Simultaneous retrieval of optical and geometrical parameters of multilayered turbid media via state-estimation algorithms

In the present paper we propose an implementation of the Kalman filter algorithm, which allows simultaneous recovery of the absorption coefficient, the reduced scattering coefficient and the thicknesses of multi-layered turbid media, with the deepest layer taken as semi-infinite. The approach is validated by both Monte Carlo simulations and experiments, showing good results in structures made up of four layers. As it is a Bayesian algorithm, prior knowledge can be included to improve the accuracy of the retrieved unknowns. One of the most promising applications of this approach is the capability of real-time monitoring of living organs by near infrared spectroscopy. In particular, determination of blood perfusion in the adult head is one of the desired goals, allowing continuous control of stroke patients. This demands accurate measurement of the optical properties, especially absorption, of the head layers, from scalp to the cortex.Fil: García, Héctor Alfredo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Baez, Guido Rodrigo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Pomarico, Juan Antonio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentin

Implementation of the extended Kalman filter for determining the optical and geometrical properties of turbid layered media by time-resolved single distance measurements

In this article we propose an implementation of the extended Kalman filter (EKF) for the retrieval of optical and geometrical properties in two-layered turbid media assuming a dynamic setting, where absorption of each layer was changed in different steps. Prior works implemented the EKF in frequency-domain with several pairs of light sources and detectors and for static parameters estimation problems. Here we explore the use of the EKF in single distance, time-domain measurements, together with a corresponding forward model. Results show good agreement between retrieved and nominal values, with rather narrow analytical credibility intervals, indicating that the recovery process has low uncertainty, especially for the absorption coefficients.Fil: Baez, Guido Rodrigo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: García, Héctor Alfredo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Grosenick, Dirk. Physikalisch-technische Bundesanstalt; AlemaniaFil: Wabnitz, Heidrun. Physikalisch-technische Bundesanstalt; Alemani

Passive neutron area monitor with pairs of TLDs as neutron detector

A passive neutron area monitor has been designed using Monte Carlo methods; the monitor is a polyethylene cylinder with pairs of thermoluminescent dosimeters (TLD600 and TLD700) as thermal neutron detector. The monitor was calibrated with a bare and a thermalzed 241AmBe neutron sources and its performance was evaluated measuring the ambient dose equivalent due to photoneutrons produced by a 15 MV linear accelerator for radiotherapy and the neutrons in the output of a TRIGA Mark III radial beam port

A comparison between plausible models in layered turbid media with geometrical variations applying a Bayesian selection criterion

One possible application of Near Infrared techniques is to analyze human brain metabolic activity. Currently used models take into account the layered structure of the human head but, usually, they do not consider the non-planar surface of some of the boundaries, i.e. gray matter, which results in a much more complex structure, thus leading to more sophisticated models and longer calculation times. The main objective of this work is to determine if it is worth to replace a planar layered structure by a non-planar one. To this end we implement a Bayesian-based quantitative methodology for choosing between two competitive models describing light propagation in layered turbid media. Experiments of time-resolved diffuse reflectance measurements are performed in layered phantoms and complemented with numerical calculations. The resulting Distributions of Time of Flight of both models are compared using Bayesian model selection analysis. The non-planar interface was introduced in the simulations by a simple surface parametrization. Results suggest that, under certain conditions, a multilayer model with planar boundaries is good enough.Fil: Vera, Demián Augusto. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Baez, Guido Rodrigo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Grupo de Plasmas Densos Magnetizados; Argentina. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: García, Héctor Alfredo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Iriarte, Daniela Ines. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Pomarico, Juan Antonio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentin

Propuesta de una solución de business intelligence para el monitoreo y control de gestantes de alto riesgo en el Hospital Vitarte

La mortalidad materna es un problema trascendental de salud pública en todo el mundo y lo adolecen aún más los países en vías de desarrollo. La mortalidad materna representa sólo una pequeña porción de lo que realmente es importante analizar, la otra gran porción es la morbilidad materna. Como una forma de brindar una mejor atención obstétrica y evitar el incremento de la morbilidad materna, se establecieron desde hace muchos años especialidades para gestantes con distintas enfermedades con la finalidad de atenderlas adecuadamente. Es a partir de entonces que se comenzaron a identificar los factores de riesgo durante la gestación. En la actualidad no se ha establecido una forma común de identificar a estas gestantes ni sistemas de alerta para su atención oportuna. En la revisión de la literatura para este estudio se determinó veintiséis factores de riesgo relevantes, de los cuales, luego del análisis estadístico se concluyó que trece presentaron una relación significativa con el riesgo de morbilidad en el Hospital Vitarte. Los resultados obtenidos permitieron proponer una solución de Business Intelligence que ayude al monitoreo y control de las gestantes de alto riesgo que presentan estos factores asociados a morbilidad, mediante la elaboración de un Dashboard de gestión

Neutron detectors of 10B+ZnS(Ag) as an alternative to 3He-based installed in the Radiation Portal Monitors in homeland Security

Using Monte Carlo method features of 10B+ZnS(Ag) neutron detector under real operational conditions has been calculated, this results were compared against measurements. This detector is a viable substitute for 3He detectors installed in custom borders to prevent the illicit traffic of special nuclear materials, SNM

Theoretical investigation of photons partialpathlengths in multilayered turbid media

Functional near infrared spectroscopy (fNIRS) is a valuable tool for assessing oxy- and deoxyhemoglobin concentration changes (∆[HbO] and ∆[HbR], respectively) in the human brain. To this end, photon pathlengths in tissue are needed to convert from light attenuation to ∆[HbO] and ∆[HbR]. Current techniques describe the human head as a homogeneous medium, in which case these pathlengths are easily computed. However, the head is more appropriately described as a layered medium; hence, the partial pathlengths in each layer are required. The current way to do this is by means of Monte Carlo (MC) simulations, which are time-consuming and computationally expensive. In this work, we introduce an approach to theoretically calculate these partial pathlengths, which are computed several times faster than MC simulations. Comparison of our approach with MC simulations show very good agreement. Results also suggest that these analytical expressions give much more specific information about light absorption in each layer than in the homogeneous case.Fil: García, Héctor Alfredo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Vera, Demián Augusto. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Waks Serra, María Victoria. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Baez, Guido Rodrigo. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Iriarte, Daniela Ines. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Pomarico, Juan Antonio. Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tandil. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires. - Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigaciones en Física e Ingeniería del Centro de la Provincia de Buenos Aires; Argentin

Motor Solar

En este trabajo se muestran los resultados del proyecto Motor Solar, que consistió en crear un prototipo capaz de bombear agua con el uso de energía solar. Para su realización, se compró un motor Stirling y un lente fresnel y se trabajó en el diseño de una estructura capaz de sostener el lente y mantener el punto focal en la punta del motor. Se hizo una estructura que permitió dar un movimiento en dos ejes al lente, los suficientes para rastrear al sol en su recorrido diurno, se fijó el motor a la estructura y funcionó sin problema alguno. Se experimentó con el motor y se encontró que tiene una potencia promedio de 13W, un torque de 0.102 N*m y un promedio de 1300 RPM o 135 rad/s. Se le implementó una flecha con propela al volante de inercia y se diseñó y construyó una cavidad sellada donde se metió la propela para el bombeo del agua. La bomba presentó fugas ya que el sistema de sellado no fue suficiente para contener el agua y el bombeo fracasó, sin embargo, se mencionan algunas mejoras para que el prototipo funcione.ITESO, A.C.COECYTJA

Evaluación del ensilado de residuos de pescado y de cabeza de langostino fermentado con Lactobacillus fermentus aislado de cerdo

The aim of this study was to determine the viability and nutritional characteristics of shrimp head silage and fish waste destined for pig feeding. In the conservation process, molasses and rice powder were used as a substrate and Lactobacullus fermentus, obtained from the digestive tract of the piglet, as a fermenter. Temperature, pH and percentage of acidity data were recorded, as well as organoleptic and nutritional characteristics in the first 30 days of conservation. The treatments were T1 = Shrimp head with molasses and yogurt; T2 = Shrimp head with rice powder and yogurt; T3 = Fish residue with molasses and yogurt; and T4 = Fish residue with rice powder and yogurt. T1 and T3 presented acidity and low pH, as well as low temperature during the first week, stabilizing the process on day 15. The fermentation of T2 and T4 was inadequate (not feasible). Aerobic mesophilic microorganisms, yeasts and fungi were within the acceptable limit in balanced feeds and the pathogenic bacterium Salmonella sp was absent. Crude protein content improved by 2.03% in T1 and 2.32% in T3. It is concluded that the T1 and T3 silages are adequate and stabilize from day 15, without containing pathogenic microorganisms and the protein content is according to the nutritional sources of animal origin for pig feeding.El objetivo del estudio fue determinar las características viables y nutricionales del ensilado de cabeza de langostino y de residuos de pescado destinado para la alimentación de cerdos. En el proceso de conservación se utilizó la melaza y el polvillo de arroz como sustrato y Lactobacullus fermentus, obtenido del tracto digestivo del lechón, como fermentador. Se tomaron registros de temperatura, pH, porcentaje de acidez, así como características organolépticas y nutritivas en los primeros 30 días de conservación. Los tratamientos fueron T1 = Cabeza de langostino con melaza y yogurt; T2 = Cabeza de langostino con polvillo y yogurt; T3 = Residuo de pescado con melaza y yogurt; y T4 = Residuo de pescado con polvillo y yogurt. T1 y T3 presentaron acidez y pH bajo, así como temperatura baja en la primera semana, llegando a estabilizar el proceso el día 15. La fermentación de T2 y T4 fue inadecuada (no viable). Los microorganismos aerobios mesófilos, levaduras y hongos estuvieron dentro del límite aceptable para alimento balanceado y donde la bacteria patógena Salmonella sp estuvo ausente. El contenido de proteína cruda mejoró en 2.03% en T1 y 2.32% en T3. Se concluye que los ensilados T1 y T3 son adecuados y se estabilizan a partir del día 15, sin contener microorganismos patógenos y el contenido proteico se ajusta a las fuentes nutricionales de origen animal para la alimentación porcina