Kuvatulkintaan perustuvat virtaaman mittausmenetelmät

Tiivistelmä. Tutkielman tarkoituksena on arvioida kuvatulkintamenetelmien soveltuvuutta Suomessa tehtäviin virtaamamittauksiin. Virtaama on käytettävissä olevien vesivarojen tarkin mitta sekä veden kiertokulun tarkimmin mitattavissa oleva suure, joten sillä on suuri käytännön merkitys. Virtaamatietoja käytetään muun muassa vesistöjen säännöstelyssä, tulvariskien hallinnassa, erilaisissa vesistömalleissa ja tutkimusten pohjatietona. Kuvatulkintamenetelmistä tarkemmassa tarkastelussa ovat aiemmin mekaniikan alalla vakiintuneeseen PIV-menetelmään (Particle Image Velocimetry) pohjautuvat LSPIV (Large Scale Particle Image Velocimetry) sekä STIV (Space Time Image Velocimetry). Kuvatulkintamenetelmien periaate on yksinkertainen; kuvataan tutkittavaa uomaa ja havainnoidaan veden pintavirtauksessa tapahtuvaa muutosta kahden tai useamman kuvan välillä, jonka perusteella lasketaan nopeus. Muutos voi perustua pintavirtauksen mukana kulkevien hiukkasryhmien paikan (LSPIV) tai vedenpinnan kirkkauden (STIV) muutokseen, jonka perusteella saadaan tilastollisin menetelmin laskettua vedenpinnan virtausnopeus. Yhdistämällä virtausnopeus uoman poikkileikkauksen mittoihin sekä tietoon vedenkorkeudesta, saadaan arvio virtaamasta. Kuvatulkintamenetelmiä on sovellettu monipuolisesti erilaisissa tutkimuskohteissa ja niiden on todettu olevan riittävän tarkkoja, vaikka niiden käyttöön liittyykin monia mittausepävarmuutta tuottavia tekijöitä. Muun muassa vaihtelevat maasto- ja virtausolosuhteet, kameran ominaisuudet, kuvausetäisyys, kuvakulma sekä kuvausalustan liike tuottavat satunnaista virhettä mittauksiin. Kuvatulkintamenetelmät näyttäisivät soveltuvan hyvin perinteisten mittausmenetelmien rinnalle Suomessa tehtäviin virtaamamittauksiin. Menetelmien vahvuuksia ovat muun muassa kustannustehokkuus, mittausnopeus ja toistettavuus sekä työturvallisuus, koska mittaus ei edellytä kontaktia veden kanssa. Kumpikin menetelmä voidaan automatisoida tuottamaan lähes jatkuvaa virtaamatietoa. Hyödyntämällä drooneja yhdessä kuvatulkintamenetelmien kanssa, voidaan tutkimuksia tehdä lyhyellä varoitusajalla ja poikkeuksellisissakin virtausolosuhteissa, kuten tulvien aikana

Konenäköön perustuvat virtauksen ja virtaaman mittausmenetelmät:menetelmien soveltuvuuden testaus Iijoella ja Kalajoella

Tiivistelmä. Hydrologisen seurannan avulla kerätään tietoa Suomen vesivaroista, jota hyödynnetään monipuolisesti yhteiskunnan eri aloilla. Tietoa virtausnopeudesta ja virtaamista tarvitaan moneen eri käyttötarkoitukseen. Hydrologisista suureista virtaama on käytännönläheisin, sillä se on veden kiertoon liittyvistä suureista tarkimmin mitattavissa. Virtaaman mittaaminen on haastavaa monien eri muuttujien takia ja uusille kustannustehokkaille kaukokartoitukseen perustuville menetelmille on tarvetta. Tässä työssä testattiin kahta kaukokartoitukseen ja konenäköön perustuvaa virtaus- ja virtaamanmittausmenetelmää sekä arvioitiin menetelmien soveltuvuutta suhteessa hydrologian alan vakiintuneisiin menetelmiin. Tutkimuskohteena oli virtaamamittausten osalta Iijoen Pudasjärven kaksi kohdetta ja virtausnopeuden osalta Kalajoen Juurikoski. Pudasjärvellä aineistoa kerättiin kahdella riistakameralla sekä dronella noin kahden viikon ajalta Pudasjärven Varpuvirralla sekä Kurenaluksella. Kalajoella virtausnopeusaineistoa kerättiin dronella yhden päivän aikana vesivoimalaitokselta juoksutetuilla virtaamilla. STIV-menetelmällä (Space Time Image Velocimetry) saadaan alan vakiintuneisiin menetelmiin verrattuna luotettavia ja johdonmukaisia yksiulotteisia (suuruus) virtausnopeus- ja virtaama-arvoja. LSPIV-menetelmällä (Large Scale Particle Image Velocimetry) saadaan kaksiulotteista (suunta ja suuruus) tietoa virtausnopeudesta, mutta menetelmä on herkkä virtaus- ja valaistusolosuhteille. STIV-menetelmä on vähemmän virheherkkä ja soveltuu hyvin sekä yksittäisiin virtausnopeus- tai virtaamatiedon mittauksiin, että jatkuvan keräämiseen vaihtelevissakin olosuhteissa. Nykyiset kuluttajatason dronet mahdollistavat tutkimuksen tekemisen melkein missä tahansa lyhyellä käyttökoulutuksella. Menetelmien soveltamista heikentää tällä hetkellä saatavilla olevat ohjelmistot. Menetelmät eivät vielä ole valmiita korvaamaan alan vakiintuneita mittausmenetelmiä, mutta ovat hyvä lisätyökalu hydrologisen tiedon keräämiseen. Molemmat menetelmät ovat valmiita otettavaksi käyttöön laajemmin hydrologisen tiedon keräämiseen. Erityisesti LSPIV-menetelmän tuottamasta spatiaalisesta tiedosta virtauksen nopeudesta ja suunnasta olisi merkittävästi hyötyä monenlaisessa hydrologisessa ja ekologisessa tutkimuksessa

Bone material properties and response to teriparatide in osteoporosis due to WNT1 and PLS3 mutations

Context: Patients with osteoporosis-associated WNT1 or PLS3 mutations have unique bone histomorphometric features and osteocyte-specific hormone expression patterns. Objective: To investigate the effects of WNT1 and PLS3 mutations on bone material properties. Design: Transiliac bone biopsies were evaluated by quantitative backscattered electron imaging, immunohistochemistry, and bone histomorphometry. Setting: Ambulatory patients. Patients: Three pediatric and eight adult patients with WNT1 or PLS3 mutations. Intervention: Bone mineralization density distribution and osteocyte protein expression was evaluated in 11 patients and repeated in six patients who underwent repeat biopsy after 24 months of teriparatide treatment. Main outcome measure: Bone mineralization density distribution and protein expression. Results: Children with WNT1 or PLS3 mutations had heterogeneous bone matrix mineralization, consistent with bone modeling during growth. Bone matrix mineralization was homogenous in adults and increased throughout the age spectrum. Teriparatide had very little effect on matrix mineralization or bone formation in patients with WNT1 or PLS3 mutations. However, teriparatide decreased trabecular osteocyte lacunae size and increased trabecular bone FGF23 expression. Conclusion: The contrast between preserved bone formation with heterogeneous mineralization in children and low bone turnover with homogenous bone mineral content in adults suggests that WNT1 and PLS3 have differential effects on bone modeling and remodeling. The lack of change in matrix mineralization in response to teriparatide, despite clear changes in osteocyte lacunae size and protein expression, suggests that altered WNT1 and PLS3 expression may interfere with coupling of osteocyte, osteoblast, and osteoclast function. Further studies are warranted to determine the mechanism of these changes.Peer reviewe

99mTechnetium Sestamibi-123Iodine Scintigraphy Is More Accurate Than 99mTechnetium Sestamibi Alone before Surgery for Primary Hyperparathyroidism

Peer reviewe

Genetic and Epigenetic Characteristics of Inflammatory Bowel Disease–Associated Colorectal Cancer

doi: 10.1053/j.gastro.2021.04.042Background & Aims Inflammatory bowel disease (IBD) is a chronic, relapsing inflammatory disorder associated with an elevated risk of colorectal cancer (CRC). IBD-associated CRC (IBD-CRC) may represent a distinct pathway of tumorigenesis compared to sporadic CRC (sCRC). Our aim was to comprehensively characterize IBD-associated tumorigenesis integrating multiple high-throughput approaches, and to compare the results with in-house data sets from sCRCs. Methods Whole-genome sequencing, single nucleotide polymorphism arrays, RNA sequencing, genome-wide methylation analysis, and immunohistochemistry were performed using fresh-frozen and formalin-fixed tissue samples of tumor and corresponding normal tissues from 31 patients with IBD-CRC. Results Transcriptome-based tumor subtyping revealed the complete absence of canonical epithelial tumor subtype associated with WNT signaling in IBD-CRCs, dominated instead by mesenchymal stroma-rich subtype. Negative WNT regulators AXIN2 and RNF43 were strongly down-regulated in IBD-CRCs and chromosomal gains at HNF4A, a negative regulator of WNT-induced epithelial–mesenchymal transition (EMT), were less frequent compared to sCRCs. Enrichment of hypomethylation at HNF4α binding sites was detected solely in sCRC genomes. PIGR and OSMR involved in mucosal immunity were dysregulated via epigenetic modifications in IBD-CRCs. Genome-wide analysis showed significant enrichment of noncoding mutations to 5′untranslated region of TP53 in IBD-CRCs. As reported previously, somatic mutations in APC and KRAS were less frequent in IBD-CRCs compared to sCRCs. Conclusions Distinct mechanisms of WNT pathway dysregulation skew IBD-CRCs toward mesenchymal tumor subtype, which may affect prognosis and treatment options. Increased OSMR signaling may favor the establishment of mesenchymal tumors in patients with IBD.BACKGROUND & AIMS: Inflammatory bowel disease (IBD) is a chronic, relapsing inflammatory disorder associated with an elevated risk of colorectal cancer (CRC). IBD-associated CRC (IBD-CRC) may represent a distinct pathway of tumorigenesis compared to sporadic CRC (sCRC). Our aim was to comprehensively characterize IBD-associated tumorigenesis integrating multiple high-throughput approaches, and to compare the results with in-house data sets from sCRCs. METHODS: Whole-genome sequencing, single nucleotide polymorphism arrays, RNA sequencing, genome-wide methylation analysis, and immunohistochemistry were performed using fresh-frozen and formalin-fixed tissue samples of tumor and corresponding normal tissues from 31 patients with IBD-CRC. RESULTS: Transcriptome-based tumor subtyping revealed the complete absence of canonical epithelial tumor subtype associated with WNT signaling in IBD-CRCs, dominated instead by mesenchymal stroma-rich subtype. Negative WNT regulators AXIN2 and RNF43 were strongly down-regulated in IBD-CRCs and chromosomal gains at HNF4A, a negative regulator of WNTinduced epithelial-mesenchymal transition (EMT), were less frequent compared to sCRCs. Enrichment of hypomethylation at HNF4 alpha binding sites was detected solely in sCRC genomes. PIGR and OSMR involved in mucosal immunity were dysregulated via epigenetic modifications in IBD-CRCs. Genome-wide analysis showed significant enrichment of noncoding mutations to 50 untranslated region of TP53 in IBD-CRCs. As reported previously, somatic mutations in APC and KRAS were less frequent in IBD-CRCs compared to sCRCs. CONCLUSIONS: Distinct mechanisms of WNT pathway dysregulation skew IBD-CRCs toward mesenchymal tumor subtype, which may affect prognosis and treatment options. Increased OSMR signaling may favor the establishment of mesenchymal tumors in patients with IBD.Peer reviewe

C-hepatiittiin liittyvä osteoskleroosi

English summar