Static and dynamic mechanics of the murine lung after intratracheal bleomycin

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Despite its widespread use in pulmonary fibrosis research, the bleomycin mouse model has not been thoroughly validated from a pulmonary functional standpoint using new technologies. Purpose of this study was to systematically assess the functional alterations induced in murine lungs by fibrogenic agent bleomycin and to compare the forced oscillation technique with quasi-static pressure-volume curves in mice following bleomycin exposure.</p> <p>Methods</p> <p>Single intratracheal injections of saline (50 μL) or bleomycin (2 mg/Kg in 50 μL saline) were administered to C57BL/6 (<it>n </it>= 40) and Balb/c (<it>n </it>= 32) mice. Injury/fibrosis score, tissue volume density (TVD), collagen content, airway resistance (<it>R_N</it>), tissue damping (<it>G</it>) and elastance coefficient (<it>H</it>), hysteresivity (<it>η</it>), and area of pressure-volume curve (PV-A) were determined after 7 and 21 days (inflammation and fibrosis stage, respectively). Statistical hypothesis testing was performed using one-way ANOVA with LSD <it>post hoc </it>tests.</p> <p>Results</p> <p>Both C57BL/6 and Balb/c mice developed weight loss and lung inflammation after bleomycin. However, only C57BL/6 mice displayed cachexia and fibrosis, evidenced by increased fibrosis score, TVD, and collagen. At day 7, PV-A increased significantly and <it>G </it>and <it>H </it>non-significantly in bleomycin-exposed C57BL/6 mice compared to saline controls and further increase in all parameters was documented at day 21. <it>G </it>and <it>H</it>, but not PV-A, correlated well with the presence of fibrosis based on histology, TVD and collagen. In Balb/c mice, no change in collagen content, histology score, TVD, <it>H </it>and <it>G </it>was noted following bleomycin exposure, yet PV-A increased significantly compared to saline controls.</p> <p>Conclusions</p> <p>Lung dysfunction in the bleomycin model is more pronounced during the fibrosis stage rather than the inflammation stage. Forced oscillation mechanics are accurate indicators of experimental bleomycin-induced lung fibrosis. Quasi-static PV-curves may be more sensitive than forced oscillations at detecting inflammation and fibrosis.</p

Ανάκτηση και κατηγοριοποίηση πολυμεσικών αντικειμένων

In this thesis the problem of multimedia object classification and retrieval is studied. The first part examines the application of Latent Semantic Analysis to large scale image retrieval. An effective and efficient approach of applying LSA is presented skipping the SVD solution of the feature matrix and overcoming in this way the deficiencies of the method with large scale datasets. The study demonstrates that early fusion of several composite descriptors with visual words increase retrieval effectiveness. It also combines well with late fusion for mixed (textual and visual) ad hoc and modality classification. The results reported are comparable to state of the art algorithms. In addition, we propose an LSA based kernel function which effectively integrates low-level visual features with higher semantic ones into a common latent space that correlates multi-modal features (features from different sources) in the same latent space. The proposed approach also effectively incorporates classification with image retrieval in an early fusion manner. Experimental results show that it outperforms the latent indexing generated by singular value decomposition.In terms of image representation, a generalization of the Bag-of-Colors (BoC) model is proposed. The new algorithm, referred to as QBoC, is based on a quad tree decomposition of images and manages to efficiently encode spatial information in the final image representation. Combined with the Bag-of-Visual-Words (BoVW) model it is used to efficiently identify the modality detection of images in the medical domain. Finally, a novel approach for combining LSA with Deep Convolutional Neural Networks (CNN) for image classification is presented. In particular, the potential of Neural Networks when images are represented by compact descriptors is investigated. To this end, an optimized latent semantic space is constructed that captures the affinity of images to each modality using a pre-trained network. The images are represented by a Weighted Latent Semantic Tensor in a lower space and they are used to train a deep CNN that makes the final classification. Experimental results demonstrate the effectiveness and the efficiency of our framework in terms of classification accuracy, achieving comparable results to current state-of-the-art approaches.Η παρούσα διατριβή ερευνά το πρόβλημα της ανάκτησης και κατηγοριοποίησης πολυμεσικού περιεχομένου. Στο πρώτο μέρος γίνεται μία διερεύνηση της εφαρμογής Λανθάνουσας Σημασιολογικής Ανάλυσης για ανάκτηση εικόνας σε συλλογές μεγάλης κλίμακας (LSA). Παρουσιάζεται μία αποτελεσματική προσέγγιση για την εφαρμογή LSA η οποία παρακάμπτει την Ανάλυση Ιδιαζουσών Τιμών (SVD) στον πίνακα χαρακτηριστικών, ξεπερνώντας με αυτόν τον τρόπο το πρόβλημα της εφαρμογής της μεθόδου σε σύνολα δεδομένων μεγάλης κλίμακας. Στη μελέτη αυτή διερευνάται ο συνδυασμός διαφορετικών αναπαραστάσεων εικόνας είτε σε πρώιμο στάδιο (Early fusion) είτε σε μεταγενέστερο (Late fusion) με στόχο την αποτελεσματικότερη ανάκτηση εικόνας. Επιπλέον, προτείνεται μία συνάρτηση πυρήνα (Kernel function) βασισμένη στην LSA η οποία συσχετίζει χαρακτηριστικά από διαφορετικές πηγές σε ένα κοινό λανθάνοντα χώρο. Η προτεινόμενη προσέγγιση συνδυάζει την ταξινόμηση με την ανάκτηση, αναπαριστώντας τις εικόνες με ένα σύνθετο διάνυσμα ενσωματώνοντας την πληροφορία που προκύπτει από την κατηγοριοποίηση. Τα πειραματικά αποτελέσματα δείχνουν ότι υπερέχει της λανθάνουσας ευρετηρίασης που προκύπτει από την εφαρμογή SVD.Για την αναπαράσταση εικόνων, προτείνεται μια γενίκευση του μοντέλου Bag-of-Colors (BoC). Ο νέος αλγόριθμος, που αναφέρεται ως QBoC, βασίζεται στην αποσύνθεση των εικόνων σε ένα δέντρο από τεταρτημόρια κωδικοποιώντας με αυτόν τον τρόπο χωρικές πληροφορίες στην τελική απεικόνιση της εικόνας. Σε συνδυασμό με το μοντέλο Bag-of-Visual-Words (BoVW) χρησιμοποιείται για την αποτελεσματική κατηγοριοποίηση ιατρικών εικόνων.Τέλος, παρουσιάζεται μια νέα προσέγγιση για το συνδυασμό του LSA με Νευρωνικά Δίκτυα Συνέλιξης (CNNs) για την ταξινόμηση εικόνων βάση περιεχομένου. Για το σκοπό αυτό, κατασκευάζεται ένας βελτιστοποιημένος λανθάνων σημασιολογικός χώρος που καταγράφει τη συσχέτιση των εικόνων σε κάθε κατηγορία χρησιμοποιώντας ένα προ-εκπαιδευμένο νευρωνικό δίκτυο.Τα χαρακτηριστικά των εικόνων προβάλλονται μέσο ενός σταθμισμένου Latent Semantic Tensor σε ένα χαμηλότερο χώρο και χρησιμοποιούνται για να εκπαιδεύσουν ένα CNN που πραγματοποιεί την τελική ταξινόμηση. Τα πειραματικά αποτελέσματα καταδεικνύουν την αποτελεσματικότητα αυτής της προσέγγισης σε ότι αφορά την ακρίβεια της ταξινόμησης, επιτυγχάνοντας συγκρίσιμα αποτελέσματα με αντίστοιχες σύγχρονες προσεγγίσεις

Selective placement of nanoparticles using electron beam lithography

105 σ.Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Μικροσυστήματα και Νανοδιατάξεις”Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η παρουσίαση της χρήσης της ηλεκτρονικής λιθογραφίας για την επιλεκτική τοποθέτηση μεταλλικών νανοσωματιδίων. Η ηλεκτρονική λιθογραφία είναι μια καλά μελετημένη τεχνική για τη δημιουργία πολύ μικρών δομών που υπερτερεί σημαντικά έναντι της κλασικής οπτικής λιθογραφίας. Παράλληλα τα μεταλλικά νανοσωματίδια είναι αντικείμενο εκτεταμένης έρευνας λόγω της μεγάλης ευρύτητας των εφαρμογών του σε πολλούς κλάδους της σύγχρονης επιστήμης. Περίληψη Αρχικά γίνεται μία εκτεταμένη παρουσίαση των ιδιαίτερων ιδιοτήτων που έχουν τα νανοσωματίδια λόγω του γεγονότος ότι το μέγεθός τους πλησιάζει αρκετά την ατομική κλίμακα. Δίνεται έμφαση κυρίως στις ηλεκτρονικές ιδιότητες και σε έναν μικρότερο βαθμό στα οπτικά τους χαρακτηριστικά. Επίσης στεκόμαστε εκτεταμένα στον τρόπο παραγωγής μεταλλικών νανοσωματιδίων και κυρίως στις φυσικές μεθόδους συμπύκνωσης από ατμό που παρέχουν καλό έλεγχο τόσο του μεγέθους όσο και της πυκνότητας των νανοσωματιδίων. Περίληψη Στη συνέχεια, παρουσιάζουμε βασικά στοιχεία που χαρακτηρίζουν την οπτική των ηλεκτρονίων και προέρχονται από το πολύ μικρό μήκος κύματος de Broglie που έχουν όταν επιταχύνονται συγκριτικά με το μήκος κύματος των φωτονίων. Σε δεύτερη φάση περιγράφουμε τους τρόπους αλληλεπίδρασης τους με την ύλη και δίνουμε μια αναλυτική ανασκόπηση της τεχνικής της ηλεκτρονικής λιθογραφίας στεκόμενοι στα βασικά σημεία που χαρακτηρίζουν την έκθεση πολυμερικών ρητινών σε ηλεκτρονικές δέσμες. Περίληψη Τέλος, αξιοποιούμε την τεχνική της ηλεκτρονικής λιθογραφίας για να τοποθετήσουμε επιλεκτικά νανοσωματίδια που παράγονται από ένα σύστημα magnetron sputtering με ζώνη συμπύκνωσης ενώ παράλληλα παρουσιάζουμε και τον ηλεκτρικό χαρακτηρισμό λεπτών γραμμών νανοσωματιδίων πλατίνας.Purpose of this work is to present the use of electron beam lithography for the selective deposition of metallic nanoparticles. Electron beam lithography is a well investigated technique for the creation of ultra-small structures in contrast to the conventional optical lithography. On the other hand metallic nanoparticles are a topic of thorough investigation due to their breadth of applications in many fields of modern science. Abstract In the first place, we make an extended presentation of the special properties of the nanoparticles due to the influence of quantum size effect. We focus mainly on transport phenomena and, to a lesser extent, on their optical properties. Also, we extensively present methods of synthesis of metallic nanoparticles and more specifically physical vapour deposition techniques that allow tight control of both their size distribution and the film density. Abstract Secondly, we present fundamental issues of electron optics as they arise from their very small de Broglie wavelength that electrons have when they are accelerated. Moreover, we analyze the way that electrons interact with matter and provide and extensive review of electron beam lithography for the exposure of a polymer resist from a finely focused electron beam. Abstract Finally, we use the electron beam lithography technique to selectively place nanoparticles produced by a vacuum magnetron sputtering system with condensation zone. Also, we present the electrical characterization of fine stripes consisting of platinum nanoparticles and patterned by e-beam lithography.Σπυρίδων Π. Σταθόπουλο

Dataset for article &quot;UV Induced Resistive Switching in Hybrid Polymer Metal Oxide Memristors&quot;

Dataset supports the article &#39;UV Induced Resistive Switching in Hybrid Polymer Metal Oxide Memristors&#39; published in Scientific Reports.</span

Technology Agnostic Frequency Characterization Methodology for Memristors

Dataset for peer-reviewed article titled &quot;Technology Agnostic Frequency Characterization Methodology for Memristors&quot; accepted in Scientific Reports. Includes data used to produce the figures seen in this article.</span

Dataset supporting an article &quot;Selectively biased tri-terminal vertically-integrated memristor configuration&quot;

Dataset for peer-reviewed article titled &quot;Selectively biased tri-terminal vertically-integrated memristor configuration&quot; accepted in Scientific Reports. Includes data used to produce the figures seen in this article.</span

Dataset for article &quot;An Electrical Characterisation Methodology for Benchmarking Memristive Device Technologies&quot;

Dataset supports: An Electrical Characterisation Methodology for Benchmarking Memristive Device Technologies published in Scientific Reports.</span

Dataset supporting the University of Southampton Doctoral Thesis &quot;Neural spike classification acceleration with RRAM technologies&quot;

Dataset supporting the University of Southampton Doctoral Thesis &quot;Neural spike classification acceleration with RRAM technologies&quot;. This dataset contains a mix of .vcsv and .mat files containing raw and processed data from experiments presented in the supported work. The dataset contain 2 main folders. The first folder (ArC TWO data) contains data collected during the testing and validation of the instrument developed during the project. The second folder (results) contains raw data obtained in simulation and physical testing of the circuit designed during this project. The data is accessible via CC-BY-NC-ND license.</span