Time-course of exercise and its association with 12-month bone changes

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Exercise has been shown to have positive effects on bone density and strength. However, knowledge of the time-course of exercise and bone changes is scarce due to lack of methods to quantify and qualify daily physical activity in long-term. The aim was to evaluate the association between exercise intensity at 3, 6 and 12 month intervals and 12-month changes in upper femur areal bone mineral density (aBMD) and mid-femur geometry in healthy premenopausal women.</p> <p>Methods</p> <p>Physical activity was continuously assessed with a waist-worn accelerometer in 35 healthy women (35-40 years) participating in progressive high-impact training. To describe exercise intensity, individual average daily numbers of impacts were calculated at five acceleration levels (range 0.3-9.2 <it>g</it>) during time intervals of 0-3, 0-6, and 0-12 months. Proximal femur aBMD was measured with dual x-ray absorptiometry and mid-femur geometry was evaluated with quantitative computed tomography at the baseline and after 12 months. Physical activity data were correlated with yearly changes in bone density and geometry, and adjusted for confounding factors and impacts at later months of the trial using multivariate analysis.</p> <p>Results</p> <p>Femoral neck aBMD changes were significantly correlated with 6 and 12 months' impact activity at high intensity levels (> 3.9 <it>g</it>, <it>r </it>being up to 0.42). Trochanteric aBMD changes were associated even with first three months of exercise exceeding 1.1 <it>g </it>(<it>r </it>= 0.39-0.59, <it>p </it>< 0.05). Similarly, mid-femoral cortical bone geometry changes were related to even first three months' activity (<it>r </it>= 0.38-0.52, <it>p </it>< 0.05). In multivariate analysis, 0-3 months' activity did not correlate with bone change at any site after adjusting for impacts at later months. Instead, 0-6 months' impacts were significant correlates of 12-month changes in femoral neck and trochanter aBMD, mid-femur bone circumference and cortical bone attenuation even after adjustment. No significant correlations were found at the proximal or distal tibia.</p> <p>Conclusion</p> <p>The number of high acceleration impacts during 6 months of training was positively associated with 12-month bone changes at the femoral neck, trochanter and mid-femur. These results can be utilized when designing feasible training programs to prevent bone loss in premenopausal women.</p> <p>Trial registration</p> <p>Clinical trials.gov NCT00697957</p

New genetic loci link adipose and insulin biology to body fat distribution.

Body fat distribution is a heritable trait and a well-established predictor of adverse metabolic outcomes, independent of overall adiposity. To increase our understanding of the genetic basis of body fat distribution and its molecular links to cardiometabolic traits, here we conduct genome-wide association meta-analyses of traits related to waist and hip circumferences in up to 224,459 individuals. We identify 49 loci (33 new) associated with waist-to-hip ratio adjusted for body mass index (BMI), and an additional 19 loci newly associated with related waist and hip circumference measures (P < 5 × 10(-8)). In total, 20 of the 49 waist-to-hip ratio adjusted for BMI loci show significant sexual dimorphism, 19 of which display a stronger effect in women. The identified loci were enriched for genes expressed in adipose tissue and for putative regulatory elements in adipocytes. Pathway analyses implicated adipogenesis, angiogenesis, transcriptional regulation and insulin resistance as processes affecting fat distribution, providing insight into potential pathophysiological mechanisms

Intelligent estimation of web break sensitivity in paper machines

Abstract The ambition to increase the production of paper has made paper machine runnability widely studied in recent decades. Paper machine runnability is often measured by the number of web breaks in comparison with paper machine speed. When runnability is good, a machine can be run at the desired speed with the least possible number of breaks. Web break sensitivity means the number of breaks in a day, which can also be understood as a measurement of paper machine runnability. This study presents an application for the evaluation of web break sensitivity in a paper machine. A web break sensitivity indicator was built using the basic principles of case-based reasoning with a linguistic equations approach and basic fuzzy logic. The indicator combines on-line measurement data with expert knowledge and provides a continuous indication of break sensitivity. Web break sensitivity defines the current operating situation at the paper mill and provides new information to operators. Web break sensitivity is presented as a continuous signal with information about actual web breaks depicted as an eight-hour trend. The trend shows how the situation has developed and the current value gives a prediction for the next 24 hours if the situation stays as it is now. Together with information about the most important variables, this prediction gives operators enough time to react to the changing operating situation. From the methodological point of view, a new tool for building case-based reasoning applications for other purposes was also tested and found to be suitable for diagnostic applications

Time delay estimation and variable grouping using genetic algorithms

Abstract In data-based modelling, the number and quality of measurements are significant. There may be a great number of variables with different kinds of interactions and delays compared to each other. The aim of this study was to evaluate time delays using genetic algorithms (GA) and principal component analysis (PCA). Also possibilities to group variables using GA were studied. Variable selection and grouping were aimed to find the significant variables and to form groups of similar variables to decrease the number of variables used in modelling. This study is a part of Production 2010 -project financed by the Technology Development Centre of Finland. The main idea in grouping was to identify and group strongly coupled variables automatically by using genetic algorithms. The objective function was based on correlations between variables. Time delay estimation utilized principal component analysis and genetic algorithms. Optimization of delays was performed with genetic algorithm, which utilized the results from the PCA as objective functions. The algorithms were tested with two simulator data sets. The other data set was from the simulator of a chemical process with rather small number of variables while the other data set was from the paper machine simulator with over 50 variables. The grouping algorithm was tested with the paper machine simulator data set with good results. The results given by genetic algorithm was similar to those obtained with cross-correlation and graphical analysis. Time delay estimation algorithm was tested with both data sets. Also, different objective functions were tested. Testing showed good results. Some work was also done with actual paper machine data. The importance of variable grouping was noticed when PCA was tested. This paper machine data will be used in practical testing of the reported method in the future

Paperikoneen katkoherkkyysindikaattori:mittausaineiston käsittely ja koeajot

Tiivistelmä Työn tavoitteena on ollut mittaustiedon ja asiantuntijatiedon yhdistäminen paperikoneen katkoherkkyysindikaattorin jatkokehitykseen sopivalla tavalla. Lähtökohtana työssä on ollut aikaisemman projektin yhteydessä kehitetty indikaattorisovellus, jonka kehitystyötä jatkettiin toisella paperikoneella, erilaisissa olosuhteissa. Katkoherkkyysindikaattori on toteutettu tapahtumapohjaiseen päättelyyn perustuen. Työn aikana indikaattorisovellus on saatu onnistuneesti siirrettyä uudelle paperikoneelle, uusiin toimintaolosuhteisiin. Matlab-ympäristössä toimiva sovellus on kytketty automaatiojärjestelmään OPC-rajapinnan kautta. Koeajojärjestelmän yhteyteen on lisäksi toteutettu mittaustietojen taltioiminen mittausaineiston keräämiseksi indikaattorin jatkokehitystä varten. Työn aikana on tutkittu myös menetelmiä paperikoneelta kerättyjen valtavien mittaustietomäärien hallitsemiseksi. Tutkimustyön tuloksena saadut menetelmät on koottu toimivaksi ohjelmakokonaisuudeksi, jolla voidaan laajasta aineistosta valita sopivia esimerkkijaksoja sekä mallinnukseen että simulointiin. Koeajotulosten perusteella katkoherkkyysindikaattorilla pystytään tunnistamaan erilaisiin katkoherkkyyksiin liittyvät ajotilanteet varsin luotettavasti. Alkavalle vuorokaudelle saatava ennuste katkoherkkyydestä antaisi käytännön sovelluksessa myös paperikoneen operaattoreille riittävästi aikaa reagoida katkoherkkyyden muutoksiin. Tällä hetkellä sovelluksen jatkokehitystyötä varten on olemassa toimintaympäristö, jossa indikaattorin uudet kehitysversiot voidaan helposti testata sekä simuloimalla että käytännössä paperikoneella. Jatkokehitystyössä keskitytään luotettavuuden parantamisen lisäksi rakentamaan edellytykset indikaattorisovelluksen tuotteistamiseksi. Tämä raportti esittelee uusien katkoherkkyysindikaattoriversioiden kehitystyön eri vaiheita sekä tuloksia simuloinneista PC-ympäristössä ja käytännön koeajoista paperitehtaalla. Lisäksi esitellään pääpiirteet mittaustietojen käsittelyyn kehitetystä Channel Data Handling- ohjelmasta. Projekti kuuluu osana TEKES:n rahoittamaan Prosessidynamiikka toimintaolosuhteisiin mukautuvan älykkään prosessien säädön virittämisessä (PRODYNA) projektiin

Fatigue performance of notched and hot-dip galvanized laser and mechanically cut S960 steel components considering local defects with the theory of critical distances

Abstract Experimental fatigue tests were performed for a S960 steel grade, including hot-dip galvanized (HDG) round base material specimens, and laser cut, and machined notched component-sized specimens made of t = 6 mm S960 ultra-high-strength steel (UHSS) plates. Cracking after the HDG was found to have a major influence on fatigue strength and thus reducing the effect of surface quality on the fatigue performance. Design guidelines for notched HDG components are proposed, and HDG with UHSSs was found suitable for structures with geometrical notches. Multiparametric TCD-based 4R method application was introduced, and it was found to be applicable for the fatigue strength assessment of structural details with initial cracks

Fatigue strength assessment of cut edges considering material strength and cutting quality

Abstract In the present study, statistical analysis for previously reported cut edge fatigue test results is performed. Experimental fatigue tests are conducted for machined, plasma, and fiber laser-cut S960 edges to verify the effect of yield strength and cut edge quality, and to study the effect of the cutting method on fatigue performance. Experimental fatigue tests were complemented with hardness and residual stress measurements and metallurgical analyses with electron backscatter diffraction (EBSD) to characterize cut edge fatigue properties and to verify statistical analysis findings. The results show that cut edges can be divided into high- and low-quality categories. On the basis of these high- and low-quality categories, material strength, and applied cutting methods, FAT classes and recommended fatigue design practices are proposed

Paperikoneen katkoherkkyysindikaattori

Tiivistelmä Tutkimuksen tavoitteena on ollut selvittää syitä paperiradan katkoihin sekä katkotiheysalueen ennustavan indikaattorin kehittäminen paperikoneelta ja sitä edeltävistä prosessivaiheista kerättyihin mittaustietoihin pohjautuen. Tuloksena saatava järjestelmä antaisi operaattoreille jatkuvan tiedon katkoherkkyydestä havainnollisessa muodossa. Indikaattorit on toteutettu Case Based Reasoning- tyyppisinä sovelluksina lingvististen yhtälöiden menetelmää käyttäen. Kehitystyökaluna on ollut lingvististen yhtälöiden menetelmään perustuva FuzzEqu Toolbox Matlab -ympäristössä. Mittaustietojen analysointi on perustunut prosessin erilaisten toimintaolosuhteiden vertailuun. Kahteen eri indikaattoriversioon on sisällytetty kaikkiaan 32 eri prosessimuuttujaa. Indikaattorit vertaavat on-line mittauksia mallinnettuihin esimerkkitapauksiin tietokannassa ja antavat ulostulona arvion katkoherkkyydestä. Molemmat versiot on testattu simuloimalla ja käytännön koeajojakin on suoritettu. Molemmat indikaattoriversiot näyttävät pystyvän tunnistamaan muutamia katkoihin johtavia tilanteita ja näin ollen toimivat tällä hetkellä jokseenkin odotetusti. Tällä hetkellä indikaattorit toimivat paperitehtaan verkkoon kytketyssä PC-tietokoneessa. On-line mittaukset luetaan automaatiojärjestelmästä DDE-linkin kautta. Pidempien testausjaksojen toteuttamiseksi ja varsinaista käyttöönottoa varten kehitetään tietokantajärjestelmää mittaustietojen ja tulosten käsittelyn apuvälineeksi. Testauksen jälkeen molemmat indikaattorit yhdistetään siten, että käyttöönotettava indikaattori sisältää eniten katkoherkkyyteen vaikuttavat muuttujat molemmista versioista. Tässä raportissa esitetään katkoherkkyysindikaattorin kehitystyön eri vaiheet, lähtien mittaustietojen esikäsittelystä ja päättyen käytännön koeajoihin paperikoneella. Tulokset perustuvat Paperikoneen katkoherkkyysindikaattorin kehitysprojektiin, joka oli osana TEKES:n rahoittamaa Työkaluympäristöt ja kehitysmenetelmät (TOOLMET) projektia. Projekti alkoi menetelmätutkimuksena vuonna 1995 ja on päättynyt tammikuussa 2000

Sumea mallintaminen, viritys ja säätö

Tiivistelmä Tässä raportissa on esitelty kahden Oulun yliopiston säätötekniikan laboratorion ja VTT Elektroniikan yhteisprojektin pääasiallisia tuloksia. TEPSU-projektin tavoitteena oli toteuttaa sumeaa logiikkaa käyttäen sovellukset Wisaforest Oy:lle ja Outokumpu Kokkola Zinc Oy:lle. Oulun yliopiston osuudessa jatkettiin Wisaforest Oy:llä SUSSU-projektin yhteydessä aloitetun meesauunin sumean säädön kehittämistä. Projektin aikana kehitettiin edelleen aikaisemmin toteutetun meesauunin savukaasupuhaltimen sumeaa ohjausta sekä lisäksi selvitettiin eri mahdollisuuksia meesauunin polttopään lämpötilan hallintaan sumean logiikan avulla. VTT:n osuudessa mallinnettiin Outokumpu Zinc Oy:n Kokkolan tehtailla oleva elohopean talteenottoprosessi niiltä osin kuin säätöjärjestelmän muodostamiseksi oli tarpeellista. Mallin avulla toteutettiin säätöjärjestelmä elohopean talteenottoprosessin lämpötilojen pitämiseksi prosessin toiminnan kannalta oikeina. SUMMELI-projektin (Sumean ohjauksen kehitysprosessin malli ja kehitysmenetelmien integrointi) tavoitteena oli systematisoida sumeiden ohjaus- ja säätöjärjestelmien kehittämistä ja integroida kehitysmenetelmiä. Projekti kuului Oppivat ja älykkäät-järjestelmät ohjelman Teknillisen korkeakoulun koordinoimaan osakokonaisuuteen "Oppivien ja älykkäiden järjestelmien sovellukset - menetelmätutkimus". Menetelmämielessä se keskittyi sumeiden mallintamis- ja viritysmenetelmien kehittämiseen