial enhancement map, classification performance obtained for Kuhl empirical approach (Kuhl et al. 1999), the 3-parameter empirical model, the mathematical model of Jansen et al (Jansen et al. 2008) and the mathematical model of Fan (Fan et al. 2004, 2007) was: (0.87, 0.34, 67.9%), (0.81, 0.65, 70.5%), (0.85, 0.55, 70.5%) and (0.81, 0.58, 67.9%), respectively. Classification results employing the 3TP kinetic map for the Kuhl empirical approach (Kuhl 1999), 3-parameter empirical model, the mathematical model of Jansen and the mathematical model of Fan were: (0.95, 0.58, 82.0%), (0.95, 0.82, 84.6%), (0.85, 0.68, 78.2%) and (0.93, 0.79, 79.4%), respectively. In conclusion, the 3TP kinetic contributed in the proper location of the analyzing ROI and subsequently in the improved classification of malignant from benign lesions for all enhancement kinetic models studied. / Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η σύγκριση μεταξύ μεθόδων ανάλυσης της κινητικής του σκιαγραφικού στην μαγνητική τομογραφία μαστού, σύμφωνα με 4 μοντέλα ανάλυσης που αξιοποιούν τα απεικονιστικά δεδομένα δυναμικών ακολουθιών εικόνων. Συγκεκριμένα, υλοποιήθηκαν: (α) η εμπειρική προσέγγιση Kuhl et al. (Kuhl et al. 1999), η οποία χρησιμοποιεί 1 ποσοτικό δείκτη της αρχικής ενίσχυσης του σήματος και ποιοτική εκτίμηση της κινητικής του σκιαγραφικού στη φάση έκπλυσης, (β) ένα εμπειρικό μοντέλο 3 ποσοτικών δεικτών που ποσοτικοποιούν την πρόσληψη και έκπλυση, (γ) το 3-παραμετρικό εμπειρικό μαθητικό φαρμακοκινητικό μοντέλο των Jansen et al. (Jansen 2008), (δ) το 5-παραμετρικό εμπειρικό φαρμακοκινητικό μαθητικό μοντέλο των Fan et al. (Fan et al. 2004, 2007), στα πλαίσια ταξινόμησης αλλοιώσεων του μαστού (καλοήθεια/κακοήθεια) με χρήση ταξινομητή k-ΝΝ (k=3 και k=7). Μελετήθηκαν 29 καλοήθεις και 49 κακοήθεις αλλοιώσεις, και οι λήψεις των εικόνων έγιναν από 1.5 T μαγνητικό τομογράφο. Υλοποιήθηκε γραφικό περιβάλλον διεπαφής (Graphical User Interface-GUI), προτεινόμενο ως εργαλείο υποβοήθησης για την επιλογή της τοποθέτησης της περιοχής ενδιαφέροντος για την αξιολόγηση των κινητικών χαρακτηριστικών της αλλοίωσης. Στα πλαίσια της παρούσας μελέτης, υπολογίστηκαν τα κινητικά χαρακτηριστικά για τα δύο εμπειρικά μοντέλα καθώς και τα πρωτεύοντα και δευτερεύοντα χαρακτηριστικά για τα μαθηματικά μοντέλα. Για την επιλογή της περιοχής ενδιαφέροντος υλοποιήθηκαν: (α) ένας κινητικός χάρτης πρώιμης ενίσχυσης σήματος, (β) ο κινητικός χάρτης 3TP (Hauth et al. 2006), οποίος εκφράζει τη συνολική κινητική του σκιαγραφικού. Για την αξιολόγηση της απόδοσης ταξινόμησης (διαφοροποίηση καλοήθειας/κακοήθειας) χρησιμοποιήθηκαν οι δείκτες ευαισθησία, ειδικότητα και ακρίβεια. Με χρήση του χάρτη πρώιμης ενίσχυσης για την επιλογή της περιοχής ενδιαφέροντος, η απόδοση ταξινόμησης, του εμπειρικού μοντέλου Kuhl et al. (1999), του εμπειρικού μοντέλου των 3 παραμέτρων, του μαθηματικού μοντέλου Jansen και του μαθηματικού μοντέλο Fan (Fan et al. 2004, 2007) ήταν: (0.87, 0.34, 67.9%), (0.81, 0.65, 70.5%), (0.85, 0.55, 70.5%) και (0.81, 0.58, 67.9%), αντιστοίχως. Με χρήση του κινητικού χάρτη 3TP η απόδοση ταξινόμησης του εμπειρικού μοντέλου Kuhl (Kuhl et al. 1999), του εμπειρικού μοντέλου των 3 παραμέτρων, του μαθηματικού φαρμακοκινητικού μοντέλου Jansen et al. (Jansen et al. 2008) και του μαθηματικού φαρμακοκινητικού μοντέλου Fan (Fan et al. 2004, 2007) ήταν: (0.95, 0.58, 82.0%), (0.95, 0.82, 84.6%), (0.85, 0.68, 78.2%) και (0.93, 0.79, 79.4%), αντιστοίχως. Συμπερασματικά, χρήση του κινητικού χάρτη 3TP συνεισφέρει σε ορθότερη επιλογή της θέσης της περιοχής ενδιαφέροντος προς ανάλυση, βελτιώνοντας αποτελέσματα της ταξινόμησης των κακοηθών από καλοήθεις αλλοιώσεις για όλα τα μοντέλα κινητικής σκιαγραφικού που μελετήθηκαν.

Regardless of the numeric base, scientific notation breaks numbers into three parts: sign, mantissa, and exponent. In this episode, we discuss how the computer stores those three parts to memory, and why IEEE 754 puts them together the way it does.

No description available.

Emerging floating-point arithmetics provide a way to optimize the execution of computationally-intensive algorithms. This is the case with scientific computational kernels such as the Conjugate Gradient (CG) linear solver. Exploring new arithmetics is of paramount importance to maximize the accuracy and timing performance of these algorithms. In this thesis, I have studied the use of the novel posit arithmetic in hardware to improve the accuracy of the CG method. In particular, on PERCIVAL, an application-level RISC-V core with support for posits and quire. The open RISC-V architecture supplies a flexible platform for the exploration of new computer architecture studies. Previous works have tackled the use of posits in the high-performance computing and machine learning fields, amongst others. However, until recently, the lack of hardware support has been a significant barrier to their scalability. The key results from this thesis show that posits are a promising alternative when solving 1D and 2D Poisson equations using the CG linear solver. Notably, this novel arithmetic can execute as fast as IEEE 754 floating-point numbers on specialized hardware, and provide up to 2 orders of magnitude higher accuracy. This accuracy improvement spans both the error of the output values of the algorithms and the value of the final residual in the CG iterative method. Furthermore, the use of the quire accumulator register in the computation of dot-products in posit arithmetic significantly boosts the accuracy of the outputs. Since 32-bit posits perform practically as fast as 32-bit floats, and thus faster than 64-bit floats, they present an intermediate solution between single- and double-precision arithmetic. This paves the way for the deployment of high-efficiency solutions that make intensive use of floating-point operations. / Ny kommande flyttalsaritmetik ger ett sätt att optimera exekveringen av beräkningsintensiva algoritmer. Detta är fallet med vetenskapliga beräkningskärnor som den Conjugate Gradient (CG) metoden kräver. Att utforska ny aritmetik är av största vikt för att minska energikostnaderna för dessa algoritmer. I detta examensarbete har jag studerat användningen av den nya positaritmetiken i hårdvara för att förbättra noggrannheten i CG-metoden. I synnerhet på PERCIVAL, en RISC-V-kärna på applikationsnivå med stöd för posits och quire. Den öppna RISC-V-arkitekturen tillhandahåller en flexibel plattform för utforskning av nya dator arkitekturstudier. Tidigare arbeten har tagit itu med användningen av positurer inom områdena högpresterande datorer och maskininlärning, bland annat. Men fram till nyligen har bristen på hårdvarustöd varit ett betydande hinder för deras skalbarhet. Nyckelresultaten från denna avhandling visar att posits är ett lovande alternativ när man löser 1D och 2D Poisson-ekvationer med den linjära CG-lösaren. Noterbart kan denna nya aritmetik köra så snabbt som IEEE 754 flyttal på specialiserad hårdvara och ge upp till två storleksordningar högre noggrannhet. Denna noggrannhetsförbättring sträcker sig över både felet i algoritmernas utvärden och värdet på den slutliga residualen i den iterativa CG-metoden. Dessutom ökar användningen av quire-ackumulatorregistret vid beräkning av punktprodukter i positaritmetik avsevärt noggrannheten hos utsignalerna. Eftersom 32-bitars posits presterar praktiskt taget lika snabbt som 32-bitars flöten, och därmed snabbare än 64-bitars flöten, presenterar de en mellanlösning mellan enkel-och dubbelprecisionsaritmetik. Detta banar väg för utbyggnaden av högeffektiva lösningar som intensivt utnyttjar flyttalsoperationer.