Bariloche Atomic Centre
Repositorio Institucional del Centro Atomico Bariloche y el Instituto BalseiroNot a member yet
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Incorporación de algoritmos de KDE al modelado de fuentes de radiación en cálculos Monte Carlo
Get PDFEn el presente trabajo se incorporaron algoritmos de KDE en la cadena de cálculo del transporte de neutrones y fotones mediante método Monte Carlo. El objetivo fue verificar la factibilidad de utilizar herramientas no-paramétricas como bibliotecas de KDE para la generación de fuentes distribucionales de radiación, en forma rápida y sistemática. Para ello, se utilizó el código OpenMC y la biblioteca de scikit-learn en
Python.
Estos algoritmos se utilizaron en archivos de tracks de partículas para crear un modelo de la densidad de probabilidad multidimensional y luego generar nuevas partículas. En una primera instancia, los algoritmos de KDE se incorporaron en un modelo
sencillo con el n de obtener resultados preliminares, y finalmente en el conducto N1 de neutrografía del reactor RA-6.
Se pudo observar que se logró aumentar la estadística de partículas manteniendo la correlación en el espacio de fases
Evaluación de factibilidad y adquisición de imágenes para acreditar el PET/CT de INTECNUS según los nuevos estándares de calidad EARL/EANM
Get PDFLa tomografía por emisión de positrones es una técnica de imágenes de uso cada vez más extenso para el diagnóstico de diversas patologías, entre ellas oncológicas, cardiológicas y neurológicas. Además permite valorar la extensión de la enfermedad y evaluar la eficacia del tratamiento instaurado [1]. Las imágenes PET utilizan radiotrazadores marcados con radionúclidos emisores de positrones, los cuales son administrados al paciente por vía endovenosa [2]. El ¹⁸F-FDG es un análogo de la glucosa y es el radiofármaco más utilizado debido al incremento del metabolismo de la glucosa en células tumorales [3].
La tomografía por emisión de positrones es además una técnica de imágenes cuantitativas, dado que el valor de captación estándar (SUV) es una medida de la concentración de actividad en un tiempo dado t0 permitiendo realizar el seguimiento de la patología y evaluar la respuesta al tratamiento de los pacientes [4].
A pesar de ser un valor estandarizado a nivel global, la confiabilidad del valor del SUV es a menudo cuestionada debido a que se encuentra sujeto a demasiadas fuentes de variabilidad [5]. Se han estudiado y documentado la variabilidad y reproducibilidad de este parámetro, así como los factores que influyen en él como biomarcador de imágenes PET [6]. Para que el valor de SUV de imágenes adquiridas en estudios multicéntricos pueda ser comparable, se requiere de la armonización del rendimiento de los equipos PET [5,6].
En el presente trabajo se propuso evaluar la factibilidad técnica para cumplir con los nuevos estándares EARL 2 de la Asociación Europea de Medicina Nuclear, se plantearon los protocolos de adquisición que otorguen los coeficientes de recuperación de contraste dentro de los límites de tolerancia más óptimos y se obtuvieron las imágenes según los procedimientos de acreditación [7]. Finalmente, los resultados fueron evaluados y utilizados para realizar la acreditación internacional del equipo GE – Discovery 710 PET/CT del servicio de medicina nuclear de INTECNUS.
Se exploraron distintas combinaciones de parámetros de adquisición y reconstrucción de las imágenes hasta que se encontró aquella que resultó óptima para los fines de este trabajo. Con estos parámetros armonizados se evaluaron diferentes casos clínicos, obteniéndose una mejor cuantificación de SUV, lo que permite a su vez una mejora en la detectabilidad de lesiones pequeñas, en comparación con las imágenes obtenidas con el protocolo previo al proceso de acreditación
Producción de hidrógeno a partir del reciclado de aleaciones de magnesio
Get PDFEn esta tesis se analiza la factibilidad del reciclado de virutas de descarte de aleaciones base magnesio para utilizarlas en producción de H_2 mediante la reacción de hidrolisis. La particularidad del reprocesamiento es que se basa en la molienda mecánica de las virutas en atmosfera de aire. Para esto se llevaron a cabo distintos procedimientos: Se molieron virutas de descarte del maquinado de ánodos de sacrificio sin aditivos durante distintos tiempos.
Se probaron distintas estrategias para el agregado de grato como aditivo a estas virutas: (i) se molió durante 5, 10 y 20 horas con grato agregado desde el inicio, (ii) se agrego grato a un material premolido mezclando los polvos con un mortero, y (iii) se realizo una premolienda sin aditivos y luego se incorporo el grato moliendo distintos tiempos adicionales. Se analizo el efecto de la incorporación de hierro durante la molienda.
Se probo en dos materiales distintos un procedimiento de reciclado optimizado: virutas de anodos de sacrificio y virutas del maquinado de cajas de velocidad. El mismo consistió en premoler los materiales durante 10 h con el agregado de 15% p/p de Fe e incorporar luego 5% p/p de grato moliendo una hora mas. Los tres primeros procedimientos se realizaron para encontrar una forma satisfactoria de reprocesar las virutas y poder producir H_2 con buen rendimiento y buena cinética. Estos estudios permitieron seleccionar los aditivos a utilizar, la cantidad de los mismos, y el mejor procesamiento de incorporación.
Los últimos experimentos permitieron validar la estrategia de reciclado diseñada, probandola exitosamente en dos materiales con características diferentes. Con los materiales descartados de la fabricación de anodos de sacrificio se alcanzo una producción de hidrogeno de 747 ± 24 mL por gramo de material en 5,0 minutos. Esto corresponde a un rendimiento del 78 ± 3 %. La velocidad de producción de hidrogeno fue también satisfactoria ya que se pudieron producir 371 ± 24 mL=g en los primeros 1,2 minutos.
Con los materiales descartados en la fabricación de cajas de velocidad se alcanzo una producción de H_2 de 787 ± 24 mL=g en 3,5 minutos (rendimiento del 84 ± 3 %) y con una velocidad de 371 ± 24 mL=g en los primeros 0,5 minutos.
Además de haber logrado un reciclado y una producción de hidrogeno muy satisfactorios, se identificaron algunas características interesantes de los procesos involucrados mediante el análisis sistemático de los resultados. Se encontró que la cinética de la reacción se encuentra controlada por un mecanismo de contracción geométrica. Por lo tanto la velocidad de la reacción es directamente proporcional a la velocidad de avance de la interfase de reacción e inversamente proporcional al tamaño de las partículas.
Se observo que la presencia de Fe, Mg_17Al_12 y grato acelera la velocidad de avance de la interfase debido a la formación de pares galvánicos con el Mg. Además, el grato agregado luego de una premolienda, actúa como agente regulador del proceso de molienda evitando la soldadura en frio y provocando una disminución en el tamaño de las partículas. Consideramos que la formación de pares galvanicos y la reducción
del tamaño son las causas principales que han permitido alcanzar producciones de H_2 satisfactorias tanto en rendimiento como en velocidad a través de la hidrolisis de los materiales reciclados
Sistemas neuromórficos basados en dispositivos memristores producidos por microfabricación, autoensamblados y métodos Sol Gel
Get PDFEn pleno auge de implementación de técnicas de Machine Learning y redes neuronales dentro del área de inteligencia artificial, se han observado limitaciones de hardware en el sistema electrónico tradicional presente en la mayora de las computadoras. Por este motivo, el desarrollo de nuevas tecnologías es imprescindible para potenciar los sistemas computacionales. Una posible alternativa que se viene estudiando desde hace mas de una década es la implementación de dispositivos memristivos.
El memristor es un componente electrónico que fue propuesto hace 30 años y que puede modificar su valor de resistencia mediante la historia de estímulos aplicados sobre el mismo. Sin embargo, no se habían desarrollado memristores físicos hasta 2008. Desde ese momento ha crecido notablemente el estudio de nuevos materiales en búsqueda de nuevas propiedades memristivas. En los últimos años, se han reportado propiedades memristivas en junturas formadas por materiales dieléctricos y nanohilos de plata. Estos materiales abren la posibilidad de formar sistemas con un alto numero de junturas memristivas.
En el presente trabajo se estudiaron formados por redes percoladas de nanohilos de plata (AgNWs) recubiertos por polivinilpirrolidona (PVP) de manera de tener un numero elevado de junturas Ag-PVP-Ag.
En primer lugar, se sintetizaron nanohilos de plata a partir del método poliol a 130 oC a partir de nitrato de plata (AgNO_3) y PVP, utilizando como agente reductor etilenglicol y cloruro férrico como aditivo. Con el objetivo de estudiar la influencia del peso molecular del PVP en la relacion de aspecto de los AgNWs, se realizaron dos síntesis: la primera utilizando PVP de 360 kg/mol y la segunda de 1.3 Mg/mol. Ambas síntesis presentaron una relación de aspecto entre el largo y el diámetro mayor a 200, obteniendo un mejor resultado en la primer síntesis. Con el objetivo de lograr una mejor distribución de los AgNWs se prepararon y estudiaron dos coloides: uno en isopropanol (IPA) y otro en una solución acuosa con poliestireno sulfonato (PSS). Las redes de AgNWs autoensambladas fueron caracterizadas estructuralmente mediante distintas técnicas.
Por otro lado, se sintetizaron películas de TiO_2 por método sol-gel utilizando diluciones de tetraisopropoxido de Titanio en IPA para ser utilizadas como dieléctrico en junturas memristivas.
Se diseñaron y fabricaron tres sistemas de muestras: tipo crossbar, autoensamblados y nanocompuestos. La primera de ellas estaba compuesta por una película de TiO_2 entre dos electrodos metálicos: uno de oro y el otro de plata. Los sistemas autoensamblados estaban formados por un deposito de AgNWs sobre electrodos metálicos. Los últimos se formaban por AgNWs en una matriz dieléctrica con electrodos metálicos. Para fabricarlos se utilizaron técnicas de microfabricación, depositos de los AgNWs y formación de películas de dióxido de titanio. Se emplearon dos técnicas de microfabricacion: lift-o y etching. Para realizar el deposito de los AgNWs se emplearon dos métodos: drop casting y spin coating, observando un deposito mas uniforme con el segundo.
Se caracterizaron eléctricamente los dispositivos fabricados. Los dispositivos tipo crossbar presentaron un comportamiento óhmico en su estado virgen. Luego de un proceso de electroformado (cambio abrupto del comportamiento a partir de un estímulo), el sistema presento un comportamiento con diferentes estados resistivos evidenciando propiedades interesantes en las junturas metal-TiO_2-metal.
Los dispositivos autoensamblados presentaban un comportamiento óhmico en su estado virgen. Se realizo un estudio de la curva de percolación eléctrica mediante la medición de la resistencia luego de sucesivos depósitos. Se obtuvo un exponente crítico de 1.32±0.04 que coincide con datos reportados en la literatura.
Se observo un proceso de electroformado en el sistema autoensamblado donde se observaron comportamientos eléctricos muy dinámicos. Se identificaron seis comportamiento característicos en el sistema, entre los que se destacan la presencia de regiones de alta y baja resistencia y la presencia de multiestados resistivos. Se estudio la influencia del ambiente sobre la muestra, observándose comportamientos muy distintos entre ambientes con alta presencia de agua y ambientes secos, aumentando la conductancia con la humedad, abriendo la posibilidad de la presencia de procesos electroquímico en
el comportamiento del sistema.
Por otra parte, se caracterizaron los sistemas nanocompuestos formados por AgNWs y dieléctricos (PVP y TiO_2) donde se observo un cambio en el comportamiento después del deposito del material dieléctrico, pasando de un estado conductor a uno aislante
Discriminación de la etiología de hipertrofias cardíacas utilizando el enfoque radiomics
Get PDFLa resonancia magnética cardiaca (CMR) es uno de los métodos de diagnostico mas utilizados para caracterizar el corazón de forma no invasiva. Existen diversas secuencias dentro de la CMR, siendo la mas utilizada la secuencia de tipo MR-Cine. Sin embargo, con esta secuencia, no es posible identificar a simple vista fibrosis en el tejido miocárdico. Es por ello que se utiliza la secuencia de Late Gadolinium Enhancement (LGE). Dichas imágenes, utilizan gadolinio como agente de contraste, el cual es administrado de forma intravenosa. Los distintos patrones de retención tarda de gadolinio permiten sospechar distintas etiologías. Las desventajas en este caso vienen dadas tanto porque es una técnica invasiva, como por las contraindicaciones del uso
de gadolinio en pacientes con deficiencias renales, as como la duración del estudio y tiempo de diagnostico.
En este trabajo, se persigue el objetivo de identificar aquellas zonas donde esta presente una lesión, únicamente a partir de la información provista por las imágenes MR-Cine, mediante el uso de técnicas conocidas como Radiomics utilizando Machine Learning, en particular, redes neuronales. La hipótesis de este trabajo consiste en que la información del tejido miocárdico dañado se encuentra presente en la textura de este tipo de imágenes. Esto, junto al uso de Radiomics, permite una alternativa frente a la modalidad LGE para identificar tejido miocárdico infartado, con la ventaja de reducir los tiempos del estudio de forma notable y no necesitar el uso de gadolinio, con lo que ello conlleva.
Los resultados obtenidos para el método propuesto alcanzan un 89% de precisión para los datos de validación y un 70% para los datos de test. Estos resultados, muestran el potencial de la técnica propuesta y la necesidad de incrementar el conjunto de datos para obtener una mejor precisión. A su vez, se presenta una predicción local a nivel de paciente en imágenes de tipo SAX MR-Cine indicando zonas del tejido miocárdico dañado, obteniendo resultados prometedores y acercándose a un resultado visual que puede ser de utilidad para profesionales del ámbito clínico como un método alternativo
a las modalidades de LGE para cuantificar viabilidad miocárdica
Redes neuronales para la búsqueda de estrategias óptimas en problemas de econofísica
Get PDFEn esta tesis se desarrollaron técnicas computacionales para estudiar dos problemas
dentro del área de la econofísica: modelos multi-agente de distribución de riqueza, y
predicción de series temporales en mercados nancieros.
Se estudiaron modelos cinéticos de intercambio de riqueza basados en sistemas de
agentes. En particular, se estudiaron los modelos conocidos como Yard-Sale y Merger-
Spinoff, cuyos resultados a nivel macroscópico han sido de especial interés debido a
sus analogías con casos empíricos. Se hace especialmente evidente la acumulación de
riqueza en pocos individuos, una de las características centrales en sistemas económicos
capitalistas.
Se analizó la aparición de leyes de potencias en las distribuciones de riqueza, a
partir de las cuales se determinaron los correspondientes índices de Pareto e índices de
Gini, entre otras características típicas de sistemas económicos.
Se hizo especial hincapié en realizar un análisis de las dinámicas microscópicas
individuales de los agentes. La implementación de algoritmos eficientes programados en
GPU utilizando CUDA C/C++ hizo posible la obtención de buena estadística en estos
modelos de carácter estocástico, permitiendo visualizar la aparición de ergodicidad y
fenómenos invariantes de escala.
El modelo Yard-Sale resultó ser de especial complejidad a nivel microscópico. Se
encontraron estrategias óptimas que maximizan la riqueza individual de cada agente,
realizando su entrenamiento mediante un algoritmo genético. La adición de diferentes
niveles de racionalidad, dada por la cantidad de información que poseen de su entorno,
mostró resultados prometedores tanto a nivel macroscópico como microscópico.
Por otro lado se estudió la implementación de redes neuronales para la predicción
de la tendencia del par EUR/USD. Se investigaron diferentes arquitecturas y métodos
de entrenamiento que llevaron al desarrollo de un algoritmo propio. Este resultó ser
incluso más eficiente que las librerías mas comúnmente utilizadas, tanto en tiempo
como en utilización de memoria
Desarrollo de algoritmos para impedancia eléctrica espectral con aplicación a dispositivos médicos
Get PDFEn este trabajo, analizamos datos experimentales obtenidos al aplicar la técnica de
espectroscopía de impedancia eléctrica celular (Electric Cell-substrate Impedance Sensing,
ECIS) a monocapas de células Madin-Darby Canine Kidney tipo II (MDCK II)
cultivadas en microelectrodos de diferentes tamaños.
Desarrollamos, presentamos y validamos el modelo Mesoscópico, un nuevo modelo
de ECIS que incluye simultáneamente las propiedades de una célula individual y los
tamaños del microelectrodo y del aislante (región entre el microelectrodo y el contraelectrodo
o tierra eléctrica).
Ajustamos los datos experimentales a cuatro modelos: i ) modelo de Giaever-Keese
(GK), modelo estándar actual, ii ) modelo de Lo-Giaever-Keese (Lo-GK), extensión del
modelo GK para células epiteliales como las MDCK II, iii ) modelo de Campo Medio
(Mean Field, MF), modelo alternativo, y iv ) modelo Mesoscópico.
Evaluamos el efecto del radio del microelectrodo sobre las impedancias medidas y
sobre los parámetros proporcionados por los diferentes modelos de ECIS. Estos parámetros
representan propiedades celulares que dependen de las células, del material del
microelectrodo y del pretratamiento celular que reciben, entre otras cosas, por lo que
deberán ser invariables al cambio en el radio del microelectrodo utilizado en las mediciones.
A pesar de que encontramos que los parámetros dependen del radio del microelectrodo
utilizado, demostramos que el modelo Mesoscópico representa los datos experimentales
para un rango amplio de radios de microelectrodos, ya que un único conjunto
de parámetros permitió un ajuste bueno de las resistencias y las capacidades de los
microelectrodos de radios variables cubiertos con células.
Finalmente, el modelo Mesoscópico resulta ser más general que los modelos existentes,
ya que es capaz de comportarse como los modelos GK y Lo-GK cuando no se
considera la presencia de aislante, y se comporta como el modelo MF cuando el aislante
modelado es considerado innito
Algoritmo estadístico multivariado para la valoración del pronóstico de pacientes pos COVID-19
Get PDFLa pandemia generada por el nuevo coronavirus generó el desarrollo de diversos trabajos
avocados a investigar la potencial afectación cardíaca que puede ser secundaria
a la infección del virus. Por tal motivo, se llevó a cabo un estudio en 20 pacientes recuperados
de la enfermedad del coronavirus (COVID-19), en el servicio de Resonancia
Magnética, Área de Cardiología de la Fundación Escuela de Medicina Nuclear. Dichos
pacientes debían cumplir una serie de criterios de inclusión/exclusión adoptados por
los criterios sanitarios de la institución.
La Resonancia Magnética Cardíaca (RMC) se considera como la técnica gold standard
en la evaluación de masa, volúmenes,
flujos y composición de tejidos cardíacos.
Mediante esta, fue posible cuantificar diversos parámetros, como fracción de eyecci
ón, índices de masas ventriculares y volúmenes ventriculares, además de propiedades
intrínsecas de los tejidos cardíacos mediante las técnicas de T1 mapping y T2 mapping.
Otros parámetros no cuantitativos, como el realce tardío por gadolinio (RTG) y
contractilidad cardíaca, también fueron considerados en la recolección de datos.
Los valores obtenidos fueron interpretados por un software estadístico desarrollado
en lenguaje de programación Python, el cual tiene la capacidad de realizar estadística
descriptiva e inferencial.
Los datos revelan que, a pesar de que la muestra no tiene un gran tamaño, los
resultados son consistentes con los de otros trabajos similares y señalan una posible
afectación cardíaca atribuible al virus con mayor prevalencia en el sexo masculino. En
lo que respecta al software, este se aplicó de manera exitosa al realizar comparaciones
entre dos o más grupos y resultó ser de gran utilidad para los trabajos de investigación
realizados por profesionales de la salud con menor conocimiento en técnicas estadísticas
Regional Cuyo, su gente y su historia.
No full textLa Regional Cuyo de la gerencia de Exploración de Materias Primas, ha sido pionera en la búsqueda de uranio en el país; es así que la primera
explotación se realizó en las inmediaciones de la ciudad de Mendoza.
Por tal motivo, a mediados de 1951, la CNEA firmó un convenio con la Universidad Nacional de Cuyo, la que poco tiempo antes había comenzado con los primeros programas de prospección uranífera a través de la Escuela Superior de Ingeniería en Combustibles.
Un elemento fundamental fue su personal que permitió avanzar con varios proyectos exploratorios y, posteriormente, de producción de uranio en la Argentina
Estudio del efecto de la interferencia wifi sobre los productos de radar meteorológico
Get PDFActualmente coexisten, en la misma región del espectro radioeléctrico, los radares
meteorológicos que operan en banda C y los dispositivos empleados en redes inalámbricas
de área local (WLAN, por sus siglas en ingles). En consecuencia, cuando un dispositivo
WLAN transmite en una frecuencia cercana a la de operación del radar, genera
una señal interferente que afecta la señal producida por el fenómeno meteorológico de
interés.
En el presente trabajo se propone estudiar y cuanticar el efecto de la presencia de
interferencia en la estimación de los productos de radar meteorológico polarimétrico.
En primer lugar, se desarrolla una rutina que permite la generación de muestras
sintéticas de radar polarimétrico con parámetros controlados. A continuación, se implementa
un algoritmo que evalúa los productos de radar meteorológico en base a las
muestras de la señal. Haciendo uso de estas rutinas, se generan experimentos controlados
que permiten analizar el desempeño de los estimadores en distintas condiciones.
Puntualmente, se evalúa el sesgo y la raz del error cuadrático medio (RMSE, por sus
siglas en ingles) de los estimadores en función del ancho espectral del fenómeno, para
distintas conguraciones y empleando tanto muestras generadas sintéticamente como
datos reales. Se consideran tres situaciones. Primeramente se estudia la degradación en
los productos evaluados cuando las muestras de fenómeno meteorológico se presentan
superpuestas con interferencia. A continuación, se analiza el desempeño de la rutina de
estimación cuando se remueven las muestras afectadas por interferencia. Finalmente,
se analiza el escenario en que las muestras afectadas se reemplazan por la interpolación
lineal entre las muestras restantes.
A partir de los resultados obtenidos se concluye que la presencia de interferencia
repercute signicativamente en la estimación de la función de autocorrelación y correlación
cruzada en lag 0, razón por la cual los productos dependientes de ella se ven
seriamente degradados. Por su parte la presencia de interferencia no impacta notoriamente
en la estimación del lag 1 de la función de autocorrelación.
Respecto a las alternativas analizadas para mitigar el impacto de la interferencia, se
concluye que remover las muestras afectadas presenta mejores resultados en el caso de
los productos que dependen de la correlación en lag 0. Por su parte, para el caso de los productos que dependen de la correlación en lag 1, se destaca que la mejor alternativa es evaluarlos conservando las muestras afectadas por interferencia