Wound Field Synchronous Generators provide more than 95% of the electricity need worldwide. Their primacy in electricity production is due to ease of voltage regulation, performed by simply adjusting the direct current intensity in their rotor winding. Nevertheless, the rapid progress of power electronics devices enables new possibilities for alternating current add-ins in a more than a century long DC dominated technology. Damping the rotor oscillations with less energy loss than before, reducing the wear of the bearings by actively compensating for the mechanic unbalance of the rotating parts, speeding up the generator with no need for additional means, these are just few of the new applications which imply partial or total alternated current supplying of the rotor winding. This thesis explores what happens in a winding traditionally designed for the direct current supply when an alternated current is injected into it by an inverter. The research focuses on wound field salient pole synchronous machines and investigates the changes in the field winding parameters under AC conditions. Particular attention is dedicated to the potentially harmful voltage surges and voltage gradients triggered by voltage-edges with large slew rate. For this study a wide frequency band simplified electromagnetic model of the field winding has been carried out, experimentally determined and validated. Within the specific application of the fast field current control, the research provides some references for the design of the rotor magnetic circuit and of the field winding. Finally the coordination between the power electronics and the field winding properties is addressed, when the current control is done by means of a long cable or busbars, in order to prevent or reduce the ringing.

Syftet med att mäta vibrationer och rekyler i ett padelrack i detta arbete är att utveckla en prototyp som kan användas som träningsredskap för att minska risken för skador. En vanlig skada som drabbar padelspelare är tennisarmbåge, som enligt studier tros uppkomma genom upprepad exponering av mikrotrauman som vibrationer och rekyler. Genom att utföra en litteraturstudie i ämnet har systemkrav för ett sensorbaserat system definierats. Systemet som mäter vibrationer och rekyler har monterats i handtaget på padelracket. Två olika testmiljöer har utvecklats för att möjliggöra kontrollerade tester. För att identifiera och analysera slag använder systemet frekvensanalyser, korrelationstester och positionsförändring. Vid utveckling av metoden för identifiering av träffpunkt delades racket upp i fem olika zoner. Resultatet indikerar att träffar i två av zonerna ger upphov till mindre mängd vibrationer jämfört med de övriga zonerna. Resultatet för identifiering av träffzon varierar mellan testmiljöerna och enbart identifiering av en zon kan anses vara fungerande i båda fallen. Systemet identifierade träffzonen korrekt i 18 av 25 slag i den ena testmiljön och 9 av 25 i den andra. För att förbättra identifieringen av träffzon behövs flera analyser och korrelationtester utformas. En slutsats för det här examensarbetet är att det här arbetet kan användas som grund för vidare utveckling av ett sensorbaserat system för att identifiera träffzonen och kvantifiera vibrationer i ett padelrack. / The purpose of measuring vibrations and recoils in a padel racket in this thesis is to develop a prototype that can be used as a training equipment to reduce the risk of injury. A common injury for padel players is tennis elbow, studies show that the cause of this injury are microtraumas from vibrations and recoils. Through a literature study in the subject, system demands for a sensor-based system have been defined. The system that has been used to measure vibrations and recoils have been attached to the bottom of the handle on the padel racket. To achieve controlled tests two different test environments have been developed. To identify and analyze impacts the system utilizes frequency analysis, correlation tests and displacement tracking. For identification of the impact area the racket was divided into five zones. The result indicates, that two of the impact zones generate less vibrations than the others. The result also shows that identification of impact zone varies between the test environments and that only the sweet spot can be identified in both cases. The system identified the impact zone correctly in 18 out of 25 strokes in one test environment and 9 out of 25 in the other. To further improve the methods for identification of the impact zone more analyses and correlations tests are required. One conclusion for this thesis is that it can be used as a platform for further development of a sensor-based system that can correctly identify impacts in all zones and quantify the resulting vibrations.

В последние годы распространенность сердечно-сосудистых заболеваний, а также уровень смертности растет, что серьезно угрожает здоровью человека, что требует от врачей ранней диагностики сердечно-сосудистых заболеваний, чтобы выиграть время для последующего лечения пациентов, а результаты сегментации ультразвуковых изображений левого желудочка могут помочь врачам в диагностике сердечно-сосудистых заболеваний, но ультразвуковые изображения левого желудочка имеют характеристики сильного шума, слабых границ и сложной структуры ткани, что делает сегментацию изображения сложной, низкой эффективностью и плохой точностью. Одним из важнейших этапов оценки здоровья сердца является отслеживание и сегментация эндокардиальной границы левого желудочка (ЛЖ) с помощью ЭхоКГ, которая используется для измерения фракции выброса и оценки движения региональной стенки. Недостатком этих методов является необходимость применения обработки изображений вручную или в полуавтоматическом режиме, что требует специальных знаний и навыков. В результате вопрос автоматического отслеживания и сегментации ЛЖ на ЭхоКГ-изображениях является актуальной и практической проблемой. В моем проекте изучается способность полностью обученных моделей глубокого обучения U-Net, U-Net++, MANet, LinkNet, FPN, PSPNet, PAN, DeepLabv3 и DeepLabv3+ автоматически определять область левого желудочка. В то же время в архитектурах U-Net, U-Net++, MANet, LinkNet, PSPNet, PAN, FPN, DeepLabv3 и DeepLabv3+ модули кодировщика затем последовательно заменялись на ResNet18, ResNet34, ResNet5, ResNet101, EfficientNet-b0, EfficientNet-b1, EfficientNet-b3, EfficientNet-b5, EfficientNet-b7 и MobileNetv2, а ImageNet использовался в качестве весов предварительной подготовки; Добавление магистральных сетей в архитектуру модели приводит к более высокой точности сегментации по сравнению с исходной моделью. В рамках той же архитектуры модели EfficientNet в качестве кодировщика достигает лучших результатов сегментации, а EfficientNet-b3 работает лучше. Аналогично, в рамках серии ResNet ResNet34 работает лучше. В модели сегментации этого эксперимента Deeplabv3+ показывает превосходную производительность. Это указывает на то, что в архитектуре модели этого эксперимента интеграция модулей ResNet34 и EfficientNet-b3 в качестве кодировщиков может эффективно и осуществимо автоматизировать распознавание эндокардиальной границы левого желудочка на ультразвуковых изображениях. Кроме того, аугментация данных также в определенной степени повысит точность сегментации модели. / In recent years, the prevalence of cardiovascular diseases. as well as the mortality rate is increasing, which has seriously threatened human health, which requires doctors to diagnose cardiovascular diseases early to gain time for patients' later treatment, and the segmentation results of left ventricular ultrasound images can assist doctors in the diagnosis of cardiovascular diseases, but the left ventricular ultrasound images have the characteristics of strong noise, weak edges and complex tissue structure, which makes the image segmentation difficult, low efficiency and poor precision. One of the most important steps in estimating the health of the heart is the tracking and segmentation of the left ventricular (LV) endocardial border from EchoCG, which is used for measuring the ejection fraction and assessing the regional wall motion. The disadvantage of these methods is the necessity to apply image processing manually or in a semi-automatic mode, which requires special knowledge and skills. As a result, the issue of an automatic tracking and segmentation of the LV on EchoCG-images is an actual and practical problem. In my project, the ability of fully trained Deep Learning Models U-Net, U-Net++, MANet, LinkNet, FPN, PSPNet, PAN, DeepLabv3and DeepLabv3+ to automatically identify the left ventricular region is explored. At the same time, in the U-Net, U-Net++, MANet, LinkNet, PSPNet, PAN, FPN, DeepLabv3 and DeepLabv3+ architectures, the encoder modules were then sequentially replaced with ResNet18, ResNet34, ResNet5, ResNet101, EfficientNet-b0, EfficientNet-b1, EfficientNet-b3, EfficientNet-b5, EfficientNet-b7and MobileNetv2, and ImageNet was used as the pre-training weights; The addition of backbones to the model architecture leads to higher segmentation accuracy compared to the original model. Within the same model architecture, EfficientNet as the encoder achieves better segmentation results, with EfficientNet-b3 performing the best. Similarly, within the ResNet series, ResNet34 performs better. In the segmentation model of this experiment, Deeplabv3+ shows superior performance. This indicates that in the model architecture of this experiment, integrating ResNet34 and EfficientNet-b3 modules as encoders can effectively and feasibly automate the recognition of the endocardial boundary of the left ventricle in ultrasound images. Furthermore, data augmentation will also enhance the model’s segmentation accuracy to a certain extent.

The work concerns with media enviroment and life style of children from the children's homes. The empirical part is based on theoretical part and it explores their media habits, media access, media owning and parent mediation. This work compares a sample of 48 children from children's homes and a sample of 62 children who live in a family. Quantitative research is supplemented with qualitative research in a form of semistructured interviews with tutors in six children's homes and with mass discusion with children in one of them. The main aim of the work is to approach which role do media play in every day life of the children from the children home's. Comparative research answers the main question: Are media habits of the children from the children's homes different from the habits of the children from families and which strategy of the parental mediation is supreme and how the mediation differs from the mediation in the families.

Mash-Ups (auch Bootlegging, Bastard Pop oder Collage genannt) erfreuen sich seit Jahren steigender Beliebtheit. Waren es zu Beginn der 1990er Jahre meist nur 2 unterschiedliche Popsongs, deren Gesangs- und Instrumentenspuren in Remixform ineinander gemischt wurden, existieren heute Multi-Mash-Ups mit mehreren Dutzend gemixten und gesampelten Songs, Interpreten, Videosequenzen und Effekten. Eine Herausforderung stellt die Kombination unterschiedlichster Stile dar, diese zu neuen tanzbaren Titeln aus den Charts zu mischen. Das Mash-Up Projekt Pop Danthology z.B. enthält in einem knapp 6 minütigen aktuellen Musikclip 68 verschiedene Interpreten, u. a. Bruno Mars, Britney Spears, Rhianna und Lady Gaga. Die Verwendung und das Sampeln fremder Musik- und Videotitel kann eine Urheberrechtsverletzung darstellen. Die Komponisten des Titels „Nur mir“ mit Sängerin Sabrina Setlur unterlagen in einem Rechtsstreit, der bis zum BGH führte. Sie haben im Zuge eines Tonträger-Samplings, so der BGH , in das Tonträgerherstellerrecht der Kläger (Musikgruppe Kraftwerk) eingegriffen, in dem sie im Wege des „Sampling“ zwei Takte einer Rhythmussequenz des Titels „Metall auf Metall“ entnommen und diese im eigenen Stück unterlegt haben. Der rasante technische Fortschritt macht es mittlerweile möglich, immer einfacher, schneller und besser Musik-, Film- und Bildaufnahmen zu bearbeiten und zu verändern. Computer mit Bearbeitungssoftware haben Keyboards, Synthesizer und analoge Mehrspurtechnik abgelöst. Die Methoden des Samplings unterscheiden sich von der klassischen Raubkopie dahingehend, dass mit der Sampleübernahme eine weitreichende Umgestaltung und Bearbeitung erfolgt. Die Raubkopie zeichnet sich durch eine unveränderte Übernahme des Originals aus. Betroffen von den Auswirkungen eines nicht rechtmäßig durchgeführten Sampling sind Urheber- und Leistungsschutzrechte ausübender Künstler sowie Leistungsschutzrechte von Tonträgerherstellern. U. U. sind auch Verstöße gegen das allgemeine Persönlichkeits- und Wettbewerbsrecht Gegenstand von streitigen Auseinandersetzungen.

Mash-Ups (auch Bootlegging, Bastard Pop oder Collage genannt) erfreuen sich seit Jahren steigender Beliebtheit. Waren es zu Beginn der 1990er Jahre meist nur 2 unterschiedliche Popsongs, deren Gesangs- und Instrumentenspuren in Remixform ineinander gemischt wurden, existieren heute Multi-Mash-Ups mit mehreren Dutzend gemixten und gesampelten Songs, Interpreten, Videosequenzen und Effekten. Eine Herausforderung stellt die Kombination unterschiedlichster Stile dar, diese zu neuen tanzbaren Titeln aus den Charts zu mischen. Das Mash-Up Projekt Pop Danthology z.B. enthält in einem knapp 6 minütigen aktuellen Musikclip 68 verschiedene Interpreten, u. a. Bruno Mars, Britney Spears, Rhianna und Lady Gaga. Die Verwendung und das Sampeln fremder Musik- und Videotitel kann eine Urheberrechtsverletzung darstellen. Die Komponisten des Titels „Nur mir“ mit Sängerin Sabrina Setlur unterlagen in einem Rechtsstreit, der bis zum BGH führte. Sie haben im Zuge eines Tonträger-Samplings, so der BGH , in das Tonträgerherstellerrecht der Kläger (Musikgruppe Kraftwerk) eingegriffen, in dem sie im Wege des „Sampling“ zwei Takte einer Rhythmussequenz des Titels „Metall auf Metall“ entnommen und diese im eigenen Stück unterlegt haben. Der rasante technische Fortschritt macht es mittlerweile möglich, immer einfacher, schneller und besser Musik-, Film- und Bildaufnahmen zu bearbeiten und zu verändern. Computer mit Bearbeitungssoftware haben Keyboards, Synthesizer und analoge Mehrspurtechnik abgelöst. Die Methoden des Samplings unterscheiden sich von der klassischen Raubkopie dahingehend, dass mit der Sampleübernahme eine weitreichende Umgestaltung und Bearbeitung erfolgt. Die Raubkopie zeichnet sich durch eine unveränderte Übernahme des Originals aus. Betroffen von den Auswirkungen eines nicht rechtmäßig durchgeführten Sampling sind Urheber- und Leistungsschutzrechte ausübender Künstler sowie Leistungsschutzrechte von Tonträgerherstellern. U. U. sind auch Verstöße gegen das allgemeine Persönlichkeits- und Wettbewerbsrecht Gegenstand von streitigen Auseinandersetzungen.

Электроретинография (ЭРГ) — это неинвазивный способ измерения электрической активности сетчатки с помощью световой стимуляции. Сигналы ЭРГ содержат несколько различных компонентов, которые можно использовать для диагностики различных заболеваний сетчатки. Некоторые из этих заболеваний включают дистрофии, связанные с колбочками и палочками, возрастную дегенерацию желтого пятна, диабетическую ретинопатию, глаукому и пигментный ретинит. В этой диссертации использовались различные методы для анализа сигналов ЭРГ, включая методы временной области, частотной области и частотно-временной области. Процесс начался с очистки базы данных сигналов и предварительной обработки извлеченных сигналов. Затем были вычислены стандартные компоненты сигнала, включая a- и b-волны и неявное время, и был проведен анализ сигналов во временной области. Анализ во временной области включал изучение амплитуд и задержек различных компонентов волны, что может дать представление о функционировании различных типов клеток сетчатки. Корреляционный анализ также проводился для изучения взаимосвязи между возрастом пациентов и компонентами сигнала, результаты которого показывают очень слабую корреляцию между возрастом и компонентами, с некоторой значительной корреляцией между отдельными компонентами. В частотной области преобразование Фурье использовалось для извлечения частот сигналов для анализа. Частотное содержимое сигналов ЭРГ может раскрыть информацию о базовых физиологических процессах и потенциальных отклонениях. Однако из-за инвариантной во времени природы частотной области делать выводы, основанные исключительно на этом анализе, может быть сложно. Для анализа частотно-временной области использовалось кратковременное преобразование Фурье (STFT) вместе с анализом спектрограмм. STFT позволяло изучить, как частотное содержимое сигналов менялось с течением времени, обеспечивая более полное представление динамики сигнала. Кроме того, признаки извлекались с использованием различных окон и размеров окон для обучения классификатора машинного обучения с целью классификации сигналов. Вычисленные спектрограммы также использовались для обучения моделей глубокого обучения с различными архитектурами, и результаты сравнивались на основе используемых окон. Результаты показывают, что нет заметной корреляции между возрастом и другими компонентами сигнала во временной области. Это говорит о том, что возраст сам по себе не может быть надежным предиктором характеристик сигнала ERG. В частотной области делать выводы, основанные исключительно на частотном содержании, оказалось сложно из-за инвариантной во времени природы анализа. Более того, очевидно, что размеры окон оказывают более существенное влияние на результирующие признаки по сравнению с функциями окна. Большие размеры окон обеспечивают улучшенное разрешение по частоте, в то время как меньшие окна обеспечивают более высокое разрешение по времени. Это означает, что разрешение по времени и частоте играет более существенную роль в формировании результирующих признаков, чем обработка сигнала, выполняемая самой функцией окна. Анализ сигналов ERG с использованием различных методов, включая методы временной области, частотной области и частотно-временной области, дает ценную информацию о функции сетчатки и потенциальных расстройствах. Сочетание этих подходов, наряду с методами извлечения признаков и машинного обучения, предлагает комплексную структуру для понимания и интерпретации сигналов ERG. Однако тщательное рассмотрение таких факторов, как размеры окон и компромиссы разрешения, имеет решающее значение для получения значимых и точных результатов. / Electroretinography (ERG) is a non-invasive way of measuring the electrical activity of the retina with the help of light stimulation. ERG signals contain several different components which can be used to diagnose various retinal disorders. Some of these disorders include cone and rod related dystrophies, age-related macular degeneration, diabetic retinopathies, glaucoma and retinitis pigmentosa. In this thesis, various methods were utilized to analyze ERG signals, including time-domain, frequency-domain, and time-frequency domain techniques. The process began with cleaning the signals database and preprocessing the extracted signals. Next, standard signal components including the a- and b-waves and implicit times were computed, and time-domain analysis was conducted on the signals. The time-domain analysis involved examining the amplitudes and latencies of the different wave components, which can provide insights into the functioning of different retinal cell types. Correlation analysis was also conducted to examine there’s relationship between the patients’ age and the signal components which the results show very little correlation between the age and the components, with some significant correlation between the individual components. In the frequency domain, Fourier Transform was used to extract signal frequencies for analysis. The frequency content of the ERG signals can reveal information about the underlying physiological processes and potential abnormalities. However, due to the time-invariant nature of the frequency domain, drawing conclusions based solely on this analysis can be challenging. For time-frequency domain analysis, short-time Fourier transform (STFT) was employed along with spectrogram analysis. The STFT allowed for the examination of how the frequency content of the signals evolved over time, providing a more comprehensive representation of the signal dynamics. Additionally, features were extracted using different windows and window sizes for machine learning classifier training to classify the signals. The spectrograms computed were also used to train deep learning models with different architectures, and the results were compared based on the windows used. The findings indicate that there is no discernible correlation between age and other signal components in the time domain. This suggests that age alone may not be a reliable predictor of ERG signal characteristics. In the frequency domain, drawing conclusions based solely on the frequency content proved challenging due to the time-invariant nature of the analysis. Moreover, it is evident that window sizes have a more significant impact on the resulting features compared to window functions. Larger window sizes yield improved frequency resolution, while smaller windows offer higher time resolution. This implies that the time and frequency resolution play a more substantial role in shaping the resulting features than the signal processing performed by the window function itself. The analysis of ERG signals using various techniques, including time-domain, frequency-domain, and time-frequency domain methods, provides valuable insights into retinal function and potential disorders. The combination of these approaches, along with feature extraction and machine learning techniques, offers a comprehensive framework for understanding and interpreting ERG signals. However, careful consideration of factors such as window sizes and resolution trade-offs is crucial for obtaining meaningful and accurate results.

1. Einführung in die Theorie dynamischer Analysen mit Creo Simulate 2. Modalanalysen (Standard und mit Vorspannung) 3. Dynamische Analysen einschließlich Klassifizierung der Analysen; einige einfache Beispiele für eigene Studien (eine Welle unter Unwuchtanregung und ein Ein-Massen-Schwinger) sowie etliche Beispiele größerer dynamischer Systemmodelle aus unterschiedlichsten Anwendungsbereichen 4. Feedback an den Softwareentwickler PTC (Verbesserungsvorschläge und Softwarefehler) 5. Referenzen / 1. Introduction to dynamic analysis theory in Creo Simulate 2. Modal analysis (standard and with prestress) 3. Dynamic analysis, including analysis classification, some simple examples for own self-studies (shaft under unbalance excitation and a one-mass-oscillator) and several real-world examples of bigger dynamic systems 4. Feedback to the software developer PTC (enhancement requests and code issues) 5. References

Flooding is of great concern world-wide, causing damage to infrastructure, property and loss of life. Low-income countries, in particular, can be negatively affected by flood events due to their inherent vulnerabilities. Moreover, data to perform studies for flood risk management in low-income regions are often scarce or lacking sufficient quality. This thesis proposes new methodologies and explores the use of unconventional sources of information in flood hazard assessment in areas where the quantity or sufficient quality of traditional hydrometrical data are lacking.  One method was developed to account for errors in spatially averaged rainfall, from a sparse rain-gauge network, used as input to a rainfall-runoff model. A spatially-averaged and event-dependent rainfall depth multiplier led to improvements of the hydrographs at calibration. And by using a distribution of the multiplier, identified from previous events in the catchment, improvement in predictions could also be obtained. A second method explored the possibility of reproducing an unmeasured extreme flood event using a combination of models, post-event data, precipitation and an uncertainty-analysis framework. This combination allowed the identification of likelihood-associated parameter sets from which the flood hazard map for the extreme event could be obtained. A third and fourth study made at the regional scale explored the value of catchment similarities, and the effects of climate on the hydrological response of catchments. Flood frequency curves were estimated for 36 basins, assumed ungauged, using regional information of short flow records, and local information about the frequency of the storm. In the second regional study, hydro-climatic information provided great value to constrain predictions of series of daily flow from a hydrological model. Previously described methods, used in combination with unconventional information within an uncertainty analysis, proven to be useful for flood hazard assessment at basins with data limitations. The explored data included: post-event measurements of an extreme flood event, hydro-climate regional information and local precipitation data. The methods presented in this thesis are expected to support development of hydrological studies underpinning flood-risk reduction in data-poor areas. / Extremt höga vattenflöden ställer till stora problem i hela världen. De skadar infrastruktur och egendom och orsakar död. Framför allt kan låg- och medelinkomstländer vara väldigt sårbara för extrema flöden. I dessa länder saknas dessutom ofta data som behövs för att kunna bedöma översvämningsrisker, eller så finns bara data av dålig kvalitet. Denna avhandling föreslår nya metoder som använder okonventionella informationskällor vid bedömning av översvämningsrisker i områden där traditionella hydrologiska data saknas eller har otillräcklig kvalitet. En metod utvecklades för att ta hänsyn till fel i rumslig medelnederbörd beräknad från ett glest nät av nederbördsmätare att användas som indata i en nederbörds-avrinningsmodell. Användning av en multiplikator för medelvärdesbildad nederbörd, i tid och rum, för enskilda högflödestillfällen ledde till förbättrad modellkalibrering. Genom att använda multiplikatorfördelningar, identifierade från tidigare högflödestillfällen i avrinningsområdet, kunde också prognoser förbättras. En andra metod använde sig av möjligheten att reproducera ett extremt högflöde inom ramen för en osäkerhetsanalys med hjälp av en kombination av modeller, nederbördsdata och data som uppmätts i efterhand. Denna kombination gjorde det möjligt att identifiera parametervärdesuppsättningar med hophörande sannolikheter ur vilka det gick att erhålla en översvämningskarta för det höga flödet. En tredje och fjärde studie i regional skala utforskade värdet av likheter mellan avrinningsområden och hur områdenas hydrologiska gensvar beror av klimatet. Kurvan för kumulativa högflödesfrekvenser (flood frequency curve, FFC) kunde skattas med hjälp av lokal nederbördsinformation och regional information om korta tidsserier av vattenföring från 36 avrinningsområden som antogs sakna vattenföringsdata. I den andra regionala studien visade sig hydroklimatisk information av värde för att avgränsa godtagbara prognoser för daglig vattenföring från en hydrologisk modell. Tidigare beskrivna metoder, använda tillsammans med okonventionell information inom ramen för en osäkerhetsanalys, visade sig vara användbara för att bedöma översvämningsrisker i avrinningsområden med databegränsningar. Bland utforskade data fanns: mätningar i efterhand av ett extremt högflöde, hydroklimatisk regional information och lokala nederbördsmätningar. Metoderna i denna avhandling förväntas kunna stödja utvecklingen av hydrologiska studier av höga flöden och översvämningar i områden med bristande datatillgång. / Las inundaciones ocasionan daños a la infraestructura, propiedad y pérdida de vidas a nivel mundial. Los países en desarrollo son los más vulnerables a inundaciones, la calidad y cantidad de datos hidro-climatológicos disponibles en los mismos dificulta el desarrollo de estudios para la evaluación de riesgo a esta amenaza. Esta tesis propone métodos en la que se hace uso de fuentes de información no-convencionales para la evaluación de riesgo por inundación en regiones con datos escasos o limitados. Un método considera el error asociado a la precipitación promedio sobre cuencas en modelos lluvia-escorrentía como un factor multiplicador del histograma del evento. El uso de la precipitación promedio junto con una distribución probabilística del factor multiplicador como datos de entrada a un modelo de lluvia-escorrentía mejoraron los hidrogramas durante los periodos de calibración y predicción. Un segundo método exploró la posibilidad de reproducir un evento extremo de inundación usando una combinación de modelos hidrológicos e hidráulico, un análisis de incertidumbre, datos hidrométricos recopilados después del evento y datos de precipitación registrados durante-el-evento. Dicha combinación permitió la identificación de los parámetros de los modelos y la elaboración un mapa de amenaza por inundaciones para dicho evento. Adicionalmente, se estimaron curvas de frecuencia de inundaciones para 36 cuencas, asumidas no aforadas, mediante un método de regionalización que usa registros de caudal de corta duración disponibles en la región. Dichas curvas fueron extendidas haciendo uso de información local sobre la frecuencia de las tormentas. Se encontró que la información hidro-climatológica tiene un gran valor para reducir el rango de incertidumbre de las simulaciones de caudal diaria de un modelo hidrológico. Los métodos anteriores se usaron en combinación con información no-convencional dentro de un análisis de incertidumbre y han probado su utilidad para la evaluación de riesgo por inundaciones en cuencas con registros escasos o limitados. Los datos utilizados en esta tesis incluyen datos hidrométricos recopilados pasado el evento, registros hidro-climatológicos regionales y precipitación local. Se espera que los métodos presentados aquí contribuyan al desarrollo de estudios hidrológicos importantes para la reducción del riesgo por inundaciones en regiones con déficit de registros hidro-climatológicos.

The current research work aims at the development of Biomedical Neuroengineering tools (Biotechnologies) for the in-depth functional study, rapid diagnosis, continuous monitoring and well-timed management of acute and chronic brain disorders, of individuals that are subjected to or suffer from any kind of systemic hypoxaemia or more localized brain hypoxia; as well as the functional assessment and continuous control of adaptability during the training of “altinauts” and generally of individuals that practice activities and function within environments of increased visual-cognitive-motor response demands (a type of brain “stress test”). For this purpose, we subject the entire visuocognitive system, from the elementary sensory to the most complex cognitive level, to an experimental test of categorical discrimination of complex visuocognitive stimuli, following ultra-rapid visual stimulation that leads to a motor response upon categorization of targets (images of animals elicit productive responses) and to its suppression upon categorization of nontargets (images of nonanimals elicit inhibitory responses). The oscillatory electro-physiological responses that are concurrently recorded at the occipital-temporal-parietal brain areas are analyzed in the time-domain (<20Hz) and in the joint time-frequency domain broadband (1-60Hz) with the Continuous Wavelet Transform that optimizes the multiresolution analysis of the high frequency (≥20Hz) γ-band oscillatory activity. This visuocognitive categorization test takes place in normoxaemic as well as hypoxaemic conditions (monitored reduction in the blood oxygen saturation from ≥97% to around 80% under conditions of hypobaric hypoxia within a hypobaric chamber), in order to assess electrophysiological markers that can detect and capture in the most sensitive and dynamic way even so transient, short-living and rather mild changes in brain function. The statistical parametric analysis of the time-frequency maps and the generalized, statistically safer, method of analysis of variance have established as the most sensitive and reliable the following markers: the major deflections of the evoked potentials, the phase-coherence factor of the oscillations across single-trials and the elicited energy of the evoked/phase-locked and the induced/total oscillatory activity. These electrophysiological markers in conjunction with psychometric tests allow for the investigation of the stages/levels of the decline as well as of the compensatory reserves in the visual-perceptive and cognitive-mental brain functions in order to determine the functional sensitivity thresholds of different brain functions to hypoxia. They open up the way for the functional characterization, the diagnosis and monitoring of brain insults or other acute and chronic pathological brain conditions. / Η παρούσα ερευνητική εργασία στοχεύει στην ανάπτυξη εργαλείων Βιοϊατρικής Νευρομηχανικής (Βιοτεχνολογίες) για την σε βάθος λειτουργική μελέτη, ταχεία διάγνωση, συνεχή παρακολούθηση και έγκαιρη αντιμετώπιση οξέων και χρόνιων εγκεφαλικών διαταραχών, ατόμων που υπόκεινται σε ή πάσχουν από οιαδήποτε μορφή συστηματικής υποξαιμίας ή πιο εντοπισμένης εγκεφαλικής υποξίας, καθώς και για την λειτουργική αξιολόγηση και το συνεχή έλεγχο της προσαρμοστικότητας κατά την εξάσκηση των «υψιβατών», και γενικότερα ατόμων που ασκούν δραστηριότητες και λειτουργούν μέσα σε περιβάλλοντα αυξημένων οπτικο-γνωστικο-κινητικών απαιτήσεων (ένα είδος «στρες τεστ» για τον εγκέφαλο). Για το σκοπό αυτό υποβάλλουμε ολόκληρο το οπτικογνωστικό σύστημα, από το στοιχειώδες αισθητηριακό έως το πιο πολύπλοκο νοητικό επίπεδο, σε μια πειραματική δοκιμασία κατηγορικής διάκρισης σύνθετων οπτικογνωστικών ερεθισμάτων, μετά από υπερταχεία οπτική διέγερση που οδηγεί στην έκλυση κινητικής απάντησης κατά την κατηγοριοποίηση στόχων (εικόνες «ζώων» εκλύουν παραγωγικές αποκρίσεις) και στην καταστολή της κατά την κατηγοριοποίηση μη-στόχων (εικόνες «μη-ζώων» εκλύουν ανασταλτικές αποκρίσεις). Οι ταλαντωτικές ηλεκτροφυσιολογικές αποκρίσεις που συγχρόνως καταγράφονται στις ινιακές-κροταφικές-βρεγματικές περιοχές του εγκεφάλου αναλύονται στο πεδίο του χρόνου (<20Hz) και στο συζευγμένο χρονοφασματικό πεδίο ευρυζωνικά (1-60Hz) με το συνεχή μετασχηματισμό του κυματίου που βελτιστοποιεί την πολυφασματική ανάλυση της υψίσυχνης (≥20Hz) γ-ταλαντωτικής δραστηριότητας. Αυτή η δοκιμασία οπτικογνωστικής κατηγοριοποίησης λαμβάνει χώρα τόσο σε νορμοξαιμικές όσο και υποξαιμικές συνθήκες (ελεγχόμενη μείωση στον κορεσμό του αίματος σε οξυγόνο από ≥97% γύρω στο 80% για 15 λεπτά κάτω από συνθήκες υποβαρικής υποξίας μέσα σε υποβαρικό θάλαμο), προκειμένου να ελέγξουμε ηλεκτροφυσιολογικούς δείκτες που μπορούν να ανιχνεύσουν και να συλλάβουν με τον πιο ευαίσθητο και δυναμικό τρόπο ακόμη και τόσο βραχύβιες και σχετικά ήπιες μεταβολές της εγκεφαλικής λειτουργίας. Η στατιστική παραμετρική ανάλυση των χρονοφασματικών χαρτών και η γενικευμένη, στατιστικά πιο ασφαλής, μέθοδος ανάλυσης των διακυμάνσεων ανέδειξαν ως πλέον ευαίσθητους και αξιόπιστους τους ακόλουθους δείκτες: τις κύριες αιχμές των προκλητών δυναμικών, τον παράγοντα φασικής συνάφειας των ταλαντώσεων μεταξύ των μοναδιαίων καταγραφών και την εκλυόμενη ενέργεια των προκλητών/φασικά-κλειδωμένων και επαγόμενων/ολικών ταλαντώσεων. Οι ηλεκτροφυσιολογικοί αυτοί δείκτες σε συνδυασμό με ψυχομετρικές δοκιμασίες επιτρέπουν τη διερεύνηση των σταδίων/επιπέδων κάμψης καθώς και των αποθεμάτων αντιρρόπησης των οπτικο-αντιληπτικών και γνωστικών-νοητικών λειτουργιών του εγκεφάλου για τον καθορισμό των λειτουργικών ουδών ευαισθησίας διάφορων εγκεφαλικών λειτουργιών στην υποξία. Ανοίγουν μάλιστα το δρόμο. για το λειτουργικό χαρακτηρισμό, τη διάγνωση και την παρακολούθηση εγκεφαλικών προσβολών ή άλλων οξέων και χρόνιων παθολογικών καταστάσεων του εγκεφάλου.