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Estudi de l'hemodinàmica intrarenal mitjançant l'Index de Resistivitat com a marcador d'afectació renal, risc cardiovascular i rigidesa arterialCalabia Martínez, Jordi 12 December 2014 (has links)
Dins de les mesures en la ona espectral intrarenal, l’índex de resistivitat (IRI) és el més conegut i estudiat com relacionat amb la valoració de la disfunció renal i el seu pronòstic. Així mateix s’ha relacionat amb marcadors de lesió d’òrgan diana i risc Càrdio-Vascular (RCV). Es realitza un estudi observacional de tall transversal per relacionar IRI amb variables de dany renal, RCV i rigidesa arterial.
S’han estudiat 229 individus. L'IRI s’ha trobat significativament augmentat en pacients DM2 i amb insuficiència renal.S’ha correlacionat positivament amb l'edat i paràmetres de disfunció renal. A més s’han trobat correlacions positives i significatives amb tots els paràmetres de rigidesa arterial (VOP, AASI i pressió de pols de 24h), amb la disfunció endotelial, així com amb la càrrega ateromatosa (GIM i ITB). Els factors independents per a un IRI augmentat han estat l'edat, l'FG, la tensió arterial diastòlica de 24h, l'HbA1c i la rigidesa arterial. En resum, l’IRI es troba més elevat en diabètics i insuficients renals, i s’associa amb factors de risc càrdio-vasculars, amb rigidesa arterial i amb dany renal. / Among the intrarenal spectral wave measurements, the resistivity index (RRI) is the most known and studied as related to the assessment of renal function and its prognosis. Also, it has been associated with markers of target organ damage and cardiovascular risk. Cross-sectional and observational study in order to relate RRI with kidney damage, cardiovascular risk and arterial stiffness. We studied 229 individuals. RRI has been found to be significantly increased in DM 2 and in kidney disease. Intrarenal resistivity has been positively correlated with age, parameters of renal dysfunction. Also, positive and significant correlations have been found with all parameters of arterial stiffness (VOP, AASI and pulse pressure was 24), with endothelial dysfunction as well as atherosclerotic burden. Independent factors for increased RII were age, GFR, 24 h diastolic blood pressure, the HbA1C and arterial stiffness. In summary, the RRI is elevated in patients with diabetes 2 and renal impairment, and is associated with cardiovascular risk factors, arterial stiffness and kidney damage.
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Evaluation and improvement of road vehicle pollutant emission factors based on instantaneous emissions data processingFranco García, Vicente 09 June 2014 (has links)
Introduction
Current instrumentation makes it possible to measure vehicle emissions with high temporal resolution. But the increased resolution of emissions signals does not equate with increased accuracy. A prerequisite for the derivation of accurate emission factors from instantaneous vehicle emissions data is a fine allocation of measured mass emissions to recorded engine or vehicle states. This poses a technical challenge, because vehicle emission test facilities are not designed to support instantaneous emissions modelling, and they introduce distorting effects that compromise the instantaneous accuracy of the measured signals.
Methodology
These distorting effects can be compensated through a combination of physical modelling and data post-processing. The main original contribution of this dissertation is a novel methodology for the compensation of instantaneous emission signals, which is fully described herein. Whereas previous methodologies relied on systems theory modelling, and on comprehensive testing to model the sub-systems of the measurement setup, the alternative approach uses CO2 as a tracer of the distortions brought about by the measurement setup, which is modelled as a 'lump' system.
Conclusions
The main benefits of this methodology are its low burden of experimental work and its flexibility. Furthermore, it has been fully implemented in the 'esto' software tool, which can perform the compensation of emission signals
with minimal user intervention and speed up the creation of engine emission maps.
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A study of hybrid powertrains and predictive algorithms applied to energy management in refuse-collecting vehiclesSoriano Alfonso, Francisco 22 May 2015 (has links)
There is an increasing demand for vehicles with lower environmental impact and higher fuel efficiency. To meet these requirements, powertrain hybridization has been introduced in both academia and industry during recent years.
In this work we have carried out an in-depth analysis of the potential reduction in fuel consumption of refuse-collecting vehicles (RCV), based on different hybridization technologies. This study has been structured in four work packages: RCV energy model development, predictive algorithms aimed at energy management for RCV drive cycles, analysis of hybrid hydraulic powertrains for RCV and analysis of hybrid electric powertrains for RCV.
RCV energy model development: the process of simulation starts with the RCV energy model development, which is based on the improvement of the classic approach (breaking down the energy consumption into aerodynamics, rolling resistance, road profile and inertias), and adding the RCV ancillaries¿ (lifter, compactor and unloading devices) consumption. The adjustments and validation methodology applied to the models is based on the use of low-cost hardware and post-processing data by use of GPS and cartography. Working with this method it has been empirically demonstrated that high accuracy energy consumption estimations are possible through the use of these models.
Predictive algorithms aimed at energy management for RCV drive cycles: based on the principle that RCV drive cycles are repetitive, the typical RCV drive cycle has been modeled and its main characteristics parameterized. The model is separated into different drive cycles which are related to different power consumption modes. Based on this analysis two algorithms are presented, which can identify in which drive mode the vehicle is operating; these algorithms are based on deterministic principles and on artificial intelligence respectively. Also, an algorithm which can estimate the energy needed to finish the current trip is presented; this algorithm is based on information inferred from previous trips, statistics and infinitesimal calculus.
Once the drive cycle of an RCV is analyzed and modeled, the working modes of a standard internal combustion engine on real drive cycles are presented and contrasted with fuel consumption maps. This study concludes that, because of the typical drive cycles of RCV, an ICE is oversized most of the time and tends to work in low efficiency points. Based on this information a basic alternative powertrain architecture is proposed
Analysis of hybrid hydraulic powertrain for RCV: hybrid hydraulic powertrains are often used in heavy duty vehicles in which big power flows can be found. As RCV represent an application with big power flows, the performance of this technology applied to RCV has been analyzed. This study is based on the development of models for each of the components of the powertrain, and the simulation of the whole powertrain model on real routes. All the component models are based on information provided by the manufacturers, and the routes have been logged in real RCV drive cycles. The conclusion is that an important fuel saving can be achieved by the hydraulic hybridization of the powertrain.
Analysis of hybrid electric powertrain for RCV: hybrid electric powertrains are often used in cars and light duty vehicles. As RCV represents a light to medium duty application the performance of this technology applied to RCV has been analyzed. As in the hybrid hydraulic case, this study is based on the development of models for each of the powertrain components, and the simulation of the whole powertrain model on real routes.
Finally a comparison between the hybrid electric and the hybrid hydraulic is established, identifying the more efficient technology and the advantages and inconveniences of each. And establishing what would be, according to the author, the most interesting technological powertrain evolution in the mid and long term for this kind of vehicle. / Existe una creciente demanda de vehículos con menor impacto ambiental y mayor eficiencia energética. Para alcanzar esos objetivos, la hibridación del powertrain se ha introducido a nivel industrial y académico durante los últimos años. En el presente trabajo se ha realizado un análisis de la potencial reducción de consumo de carburante en vehículos recolectores de residuos (RCV), basado en diferentes tecnologías de hibridación. El trabajo se ha estructurado en cuatro paquetes de trabajo: modelos energéticos de RCV, algoritmos predictivos aplicados a la gestión energética de RCV, análisis de powertrains híbridos hidráulicos y análisis de powertrains híbridos eléctricos. Desarrollo de modelos de RCV: el proceso de simulación empieza con el desarrollo de los modelos, que están basados en la descomposición clásica (aerodinámica, rodadura, perfil de carretera e inercias) añadiendo los elementos auxiliares (prensa de residuos y elevador de contenedores). El ajuste y la validación de los modelos se basan en el uso de hardware de bajo coste y el post-procesado de datos mediante GPS y cartografía. Trabajando con este método se ha demostrado empíricamente que se pueden hacer estimaciones precisas del consumo energético, mediante el uso de los modelos desarrollados. Algoritmos predictivos para la gestión energética de RCV: basándose en el principio de que los ciclos de conducción de los camiones de basura son repetitivos, el ciclo de conducción de los RCV ha sido modelizado y sus principales características parametrizadas. El ciclo se ha separado en diferentes sub-ciclos que corresponden con diferentes modos de consumo de potencia. Basándose en este análisis se desarrollan dos algoritmos que pueden identificar el modo de consumo de potencia; estos algoritmos están basados en principios deterministas y en inteligencia artificial. Se presenta también un algoritmo que permite estimar en tiempo real el consumo de energía restante hasta llegar al final de la ruta. Una vez el ciclo de conducción de un RCV es analizado y modelado, los puntos de trabajo de un motor de combustión interna se presentan y comparan con un mapa de iso-consumos del motor. Este estudio concluye, que debido a los ciclos de conducción de un RCV, el motor está sobredimensionado durante la mayor parte del ciclo y tiende a trabajar sobre zonas de baja eficiencia. Basándose en esta información se plantea una arquitectura de powertrain alternativo. Análisis de powertrain híbrido hidráulico: estos powertrains se usan habitualmente en maquinaria pesada en las cuales se dan grandes flujos de potencia. Dado que los RCV presentan grandes flujos de potencia, las prestaciones de esta tecnología aplicada a RCV se han evaluado. Éste estudio se basa en el desarrollo de modelos para cada uno de los componentes del powertrain, y la simulación del sistema completo sobre rutas reales. Cada uno de los modelos de los componentes se basan en información suministrada por los fabricantes, y las rutas empleadas para la simulación son rutas reales. La conclusión final es que este powertrain presenta un importante ahorro de carburante. Análisis de powertrain híbrido eléctrico: estos powertrains se usan habitualmente en turismos y vehículos de gama "light duty". Dado que el RCV representa una aplicación de "medium duty" a "light duty", las prestaciones de esta tecnología aplicada a RCV se han evaluado. Como en el caso hidráulico los modelos se basan en información suministrada por fabricantes de componentes. Finalmente se establece una comparación de los powertrains hidráulico y eléctrico, identificando la tecnología más eficiente y las ventajas e inconvenientes de cada una. Y se establece cual es, según el autor, la evolución tecnológica más interesante para estas tecnologías.
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L'arteriopatia perifèrica i la seva relació amb paràmetres clínics nutricionals, el risc cardiovascular i la qualitat de vida, en una població amb factors de risc cardiovascular de l'atenció primària de l'àrea mediterràniaBobé Armant, Francesc 02 April 2009 (has links)
Objectiu. Prevalença Arteriopatia Perifèrica(AP) Silent en població amb FRCV. Relació amb nutrició i QVRS Disseny. Descriptiu Observacional Retrospectiu - Prospectiu, a l'atenció primàriaSubjectes. 350 pacients, sense malaltia cardiovascular i amb polsos presents.Mesuraments. variables: edat, sexe, FRCV paràmetres antropomètrics, analítica, ECG, taules predicció RCV, turmell/braç, enquestes dietètiques i valoració QVRS. Estadística descriptiva, proves Khi-quadrat, Fisher, t d'Student-Fisher; regressió múltiple ,IC 95 % i p < 0.05. Resultats. 350 pacients, 62,45 anys(30-74). 250(71,4%) homes. 39,4%tabaquisme, 82,3%HTA, 81,4%dislipèmia, 42%diabetis. El 26,3%AP. 44,57%insuficiència i 55,43%calcificació Augmenten risc: Cintura/Maluc(OD:1,3) Cintura(OD:2,15), Cintura/Cuixa(OD:2,8), alta ingesta greixos Saturats(OD:1,67),baixa ingesta de greixos NO Saturats(OD:4,82), HTA(OD:1,225)Protectors: Normopès(OD:0,11), Grau Baix Pressió del Pols(OD:0,266) i microalbuminúria normal(OD:0,463). No relació amb QVRS.Conclusions. L'AP es presenta asimptomàtica amb prevalença elevada. Distribució greix abdominal i HTA factors més importants. Relació amb dany renal. Cap taula prediu l'AP. No relació amb QVRS. / Objectivo. Prevalencia Arteriopatia Periférica(AP) Silente en población con FRCV. Relación con nutrición y QVRS Diseño. Descriptivo Observacional Retrospectivo -Prospectivo, en la atención primariaSujetos. 350 pacientes, sin enfermedad cardiovascular y con pulsos presentes.Medidas. variables: edad, sexo, FRCV parámetros antropométricos, analítica, ECG, tablas predicción RCV, tobillo/brazo, encuestas dietéticas y valoración QVRS. Estadística descriptiva, pruebas Chi-cuadrado, Fisher, t Student-Fisher; regresión múltiple ,IC 95 % y p < 0.05.Resultados. 350 pacientes, 62,45 años(30-74). 250(71,4%) hombres. 39,4%tabaquismo, 82,3%HTA, 81,4%dislipemia, 42%diabetis. El 26,3%AP. 44,57%insuficiencia 55,43%calcificación Aumentan riesgo: Cintura/Cadera(OD:1,3) Cintura(OD:2,15), Cintura/Muslo(OD:2,8), alta ingesta grasas Saturadas(OD:1,67), baja ingesta de grasas NO Saturadas(OD:4,82), HTA(OD:1,225)Protectores: Normopeso(OD:0,11), Grado Bajo Presión del Pulso(OD:0,266) y microalbuminuria normal(OD:0,463). No relación con QVRS.Conclusiones. La AP se presenta asintomática con prevalencia elevada. Distribución grasa abdominal y HTA factores más importantes. Relación con daño renal. Ninguna tabla predice la AP. No relación con QVRS. / Aim. Predominance Arteriopatia Periférica (AP) in population with FRCV. Relation with nutrition and QVRSDesigned. Descriptive Observacional Retrospectivo - Pilot, in the primary health careSubjects. 350 patients, without cardiovascular disease and present pulses.Measurements. age, sex, FRCV anthropometric parameters, analytical, ECG, stage prediction RCV, ankle / arm, dietetic surveys and evaluation QVRS. Descriptive statistics, you prove Chi-Square, Fisher, t Student-Fisher; multiple retrogression, IC 95 % and p <0.05.Results. 350 patients, 62,45 years (30-74). 250 (71,4 %) men. 39,4%smoking, 82,3%HTA, 81,4%hypercholesterolemia, 42%diabetis. 26,3%AP. 44,57% Insufficiency , 55,43% Calcification They Increase risk: Waist / hip (OD:1,3) Waist (OD:2,15), Waist / thigh (OD:2,8), high ingestion Saturated fats (OD:1,67), low ingestion of not Saturated fats (OD:4,82), HTA (OD:1,225) Protective: normal-weight (OD:0,11), Grade Under Pressure of the Pulse (OD:0,266) and normal microalbuminuria (OD:0,463). Not relation with QVRS.Conclusions. The AP appears asymptomatic with high predominance. Abdominal greasy distribution and HTA more important factors. Relation with renal damage. The AP predicts no table. Not relation with QVRS
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Galois representations and tame Galois realizationsArias de Reyna Domínguez, Sara 04 June 2009 (has links)
The background of this dissertation is the inverse Galois problem.Which finite groups can occur as Galois groups of an extension of the rational field? This problem was first considered by D. Hilbert, and it still remains open.Assume that a finite group G can be realized as a Galois group over Q. We can ask whether there exists some other finite Galois extension, with Galois group G and enjoying an additional ramification property. In this connection, several variants of the Inverse Galois Problem have been studied. In this dissertation, we shall address the following problem, posed by Brian Birch around 1994.Tame Inverse Galois Problem. Given a finite group G, is there a tamely ramified Galois extension K/Q with Galois group G?In this thesis we address this problem by studying the Galois representations attached to arithmetic-geometric objects such as elliptic curves, or more generally abelian varieties, and modular forms. We seek conditions that ensure that the action of the wild inertia group at all primes is trivial. Note that this strategy of constructing Galois representations such that the image of the wild inertia group at all primes is trivial can be encompassed in the general trend of constructing Galois representations with prefixed local behaviour.This dissertation is split into two parts. In the first part, we tackle the realization of families of two dimensional linear groups over a finite field as the Galois group of a tamely ramified extension of Q. We study the Galois representations attached to elliptic curves and to modular forms. In the second part we address the problem of realizing a family of four dimensional linear groups over a prime field as the Galois group of a tamely ramified extension of Q. In this part we study the action of the inertia group upon the l-torsion points of the formal group attached to an abelian variety, and obtain a general result that allows us to control the action of the wild inertia group. We apply this result to the formal group attached to abelian surfaces. More precisely, we consider the Jacobians of bielliptic supersingular genus 2 curves, suitably chosen so that we can control the size of the image of the corresponding representation.The main results we have obtained are the following.Theorem. Let l be a prime number. There exist infinitely many semistable elliptic curves E with good supersingular reduction at l. The Galois representation attached to the l-torsion points of E provides a tame Galois realization of GL(2, F_l).Furthermore, we give an explicit algorithm to construct these elliptic curves. The primes l=2, 3, 5, 7 have been considered separately.Theorem. Let l be a prime number greater than 3. There exist infinitely many genus 2 curves C such that the Galois representation attached to the l-torsion points of the Jacobian of C provides a tame Galois realization of GSp(4, F_l).As in the previous result, we give an explicit algorithm that enables us to construct these curves.In addition, we have obtained tame Galois realizations of groups of the form PSL(2, F_(l^2)) for several values of l. / Esta tesis se desarrolla en torno al Problema Inverso de la Teoría de Galois sobre el cuerpo de los números racionales. Este problema, que fue considerado por primera vez por D. Hilbert, es un problema abierto. En 1994, B. Birch plantea la siguiente variante de este problema, conocida como problema inverso moderado de la teoría de Galois. Dado un grupo finito G, ¿existe una extensión de Galois K/Q, moderadamente ramificada, con grupo de Galois G?En esta tesis abordamos este problema mediante el estudio de las representaciones de Galois asociadas a objetos aritmético-geométricos, concretamente a curvas elípticas, formas modulares y variedades abelianas. Encontramos condiciones explícitas que garantizan que para todo primo, la imagen del grupo de inercia salvaje es trivial.La memoria está dividida en dos partes. El objetivo de la primera parte es la obtención de realizaciones moderadas de grupos lineales 2-dimensionales sobre un cuerpo finito como grupos de Galois sobre Q. Dado un número primo l, demostramos que existen infinitas curvas elípticas semiestables E/Q con buena reducción supersingular en l. La representación de Galois asociada a los puntos de l-torsión de E da lugar a una realización de GL(2, F_l) como grupo de Galois de una extensión de Q moderadamente ramificada.A continuación se consideran las representaciones de Galois asociadas a formas modulares. Obtenemos realizaciones de Galois moderadas para algunos grupos de la familia PSL(2, F_(l^2)).El objetivo de la segunda parte es la obtención de realizaciones moderadas de los grupos lineales de la familia GSp(4, F_l).Estudiamos la acción de la inercia sobre los puntos de l-torsión del grupo formal asociado a una variedad abeliana, y obtenemos un resultado general que nos permite controlar la acción de la inercia salvaje. Aplicamos este resultado al caso de superficies abelianas. Concretamente, consideramos las Jacobianas de curvas de género 2 bielípticas supersingulares, construidas de forma conveniente para controlar la imagen de la representación asociada. Demostramos que, dado un número primo l mayor que 3, existen infinitas curvas C de género 2 tales que la representación de Galois asociada a los puntos de l-torsión de la Jacobiana de C proporciona una realización de GSp(4, F_l) como grupo de Galois de una extensión moderadamente ramificada de Q.
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Genetic dissection of growth and meat quality traits in pigsPuig Oliveras, Anna 19 October 2015 (has links)
La carne de cerdo es la más consumida mundialmente. Los programas de mejora animal se han centrado en realizar una producción sostenible y eficiente mejorando tanto los caracteres de reproducción, como de crecimiento y calidad de la carne. Actualmente no se dispone de un conocimiento completo sobre la base genética que determina estos caracteres de producción y por este motivo el objetivo principal de esta tesis consistió en profundizar en los mecanismos moleculares que determinan los caracteres de crecimiento y calidad de la carne.
Los genes FABP4 y FABP5 fueron evaluados como genes candidatos para la composición de ácidos grasos en músculo y grasa dorsal. Los animales portadores del alelo C para el polimorfismo FABP4: g.2634_2635insC mostraron un mayor contenido intramuscular de ácidos grasos C16:0 y C16:1(n-7) y, un menor contenido de C18:2(n-6) y una mayor expresión del gen FABP4 en grasa dorsal. Dicho polimorfismo se encuentra dentro de una diana de unión para el gen PPARG pudiendo este factor nuclear determinar las diferencias de expresión observadas. Respecto la expresión del gen FABP5 en músculo, se detectaron regiones asociadas en los SSC4, SSC6, SSC9 y SSC13. Sin embargo, no se observó una clara asociación de genotipos del SNP FABP5: g.3000T> G con la composición de ácidos grasos.
Con el objetivo de explorar el transcriptoma del músculo para identificar genes y rutas metabólicas relacionadas con el contenido y la composición de ácidos grasos en músculo, se secuenció el ARN de dos grupos de animales que diferían en estos caracteres. Se identificó un total de 131 genes diferencialmente expresados entre grupos en su mayoría relacionados con las rutas del metabolismo lipídico. El análisis funcional mostró una menor captación de glucosa y una inhibición de la lipogénesis en los animales con un mayor contenido en PUFA.
Los enfoques utilizados hasta ahora para el análisis de los caracteres complejos implican generalmente varios genes con efectos pequeños y no consideran las interacciones funcionales. Por esta razón, se decidió aplicar un enfoque de redes génicas basada en el análisis de co-asociación entre SNPs para el estudio de caracteres relacionados con el crecimiento, la conformación y el engrasamiento. Se identificaron tres factores de transcripción, PRDM16, ELF1 y PPARG, como principales reguladores de la red. Además, 54 de los genes identificados en la red pertenecían a ontologías relacionadas con el crecimiento.
Finalmente, con el objetivo de evaluar genes candidatos funcionales identificados en estudios previos de nuestro grupo afectando a caracteres de deposición y composición de ácidos grasos en músculo, se analizó la expresión de 45 genes en 114 animales. El eGWAS identificó 241 eSNPs distribuidos en 18 eQTLs. Tres de los 18 eQTLs presentaban variantes en cis, y en 16 de los eQTLs se identificaron zonas reguladoras en trans. Los resultados permitieron identificar potenciales reguladores y mejorar nuestro conocimiento sobre los mecanismos funcionales implicados en estos caracteres complejos. / Pork is the most consumed meat worldwide. The breeding programs have been working towards a sustainable pig production improving reproduction traits, growth and meat quality traits. The genetic basis determining these complex and economically important production traits remains elusive not being fully understood. In the present thesis we pursue to clarify the molecular mechanisms that determine growth and meat quality traits.
The functional role of FABP4 and FABP5 genes in determining the fatty acid composition in muscle and backfat tissues was evaluated. Animals inheriting the C allele for FABP4:g.2634_2635insC polymorphism showed higher intramuscular content of C16:0 and C16:1(n-7) fatty acids and, decreased content of C18:2(n-6) fatty acid and higher FABP4 expression in backfat. Moreover, FABP4:g.2634_2635insC was located inside a PPARG binding site suggesting a role of this nuclear receptor in the regulation of FABP4 gene expression. The FABP5:g.3000T>G SNP was the most significant marker for intramuscular percentages of C18:1(n-9), C18:2(n-6), and MUFA. However, this variant was not associated with FABP5 gene expression, being FABP5 gene expression in muscle regulated by other genomic regions located on SSC4, SSC6, SSC9 and SSC13.
Aiming to identify genes and pathways affecting the intramuscular fatty acid composition, the muscle transcriptome of two groups of pigs with extreme phenotypes for these traits was analyzed. A total of 131 genes mostly related to lipid metabolism pathways were identified as differentially expressed between groups. The functional analysis showed that animals with a higher content of PUFA presented low fatty acid and glucose uptake resulting in an inhibition of the lipogenesis.
Gene-by-gene approaches used until now are limited when analyzing complex traits usually implying several genes with small effects; moreover, they ignore functional interactions. For this reason, we decided to apply a gene network approach based on SNP-by-SNP co-association analysis to explore growth, conformation and fatness related traits. From the resulting network formed by 513 nodes and 639 edges, three transcription factors PRDM16, ELF1 and PPARG were likely to be the major regulators of this network. Moreover, 54 genes identified within the network belonged to growth-related ontologies.
Finally, with the aim to evaluate functional candidate genes affecting intramuscular deposition and fatty acid composition traits from previous studies of our group, the mRNA expression of 45 genes was measured in 114 animals. The eGWAS identified 241 eSNPs distributed in 18 eQTLs. Three out of 18 eQTLs presented cis-acting variants and 16 eQTLs showed trans regulatory effects. The results highlighted putative key regulators and improved our knowledge in the functional regulatory mechanisms implicated in these complex traits.
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Numerical simulation of turbulent diffusion flames using flamelet models on unstructured meshesVentosa Molina, Jordi 02 October 2015 (has links)
The present thesis aims at developing numerical methods and algorithms for the efficient simulation of diffusion flames in the flamelet regime. To tackle turbulent chemically reacting flows a double framework is used in the present thesis. On the one hand, flow description is performed in the context of Large Eddy Simulation (LES) techniques. On the other hand, thermochemistry is modelled by means of flamelet models. The flamelet regime is characterised by the split of the combustion process into a flame structure case and flow transport case. Therefore, to study chemically reacting flows it is required an algorithm for computing variable density flows and a model to describe chemical kinetics. In order to accomplish these goals the thesis is divided into five chapters, each one describing and analysing a specific aspect of the required numerical methods. In first place, in Chapter 1 the basic formulation for describing chemically reacting flows is detailed. Chemical kinetics are briefly described and transport terms for multicomponent flows are detailed. Then, an introduction to turbulent combustion is performed, where the challenges of simulating these flows using finite rate kinetics are stated. It is then argued that specific models are required. Before proceeding to describe the combustion model, an algorithm for the simulation of variable density flows is described and studied in Chapter 2. Furthermore, the study revolves around the use of unstructured meshes. A temporal integration scheme, specifically a multi-step scheme, and two spatial discretisation schemes, namely collocated and staggered schemes, are described and studied. In Chapter 3 a flamelet model for the simulation of diffusion flames is described. First, the flamelet regime is described and the flame equations in mixture fraction space are presented. Then, a Flamelet/Progress-Variable model is used to fully describe the flame. The two main parameters of the model are the mixture fraction and the progress-variable. Additionally, a finite differences method for the solution of the flamelet equations is presented. Since the target flames are turbulent, assumed probability density functions are introduced in order to restate the flamelet solutions as stochastic quantities. The model allows precomputing the flame thermochemistry and storing it into a database, which is accessed during simulations in physical space. The next two chapters deal with the parameters used to represent the flamelet database. First, Chapter 4 studies the definition of the progress-variable, which is required to unambiguously represent the chemical state. The definition of this parameter has been reported to be case sensitive. The present work evidences a dependence on the diffusion model. Definitions found valid for Fickian diffusion are shown to result in non-monotonic distributions when differential diffusion is considered. Furthermore, in the chapter two detailed chemical mechanism are considered. Tests include a CH4/H2/N2 diffusion flame and a self-igniting CH4 flame, where the fuel issues into a vitiated coflow. In the latter case, chemical mechanisms are shown to play a central role in the prediction of the flame stabilisation distance. Lastly, when turbulent flames are considered, the flamelet database is stated as a function of stochastic parameters. Among them, the mixture fraction variance, which represents mixing at the subgrid level, requires modelling. Since chemical reactions in the flamelet regime occur at scales smaller than the Kolmogorov scale, the correct characterisation of subgrid mixing is a critical issue. Hence, in Chapter 5 different models for the evaluation of the subgrid variance are studied. The study case is the methane/hydrogen/nitrogen diffusion flame. The study shows that correct description of the subgrid mixing is critical in accurately predicting the flame stabilisation. / Aquesta tesi té com a objectiu desenvolupar mètodes numèrics i algoritmes per a la simulació eficient de flames de difusió en el règim flamelet. Per simular fluxos turbulents i químicament reactius és necessari un marc teòric doble. D'una banda, la descripció del flux es realitza en el context de tècniques Large Eddy Simulation (LES). D'altra banda, la termoquímica es modela per mitjà de models flamelet. El règim flamelet es caracteritza per la divisi ó del procés de combustió en l'estructura de la flama i el transport del flux. Per tant, per estudiar fluxos químicament reactius es requereix un algoritme per calcular fluxos amb densitat variable i un model per descriure la cinètica química. Per assolir aquests objectius, la tesi es divideix en cinc capítols, on cadascun descriu i analitza un aspecte específic dels mètodes numèrics requerits. Al Capítol 1 es detalla la formulació bàsica per descriure fluxos químicament reactius. La cinètica química, i els termes i coeficients de transport per a fluxos multicomponents es detallen. A continuació, es realitza una introducció a la combustió turbulenta, indicant les limitacions per a la simulació d'aquests fluxos quan s'usa cinètica finita, i argumentant la necessitat d'usar models específics. Abans de passar a descriure el model de combustió, en el capítol 2 es descriu i s'estudia un algoritme per a la simulació de fluxos de densitat variable. L'estudi es centra en l' ús de malles no estructurades. En el capítol es descriuen i estudien un esquema temporal d'integració, concretament un esquema multi-pas, i dos esquemes de discretització espacial, esquemes collocated i staggered. En el capítol 3 es descriu un model flamelet per a flames de difusió. En primer lloc s'introdueix el règim flamelet i les equacions de flama en l'espai fracció de mescla. Aleshores, el model Flamelet/Progress-Variable s'utilitza per descriure completament la flama. Els dos paràmetres principals del model són la fracció de mescla i la variable-progrés. A més, es presenta un mètode de diferències finites per a la solució de les equacions flamelet. Donat que les flames objectiu són turbulentes, s'usen funcions de densitat de probabilitat assumides per tal de parametritzar les solucions flamelet mitjançant quantitats estocàstiques. El model permet precomputar la termoquímica de la flama i emmagatzemar-la en una base de dades, la qual és accedida durant les simulacions en l'espai físic. Els dos capítols següents tracten sobre els paràmetres emprats per representar la base de dades flamelet. En primer lloc, al Capítol 4 s'estudia la definició de la variable de progrés, que ha de representar de forma inequívoca l'estat termoquímic. S'ha demostrat que la definició d'aquest paràmetre és depenent del cas. En el capítol es posa de manifest una dependència respecte del model de difusió. Definicions vàlides per a difusió "Fickian" es mostren que donen lloc a distribucions no monòtones quan es considera difusió diferencial. A més, es consideren dos mecanismes químics detallats. Els casos d'estudi inclouen un flama de difusió de CH4/H2/N2 i una flama de CH4 auto-encesa, on el combustible flueix dins un flux d'oxidant calent. En aquest últim cas, es mostra que el mecanisme químic juga un paper central en la predicció de la distància estabilització de la flama. Finalment, quan es consideren flames turbulentes, la base de dades "flamelet" es parametritza emprant variables estocàstiques. Entre ells, la variància de la fracció mescla, que representa la barreja en el nivell subgrid, ha de ser modelada. Ja que les reaccions químiques en el règim flamelet ocorren a escales menors que l'escala de Kolmogorov, és crítica la correcta descripció de la mescla subgrid. Per tant, en el Capítol 5 s'estudien diferents models per a l'avaluació de la variància subgrid.
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Diffusion tensor imaging in acute ischemic stroke: the role of anisotropy in determining the time of onset and predicting long-term motor outcomePuig Alcántara, Josep 03 December 2014 (has links)
Introducción: El infarto cerebral és una de las primeras causas de morbi-mortalidad en nuestra sociedad. La fibrinolisis intravenosa con activador tisular del plasminógeno es el tratamiento de elección en las primeras 4.5 horas del inicio de los síntomas. Aproximadamente en un tercio de los pacientes se desconoce el tiempo de evolución, por lo que la fibrinolisis estaría contraindicada. Existe un gran interés en detectar parámetros fiables para discriminar el tiempo de evolución de un infarto cerebral. El tensor de difusión (DTI, del inglés diffusion tensor imaging) por resonancia magnética (RM) es un nuevo método no invasive que permite estudiar la difusividad de las moléculas de agua en los tejidos. La DTI aporta información sobre el grado y direccionalidad de la difusividad del agua, expresada por la anisotropía fraccional (FA, fraccional anisotropy). Actualmente, no existe suficiente evidencia científica que sostenga que los índice anisotrópicos son importantes para determinar el tiempo de evolución de un infarto cerebral. Por otro lado, recientemente se ha demostrado que la afectación del tracto corticoespinal (TCE), una de las vías motoras principales que regula el movimiento voluntario de brazos y piernas, se asocia a mala evolución motora. Una predicción precoz y precisa del déficit motor contribuiría a un mejor manejo de los pacientes. Los índices anisotrópicos podrían ser biomarcadores subrogados de deficit motor a largo plazo. Objectivos: Los objetivos primarios de esta tesis son: (1) valorar los índices anisotrópicos en el parénquima cerebral afectado por el infarto y determinar el potencial predictivo para discriminar el tiempo de evolución de un infarto cerebral; (2) evaluar si la anisotropía del TCE se correlaciona con el deficit motor a largo plazo tras un infarto cerebral. Material y Métodos: Se evaluaron 60 pacientes consecutivos con infarto en territorio de la arteria cerebral media de menos de 12 horas de evolución. El déficit motor se valoraró mediante los subíndices motores (5a, 5b, 6a, 6b) de la escala National Institutes of Health Stroke Scale (m-NIHSS) al ingreso, día 3, 30, 90 y los dos años tras el ictus. La severidad del déficit motor se categorizó en tres grados: grado I (m-NIHSS total de 0), grado II (1-4) y grado III (5-8). El déficit motor a los 2 años de la evolución se valoró mediante la escala de Índice de Motricidad. Todos los estudios de RM se realizaron en un equipo de 1.5 T. La secuencia de DTI se adquirió en 15 direcciones. Resultados: La rFA en el TCE (p=0.001), ratio de diffusivitat media cortical (p=0.036) , coeficiente aparente de difusión cortical (p=0.009 ), ratio de señal T2 en el TCE (p=0.006) e hiperintensidad en FLAIR (p<0.001) permitieron discriminar los infartos con un tiempo de evolución inferior o superior a 4.5 horas . La rFA al TCE fue el parámetro más fiable para discriminar el tiempo de evolución de un infarto cerebral en los modelos de regresión logística binaria. Los valores de rFA en el TCE superiores a 0.970 mostraron una sensibilidad, especificidad y valores predictivos positivo y negativo de 93.8%, 84.6%, 88.2% y 91.7% para detectar un infarto de menos de 4.5 horas de evolución respectivamente. Por otra parte, valores bajos de rFA en el TCE se correlacionó con déficit motor a los 30 días del inicio del ictus (p<0.001; r =-0,801) . Las variables prectidoras independientes de déficit motor a largo plazo fueron la rFA el día 30, volumen de infarto al día 3 , déficit motor al día 3 y 30 , así como afectación del brazo posterior de la cápsula interna al ingreso. La rFA el día 30 fue el mejor predictor de déficit motor a largo plazo (odds ratio 35.45; intervalo de confianza 95% , 32.23-39.87, p<0.001 ). Los mejores puntos de corte de rFA en el TCE para discriminar una evolución funcional motora favorable vs. intermedia e intermedia vs. desfavorable a los dos años desde el inicio del ictus fueron 0.978 y 0.685 , respectivamente (0.99 área bajo la curva, p<0.001 ) . Conclusiones : La cuantificación de la rFA en el TCE afectado por el infarto podría ser un marcador subrogado útil de tiempo de evolución. El daño axonal en el TCE evaluado por DTI en el día 30 es un factor predictor independiente de déficit funcional motor a largo plazo en pacientes con infarto cerebral. / Introduction: Stoke is a leading cause of death and disability. Intravenous administration of tissue plasminogen activator is conducted in patients with acute ischemic stoke (AIS) within 4.5 hours of onset. However, around a third of AIS patients do not have accurate onset time and most could not satisfy the inclusion criteria for thrombolysis. Therefore, it is recommended to investigate a reliable method that can determine the onset time of stroke. Magnetic resonance imaging (MRI) using diffusion weighted imaging (DWI) and perfusion-weighted imaging (PWI) is an effective method of identifying good candidates for thrombolysis. Diffusion tensor imaging (DTI) is a recently MRI method which allows the mapping of the diffusion process of molecules, mainly water, in biological tissues, in vivo and non-invasively. Molecular diffusion in tissues is not free, reflecting interactions of molecules with many obstacles, such as fibers and membranes. Therefore, DTI provides information on the predominant direction and degree of tissue water diffusion, commonly expressed as the fractional anisotropy (FA). Diffusion anisotropy MRI detects microstructural changes from ischemic injury, but its real clinical value remains unclear. On the other hand, the corticospinal tract (CST) is the most important motor pathway and motor deficit is one of the most common sequelae of AIS. Early prediction of motor outcome is of interest in stroke management because it contributes significantly to patients’ ability to live independently: over 50% of AIS patients have residual motor deficits. More accurate prediction of motor function would enable clinicians and patients to set realistic goals and allocate resources efficiently. DTI-metrics could potentially be used as imaging surrogate markers for long-term motor deficit. Objectives: In this thesis the primary objectives are whether (1) to investigate temporal changes of diffusion anisotropy on MRI by analyzing distinct ischemic regions and to test the predictive ability of DTI-metrics to determine time from symptom onset in AIS. The other main objectives are (2) to develop a model to predict which variables in the first month after stroke are more accurate in predicting long-term (2 years) motor outcome. Material and Methods: We evaluated 60 consecutive patients with MCA AIS onset clearly within 12 hours admitted to our stroke during a 19-month period. National Institutes of Health Stroke Scale (NIHSS) to assess clinical deficit at admission, at day 3, at day 30, at day 90, and at 2 years from stroke onset. The m-NIHSS subindex (5a, 5b, 6a, 6b) was used to categorize the severity of limb weakness as grade I (total m-NIHSS score of 0), grade II (m-NIHSS, score of 1–4), or grade III (m-NIHSS, score of 5–8). Motricity Index scores were used to categorize the long-term motor outcome at 2-years follow-up. All scans were performed with an 1.5T MR system. DTI was performed by using a single-shot echo-planar imaging sequence with the sensitivity encoding parallel-imaging scheme (15 noncollinear directions). Results: We found that variables with significant differences between infarcts ≤4.5 and >4.5 hours were rFA deep white matter (WM) (p=0.001), mean diffusivity ratio (rMD) cortical grey matter (GM) (p=0.036), apparent diffusion coefficient ratio (rADC) cortical GM (p=0.009), rT2 deep WM (p=0.006), and FLAIR (p<0.001). Logistic binary regression models and receiver operating characteristic demonstrated that rFA deep WM was the most reliable parameter to discriminate between infarcts <4.5 hours and those >4.5. The sensitivity, specificity, and positive and negative predictive values for infarct ≤4.5 h of onset by rFA deep WM > 0.970 were 93.8%, 84.6%, 88.2%, and 91.7%, respectively. On the other hand, lower rFA values correlated with motor deficit at day 30 (p<0.001; r=-0.801). Independent predictors of long-term motor outcome were rFA at day 30, infarct volume at day 3, motor deficit at day 3, motor deficit at day 30, and PLIC damage on admission. rFA at day 30 was the best predictor of long-term motor outcome (OR 35.45; 95%CI, 32.23-39.87; p<0.001). The best rFA cutoffs for discriminating good vs. intermediate and intermediate vs. poor outcome at 2 years were 0.978 and 0.685, respectively (AUC=0.99, p<0.001). Conclusions: DTI metrics, especially rFA deep WM, may be a surrogate marker of stroke age.Axonal damage in the CST revealed by DTI at day 30 is an independent predictor of long-term motor outcome after stroke
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Atherosclerosis and air pollution: understanding traffic-related exposure and its effects.Rivera, Marcela, 1982- 16 March 2012 (has links)
This thesis contributes to the characterization of the spatial distribution of NO2, heavy metals and UFP in Girona, to the methodology in air pollution exposure assessment studying different markers of traffic-related air pollution, measurement instruments and protocols, as well as to the development of the LUR technique identifying potential bias in the resulting coefficients of the health model and practical solutions to avoid them. Finally, this thesis added to the evidence that long-term exposure to traffic-related air pollution is associated with atherosclerosis and identified potential susceptibility factors for the Mediterranean population. / Esta tesis contribuye a la caracterización de la distribución espacial del NO2, los metales pesados y las UFP en Girona, a la metodología de la evaluación de la exposición a contaminación atmosférica habiendo estudiado diferentes marcadores de contaminación por tráfico, instrumentos de medida y protocolos, así como al desarrollo de la técnica de modelos LUR para los que se identificaron sesgos potenciales sobre la estimación del efecto sobre la salud de dicha exposición y aporta soluciones prácticas para evitarlos. Finalmente, esta tesis añade a la evidencia de que la exposición a largo plazo a la contaminación procedente del tráfico se asocia a la aterosclerosis e identifica factores de susceptibilidad potenciales para la población mediterránea.
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CLUSDM: a multiple criteria decision making method for heterogeneous data setsValls, Aïda 13 December 2002 (has links)
Aquesta tesi presenta una nova metodologia per resoldre problemes de presa de decisions. Hemestudiat els casos en què cal considerar més d'un criteri. Aquests tipus de mètodes de decisió esconeixen com MCDM (Multiple Criteria Decision Making), o també MCDA (Multiple CriteriaDecision Aid). La diferència entre simplement "prendre decisions" o "ajudar a prendredecisions" recau en si el mètode es dissenya per recomanar la decisió a prendre o si tambéinclou elements que permeten entendre com es prenen les decisions en un cert context. La nostraproposta inclou elements dels dos plantejaments. D'una banda, hem intentat que la persona queha d'usar el mètode no necessiti aprendre tècniques complexes abans de poder-lo aplicar a casosreals. D'altra banda, el mètode no és una caixa negra, sinó que l'usuari rep informació sobrecaracterístiques de les dades que ha de tenir en compte abans de fer la decisió final.ClusDM és un mètode de presa de decisions pensat per resoldre dos tipus concrets deproblemes: (i) ordenar un conjunt d'alternatives de la millor a la pitjor, (ii) seleccionar lesmillors alternatives del conjunt. La dificultat d'aquest procés recau en que cal maximitzardiversos criteris parcials (i normalment no correlacionats) al mateix temps. A la tesi es pottrobar un resum de les diferents aproximacions a aquest tipus de problemes de decisió. Nomésdestacar que el nostre mètode segueix les bases de la Teoria de la Utilitat.Els mètodes clàssics consideren només criteris numèrics. Diferents extensions a aquests modelss'han anat desenvolupant durant els últims anys. En aquesta tesis ens hem plantejat lapossibilitat de tenir criteris que utilitzin diferents tipus de valors. A més, hem afegit dues fases ala metodologia habitual (que té una fase d'agregació i una d'ordenació), que són: l'explicaciódel resultat i l'avaluació de la qualitat.La "Fase d'explicació" està dedicada a assignar un terme lingüístic per descriure cadaalternativa segons la seva posició en el ranking. L'ús de vocabularis qualitatius facilita lacomprensió del resultat. El significat dels diferents termes usats ve donat per una funció denegació. Aquesta representació es basa en contrastar el significat d'un terme amb el dels termesoposats (els seus antònims).La "Fase d'Avaluació de la Qualitat" analitza a fons els resultats intermedis obtinguts en elsdiferents passos del procés i intenta mesurar l'error acumulat. ClusDM proporciona diversesmesures de qualitat parcial per cada fase del procés, de manera que l'usuari tingui constància dela confiança que pot donar al resultat final que doni el sistema. / This thesis presents a new methodology for decision making. In particular, we have studied theproblems that consider more than one criterion, which is known as Multiple Criteria DecisionMaking (MDCM) or Multiple Criteria Decision Aid (MCDA). The difference relies on the factof imitating the behaviour of the decision maker (i.e. develop a method that makes decisions) orgiving to the decision maker some additional information that allows him to understand themechanism of solving decisions (i.e. the decision maker can learn from the use of the method).Our proposal fits better in the MCDA approach, but has also similarities with the MCDMperspective. On one hand, the method we have designed is independent enough to not require adeep understanding of the process by the decision maker. On the other hand, we have carefullystudied the process and the method is able to extract knowledge about the decision problem,which is given to the user to let him know any special characteristics of the data analysed.ClusDM is a new method to solve multicriteria decision problems. It is able to find a ranking ofalternatives or to select the best ones. This process is not easy since usually it is not possible tomaximise all the partial profits (i.e.criteria) at the same time. In the thesis we present anoverview of the large amount of methods developed to solve this problem. We follow the utilitytheory approach.Classical methods consider only numerical criteria. Some extensions allow the consideration ofother scales, such as, fuzzy or ordinal values, but usually they are required to have a commonscale for all criteria. This thesis faces the problem of managing different types of criteria at thesame time. Methods following the utility approach consider two steps to sort a decisionproblem out: the aggregation and the ranking. We have included some additional steps in orderto improve the process: (i) the explanation phase and (ii) the quality measurement phase.In the "Explanation Phase", special attention is devoted to give an appropriate linguisticdescription of the ranking. The necessity to give a qualitatively described result has been arguedby different authors. The rationale behind this belief is that human decision makers understandbetter a linguistic statement characterising the selected alternative (or ranking of alternatives)than a numerical result or even a membership function. In this context, a new negation-basedsemantics has been studied. The key idea is that we can infer the meaning of a term knowing theterms that express an opposite value. The use of this new semantics representation seemsappropriate to obtain a result that can be easily understood by the decision maker.In the "Quality Measurement Phase", different quality measures for each stage of the processare calculated. With these measures we can give an overall value of the trustworthiness of thefinal result. This kind of information is very useful for the decision maker in order to pay moreor less attention to the recommendations of the system.
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