Disseny i aplicació d’eines quimiomètriques per a l’anàlisi d’imatges hiperespectrals

[cat] Les imatges hiperespectrals són una mesura instrumental singular i de gran interès, ja que proporcionen informació química (espectral) i de distribució espacial (imatge) dels constituents de les mostres. Aquest fet les fa especialment interessants en aplicacions de la indústria farmacèutica, dels camps mediambiental i biomèdic i en la recerca i identificació de materials. L’objectiu d’aquesta tesi ha estat el coneixement de la naturalesa de la mesura de les imatges hiperespectrals amb la finalitat de dissenyar o adaptar eines d’anàlisi de dades més específiques i de proporcionar protocols d’actuació per a la interpretació d’aquest tipus de mesura en funció del tipus de tècnica espectroscòpica utilitzada i del problema químic d’interès. De manera específica, aquest treball s’ha centrat en l’estudi del potencial del mètode de resolució multivariant de corbes per mínims quadrats alternats, MCR-ALS, per a l’anàlisi d’imatges hiperespectrals, que proporciona mapes de distribució i espectres purs dels constituents de les imatges a partir únicament del coneixement de la mesura original. S’ha treballat amb l’anàlisi d’imatges individuals i l’anàlisi conjunta d’imatges obtingudes amb la mateixa tècnica o amb diferents plataformes espectroscòpiques. A partir de l’estudi d’imatges Raman i IR associades a problemes químics de diferents tipologies, s’han proposat protocols d’anàlisi que inclouen el preprocessat de les dades originals, l’obtenció dels mapes de distribució i espectres purs dels constituents de la imatge i el postprocessat dels mapes i espectres resolts per a l’obtenció d’informació addicional. L’ús dels mapes i espectres resolts proporciona informació molt diversa, com és ara la identificació, la quantificació i la caracterització de l’heterogeneïtat dels constituents de la imatge o la interpretació global i local d’un procés. Els mapes resolts han estat també una informació de partida excel·lent en altres tipus d’anàlisi, com la segmentació de la imatge o en procediments de superresolució, orientats a millorar la resolució espacial de les imatges instrumentals. La combinació de l’anàlisi multiconjunt de resolució i segmentació s’ha revelat de gran utilitat per a distingir poblacions de mostres de teixits biològics amb diferents estats patològics. Per últim, s’ha proposat un procediment per a la fusió i anàlisi d’imatges adquirides amb diferents tècniques espectroscòpiques i de diferent resolució espacial mitjançant una nova variant del mètode MCR-ALS per a estructures multiconjunt incompletes, que permet aprofitar la informació complementària de les tècniques acoblades i preservar la màxima resolució espacial.[eng] Hyperspectral images are unique instrumental measurements that contain chemical (spectral) information and detailed knowledge of the distribution of the sample constituents on the sample surface scanned. This thesis is mainly oriented to know in depth the nature of this instrumental measurement in order to design and adapt specific chemometric tools that help in the proposal of general protocols for the interpretation of hyperspectral images according to the spectroscopic technique used and the chemical problem of interest. Particularly, much work has been focused on the study of the potential of multivariate curve resolution-alternating least squares, MCR-ALS, for the analysis of hyperspectral images. This algorithm provides distribution maps and pure spectra for the image constituents from the sole information contained in the raw measurement. Within this framework, individual analysis of images and image multiset analysis on data structures formed by images collected with the same technique or by images coming from different spectroscopic platforms have been explored. From the study of Raman and IR hyperspectral images linked to different chemical problem typologies, data analysis protocols have been proposed that include preprocessing of original data, recovery of distribution maps and pure spectra of image constituents and postprocessing of resolved maps and pure spectra to obtain further information. Resolved distribution maps and pure spectra provide diverse information, such as identification, quantification and heterogeneity characterization of the image constituents or the global and local description of a process. The use of resolved distribution maps has proven to be an excellent starting point for other kinds of analysis, such as image segmentation or super-resolution algorithms, oriented to improve the spatial resolution of experimental hyperspectral images. Combined multiset resolution and segmentation analysis has been shown to be very useful for the differentiation of populations of biological tissues with different pathological conditions. Finally, a strategy for data fusion of hyperspectral images from different spectroscopic platforms and different spatial resolution has been proposed. This approach uses a new variant of MCR-ALS for incomplete multiset structures that takes advantage of the complementary information provided by the different spectroscopic techniques without losing spatial resolution

Diseño y propuestas de mejora para el trabajo del personal sanitario en la unidad de atención al paciente crítico del Servicio de Urgencias

El proyecto desarrollado nace de la necesidad expresada por los trabajadores del Servicio de Urgencias del Hospital Universitario Miguel Servet en referencia a optimizar la metodología de trabajo en algunas tareas que se realizan en el área de atención al paciente crítico y que son de vital importancia para el correcto funcionamiento de este área.El proceso de trabajo se ha organizado en cuatro fases y se ha desarrollado siguiendo los principios de la metodología Design Thinking y poniendo en practica los conocimientos adquiridos a lo largo de los cuatro años de Grado. Tras un estudio profundo y trabajo de campo colaborando con los usuarios, se ha llegado a una solución adaptada a sus necesidades.El resultado del proyecto se concreta en dos propuestas de mejora, el desarrollo de la interfaz de una aplicación móvil para la ayuda y registro del chequeo rutinario que realiza el personal de enfermería de los aparatos y fármacos de la unidad de críticos del servicio de urgencias y la propuesta de un nuevo método de registro de la información clínica del paciente crítico politraumatizado más ágil e intuitivo. Ambas soluciones pretenden mejorar la calidad y la seguridad clínica del servicio.<br /

La contribución de la comunicación clara al diseño de servicios públicos: caso de estudio

El diseño de servicios ayuda a mejorar los servicios para hacerlos más útiles, usables, deseables, eficientes y eficaces. Diferentes iniciativas avalan con casos de éxito la introducción del diseño de servicios en el contexto de las administraciones públicas. Un servicio se compone de puntos de contacto: webs, folletos, formularios, espacios, etc. La comunicación clara aporta calidad a los puntos de contacto. Frente a la necesidad de conocer las necesidades de las personas a las que dirige la comunicación de los puntos de contacto y la necesidad de evaluación de su comprensión, se propone un método basado en el proceso de diseño del Design Council. El método se pone en práctica y se evalúa con su aplicación a un caso de estudio de un servicio público donde la comunicación es fundamental para su eficacia: la protección de menores.Service design helps improve services to make them more useful, usable, desirable, efficient, and effective. Various successful cases endorse the introduction of service design in the context of public administrations. A service consists of touchpoints: websites, brochures, forms, spaces, etc. Clear communication adds quality to these touchpoints. Faced with the need to understand the needs of the people targeted by the communication of these touchpoints and the need for evaluating their comprehension, a method based on the Design Council's design process is proposed. The method is put into practice and evaluated through its application to a case study of a public service where communication is essential for its effectiveness: Child Protection. After the process in which touchpoints are prototyped and evaluated, it is noted that the application of the method is highly valuable for redesigning the service, resulting in: improved transparency perception, increased process comprehension, reduced uncertainty, and improved adoption of protocols.Ciencias de la Comunicació

Star-formation histories of local luminous infrared galaxies

We present the analysis of the integrated spectral energy distribution (SED) from the ultraviolet (UV) to the far-infrared and H$\alpha$ of a sample of 29 local systems and individual galaxies with infrared (IR) luminosities between 10^11 Lsun and 10^11.8 Lsun. We have combined new narrow-band H$\alpha$+[NII] and broad-band g, r optical imaging taken with the Nordic Optical Telescope (NOT), with archival GALEX, 2MASS, Spitzer, and Herschel data. The SEDs (photometry and integrated H$\alpha$ flux) have been fitted with a modified version of the MAGPHYS code using stellar population synthesis models for the UV-near-IR range and thermal emission models for the IR emission taking into account the energy balance between the absorbed and re-emitted radiation. From the SED fits we derive the star-formation histories (SFH) of these galaxies. For nearly half of them the star-formation rate appears to be approximately constant during the last few Gyrs. In the other half, the current star-formation rate seems to be enhanced by a factor of 3-20 with respect to that occured ~1 Gyr ago. Objects with constant SFH tend to be more massive than starbursts and they are compatible with the expected properties of a main-sequence (M-S) galaxy. Likewise, the derived SFHs show that all our objects were M-S galaxies ~1 Gyr ago with stellar masses between 10^10.1 and 10^11.5 Msun. We also derived from our fits the average extinction (A_v=0.6-3 mag) and the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) luminosity to L(IR) ratio (0.03-0.16). We combined the A_v with the total IR and H$\alpha$ luminosities into a diagram which can be used to identify objects with rapidly changing (increasing or decreasing) SFR during the last 100 Myr.Comment: 16 pages + online material, accepted for publication in A&

Diseño de un servicio para mejorar y personalizar los tratamientos de atención primaria por medio de la monitorización de la actividad del paciente

Desde el departamento de Ingeniería de Diseño y Fabricación y el departamento de Ingeniería Electrónica y Comunicaciones se propuso realizar de manera conjunta un proyecto de eHealth siguiendo el marco de otros proyectos en desarrollo. En su desarrollo han participado expertos en eHealth y doctoras de atención primaria cuya experiencia ha permitido conocer las necesidades reales para ofrecer un servicio de calidad centrado en el usuario. El resultado es un servicio integrado en el sistema sanitario y destinado especialmente a pacientes crónicos mal controlados, por ser aquellos que necesitan seguimiento continuo y que consumen mayores recursos. En el planteamiento del servicio se ha tenido en cuenta, entre otros, que fuese fácil de incorporar a la rutina de pacientes y médicos y que aprovechase recursos ya existentes. El servicio se ha desarrollado hasta un nivel de prototipo, detallando las diferentes fases de interacción, el diseño visual, el modelo de negocio y otros aspectos relevantes

The relationship between values and knowledge in visioning for landscape management : relevance for a collaborative approach

Respecting connections between the diversity of values and forms of knowledge is essential to support a decision-making that fosters relationships between ecosystems and people. However, little theory has been developed for clarifying interactions between values and knowledge, and their relevance for environmental policy. We surfaced the overlooked relationship between values and knowledge by studying individual cognitive and emotional processes during a guided visioning exercise in the context of the multifunctional landscapes of Ostergotland, Sweden. We investigated these cognitive processes using 30 semi-structured interviews and questionnaires organized around three types of relationships: vision. values, vision. knowledge, and especially values. knowledge. The analysis of the relationship between vision and values reveals that all types of values including core human values, relational, and intrinsic values are important in shaping the decision-making context in which landscape management visions arise. The relationship between vision and knowledge uncovers the mix of experiential and theoretical knowledge that informs the decisionmaking context. Interviews unfold three modalities in terms of how values and knowledge relate: i) linked and not necessarily connected (e.g. when individuals perceive a high conflict between their knowledge and their values leading to one construct silencing the other); ii) mutually reinforcing (e.g. when values and knowledge are seen as feeding into one another); and iii) intertwined (e.g. when individuals perceive that values and knowledge can co-exist). We discuss our findings in the context of their relevance for a collaborative decision-making process for balancing consensus and dissensus in multifunctional landscapes.Peer reviewe

Understanding the formation of heartwood in Larch using synchrotron infrared imaging combined with multivariate analysis and atomic force microscope infrared spectroscopy

Formation of extractive-rich heartwood is a process in live trees that make them and the wood obtained from them more resistant to fungal degradation. Despite the importance of this natural mechanism, little is known about the deposition pathways and cellular level distribution of extractives. Here we follow heartwood formation in Larix gmelinii var. Japonica by use of synchrotron infrared images analyzed by the unmixing method Multivariate Curve Resolution - Alternating Least Squares (MCR-ALS). A subset of the specimens was also analyzed using atomic force microscopy infrared spectroscopy. The main spectral changes observed in the transition zone when going from sapwood to heartwood was a decrease in the intensity of a peak at approximately 1660 cm-1 and an increase in a peak at approximately 1640 cm-1. There are several possible interpretations of this observation. One possibility that is supported by the MCR-ALS unmixing is that heartwood formation in larch is a type II or Juglans-type of heartwood formation, where phenolic precursors to extractives accumulate in the sapwood rays. They are then oxidized and/or condensed in the transition zone and spread to the neighboring cells in the heartwood

University educational innovation and active methodologies for the learning of the specific competences of the degree

Este artículo presenta los resultados de la percepción del aprendizaje de una experiencia educativa innovadora llevada a cabo en la Universidad Católica de Valencia en el marco de la III Convocatoria de proyectos de innovación docente y premios a la Innovación 2019/20 que involucra a tres asignaturas de grado de dos facultades distintas.Uno de los mayores retos de los docentes universitarios es lograr que sus estudiantes desarrollen las competencias específicas que les permitan obtener un aprendizaje con el que poder adaptarse a este mundo cambiante, siendo al mismo tiempo productivos, innovadores y creativos. Para ello las metodologías activas como la gamificación se convierten en buenos aliados que involucran al estudiante en su proceso de aprendizaje logrando el desarrollo de dichas competencias. El diseño básico de la investigación es cuasiexperimental postest, basado en la autopercepción de los estudiantes sobre su aprendizaje en las competencias específicas de las asignaturas después de la realización del proyecto. Los análisis estadísticos descriptivos se han realizado con el programa SPSS v23, obteniendo unos resultados que evidencian el aprendizaje positivo del estudiante en función de las variables personales y contextuales.This article presents the results of the perception of learning of an innovative educational experience carried out at the Catholic University of Valencia within the framework of the III Call for teaching innovation projects and 2019/20 Innovation Awards involving three undergraduate subjects of two different faculties. One of the greatest challenges for university teachers is to ensure that their students develop the specific skills that allow them to obtain learning with which to adapt to this changing world, while being productive, innovative and creative at the same time. For this, active methodologies such as gamification become good allies that involve the student in their learning process, achieving the development of said skills. The basic design of the research is quasi-experimental post-test, based on the students’ self-perception of their learning in the specific competencies of the subjects after the completion of the project. Descriptive statistical analyses were carried out with the SPSS v23 program, obtaining results that show positive student learning based on personal and contextual variables.Educació