Παράλληλη Επιτάχυνση αλγορίθμων Dictionary Learning και Παραγοντοποίησης με εφαρμογή σε fMRI: k-SVD, αλγόριθμος MM, PARAFAC2

Η αξιοσημείωτη πρόοδος που παρατηρείται στην Ιατρική με την πάροδο των χρόνων σχετίζεται άμεσα με την ταχεία και ευρεία εξάπλωση της χρήσης των υπολογιστών στις επιστήμες υγείας (Ιατρική, Βιολογία, Βιοτεχνολογία). Οι πολύπλοκοι υπολογισμοί που απαιτούνται σε ερευνητικό και πειραματικό στάδιο καθιστούν τον τομέα της Ιατρικής άρρηκτα συνδεδεμένο με εκείνον της Πληροφορικής. Ένα από τα φλέγοντα και ενδιαφέροντα ερευνητικά ζητήματα στον τομέα της Ιατρικής – συγκεκριμένα της νευρολογίας - είναι η λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου. Μια διαδεδομένη μέθοδος ανάλυσης της εγκεφαλικής δραστηριότητας τού ανθρώπου είναι η Λειτουργική Απεικόνιση Μαγνητικού Συντονισμού (fMRI). Είναι μη επεμβατική μέθοδος μέσω της οποίας μπορούμε να μελετήσουμε τις περιοχές του εγκεφάλου που ενεργοποιούνται κατά τη διάρκεια εκτέλεσης μιας ενέργειας (π.χ. ομιλία, παρατήρηση μιας εικόνας). Στην εργασία μας ασχολούμαστε με την εφαρμογή αλγορίθμων Dictionary Learning και Factorization σε fMRI. Πιο συγκεκριμένα επικεντρωνόμαστε στους αλγορίθμους k-SVD, MM και PARAFAC2. Στόχος μας είναι η επιτάχυνση των παραπάνω αλγορίθμων μέσω της χρήσης κάρτας γραφικών, η οποία παρέχει τη δυνατότητα πολλαπλών παράλληλων πράξεων πάνω σε ογκώδη δεδομένα. Τα πειράματα μας διενεργήθηκαν με χρήση CUDA και Matlab.The remarkable progress observed in medicine over the years is related to the rapid and widespread deployment of computer use in health sciences (Medicine, Biology, Biotechnology). The complex calculations required at the research and experimental stages make the field of medicine inextricably linked to that of computer technology. One of the burning and interesting research issues in the medical field is the function of the human brain. A widespread method of analyzing human brain activity is functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI). It is a non-invasive method through which we can study the brain regions that are activated during the performance of an activity (for example speech, observation of an image). In our thesis we deal with the implementation of Dictionary Learning and Factorization algorithms in fMRI. Specifically, we focus on k-SVD, MM and PARAFAC2 algorithms. Our goal is to accelerate the above algorithms through the use of GPU, which offers the capability of multiple parallel operations over big data. Our experiments were conducted using CUDA and Matlab

Giant pedunculated hepatocellular carcinoma with hemangioma mimicking intestinal obstruction

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Pedunculated hepatocellular carcinoma (P-HCC) has rarely been reported and is characteristically large and encapsulated. Only sporadic cases have been published, in which P-HCC was combined with other liver tumors (mostly benign), making the diagnosis difficult.</p> <p>Case presentation</p> <p>We report a patient who was admitted to our hospital with clinical features of intestinal obstruction and a palpable mass in the right iliac fossa. Ultrasound, computed tomography and magnetic resonance imaging demonstrated an encapsulated mass of unclear origin and characteristics of liver hemangioma. Laboratory tests revealed elevated α-fetoprotein (> 800 ng/ml) and cancer antigen 125 (> 51.2 U/ml). With a possible diagnosis of giant liver hemangioma, we proceeded to surgery. During surgery, a giant pedunculated tumor was discovered on the inferior surface of the right lobe of the liver, hanging free in the right abdominal cavity towards the right iliac fossa. The macroscopic appearance of the tumor was compatible with liver hemangioma. Tumor resection was performed at a safe distance, including the pedicle. The rest of the liver appeared normal. Histopathological examination revealed grade II and III HCC (according to Edmondson-Steiner's classification) with nodular configuration, central necrosis, and infiltration of the capsule. Underneath the tumor capsule, residual tissue of a cavernous hemangioma was recognized. The resection margins were free of neoplastic tissue.</p> <p>Conclusion</p> <p>This rare presentation of a giant P-HCC combined with a hemangioma with features of intestinal obstruction confirmed the diagnostic difficulties of similar cases, and required prompt surgical treatment. Therefore, patients benefit from surgical resection because both the capsule and the pedicle prevent vascular invasion, therefore improving prognosis.</p

Molecular prognostic factors in pancratic cancer: biological mechanisms / stem cells

AIM: Pancreatic cancer has the worst prognosis among all major human tumor groups. A characteristic feature of pancreatic cancer is an extensive fibrotic or desmoplastic reaction surrounding the primary tumor. One of the most selective proteins for tumor stromal fibroblasts is the Fibroblast Activation Protein which is expressed in over 90% of human epithelial carcinomas.. The present study aim to evaluate Fibroblast Activating Protein (FAP) and CD 133 expression in pancreatic cancer and corralate them with the expression of Ki67, P53 and VEGF that are already established prognostic factors in pancreatic cancer. Our aim was to correlate the results in an attempt to elucidate the role of these new molecular markers in pancreatic cancer process.PATIENTS: The study population consisted of patients who underwent curative pancreatic resection during a period of 6 years (2003-2009) at “Laiko” General Hospital of Athens. Paraffin blocks of pancreatic adenocarcinoma and normal adjacent pancreatic tissue were retrieved from the archives of the Department of Pathology. Outcome data were recorded from the notes and the follow up consultations of the patients. Forty six patients (26 men, 20 women) with a mean age 66 (range 53 – 80) were studied. All the tumors were moderately/ poorly differentiated while the disease stage was IIA and IIB in 22 and 24 patients, respectively. The median survival was 11 (4-32) months.METHODS: In the present study we used immunofluorescence and a computer-assisted CLSM method to quantify FAP and CD 133 expression and standard immunohistochemistry to assess Ki67, P53 and VEGF expression in a series of human pancreatic adenocarcinomas.RESULTS: FAP expression in the neoplasm was significantly higher in stage IIB compared to stage IIA (P=0,04). FAP expression was correlated with positive lymph nodes causing worse prognosis in patients with stage disease IIB. FAP expression in the neoplasm was significantly higher in the “highly” expressing Ki67 and VEGF group Multivariate analysis for survival demonstrated the prognostic superiority of FAP over Ki67, P53 and VEGF which is considered the most consistently reproducible molecular marker with prognostic value in resected pancreatic adenocarcinoma, with the effect being independent of Ki67, P53, VEGF expression, disease stage, age and sex. CONCLUSION: As the available systemic therapies for pancreatic adenocarcinoma that target tumor cells have limited clinical benefit, targeting FAP as a therapeutic strategy against cancer is an intriguing concept that needs further investigation.ΣΚΟΠΟΣ: Ο καρκίνος του παγκρέατος αποτελεί μια ιδιαίτερα θανατηφόρο νόσο και έχει την χειρότερη πρόγνωση μεταξύ όλων των καρκίνων. Το μικροπεριβάλλον του όγκου πιστεύεται ότι διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη βιολογική του συμπεριφορά. Ο καρκίνος του παγκρέατος χαρακτηρίζεται από εκσεσημασμένη δεσμοπλαστική αντίδραση, η οποία πιθανώς στηρίζεται στην αλληλεπίδραση των καρκινικών βλαστικών κυττάρων και του στρώματος. Μια από τις πιο ειδικές πρωτεΐνες για τους ινοβλάστες του καρκινικού στρώματος είναι είναι η πρωτεΐνη ενεργοποίησης των ινοβλαστων (Fibroblast Activation Protein - FAP) που εκφράζεται στο 90% των επιθηλιακών καρκινομάτων. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να εξετάσουμε την έκφραση των μοριακών δεικτών (FAP,CD133) στο αδενοκαρκίνωμα του παγκρέατος σε συνδιασμό με την έκφραση κλασικών δεικτών κυτταρικού πολλαπλασιασμού, απόπτωσης και αγγειογέννεσης (Ki67, P53, VEGF), τεκμηριωμένης προγνωστικής αξίας. Τα αποτελέσματα θα συσχετισθούν με πληροφορίες από το ιστορικό του ασθενούς, ιστολογικά χαρακτηριστικά του όγκου, δείκτες επιβίωσης. Κατά αυτόν τον τρόπο θα ελεγχθεί η προγνωστική των νέων αυτών μοριακών δεικτών στον καρκίνο του παγκρέατος. ΥΛΙΚΟ: Εξετάσθηκαν αναδρομικά όλες οι περιπτώσεις αδενοκαρκινώματος παγκρέατος που αντιμετωπίστηκαν χειρουργικά στις χειρουργικές κλινικές του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Αθηνών «Λαϊκό» την χρονική περίοδο 2003 – 2009. Η μελέτη βασίστηκε στο αρχειακό ιστολογικό υλικό του εργαστηρίου Παθολογικής Ανατομικής της Ιατρικής Σχολής και στους φακέλους ιστορικού των ασθενών. Μελετήθηκαν 46 περιπτώσεις ασθενών με αδενοκαρκίνωμα παγκρέατος ( 26 άντρες, 20 γυναίκες) με μέση ηλικία 66 ετών (range 53 – 80) που υποβλήθησαν σε θεραπευτική χειρουργική εξαίρεση. Όλα τα νεοπλάσματα ήταν μέσης και χαμηλής διαφοροποίησης. 22 ασθενείς είχαν Στάδιο IIΑ της νόσου και 24 Στάδιο IIΒ. Η διάμεση επιβίωση ήταν 11 (4-32) μήνες. ΜΕΘΟΔΟΣ: Η μελέτη της έκφρασης των μοριακών δεικτών έγινε με τη μέθοδο του ανοσοφθορισμού και τη βοήθεια του συνεστιακού σαρωτικού laser μικροσκοπίου σε συνδυασμό με την ανοσοϊστοχημική διερεύνηση της έκφρασης του VEGF, του P53 και του Ki-67. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ: Η έκφραση του FAP ήταν σημαντικά υψηλότερη στα νεοπλάσματα Σταδίου IIΒ σε σύγκριση με αυτά Σταδίου IIΑ (p=0.04).Η έκφραση της FAP συσχετιζόταν με θετικούς λεμφαδένες και διήθηση λεμφικών αγγείων προκαλώντας χειρότερη πρόγνωση σε ασθενείς σε στάδιο νόσου IIB. Η έκφραση του FAP στον νεοπλασματικό ιστό ήταν σημαντικά υψηλότερη στην ομάδα ασθενών με υψηλή έκφραση VEGF και με υψηλή έκφραση Ki67. Στο μοντέλο αναλογικών κινδύνων του Cox για την ανάλυση της επιβίωσης, η έκφραση της FAP στον νεοπλασματικό ιστό βρέθηκε να επηρεάζει σημαντικά την επιβίωση και η επίδραση ήταν ανεξάρτητη από την έκφραση του VEGF, της Ki-67, του Ρ53, από το στάδιο της νόσου, την ηλικία και το φύλο. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ: Η. πολυπαραγοντική ανάλυση κατέδειξε την προγνωστική ανωτερότητα της FAP έναντι του p53, της Ki-67 και του VEGF. Καθώς οι διαθέσιμες συστηματικές θεραπείες για το αδενοκαρκίνωμα του παγκρέατος που στοχεύουν τα κύτταρα του όγκου έχουν περιορισμένο κλινικό όφελος, η στόχευση της FAP ως θεραπευτική στρατηγική κατά του καρκίνου είναι μια ενδιαφέρουσα ιδέα που χρειάζεται περαιτέρω διερεύνηση

«Τρομοκρατία και ασφάλεια στις αεροπορικές μεταφορές. Ανάλυση και τρόποι προστασίας. »

H βιομηχανία των Αερομεταφορών, είναι ένας από τους πιο σημαντικούς και ευαίσθητους τομείς για την οικονομική και την κοινωνική ανάπτυξη των Χωρών. Η εξέλιξη των αεροσκαφών μέσω της τεχνολογικής προόδου, επέφερε μεγάλη ανάπτυξη στις αερομεταφορές τον 20ο αιώνα, δίνοντας την δυνατότητα στον άνθρωπο να ταξιδεύει σε μακρινούς προορισμούς με μεγαλύτερη ταχύτητα, οικονομία και ασφάλεια. Έφερε έτσι ραγδαία ανάπτυξη των κοινωνιών έχοντας όμως ως βασική προϋπόθεση ένα ασφαλές διεθνές περιβάλλον. Από την άλλη μεριά και η τρομοκρατία είναι ένα φαινόμενο που υπήρχε από παλιά, υπάρχει στις μέρες μας και θα υπάρχει, με την πιο ισχυρή μορφή της, την θρησκευτική τρομοκρατία. O τομέας των αερομεταφορών συγκαταλέγεται μεταξύ των συχνότερων στόχων τρομοκρατικών επιθέσεων από την έλευση της σύγχρονης τρομοκρατίας. Τα τρομοκρατικά χτυπήματα της 11ης Σεπτεμβρίου 2001 με εργαλείο τις αερομεταφορές, άλλαξαν θα λέγαμε τον κόσμο θέτοντας τον σε κατάσταση επιφυλακής. Θα εξετάσουμε πώς επιτυγχάνεται η ασφάλεια χωρίς να παραβλέπονται όμως τα ανθρώπινα δικαιώματα. Σκοπός αυτής της εργασίας είναι να εξετάσει το φαινόμενο της τρομοκρατίας σε σχέση με τις αερομεταφορές, να το αναλύσει, να δώσει παραδείγματα και τρόπους αντιμετώπισηςAviation industry is one of the most important and crucial areas for the economic and social development of the countries. The development of aircrafts through the techologial progress brought about a great evolution in aviation field in the 20th century, giving the opportunity to people to travel to distant destinations quickly, safely and at a relatively low cost. As a consequence there has been an enormous advancement of human societies provided that all these happen in a safe global environment. On the other hand, terrorism is a phenomenon that always existed, continues and will exist in its most hard form, religions terrorism. Aviation field is one of the most frequent targets of terrorist attacts nowadays. The fact of the 11th September 2001 changed the world, one might say, setting the whole planet in an alarm state. We are going to examine how safety can be succeeded without human rights being overlooked. The purpose of this project is to examine terrorism in its relation with air transport, to analyse it, give examples and ways of dealing with it

Restrictive Cardiomyopathies: The Importance of Noninvasive Cardiac Imaging Modalities in Diagnosis and Treatment—A Systematic Review

Restrictive cardiomyopathy (RCM) is the least common among cardiomyopathies. It can be idiopathic, familial, or secondary to systematic disorders. Marked increase in left and/or right ventricular filling pressures causes symptoms and signs of congestive heart failure. Electrocardiographic findings are nonspecific and include atrioventricular conduction and QRS complex abnormalities and supraventricular and ventricular arrhythmias. Echocardiography and cardiac magnetic resonance (CMR) play a major role in diagnosis. Echocardiography reveals normal or hypertrophied ventricles, preserved systolic function, marked biatrial enlargement, and impaired diastolic function, often with restrictive filling pattern. CMR offering a higher spatial resolution than echocardiography can provide detailed information about anatomic structures, perfusion, ventricular function, and tissue characterization. CMR with late gadolinium enhancement (LGE) and novel approaches (myocardial mapping) can direct the diagnosis to specific subtypes of RCM, depending on the pattern of scar formation. When noninvasive studies have failed, endomyocardial biopsy is required. Differentiation between RCM and constrictive pericarditis (CP), nowadays by echocardiography, is important since both present as heart failure with normal-sized ventricles and preserved ejection fraction but CP can be treated by means of anti-inflammatory and surgical treatment, while the treatment options of RCM are dictated by the underlying condition. Prognosis is generally poor despite optimal medical treatment

Role of surgery in colorectal liver metastases: Too early or too late?

As colorectal cancer and colorectal liver metastases become a serious public health problem, new treatment modalities are needed in order to achieve better results. In the last decade there has been very important progress in oncology, with new and more effective chemotherapeutic agents administered alone or in combination improving the resectability rate in up to 40% of patients with colorectal liver metastases. Advances in interventional radiology, in particular, with the use of portal vein embolization and radiofrequency thermal ablation are new strategies allowing major liver resections and treatment of small liver metastases or early recurrences. Surgery, however, remains the gold standard strategy with intention to treat. In this review article we will describe the advanced role of surgery in the multidisciplinary approach to colorectal liver metastases, and the clinical problems the liver surgeon has to deal with, such as the resectability of the metastases, the presence of bilobar liver lesions and extrahepatic disease, the impact of chemotherapy in already resectable liver metastases, the problem of vanishing metastases after chemotherapy and the dilemma of staged or combined liver and colon operations and which organ first in the clinical scenario of synchronous colorectal liver metastases