ON THE CORRECTION OF DOSE PROFILE DISCREPANCIES BY INTRODUCING AIR IN THE DERIVATION OF AN ELECTRON SPECTRUM

Knowledge of the energy spectrum of an electron beam is relevant for accurate dose calculation in radiotherapy. In previous works, it has been possible to reconstruct the electron spectrum of various clinical energies (6, 9, 12 and 15 MeV) within the typical percentage of clinical acceptance (Pa > 95 %) according to the gamma index (GI) (2 %/2mm), for both depth dose percentages (PDD) and dose profiles (DP), except for 6 MeV profiles. Therefore, the purpose of this work was to introduce air between the radiation source and the phantom surface to simulate both the monoenergetic PDDs necessary in the reconstruction of the spectrum of a 6 MeV beam and to obtain the PDD of this spectrum. Validation was performed using the gamma index with the typical threshold for clinical acceptance. The results showed that the PDP of the vacuum spectrum had a better agreement than the PDP of the air spectrum (Pa = 100 %), with respect to the measured PDD (Pa = 97 %). Regarding the PD, the introduction of air improved the agreement in clinical interest but not enough to reach the acceptance percentage. It is concluded that this technique does not seem to be a good alternative to correct the discrepancies in the field edges between the DP of an inversely reconstructed spectrum and the measured DP.Knowledge of the energy spectrum of an electron beam is relevant for accurate dose calculation in radiotherapy. In previous works, it has been possible to reconstruct the electron spectrum of various clinical energies (6, 9, 12 and 15 MeV) within the typical percentage of clinical acceptance (Pa > 95 %) according to the gamma index (GI) (2 %/2mm), for both depth dose percentages (PDD) and dose profiles (DP), except for 6 MeV profiles. Therefore, the purpose of this work was to introduce air between the radiation source and the phantom surface to simulate both the monoenergetic PDDs necessary in the reconstruction of the spectrum of a 6 MeV beam and to obtain the PDD of this spectrum. Validation was performed using the gamma index with the typical threshold for clinical acceptance. The results showed that the PDP of the vacuum spectrum had a better agreement than the PDP of the air spectrum (Pa = 100 %), with respect to the measured PDD (Pa = 97 %). Regarding the PD, the introduction of air improved the agreement in clinical interest but not enough to reach the acceptance percentage. It is concluded that this technique does not seem to be a good alternative to correct the discrepancies in the field edges between the DP of an inversely reconstructed spectrum and the measured DP

Remoción retroactiva de revistas científicas homologadas ¿Otra arbitrariedad de Publindex?

Not applicable.A partir de la convocatoria 768 de 2016, el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (Minciencias) homologa a las revistas internacionales en Índice Bibliográfico Nacional (IBN) – Publindex, siempre que estén incluidas a la fecha de revisión en los índices citacionales Scimago Journal Rank (SJR) o Journal Citation Reports (JCR) o en los índices bibliográficos Index Medicus, Psyc INFO y Arts & Humanities Citation Index (A&HCI). Excluye de la homologación a tipologías como book series, conference, proceedings o conference proceedings por no ser revistas científicas

Física en las Ciencias de la Salud: una necesidad apremiante

La ciencia es una actividad creativa de la mente humana cuyo propósito es la búsqueda de patrones en el universo mediante la observación y no una mera colección de hechos e invención de teorías. Los patrones desvendados estimulan la concreción de modelos que son representaciones pictórica que explican los fenómenos observados

Reconstrução espectral de feixes de fótons de kilovoltagem através do recozimento simulado generalizado

To unfold the energy spectrum of two kilovoltage (kV) X-ray beams from transmission curves through a mathematical methodology based on Laplace transform and the generalized simulated annealing algorithm. Energy spectra of photon beams and transmission data were associated by means of a mathematical expression derived from the analytical solution of Laplace transform. Transmission data was calculated by relating the air kerma of the attenuated beams, passing through aluminium plates of different thickness, to that of the non-attenuated beam. Generalized simulated annealing function, developed in an early work, was employed to find the parameters of the expression and so determine the spectra. Validation of the methodology was done by the comparison of the half-value layers obtained from transmission curves and the spectra. The mean square percentage error between transmission data and fitting curve of each spectrum defined from the parameters found was lower than 1% indicating a good adjustment. The same error was observed when the first half-value layer (HVL) from the transmission curves and those of each reconstructed spectrum were compared. Calculation time of parameters was 5 sec for 80 kV and 14 sec for 120 kV. In no case, non-realistic solution of energy spectra was obtained. These results were better than an early work where least-squares were used. The reconstruction methodology based on generalized simulated annealing employed in this manuscript can efficiently derive the spectra of two X-ray beams with comparable accuracy to previous work. A limitation is that validation was not done by comparing data with the equipment’s spectra.Determinar el espectro de energía de dos haces de rayos X de kilovoltaje (kV), a partir de sus curvas de transmisión, mediante una metodología matemática basada en la transformada de Laplace y el algoritmo de recocido simulado generalizado. Los espectros de energía de los haces y los datos de transmisión se asociaron, por medio de una expresión matemática derivada de la solución analítica de la transformada de Laplace. Los datos de transmisión se calcularon relacionando el kerma de aire de los haces atenuados, al pasar por placas de aluminio de diferente espesor, con el de los no atenuados. La función de recocido simulado generalizada, desarrollada en un trabajo anterior, se empleó para descifrar los parámetros de la expresión y así obtener los espectros. La validación se realizó comparando las capas semirreductoras de las curvas de transmisión y las extraídas de los espectros. El error porcentual cuadrático medio entre los datos de transmisión y la curva de ajuste para cada espectro, definido a partir de los parámetros encontrados, fue inferior al 1 %, lo que indica un buen ajuste. Se observó el mismo error cuando se cotejó la primera capa semirreductora de las curvas de transmisión y las de cada espectro reconstruido. El tiempo de cálculo de los parámetros fue de 5 s para 80 kV y 14 s para 120 kV. En ningún caso se obtuvo una solución no realista de los espectros. Estos resultados fueron mejores que los de un trabajo anterior en el que se utilizaron mínimos cuadrados. La metodología de reconstrucción basada en recocido simulado generalizado, empleada en este manuscrito, pudo derivar de manera eficiente los espectros de dos haces de kilovoltaje con una precisión comparable a la de trabajos anteriores. Una limitación es que la validación no se realizó comparando con los espectros del equipo.Encontrar o espectro de energia de dois feixes de raios-X de quilovoltagem a partir das curvas de transmissão por meio de uma metodologia matemática baseada na transformada de Laplace e no algoritmo de recozimento simulado generalizado. Os espectros de energia e os dados de transmissão foram associados por meio de uma expressão matemática derivada da solução analítica da transformada de Laplace. Os dados de transmissão foram calculados relacionando o kerma no ar dos feixes atenuados, ao passar por placas de alumínio de diferentes espessuras, com o dos feixes não atenuados. A função de recozimento simulado generalizado, desenvolvida em um trabalho anterior, foi empregada para encontrar os parâmetros da expressão para assim determinar os espectros. A validação da metodologia foi feita pela comparação das camadas semirredutoras obtidas das curvas de transmissão e dos espectros. O erro percentual médio quadrático entre os dados de transmissão e a curva de ajuste, para cada espectro definido a partir dos parâmetros encontrados, foi menor do que 1%, indicando um bom ajuste. O mesmo erro foi observado quando comparada a primeira camada semirredutora das curvas de transmissão e aquelas de cada espectro reconstruído. O tempo de cálculo dos parâmetros foi de 5 s para 80 kV e 14 s para 120 kV. Em nenhum caso, solução não realista dos espectros foi obtida. Os resultados foram melhores do que um trabalho anterior onde mínimos quadrados foram usados. A metodologia de reconstrução fundamentada no recozimento simulado generalizado, empregada neste trabalho, pôde derivar eficientemente os espectros de dois feixes de raios-X com precisão comparável a trabalhos anteriores. Uma limitação é que a validação não foi feita por comparação com os espectros do equipamento

Algoritmo de recocido simulado generalizado para Matlab

Many problems in biology, physics, mathematics, and engineering, demand the determination of the global optimum of multidimensional functions. Simulated annealing is a meta-heuristic method that solves global optimization problems. There are three types of simulated annealing: i) classical simulated annealing; ii) fast simulated annealing and iii) generalized simulated annealing. Among them, generalized simulated annealing is the most efficient. Matlab is one of the most widely software used in numeric simulation and scientific computation. Matlab optimization toolbox provides a variety of functions able to solve many complex problems. In this article, the generalized simulated annealing method was described, the GSA function that contains this method was applied to some mathematical problems were solved in order to evaluate the efficiency of GSA with respect to some of Matlab optimization functions. As a result, it was found that the GSA function not only manages to be effective in its convergence to the global optimum but also it does so quickly. Likewise, it was observed that, in general terms, GSA was more efficient than the functions with which it was compared. Therefore, it can be concluded that the GSA function is a novel and effective alternative for addressing optimization problems using Matlab.Muchos problemas en física, matemáticas e ingeniería, demandan la determinación del óptimo global de funciones multidimensionales. El recocido simulado es un método metaheurístico que tiene por objeto dar solución a problemas de optimización global. Existen tres tipos de recocido simulado: i) recocido simulado clásico; ii) recocido simulado rápido y iii) recocido simulado generalizado. De entre estos, el recocido simulado generalizado es demostradamente el más eficiente. Matlab, uno de los softwares más ampliamente usados en simulación numérica y programación científica, dispone de una caja de herramientas con funciones basadas tanto en métodos determinísticos como estocásticos capaces de resolver una gran cantidad de problemas de optimización. En este artículo se describió el método de recocido simulado generalizado, se elaboró la función GSA que alberga este método y se aplicó en algunos problemas matemáticos que permitieron evaluar la eficiencia de GSA respecto de algunas funciones de optimización de Matlab. Como resultado, se obtuvo que la función GSA no solo consigue ser efectiva en su convergencia al óptimo global sino que, además, lo hace con rapidez. Así mismo se observó que, en lineas generales, GSA fue más eficiente que las funciones con las que fue comparada. Por tanto, puede concluirse que la función GSA es en una alternativa novedosa y efectiva para el abordaje de problemas de optimización utilizando Matlab

Obtención del espectro de energía de un haz de electrones a partir del método de mínimos cuadrados

  Los haces de electrones en radioterapia engloban electrones primarios, secundarios y fotones de frenado. El espectro de energía de electrones es relevante para el cálculo preciso de la dosis. Los tres métodos más utilizados para encontrar el espectro de energía de los electrones son: i) simulación de la fuente; ii) medición directa y iii) reconstrucción inversa. La reconstrucción inversa se considera un método sencillo, fiable y rápido que consiste en extraer el espectro de energía de las curvas de dosis profundas mediante un modelo matemático adecuado. En este artículo, se propone utilizar el método de mínimos cuadrados no lineales, embebido en la función “lsqnonlin” de MATLAB, para determinar el espectro de energía de un haz de electrones y la dosis de los fotones que lo acompaña. Los resultados muestran una concordancia entre la PDP reconstruido (simulada en Monte Carlo mediante el espectro obtenido) y la PDP simulado (la extraída del sistema de planificación de tratamiento) superior al 95% con una precisión de 2% / 2 mm. Finalmente, se puede concluir que la función “lsqnonlin” es capaz de reconstruir el espectro de energía de un haz de electrones de manera eficaz y rápida. &nbsp

Análisis de la relación entre material particulado, cuarentena y COVID-19 en una ciudad del caribe colombiano

Introducción: la exposición de largo y corto plazo a determinados niveles de contaminantes ambientales parece incidir en la propagación y agravamiento de la COVID-19. También se ha hipotetizado que las cuarentenas tienen un efecto positivo en la calidad del aire. Objetivo: examinar el nivel de material particulado 10 (PM10); en meses precuarentena y postcuarentena y sectores de la ciudad, para establecer su relación con la morbimortalidad por la enfermedad. Adicionalmente, se evaluó el impacto de la cuarentena en el nivel de PM10. Materiales y Métodos: estudio retrospectivo de corte longitudinal, sobre la concentración de PM10, realizado en la ciudad de Santa Marta (Colombia), sobre una muestra de 5 estaciones de monitoreo ambiental, periodo 2016 – 2020. Se calcularon distribuciones de PM10, anuales, por estación y entre meses pre y postcuarentena. Resultados: se evidenciaron diferencias estadísticamente significativas entre los niveles de concentración de PM10 de 2020 y los 4 años anteriores, con una reducción del 34 %; lo propio sucedió para meses postcuarentena versus precuarentena, observándose una disminución del 40% en la concentración de PM10. No hubo diferencias significativas entre las estaciones, aunque se vio una tendencia a mayores concentraciones del contaminante en las del sur. Conclusión: la cuarentena tuvo un impacto positivo en la calidad del aire en Santa Marta (Colombia). Sin embargo, los niveles de PM10, a corto y largo plazo, posiblemente aumentaron el riesgo de morbimortalidad por COVID-19.Introduction: Long and short-term exposure to certain concentrations of environmental pollutants seems to influence the spread and worsening of COVID-19. On the other hand, it has been hypothesized that quarantines have a positive effect on air quality. Objective: To examine the concentration of particulate material 10 (CPM10) in the last five years, in pre-quarantine and post-quarantine months of 2020 and the impact of the quarantine on CPM10 in Santa Marta (Colombia). Materials and Methods: Retrospective longitudinal study of CPM10 on a sample of five environmental monitoring stations, period 2016-2020. CPM10 distributions were calculated for each year and season, as well as between months before and after quarantine. Results: A statistically significant reduction of 34% in CPM10 was evidenced in 2020 compared to the previous four years. CPM10 of post-quarantine months decreased 40% in comparison with the pre-quarantine months. There were no significant differences in CPM10 between the stations, although median values of CPM10 were higher in the southern stations. CPM10 from 2016- 2020 (long term) and in pre-quarantine months (short term) exceeded the limits of increased risk of morbidity and mortality from COVID-19 established in previous international studies. Conclusion: The quarantine had a positive impact on the air quality in Santa Marta. However, CPM10 levels found in the long and short term could have predisposed the population to infection and death from the virus.Introducción: la exposición de largo y corto plazo a determinados niveles de contaminantes ambientales parece incidir en la propagación y agravamiento de la COVID-19. También se ha hipotetizado que las cuarentenas tienen un efecto positivo en la calidad del aire. Objetivo: examinar el nivel de material particulado 10 (PM10); en meses precuarentena y postcuarentena y sectores de la ciudad, para establecer su relación con la morbimortalidad por la enfermedad. Adicionalmente, se evaluó el impacto de la cuarentena en el nivel de PM10. Materiales y Métodos: estudio retrospectivo de corte longitudinal, sobre la concentración de PM10, realizado en la ciudad de Santa Marta (Colombia), sobre una muestra de 5 estaciones de monitoreo ambiental, periodo 2016 – 2020. Se calcularon distribuciones de PM10, anuales, por estación y entre meses pre y postcuarentena. Resultados: se evidenciaron diferencias estadísticamente significativas entre los niveles de concentración de PM10 de 2020 y los 4 años anteriores, con una reducción del 34 %; lo propio sucedió para meses postcuarentena versus precuarentena, observándose una disminución del 40% en la concentración de PM10. No hubo diferencias significativas entre las estaciones, aunque se vio una tendencia a mayores concentraciones del contaminante en las del sur. Conclusión: la cuarentena tuvo un impacto positivo en la calidad del aire en Santa Marta (Colombia). Sin embargo, los niveles de PM10, a corto y largo plazo, posiblemente aumentaron el riesgo de morbimortalidad por COVID-19

Indicadores bibliométricos: impacto y altmetrics para una evaluación amplia y equitativa de las revistas científicas de Colombia

La medición y análisis de la calidad de las publicaciones científicas es de fundamental importancia para evaluar el progreso e impacto de investigadores, grupos de investigación y revistas científicas en la comunidad académica y la sociedad (1,2). Tradicionalmente, la evaluación se encomendaba a pares de reconocida trayectoria, idoneidad y prestigio. Sin embargo, para eliminar subjetividades, desde hace varios años se ha recurrido a indicadores bibliométricos que propenden por una calificación mensurable, objetiva y multidimensional (1,3). Los indicadores bibliométricos (IB) pueden definirse como cuantificadores de información bibliográfica, disponible en documentos científicos y académicos, susceptible de ser analizada en términos de producción y consumo (1,2). Existe una variada tipología de IB (1,2) en función del objeto a examinar (investigador, revista o grupo de investigación) y que en algunos casos son transversales a este. Así, los indicadores personales (edad, sexo y antecedentes de los autores) solo aplican a investigadores o grupos, mientras que los de productividad e impacto aplican también a revistas. Para estas, el indicador de productividad (cantidad) y, aún más, el de impacto (“calidad”) son rutinariamente empleados para clasificarlas y compararlas con el propósito, cada vez más controversial, de medir su pertinencia y relevancia académica y/o social (4).The measurement and analysis of the quality of scientific publications is of fundamental importance to evaluate the progress and impact of researchers, research groups and scientific journals in the academic community and society (1,2). Traditionally, the evaluation was entrusted to peers with a recognized track record, suitability and prestige. However, to eliminate subjectivities, bibliometric indicators have been used for several years that tend towards a measurable, objective and multidimensional qualification (1,3). Bibliometric indicators (BI) can be defined as quantifiers of bibliographic information, available in scientific and academic documents, capable of being analyzed in terms of production and consumption (1,2). There is a varied typology of BI (1,2) depending on the object to be examined (researcher, journal or research group) and that in some cases are transversal to it. Thus, the personal indicators (age, sex and background of the authors) only apply to researchers or groups, while those of productivity and impact also apply to journals. For these, the productivity indicator (quantity) and, even more so, the impact indicator (“quality”) are routinely used to classify and compare them with the increasingly controversial purpose of measuring their pertinence and academic and/or social relevance. (4)

Indicadores bibliométricos: impacto y altmetrics para una evaluación amplia y equitativa de las revistas científicas de Colombia

Measuring and analyzing the quality of scientific publications is fundamentally important for assessing the progress and impact of researchers, research groups and scientific journals in the academic community and society (1,2). Traditionally, this assessment was entrusted to peers with a recognized track record, eligibility and prestige. However, bibliometric indicators have been used for several years to eliminate subjectivity, which aim at a measurable, objective and multi-dimensional qualification (1,3).  Bibliometric indicators (BI) can be defined as quantifiers of the bibliographic information available in scientific and academic documents susceptible to being analyzed in terms of production and consumption (1,2). There is a typological variety of BI (1,2) based on the object to be examined (researcher, journal or research group) and, in some cases, they are cross-sectional to it. In this way, personal indicators (age, gender and background of the authors) only apply to researchers or groups, while productivity and impact also apply to journals. For journals, the productivity (quantity) and, more so, impact (“quality”) indicators, are routinely used to classify journals and compare them, with the increasingly controversial purpose of measuring their academic and/or social pertinence and relevance (4). La medición y análisis de la calidad de las publicaciones científicas es de fundamental importancia para evaluar el progreso e impacto de investigadores, grupos de investigación y revistas científicas en la comunidad académica y la sociedad (1,2). Tradicionalmente, la evaluación se encomendaba a pares de reconocida trayectoria, idoneidad y prestigio. Sin embargo, para eliminar subjetividades, desde hace varios años se ha recurrido a indicadores bibliométricos que propenden por una calificación mensurable, objetiva y multidimensional (1,3).  Los indicadores bibliométricos (IB) pueden definirse como cuantificadores de información bibliográfica, disponible en documentos científicos y académicos, susceptible de ser analizada en términos de producción y consumo (1,2). Existe una variada tipología de IB (1,2) en función del objeto a examinar (investigador, revista o grupo de investigación) y que en algunos casos son transversales a este. Así, los indicadores personales (edad, sexo y antecedentes de los autores) solo aplican a investigadores o grupos, mientras que los de productividad e impacto aplican también a revistas. Para estas, el indicador de productividad (cantidad) y, aún más, el de impacto (“calidad”) son rutinariamente empleados para clasificarlas y compararlas con el propósito, cada vez más controversial, de medir su pertinencia y relevancia académica y/o social (4).&nbsp

Autocorrelación espacial y modelamiento predictivo de casos de COVID-19 en Bogotá, Colombia

Desde diciembre de 2019, la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) ha representado un desafío para los gobiernos del mundo una vez que exigía un balance entre estrategias e infraestructuras de control epidemiológico, garantía de bienestar económico así como para la administración de servicios de salud rutinarios.1 La COVID-19 se transmite por contacto directo e indirecto (fómites) con gotas contaminadas o por aerosoles, siendo esta última vía la principal y más difícil de contener.2,3 Factores ambientales como el material particulado (PM en inglés particulate matter), con efectos adversos para la salud humana,4,5 favorecen el contagio por aerosoles y el aumento de mortalidad por COVID-19.6–8 El material particulado, clasificado en PM10 y PM2.5 de acuerdo con su diámetro aerodinámico, sirve de protector y transporte; induce daños en los neumocitos y sobrexpresión de la enzima convertidora de angiotensina 2 que facilita el ingreso del coronavirus.6 Factores sociodemográficos como la densidad poblacional, el número de centros de salud, la edad, la prexistencia de comorbilidades, entre otros, también inciden en la morbimortalidad por COVID-19.9Since December 2019, the coronavirus disease 2019 (COVID-19) has represented a challenge for the governments of the world once it demanded a balance between epidemiological control strategies and infrastructures, guarantee of economic well-being as well as for the administration of health services. routine health.1 COVID-19 is transmitted by direct and indirect contact (fomites) with contaminated droplets or by aerosols, the latter being the main route and the most difficult to contain.2,3 Environmental factors such as particulate matter (PM in English particulate matter), with adverse effects on human health, 4,5 favor the spread by aerosols and increased mortality from COVID-19. 6–8 Particulate matter, classified in PM10 and PM2 .5 in accordance with its aerodynamic diameter, it serves as a protector and transport; induces damage to pneumocytes and overexpression of angiotensin-converting enzyme 2 that facilitates the entry of the coronavirus. morbidity and mortality from COVID-19.