Transformation in HaRe

HaRe [?] is a system developed at the University of Kent Computing Laboratory to support refactoring in Haskell. We also want HaRe to be an open platform to support general Haskell program transformation so it can be used by other researchers in the field. This paper demonstrates the facilities HaRe provides for program transformation by implementing a deforestation transformation as a case study

Automatische Charakterisierung metabolischer Effekte der onkologischen Immuntherapie mittels 18F-FDG-PET/MRT

Durch die Automatisierung der medizinischen Bildgebung und deren Analyse durch Anwendung maschineller Lernverfahren können potenziell Objektivität und Reliabilität gesichert, sowie Zeit und Ressourcen gespart werden. Ein großer Anwendungsbereich findet sich in der Onkologie, besonders bei der Erkennung und Klassifizierung von Tumoren, deren Phänotyp und deren Malignitätsstatus. Weiterführende Studien beschreiben die Nutzung zur Voraussage über Therapieansprechen, Prognosebestimmung und Risikoanalyse. Den Grundbaustein hierfür bildet die semantische Segmentierung, bei der Organe und Strukturen in Bildgebungen voxelweise klassifiziert werden, um den Suchbereich für weitere Analysen zu definieren. In der vorliegenden Arbeit wurden PET/MRT-Untersuchungen von Patienten mit malignem Melanom unter Immuntherapie betrachtet. Die frühe und genaue Vorhersage des Therapieansprechens kann gerade in diesem Patientenkollektiv entscheidend sein, da die Ansprechraten mäßig sind und die Therapie mit signifikanten Nebenwirkungen und hohen Kosten verbunden ist. Anatomische und funktionelle Parameter der PET/MRT-Bildgebung können potenziell genutzt werden, um ein Therapieansprechen einzuschätzen und therapeutische Entscheidungen zu unterstützen. Ziel dieser Arbeit war die automatische Extraktion anatomischer und funktioneller Parameter aus multiparametrischen Ganzkörper-PET/MRT-Daten mittels maschineller Lernverfahren. Dazu wurde ein Algorithmus aus der Klasse der Convolutional Neural Networks (CNN) trainiert und validiert. Das Patientenkollektiv setzte sich aus 24 Melanompatienten unter Immuntherapie zusammen, die jeweils drei zeitlich versetzte PET/MRT-Untersuchungen durchliefen. In der Summe ergab dies 72 Bildgebungen, von denen zwei aufgrund von Artefakten und Importfehlern von der Studie ausgeschlossen wurden. Anhand manuell segmentierter Trainingsdaten, welche auf T1-gewichteten MRT-Bildern erzeugt wurden, konnte das CNN für die automatische Segmentierung von Milz, Knochenmark der Wirbelsäule und Leber trainiert werden. Die quantitative Evaluation dieser automatischen Organsegmentierung im Vergleich zur manuellen Organsegmentierung ergab eine insgesamt hohe Genauigkeit. Die Leber erreichte die höchste Genauigkeit (DSC 0,9187), gefolgt von der Milz (DSC 0,8282) und den Wirbelkörpern (DSC 0,6966). Dabei konnte der Zeitaufwand der Segmentierung von ca. 1 Stunde pro Datensatz (manuell) auf etwa 4 Sekunden (automatisch) beschleunigt werden. Aus den automatischen Segmentierungen extrahierte Parameter (ADC, durchschnittlicher und maximaler SUV, Fettgehalt und Organvolumen) zeigten eine hohe Übereinstimmung zur manuellen Segmentierung. Beim durchschnittlichen SUV wurde eine mittlere relative Abweichung von 4,10 % ± 5,05 % bei der Leber, 0,83 % ± 10,86 % bei der Milz und 1,91 % ± 10,42 % bei den Wirbelkörpern erreicht. Als proof of concept wurde geprüft, ob sich der SUV (jeweils über Leber, Milz und Wirbelkörpern) als Parameter eignet, um einen Responsestatus der Immuntherapie abzuleiten. Obwohl sich Hinweise auf den Anstieg des SUV unter Immuntherapie über Leber, Milz und Wirbelkörper fanden, konnte in unserem Patientenkollektiv keine Signifikanz nachgewiesen werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine automatische Ableitung anatomischer und funktioneller Parameter aus multiparametrischen PET/MRT Daten mittels Deep Learning möglich ist und zufriedenstellende Ergebnisse erreicht wurden. Voraussetzung sind ausreichende und gute Trainingsdaten. Es empfiehlt sich, die Methodik an einem größeren und diverseren Patientenkollektiv zu validieren

Prevalence of trichinellosis and cysticercosis in indigenous pigs from ethnic minorities for selected communes in the Central Highlands (Dak Lak)

Traditionally applied free grazing/roaming of pigs is a known risks factor for selected zoonoses such trichinellosis and cysticercosis which have the potential to cause long lasting health problems in affected humans with sporadic complications such as fatal encephalitis. The ban of free grazing in pigs due to recent policy changes may have contributed to a decrease of both zoonoses and consequently making pork from local or wild pigs safer for the consumer. Despite of the ban some farmers might still use free roaming management at least partly for certain age classes of their pigs. Information on the presence of these zoonoses in pigs produced by ethnic groups is lacking or not updated. Therefore, a serological survey was carried out to provide base line information on the presence of cysticercosis and/or trichinellosis in native pigs in selected communes of the Central Highlands as being part of the Cross CRP project “Scoping study to evaluate the potential of integrated indigenous pig systems to improve livelihoods and safe pork consumption for poor ethnic minority smallholders in the Central Highlands of Vietnam”. While the serological sampling was implemented by WASI all laboratory analysis were carried out by NIVR, a research institute with known experience on the diagnosis for both zoonoses in Vietnam. In addition NIVR provided a training on sample collection and storage

Improving the Quality of Teaching Physical Education Courses at Universities

This manuscript explores the advantages and limitations of teaching physical education courses at universities and proposes strategies to enhance the quality of teaching. The advantages of improving the quality of physical education teaching include flexible selection of sports subjects, enhancing positive attitudes towards learning, continuous development and improvement of lecturers, testing and evaluation standards, and innovative teaching methods. The limitations identified are limited curriculum content, teaching plans dependent on weather conditions, limited lecturer team, and lack of motivation among some students. To enhance the quality of teaching physical education, the manuscript proposes enhancing the role and significance of physical education in universities and adjusting and improving the content of the physical education program through innovative teaching methods, such as introducing new elective subjects, adapting teaching content and methods to student needs, and promoting interdisciplinary collaboration between departments

Spherocylindrical microplane constitutive model for shale and other anisotropic rocks

Constitutive equations for inelastic behavior of anisotropic materials have been a challenge for decades. Presented is a new spherocylindrical microplane constitutive model that meets this challenge for the inelastic fracturing behavior of orthotropic materials, and particularly the shale, which is transversely isotropic and is important for hydraulic fracturing (aka fracking) as well as many geotechnical structures. The basic idea is to couple a cylindrical microplane system to the classical spherical microplane system. Each system is subjected to the same strain tensor while their stress tensors are superposed. The spherical phase is similar to the previous microplane models for concrete and isotropic rock. The integration of stresses over spherical microplanes of all spatial orientations relies on the previously developed optimal Gaussian integration over a spherical surface. The cylindrical phase, which is what creates the transverse isotropy, involves only microplanes that are normal to plane of isotropy, or the bedding layers, and enhance the stiffness and strength in that plane. Unlike all the microplane models except the spectral one, the present one can reproduce all the five independent elastic constants of transversely isotropic shales. Vice versa, from these constants, one can easily calculate all the microplane elastic moduli, which are all positive if the elastic in-to-out-of plane moduli ratio is not too big (usually less than 3.75, which applies to all shales). Oriented micro-crack openings, frictional micro-slips and bedding plane behavior can be modeled more intuitively than with the spectral approach. Data fitting shows that the microplane resistance depends on the angle with the bedding layers non-monotonically, and compressive resistance reaches a minimum at 60°. A robust algorithm for explicit step-by-step structural analysis is formulated. Like all microplane models, there are many material parameters, but they can be identified sequentially. Finally, comparisons with extensive test data for shale validate the model.Peer ReviewedPostprint (published version

Biocompatible chitosan-functionalized upconverting nanocomposites

Simultaneous integration of photon emission and biocompatibility into nanoparticles is an interesting strategy to develop applications of advanced optical materials. In this work, we present the synthesis of biocompatible optical nanocomposites from the combination of near-infrared luminescent lanthanide nanoparticles and water-soluble chitosan. NaYF4:Yb,Er upconverting nanocrystal guests and water-soluble chitosan hosts are prepared and integrated together into biofunctional optical composites. The control of aqueous dissolution, gelation, assembly, and drying of NaYF4:Yb,Er nanocolloids and chitosan liquids allowed us to design novel optical structures of spongelike aerogels and beadlike microspheres. Well-defined shape and near-infrared response lead upconverting nanocrystals to serve as photon converters to couple with plasmonic gold (Au) nanoparticles. Biocompatible chitosan-stabilized Au/NaYF4:Yb,Er nanocomposites are prepared to show their potential use in biomedicine as we find them exhibiting a half-maximal effective concentration (EC50) of 0.58 mg mL–1 for chitosan-stabilized Au/NaYF4:Yb,Er nanorods versus 0.24 mg mL–1 for chitosan-stabilized NaYF4:Yb,Er after 24 h. As a result of their low cytotoxicity and upconverting response, these novel materials hold promise to be interesting for biomedicine, analytical sensing, and other applications