Identifying Promising Candidate Radiotherapy Protocols via GPU-GA in-silico

Around half of all cancer patients, world-wide, will receive some form of radiotherapy (RT) as part of their treatment. And yet, despite the rapid advance of high-throughput screening to identify successful chemotherapy drug candidates, there is no current analogue for RT protocol screening or discovery at any scale. Here we introduce and demonstrate the application of a high-throughput/high-fidelity coupled tumour-irradiation simulation approach, we call "GPU-GA", and apply it to human breast cancer analogue - EMT6/Ro spheroids. By analysing over 9.5 million candidate protocols, GPU-GA yields significant gains in tumour suppression versus prior state-of-the-art high-fidelity/-low-throughput computational search under two clinically relevant benchmarks. By extending the search space to hypofractionated areas (> 2 Gy/day) yet within total dose limits, further tumour suppression of up to 33.7% compared to state-of-the-art is obtained. GPU-GA could be applied to any cell line with sufficient empirical data, and to many clinically relevant RT considerations

Research into ultrasonic and hydrodynamic cavitation phenomena in a hydraulic system

У статті описано процеси ультразвукової кавітації в гідравлічному резервуарі та гідродинамічної кавітації у шестеренному насосі. Виникнення зазначених процесів підтверджено експериментальними дослідженнями при використанні резервуара і насоса з прозорої пластмаси. Доведено, що кавітаційна система, створена за оригінальним проектом, є корисною для генерування явища ультразвукової кавітації. Також показано, що метод PIV-візуалізації, який полягає в спеціальному освітленні прозорих об'єктів і записи структури потоку крізь ці об'єкти за допомогою швидкісної відеокамери, при вивченні явища кавітації досить ефективний. Візуально встановлено взаємодію ультразвуку та гідродинамічної кавітації. У свою чергу, виникнення ультразвукової кавітації в резервуарі викликає дегазацію масла, що подається в насос, яке зменшує гидродинамическую кавітацію у внутрішніх каналах і зазорах. Це свідчить про позитивний вплив ультразвукової кавітації на роботу насоса та гідравлічної системи в цілому. Представлена робота є прикладом ефективної співпраці між дослідниками Вроцлавського університету науки і технологій (Польська Республіка) і Національного технічного університету України “Київського політехнічного інституту імені Ігоря Сікорського”.The article describes the course of the ultrasonic cavitation in a hydraulic tank and the hydrodynamic cavitation in a gear pump. The course of those phenomena was confirmed in experimental tests carried out with the use of a tank and a pump made of transparent plastics. It has been proved that the oscillator-cavitation system made according to the original project is useful to in-duce the phenomenon of ultrasonic cavitation. It has also been shown that the PIV visualization method, consisting in a special sys-tem of illuminating transparent objects and recording the flow through those objects with a fast camera, is useful for the studying of the cavitation phenomena. A visible interaction between the ultrasonic and the hydrodynamic cavitation was observed. The induction of ultrasonic cavitation in the tank causes degassing of the oil, and the degassed oil supplying the pump reduces the hydrodynamic cavitation in its internal channels and clearances. This is an example of beneficial effects of the ultrasonic cavitation on the operation of a pump and a hy-draulic system. The presented work is an example of effective co-operation between the communities of Wroclaw University of Science and Technol-ogy and Igor Sikorsky Kiyv Politechnic Institute, National Technical University of Ukraine.В статье описываются процессы ультразвуковой кавитации в гидравлическом резервуаре и гидродинамической кавитации в шестеренном насосе. Возникновение указанных процессов подтверждено экспериментальными исследованиями при использовании резервуара и насоса из прозрачной пластмассы. Доказано, что кавитационная система, созданная по оригинальному проекту, полезна для генерирования явления ультразвуковой кавитации. Также показано, что метод PIV-визуализации, который заключается в специальном освещении прозрачных объектов и записи структуры потока через эти объекты с помощью скоростной видео камеры, при изучении явления кавитации весьма эффективен. Визуально установлено взаимодействие ультразвука и гидродинамической кавитации. В свою очередь, возникновение ультразвуковой кавитации в резервуаре вызывает дегазацию масла, подаваемого в насос, которое уменьшает гидродинамическую к авитацию во внутренних каналах и зазорах. Это свидетельствует о положительном воздействииу льтразвуковой кавитации на работу насоса и гидравлической системы в целом. Представленная работа является примером эффективного сотрудничества между исследователями Вроцлавского университета науки и технологий (Польская Республика) и Национального технического университета Украины “Киевского политехнического института имени Игоря Сикорского”

The basic propositions on defect numbers, root numbers and indices of linear operators

Abstract: In this work, we use the notion of the measure of noncompactness in order to establish some results concerning the class of semi-Fredholm and Fredholm operators. Further, we apply the results we obtained to prove the invariance of the Schechter essential spectrum on Banach spaces by means of polynomially compact perturbations

Application of the high-resolution grazing-emission x-ray fluorescence method for impurities control in semiconductor nanotechnology

We report on the application of synchrotron radiation based high-resolution grazing-emission x-ray fluorescence (GEXRF) method to measure low-level impurities on silicon wafers. The presented high-resolution GEXRF technique leads to direct detection limits of about 10¹²  atoms/cm². The latter can be presumably further improved down to 10⁷  atoms/cm² by combining the synchrotron radiation-based GEXRF method with the vapor phase decomposition preconcentration technique. The capability of the high-resolution GEXRF method to perform surface-sensitive elemental mappings with a lateral resolution of several tens of micrometers was probed