Traumatic brain injury (TBI) is a leading cause of death in all age groups, causing society to be concerned. However, TBI diagnostics and patient outcomes prediction are still lacking in medical science. In this thesis, I used a subset of TBIcare data from Turku University Hospital in Finland to classify the severity, patient outcomes, and CT (computerized tomography) as positive/negative. The dataset was derived from the comprehensive metabolic profiling of serum samples from TBI patients. The study included 96 TBI patients who were diagnosed as 7 severe (sTBI=7), 10 moderate (moTBI=10), and 79 mild (mTBI=79). Among them, there were 85 good recoveries (Good_Recovery=85) and 11 bad recoveries (Bad_Recovery=11), as well as 49 CT positive (CT. Positive=49) and 47 CT negative (CT. Negative=47). There was a total of 455 metabolites (features), excluding three response variables. Feature selection techniques were applied to retain the most important features while discarding the rest. Subsequently, four classifications were used for classification: Ridge regression, Lasso regression, Neural network, and Deep learning. Ridge regression yielded the best results for binary classifications such as patient outcomes and CT positive/negative. The accuracy of CT positive/negative was 74% (AUC of 0.74), while the accuracy of patient outcomes was 91% (AUC of 0.91). For severity classification (multi-class classification), neural networks performed well, with a total accuracy of 90%. Despite the limited number of data points, the overall result was satisfactory.

Here I study the “plasma interactions with icy bodies in the solar system”, that is, my quest to understand the fundamental processes that govern such interactions. By using numerical modelling combined with in situ observations, one can infer the internal structure of icy bodies and their plasma environments. After a broad overview of the laws governing space plasmas a more detailed part follows. This contains the method on how to model the interaction between space plasmas and icy bodies. Numerical modelling of space plasmas is applied to the icy bodies Callisto (a satellite of Jupiter), the dwarf planet Ceres (located in the asteroid main belt) and the comet 67P/Churyumov-Gerasimenko. The time-varying magnetic field of Jupiter induces currents inside the electrically conducting moon Callisto. These create magnetic field perturbations thought to be related to conducting subsurface oceans. The flow of plasma in the vicinity of Callisto is greatly affected by these magnetic field perturbations. By using a hybrid plasma solver, the interaction has been modelled when including magnetic induction and agrees well with magnetometer data from flybys (C3 and C9) made by the Galileo spacecraft. The magnetic field configuration allows an inflow of ions onto Callisto’s surface in the central wake. Plasma that hits the surface knocks away matter (sputtering) and creates Callisto’s tenuous atmosphere. A long term study of solar wind protons as seen by the Rosetta spacecraft was conducted as the comet 67P/Churyumov-Gerasimenko approached the Sun. Here, extreme ultraviolet radiation from the Sun ionizes the neutral water of the comet’s coma. Newly produced water ions get picked up by the solar wind flow, and forces the solar wind protons to deflect due to conservation of momentum. This effect of mass-loading increases steadily as the comet draws closer to the Sun. The solar wind is deflected, but does not lose much energy. Hybrid modelling of the solar wind interaction with the coma agrees with the observations; the force acting to deflect the bulk of the solar wind plasma is greater than the force acting to slow it down. Ceres can have high outgassing of water vapour, according to observations by the Herschel Space Observatory in 2012 and 2013. There, two regions were identified as sources of water vapour. As Ceres rotates, so will the source regions. The plasma interaction close to Ceres depends greatly on the source location of water vapour, whereas far from Ceres it does not. On a global scale, Ceres has a comet-like interaction with the solar wind, where the solar wind is perturbed far downstream of Ceres. / Här studerar jag “plasmaväxelverkan med isiga kroppar i solsystemet”, det vill säga, min strävan är att förstå de grundläggande processerna som styr sådana interaktioner. Genom att använda numerisk modellering i kombination med observationer på plats vid himlakropparna kan man förstå sig på deras interna strukturer och rymdmiljöer. Efter en bred översikt över de fysiska lagar som styr ett rymdplasma följer en mer detaljerad del. Denna innehåller metoder för hur man kan modellera växelverkan mellan rymdplasma och isiga kroppar. Numerisk modellering av rymdplasma appliceras på de isiga himlakropparna Callisto (en måne kring Jupiter), dvärgplaneten Ceres (lokaliserad i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter) och kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Det tidsvarierande magnetiska fältet kring Jupiter inducerar strömmar inuti den elektriskt ledande månen Callisto. Dessa strömmar skapar magnetfältsstörningar som tros vara relaterade till ett elektriskt ledande hav under Callistos yta. Plasmaflödet i närheten av Callisto påverkas i hög grad av dessa magnetfältsstörningar. Genom att använda en hybrid-plasma-lösare har växelverkan modellerats, där effekten av magnetisk induktion har inkluderats. Resultaten stämmer väl överens med magnetfältsdata från förbiflygningarna av Callisto (C3 och C9) som gjordes av den obemannade rymdfarkosten Galileo i dess bana kring Jupiter. Den magnetiska konfigurationen som uppstår möjliggör ett inflöde av laddade joner på Callistos baksida. Plasma som träffar ytan slår bort materia och skapar Callistos tunna atmosfär. En långtidsstudie av solvindsprotoner sett från rymdfarkosten Rosetta utfördes då kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko närmade sig solen. Ultraviolett strålning från solen joniserar det neutrala vattnet i kometens koma (kometens atmosfär). Nyligt joniserade vattenmolekyler plockas upp av solvindsflödet och tvingar solvindsprotonernas banor att böjas av, så att rörelsemängden bevaras. Denna effekt ökar stadigt då kometen närmar sig solen. Solvinden böjs av kraftigt, men förlorar inte mycket energi. Hybridmodellering av solvindens växelverkan bekräftar att kraften som verkar på solvinden till störst del får den att böjas av, medan kraften som verkar till att sänka dess fart är mycket lägre. Ceres har enligt observationer av rymdteleskopet Herschel under 2012 och 2013 haft högt utflöde av vattenånga från dess yta. Där har två regioner identifierats som källor för vattenångan. Eftersom Ceres roterar kommer källornas regioner göra det också. Plasmaväxelverkan i närheten av Ceres beror i hög grad på vattenångskällans placeringen, medan det inte gör det långt ifrån Ceres. På global nivå har Ceres en kometliknande växelverkan med solvinden, där störningar i solvinden propagerar långt nedströms från Ceres.

<p>Тешка траума се може дефинисати на неколико различитих начина. Најчешће коришћена дефиниција укључује коришћење Injury Severity Score ( ISS скор). Ако је вредност ISS скор &gt;15, ради се о тешкој трауми. Траума је временски осетљиво стање, због тога је за збрињавање тешко повређених пацијената неопходна добра сарадња различитих нивоа здравствене заштите и здравствених стручњака различитих специјалности. У претходних неколико деценија, због сложенијег процеса лечења и великих трошкова, дошло је до потребе за што објективнијом проценом стања повређеног и исхода лечења. Циљ: Упоредити сензитивност и специфичност T-RTS скорa (Triage Revised Trauma Score), CRAMS скалe (Circulation, Respiration, Abdomen, Motor and Speech), МGAP скора (Mechanism, Glasgow coma scale, Age, and arterial Pressure) и GAP скора (Glasgow coma scale, Age, and arterial Pressure) примењених на прехоспиталном нивоу, проценити могућности прехоспитално примењених RTS, CRAMS, МGAP и GAP скорова у предикцији исхода лечења повређеног пацијента и утврдити значај појединачних фактора, одређиваних на прехоспиталном нивоу током иницијалног прегледa повређеног, за процену тежине повреде и предикцију исхода лечења повређеног. Истраживање је проспективног, опсервационог карактера. У истраживање су укључени пацијенти старији од 18 година, које су лекари Заводa за хитну медицинску помоћ Нови Сад (ЗЗХМП НС) и Службe хитне медицинске помоћи Дома здравља Бечеј (СХМП ДЗ Бечеј) збрињавали на терену након трауме, а потом их транспортовали у Ургентни центар Клиничког центра Војводине (УЦ КЦВ). На основу вредности ISS скора пацијенти су сврстани у једну од две групе: група А- пацијенти код којих је ISS скор након завршене дијагностике изнад 15- тешка траума и група Б -пацијенти код којих је након завршене дијагностике ISS скор &le;15- лака траума. У групи А је било 50, а у групи Б 257 пацијената. За граничне вредности скорова које означавају да траума није лака, највећу сензитивност у оцени тежине трауме је имао GAP скор 98,8%, а највећу специфичност MGAP скор 62%. У предвиђању исхода лечења, највећу сензитивност је имао RTS скор за предикцију 95,2%, а специфичност GAP скор и CRAMS скала 87,5%. MGAP скор, а пошто је у снажној корелацији са њим и GAP скор, мерени прехоспитално, су се издвојили као независни предиктор у оцени тежине трауме и предвиђању исхода лечења повређеног. Т- RTS скор и CRAMS скала су се издвојили као појединачни предиктори у оцени тежине трауме, али не и као независни предиктори. RTS скор за предикцију нема статистичку значајност у предвиђању исхода лечења повређеног, за разлику од CRAMS скале која има, али се није издвојила као независни предиктор исхода лечења. Осим наведених траума скорова, као независни предиктори у оцени тежине трауме издвојили су се: систолни крвни притисак, SaO2 у периферној крви мерена пулсном оксиметријом, повреда главе и врата и повреда грудног коша. За предвиђање исхода лечења повређеног само се SaO2 у периферној крви мерена пулсном оксиметријом издвојила као појединачни предиктор, али не и као независни предиктор исхода.</p> / <p>Teška trauma se može definisati na nekoliko različitih načina. Najčešće korišćena definicija uključuje korišćenje Injury Severity Score ( ISS skor). Ako je vrednost ISS skor &gt;15, radi se o teškoj traumi. Trauma je vremenski osetljivo stanje, zbog toga je za zbrinjavanje teško povređenih pacijenata neophodna dobra saradnja različitih nivoa zdravstvene zaštite i zdravstvenih stručnjaka različitih specijalnosti. U prethodnih nekoliko decenija, zbog složenijeg procesa lečenja i velikih troškova, došlo je do potrebe za što objektivnijom procenom stanja povređenog i ishoda lečenja. Cilj: Uporediti senzitivnost i specifičnost T-RTS skora (Triage Revised Trauma Score), CRAMS skale (Circulation, Respiration, Abdomen, Motor and Speech), MGAP skora (Mechanism, Glasgow coma scale, Age, and arterial Pressure) i GAP skora (Glasgow coma scale, Age, and arterial Pressure) primenjenih na prehospitalnom nivou, proceniti mogućnosti prehospitalno primenjenih RTS, CRAMS, MGAP i GAP skorova u predikciji ishoda lečenja povređenog pacijenta i utvrditi značaj pojedinačnih faktora, određivanih na prehospitalnom nivou tokom inicijalnog pregleda povređenog, za procenu težine povrede i predikciju ishoda lečenja povređenog. Istraživanje je prospektivnog, opservacionog karaktera. U istraživanje su uključeni pacijenti stariji od 18 godina, koje su lekari Zavoda za hitnu medicinsku pomoć Novi Sad (ZZHMP NS) i Službe hitne medicinske pomoći Doma zdravlja Bečej (SHMP DZ Bečej) zbrinjavali na terenu nakon traume, a potom ih transportovali u Urgentni centar Kliničkog centra Vojvodine (UC KCV). Na osnovu vrednosti ISS skora pacijenti su svrstani u jednu od dve grupe: grupa A- pacijenti kod kojih je ISS skor nakon završene dijagnostike iznad 15- teška trauma i grupa B -pacijenti kod kojih je nakon završene dijagnostike ISS skor &le;15- laka trauma. U grupi A je bilo 50, a u grupi B 257 pacijenata. Za granične vrednosti skorova koje označavaju da trauma nije laka, najveću senzitivnost u oceni težine traume je imao GAP skor 98,8%, a najveću specifičnost MGAP skor 62%. U predviđanju ishoda lečenja, najveću senzitivnost je imao RTS skor za predikciju 95,2%, a specifičnost GAP skor i CRAMS skala 87,5%. MGAP skor, a pošto je u snažnoj korelaciji sa njim i GAP skor, mereni prehospitalno, su se izdvojili kao nezavisni prediktor u oceni težine traume i predviđanju ishoda lečenja povređenog. T- RTS skor i CRAMS skala su se izdvojili kao pojedinačni prediktori u oceni težine traume, ali ne i kao nezavisni prediktori. RTS skor za predikciju nema statističku značajnost u predviđanju ishoda lečenja povređenog, za razliku od CRAMS skale koja ima, ali se nije izdvojila kao nezavisni prediktor ishoda lečenja. Osim navedenih trauma skorova, kao nezavisni prediktori u oceni težine traume izdvojili su se: sistolni krvni pritisak, SaO2 u perifernoj krvi merena pulsnom oksimetrijom, povreda glave i vrata i povreda grudnog koša. Za predviđanje ishoda lečenja povređenog samo se SaO2 u perifernoj krvi merena pulsnom oksimetrijom izdvojila kao pojedinačni prediktor, ali ne i kao nezavisni prediktor ishoda.</p> / <p>Severe trauma could be defined in several ways. The most commonly used definition includes Injury Severity Score (ISS) and severe trauma is determined if ISS &gt;15. Trauma management is a time sensitive issue and a coordination between different levels of health system and many specialists is vital in the treatment of severe trauma. In the last decades, a need for the objective evaluation of the severity of trauma and its outcome was perceived due to the complex management and treatment of trauma and its costs. Aim of the study: to compare the sensitivity and specificity between prehospital scores T-RTS (Revised Trauma Score), CRAMS (Circulation, Respiration, Abdomen, Motors, Speech), MGAP (Mechanism, Glasgow Coma Scale, Age, Arterial Pressure) and GAP (Glasgow Coma Scale, Age, Arterial Pressure), to assess the predictability of prehospital scores (RTS, CRAMS, MGAP and GAP) in the outcome of traumatized patients, to determine the significance of individual factors, initially determined during the prehospital evaluation, in evaluating the severity of trauma and the outcome of treatment. Patients enrolled into this prospective observational study were older than 18, prehospitally treated on the trauma site by the doctors of the Institute of the Emergency Medicine Novi Sad and Health Centre Bečej &ndash; Emergency Medical Service and afterward transported into the Emergency Centre Novi Sad. Based on ISS values, patients were divided into two groups: Group A &ndash; severe trauma (50 patients; ISS&gt;15) and Group B &ndash; mild trauma (257 patients; ISS&le;15). For the broder values of scores, determining the severity of trauma, GAP had the highest sensitivity (98%), while MGAP had the highest specificity (62%). RTS had the highest sensitivity in predicting the outcome (95.2%), while GAP and CRAMS had specificity of 87.5%. Prehospital MGAP score, in strong correlation with GAP, was singled out for its independent predictive value in determining the severity of trauma and its outcome. T-RTS and CRAMS stood out to be individual &ndash; but not independent &ndash; predictors in evaluating the severity of trauma. RTS was not statistically significant in predicting the outcome, in contrast with CRAMS. However, CRAMS was not singled out as an independent predictor of the outcome. In addition to the scores, independent predictors of the severity of trauma were: systolic blood pressure, arterial oxygen saturation (SaO2) by using the pulse oximeter, head, neck and thorax injuries. Only SaO2 proved to be a single &ndash; but not independent &ndash; predictor of the outcome.</p>

O sinal EEG, cujas informações descrevem o comportamento elétrico do córtex cerebral, apesar de ser bastante utilizado para diagnósticos, principalmente de patologias como epilepsia, no Brasil ainda não é usual o monitoramento contínuo em ambiente de UTI em hospitais públicos. Diante disso, e partindo do pressuposto que estudos sobre o EEG normal, registrado em pessoas sem problemas neurológicos, são escassos, a criação de uma base de registros de EEG normal e análise quantitativa da mesma se faz necessária para que, por meio dos resultados obtidos, padrões normais possam ser estabelecidos e por meio deles a identificação de parâmetros patológicos se torne mais eficaz. Nesse projeto foi elaborada uma base de dados de EEG, com total de 100 registros válidos, advindos de voluntários normais e saudáveis. E a partir desses registros a situação de vigília e olhos fechados foi analisada sob o aspecto de três quantificadores distintos, sendo eles, Porcentagem de Contribuição de Potência (PCP), Frequência Mediana (FM) e Coerência, ambos avaliando o sinal no domínio da frequência. A fim de obter comparações para os resultados obtidos pela análise dos dados do EEG normal, foram utilizados 128 registros de EEG em situação de coma, com diferentes tipos de etiologias e desfechos. Os ritmos que apresentaram maiores distinções entre normal e coma foram Delta e Alfa, principalmente para o quantificador FM. Notou-se que o PCP avaliou características de potência e portanto sintetizou as informações de energia de cada ritmo cerebral tanto em EEG normal quanto em EEG coma. Já FM traz informações de valores de frequências em que há maior concentração de potência, e por fim o quantificador coerência informa o grau de semelhança entre o hemisfério direito e o esquerdo do cérebro. Sendo assim não foi possível afirmar qual dos quantificadores apresentou melhores resultados, visto que cada um trata-se de uma características distintas. / The EEG signal, whose information describes the electrical behavior of the cerebral cortex, although it is widely used for diagnoses, mainly of pathologies such as epilepsy, in Brazil it is still not usual to monitor the ICU environment in public hospitals. Considering this, and assuming that studies on normal EEG, registered in people without neurological problems, are scarce, the creation of a base of normal EEG registers and quantitative analysis of it is necessary so that, through the obtained results, Normal patterns can be established and through them, the identification of pathological parameters becomes more effective. In this project, an EEG database was developed, with 100 valid records from normal and healthy volunteers. In addition, from these records, the waking and closed eyes situation was analyzed under the aspect of three distinct quantifiers, being: Power Contribution Percentage (PCP), Median Frequency (FM) and Coherence, both evaluating the signal in the frequency domain. In order to obtain comparisons for the results obtained by the analysis of the normal EEG data, 128 EEG records were used in coma, with different types of etiologies and outcomes. The rhythms that presented the highest distinctions between normal and coma were Delta and Alpha, mainly for the FM quantifier. It was noted that PCP evaluated power characteristics and therefore synthesized the energy information of each brain rhythm in both normal EEG and EEG coma. Already FM brings information of values of frequencies in which there is greater concentration of power, and finally the quantifier coherence informs the degree of similarity between the right and left hemisphere of the brain. Thus, it was not possible to say which of the quantifiers presented better results, since each one is a distinct characterization. / Dissertação (Mestrado)

Mitt masterprojekt är en bok som syftar till att stötta anhöriga till personer med förvärvad hjärnskada, där jag använder mig själv och min egen rehabilitering efter en smitningsolycka som fallstudie. / My master project is a book that aims to support relatives of people with aquired brain injuries, where I use myself and my own rehabilitetion after a hit-and-run accident as a case study.