Recent Advances in Intermediate Filaments—Volume 1

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Applications of particle physics techniques for proton computed tomography

Proton beam therapy can potentially offer improved treatment for head and neck cancers and paediatric patients. There has been a sharp uptake of proton beam therapy in recent years as improved delivery techniques and patient benefits are observed. However, treatments are currently planned using conventional X-ray CT images due to the absence of devices able to perform high-quality proton computed tomography (pCT) under realistic clinical conditions. The rise of new technologies such as the Depleted Monolithic Active Pixel Sensors (DMAPS), developed for the inner tracker upgrades at the High Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC) or the plastic scintillators detectors used at the Fine Grained Detector at the Tamioka to Kamio (T2K) experiment, could imply a big step forward in the field. This thesis aims to show the potential of both technologies by providing a proof of concept on the capabilities of these technologies. First, by building a tracker with two TJ-Monopix sensors and testing it at Birmingham's MC40 cyclotron and the proton minibeam radiotherapy centre at the Curie Institue under real clinical conditions, and second by simulating a full pCT system consisting in a DMAPS as proton trackers and a novel range telescope ASTRA (designed during the thesis). The simulation and consequent analysis aimed to obtain a pCT image of a phantom with 7 different materials. Using a set of classic algorithms and demonstrating later the enhancement obtained by using Convoluted Neural Networks (CNN). For the first part, the TJ-Monopix chip is used. The chip presents an excellent response up to a fluency of $\sim~$1~M $\frac{particles}{s}$ with no area coverage dependence, allowing flux above $\sim~$13.3~M $\frac{particles}{s*cm^2}$ with a fast detection rate of 40~MHz. Thus, the TJ-Monopix properties allow it also to be used as a beam monitoring device for micro-beam therapy and to improve the knowledge of the clinical beam's behaviour at low currents. ASTRA is the new plastic-scintillator-based range telescope concept designed to simulate a full proton CT system, it was first presented in the peer-reviewed paper \cite{MGranado} and it was used here to measure the proton’s energy loss in a pCT system. Simulations conducted using GEANT4 yield an expected energy resolution of 0.7$\%$. When calorimetric information is used in combination with Boosted Decision Trees (BDT) techniques the energy resolution could be further improved to about 0.5$\%$. In addition, the ability of ASTRA to track multiple protons simultaneously is presented, first with classic algorithms that do not use the energy-deposited information and then with the use of this information combined with a Comboluted Neural Network of the type U-Net using a novel in-pixel Multi-Label analysis. Due to its fast components, ASTRA is expected to reach unprecedented data collection rates around 10$^8$ protons/s. The performance of ASTRA has also been tested by simulating the imaging of phantoms The results show excellent image contrast and relative stopping power reconstruction

Órdenes entre distribuciones de probabilidad

Una cuestión que tenemos muy presente en el día a día es comparar. Lo hacemos por ejemplo al tratar de ver cuál de entre dos cantidades es más grande, cuál de entre dos cualidades es mejor... Si se introducen los términos estadísticos adecuados, modelando las distribuciones de los fenómenos observados en una cierta población, el orden estocástico entre dos distribuciones de probabilidad nos permite dar una respuesta global a estas comparaciones, más adecuada en muchas situaciones que las más simples y habituales que se limitan a comparar características como la media, la mediana o la varianza. Este concepto también se utiliza en ámbitos más específicos como en economía, medicina o sociología, permitiéndonos además resolver cuestiones más propias de la estadística descriptiva. El estudio de este tipo de comparación se remonta a Mann y Whitney ([24], 1947) y a Lehmann ([21], 1955). La motivación de este Trabajo Fin de Grado consiste en mostrar algunas de las definiciones de orden estocástico existentes, cada una de las cuales nos permite resolver problemas como el de estudiar si una característica es mayor en una determinada población que en otra o el de comparar su variabilidad. Por ejemplo, la afirmación de que los hombres son más altos que las mujeres puede analizarse a través del orden estocástico e involucra una comparación del estatus de cada individuo de un grupo visto como si fuera individuo del otro grupo. Si para cada uno de ellos su estatus mejora (tal como decir que un hombre de una cierta altura parecería tener una altura mayor entre las mujeres) estamos entonces ante la presencia de orden estocástico, de modo que obtenemos así un enfoque novedoso que supone una relación global entre las distribuciones implicadas. El gran inconveniente que presenta es que en algunas ocasiones el concepto de orden estocástico es demasiado rígido, puesto que supone una relación entre las distribuciones que o bien existe o bien no. Por esta razón en este trabajo se estudiarán también algunas versiones más débiles que nos permitirán resolver el problema de una manera aproximada así como adaptarlo a escenarios apropiados según cada caso que consideremos. Esta perspectiva nos da además la posibilidad de determinar un nivel de desviación respecto a la relación de orden que será fundamental al tratar con muestras. Para mostrar su utilidad se incluye un análisis de la evolución del envejecimiento en España a lo largo de los últimos años así como su evolución prevista en los próximos, en el cual se comparan los datos de edad de la población durante varios periodos de tiempo.Grado en Matemática

Planificación y diseño de una propuesta didáctica fundamentada para trabajar comprensivamente el límite de una función en Bachillerato

En este Trabajo Final de Máster se realiza la planificación y el diseño de una propuesta didáctica que tiene por objetivo principal el proporcionar oportunidades de aprendizaje adecuadas para el desarrollo de la comprensión del concepto de límite de una función. En efecto, la idea de límite es central en el bloque curricular de Análisis Matemático, ya que en torno a él se construyen otros conceptos como el de continuidad, el de derivada o el de integral definida de una función. Una buena comprensión del primero proporcionará una base sólida y estable para poder entender y trabajar con el resto. Por lo tanto, este trabajo surge con la idea de mejorar la práctica docente en torno a un concepto que resulta complicado tanto a profesores como estudiantes.Departamento de Didáctica de las Ciencias Sociales y ExperimentalesMáster en Profesor de Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato, Formación Profesional y Enseñanzas de Idioma

Factores facilitadores y obstaculizadores del éxito y estado de desarrollo de las spin-off de la Universidad de Sevilla

La creación de empresas basadas en el conocimiento en el seno de las universidades se ha convertido en los últimos años en uno de los mecanismos más eficaces de transferencia de conocimientos y tecnología desde los centros de investigación universitarios al sector productivo. Como consecuencia, este tipo de empresas está siendo motivo de estudio por el importante papel que se les atribuye en el crecimiento y desarrollo económico de la región en la que actúan. Debido al hecho de que la creación de estas empresas es un fenómeno relativamente reciente en nuestro país, los estudios de investigación sobre factores de éxito de las spin-off en nuestro contexto han analizado empresas de trayectorias bastante reducidas. Por ello, el objetivo de este trabajo ha sido comprender mejor el proceso de desarrollo y consolidación de las spin-off académicas, como un tipo particular de empresa basada en la transferencia del conocimiento y la tecnología, y explorar qué posibles factores inciden en su proceso de crecimiento y consolidación. Para ello se han encuestado a cuatro spin-off que se encuentran en diferentes momentos de su trayectoria. Los resultados obtenidos nos han permitido sopesar la contribución de ciertos indicadores para estimar el grado de éxito y el nivel de desarrollo de cada una de estas empresas y explorar las coincidencias y divergencias en su recorrido en relación a los factores obstaculizadores y facilitadores relativos a los recursos humanos, las redes sociales, la financiación, los recursos organizativos y tecnológicos, centrándonos fundamentalmente en la percepción que tienen los responsables de aquellos elementos que han actuado como fortalezas y como debilidades al crecimiento y éxito de la empresa. Además, nos llevan a concluir acerca del carácter dinámico o fluido del concepto de éxito de una empresa y la dificultad para establecer de manera categórica niveles de logro. A su vez, se han detectado factores condicionantes que son comunes a todas las spin-off, sean consolidadas o estén en fase de desarrollo y con éxito notable o tibio; otras que afectan a la longevidad de la empresa y otras que varían según lo destacado de su éxito. Por tanto, sería necesario seguir profundizando en el estudio de la evolución de las spin-off para analizar cómo los elementos que afectan al desarrollo y éxito de la empresa van cambiando a lo largo de su trayectoria.Universidad de Sevilla. Doble Grado en Administración y Dirección de Empresas y en Derech

High-fidelity, broadband stimulated-Brillouin-scattering-based slow light using fast noise modulation

We demonstrate a 5-GHz-broadband tunable slow-light device based on stimulated Brillouin scattering in a standard highly-nonlinear optical fiber pumped by a noise-current-modulated laser beam. The noise modulation waveform uses an optimized pseudo-random distribution of the laser drive voltage to obtain an optimal flat-topped gain profile, which minimizes the pulse distortion and maximizes pulse delay for a given pump power. Eye-diagram and signal-to-noise ratio (SNR) analysis show that this new broadband slow-light technique significantly increases the fidelity of a delayed data sequence, while maintaining the delay performance. A fractional delay of 0.81 with a SNR of 5.2 is achieved at the pump power of 350 mW using a 2-km-long highly nonlinear fiber with the fast noise-modulation method, demonstrating a 50% increase in eye-opening and a 36% increase in SNR compared to a previous slow-modulation method

Slow light with a swept-frequency source

We introduce a new concept for stimulated-Brillouin-scattering-based slow light in optical fibers that is applicable for broadly-tunable frequency-swept sources. It allows slow light to be achieved, in principle, over the entire transparency window of the optical fiber. We demonstrate a slow light delay of 10 ns at 1550 nm using a 10-m-long photonic crystal fiber with a source sweep rate of 0.4 MHz/ns and a pump power of 200 mW. We also show that there exists a maximal delay obtainable by this method, which is set by the SBS threshold, independent of sweep rate. For our fiber with optimum length, this maximum delay is ~38 ns, obtained for a pump power of 760 mW.Comment: 6 pages, 5 figure

La educación moral en la escuela secundaria desde la teoría del desarrollo moral de Lawrence Kohlberg a partir de Tony Mifsud

Con el objetivo de presentar una propuesta innovadora sobre la educación en valores a partir del desarrollo moral mediante la consideración de dilemas, es que el siguiente trabajo desarrolla: origen y funcionalidad de la escuela secundaria, diversas perspectivas sobre la adolescencia, modelos de educación moral, y teoría del desarrollo del juicio moral de Lawrence Kohlberg. Este último es el marco teórico utilizado como base para la propuesta. La misma fue diseñada para poder implementarse en el espacio curricular de Ciudadanía y Participación y Formación para la vida y el trabajo. La herramienta pedagógica fundamental es el dilema ético, invitando a la reflexión y discusión girando en torno a la toma de decisiones. De esta manera se cumple con los objetivos de la política educativa nacional: brindar formación ciudadana comprometida con valores éticos y democráticos; desarrollar las capacidades y ofrecer oportunidades de estudio y aprendizaje necesarias para la educación a lo largo de toda la vida y promover el aprendizaje de saberes científicos fundamentales para comprender y participar reflexivamente en la sociedad contemporánea.Fil: González, Carolina Inés. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Educación; ArgentinaFil: Sánchez Granado, Carolina Luz. Universidad Católica de Córdoba. Facultad de Educación; Argentin

Cumplimiento de las recomendaciones de práctica de actividad física y percepción de barreras en estudiantes de bachillerato

El objetivo de este estudio fue conocer los niveles de actividad física (AF) así como la percepción de barreras para la realización de AF en estudiantes de Bachillerato, analizando dichas variables en función del género, curso académico, práctica deportiva extraescolar y tipo de jornada. Se realizó un estudio descriptivo transversal en el que participaron 248 adolescentes, 120 chicos y 128 chicas ( M = 15.32; DT = 1.81), 144 de 1º de Bachillerato y 104 de 2º de Bachillerato. Se utilizó el Cuestionario Internacional de AF en su versión corta (IPAQ-SF) y la Escala de Barreras para la práctica de AF . Los resultados señalaron que menos del 30% de los estudiantes de Bachillerato alcanza las recomendaciones de práctica de AF, siendo el grado de cumplimiento más elevado en los chicos (38.3%), en el alumnado de 1º de Bachillerato (30.6%), en el alumnado que realiza práctica deportiva extraescolar (36.7%) y entre semana (31%). Por otro lado, las barreras referentes al tiempo fueron superiores en el alumnado de 2º de Bachillerato, mientras que las barreras relativas al disfrute fueron superiores en las chicas y en el alumnado que no realizaba práctica deportiva extraescolar. Los resultados destacan la importancia de promover la práctica regular de AF en Bachillerato, especialmente en las chicas y en los adolescentes de 2º curso, a través de programas de intervención que ayuden a mejorar la gestión del tiempo de ocio y estimulen el desarrollo de los procesos motivacionales. The aim of this study was to analyze physical activity (PA) levels and perceived barriers to PA in High School students. Similarly, differences in gender, academic year, out-of-school sport and type of day were analyzed among these variables. In this cross-sectional study, 248 adolescents, 120 boys and 128 girls (M = 15.32; SD = 1.81), were involved. The sample was made up of 144 12th grade students (58.1%) and 104 13th grade students. The International PA Questionnaire-Short Form (IPAQ-SF) and the Scale of Barriers to PA were used. The results showed that less than 30% of High School students comply with the PA guidelines, being higher in boys (38.3%), in the 12th High School students (30.6%), in the students who practiced extracurricular sports (36.7%) and weekdays (31%). On the other hand, barriers relating to time adolescents were higher in students of 13th High School, while barriers relate to enjoyment were higher in girls and students who did not practice extracurricular sports. The results highlight the importance of promoting PA in High School students, especially in girls and 12th High School, through intervention programs that help improve the management of their leisure time and development of motivational processes

Primary and Secondary Immunodeficiency Diseases in Oncohaematology: Warning Signs, Diagnosis, and Management

Antibodies deficiency; Autoimmunity; Hematologic neoplasmsDeficiència d'anticossos; Autoimmunitat; Neoplàsies hematològiquesDeficiencia de anticuerpos; Autoimmunidad; Neoplasias hematológicasBackground: Immunodeficiencies (ID), in particular primary immunodeficiencies (PID), are often associated with haematological manifestations, such as peripheral cytopenias or lymphoproliferative syndromes. Early diagnosis and management have significant prognostic implications. Secondary immunodeficiencies (SID) may also be induced by oncohaematological diseases and their treatments. Haematologists and oncologists must therefore be aware of the association between blood disorders and cancer and ID, and be prepared to offer their patients appropriate treatment without delay. Our aim was to define the warning signs of primary and secondary IDs in paediatric and adult patients with oncohaematological manifestations. Methods: A multidisciplinary group of six experts (2 haematologists, 2 immunologists, and 2 paediatricians specializing in ID) conducted a literature review and prepared a document based on agreements reached an in-person meeting. An external group of 44 IDs specialists from all over Spain assessed the document and were consulted regarding their level of agreement. Results: This document identifies the haematological and extra-haematological diseases that should prompt a suspicion of PIDs in adults and children, in both primary care and haematology and oncology departments. Cytopenia and certain lymphoproliferative disorders are key diagnostic pointers. The diagnosis must be based on a detailed clinical history, physical exploration, complete blood count and standard laboratory tests. The immunological and haematological tests included in the diagnostic process will depend on the care level. Patients who are candidates for immunoglobulin replacement therapy must be carefully selected, and treatment should be offered as soon as possible to avoid the development of complications. Finally, this document recommends procedures for monitoring these patients. Conclusions: This document combines scientific evidence with the opinion of a broad panel of experts, and emphasizes the importance of an early diagnosis and treatment to avoid complications. The resulting document is a useful tool for primary care physicians and specialists who see both adult and paediatric patients with oncohaematological diseases