Purpose: To develop a technique for quantifying the $^{13}C$-metabolites by performing frequency-selective hyperpolarized $^{13}C$ magnetic resonance spectroscopy (MRS) in vitro which combines simple spectrally-selective excitation with spectrally interleaved acquisition. Methods: Numerical simulations were performed with varying noise level and $K_p$ values to compare the quantification accuracies of the proposed and the conventional methods. For in vitro experiments, a spectrally-selective excitation scheme was enabled by narrow-band radiofrequency (RF) excitation pulse implemented into a free-induction decay chemical shift imaging (FIDCSI) sequence. Experiments with LDH / NADH enzyme mixture were performed to validate the effectiveness of the proposed acquisition method. Also, a modified two-site exchange model was formulated for metabolism kinetics quantification with the proposed method. Results: From the simulation results, significant increase of the lactate peak signal to noise ratio (PSNR) was observed. Also, the quantified $K_p$ value from the dynamic curves were more accurate in the case of the proposed acquisition method compared to the conventional non-selective excitation scheme. In vitro experiment results were in good agreement with the simulation results, also displaying increased PSNR for lactate. Fitting results using the modified two-site exchange model also showed expected results in agreement with the simulations. Conclusion: A method for accurate quantification of hyperpolarized pyruvate and the downstream product focused on in vitro experiment was described. By using a narrow-band RF excitation pulse with alternating acquisition, different resonances were selectively excited with a different flip angle for increased PSNR while the hyperpolarized magnetization of the substrate can be minimally perturbed with a low flip angle. Baseline signals from neighboring resonances can be effectively suppressed to accurately quantify the metabolism kinetics.
Oh, Kyemin;Han, Sang Hoon;Park, Jin Hee;Lim, Ho-Gon;Yang, Joon Eon;Heo, Gyunyoung
Nuclear Engineering and Technology
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v.49
no.4
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pp.710-720
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2017
In Korea, many nuclear power plants operate at a single site based on geographical characteristics, but the population density near the sites is higher than that in other countries. Thus, multiunit accidents are a more important consideration than in other countries and should be addressed appropriately. Currently, there are many issues related to a multiunit probabilistic safety assessment (PSA). One of them is the quantification of a multiunit PSA model. A traditional PSA uses a Boolean manipulation of the fault tree in terms of the minimal cut set. However, such methods have some limitations when rare event approximations cannot be used effectively or a very small truncation limit should be applied to identify accident sequence combinations for a multiunit site. In particular, it is well known that seismic risk in terms of core damage frequency can be overestimated because there are many events that have a high failure probability. In this study, we propose a quantification method based on a Monte Carlo approach for a multiunit PSA model. This method can consider all possible accident sequence combinations in a multiunit site and calculate a more exact value for events that have a high failure probability. An example model for six identical units at a site was also developed and quantified to confirm the applicability of the proposed method.
Kim, So-Hee;Yoo, Hye Hyun;Cha, Eun-Ju;Jeong, Eun Sook;Kim, Ho Jun;Kim, Dong Hyun;Lee, Jaeick
Mass Spectrometry Letters
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v.4
no.3
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pp.47-50
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2013
An ultra-fast generic LC-MS/MS method was developed for high-throughput quantification of discovery pharmacokinetic (PK) samples and its reliability was verified. The method involves a simple protein precipitation for sample preparation and the analysis by ultra-fast generic LC-MS/MS with the ballistic gradient program and selected reaction monitoring (SRM) mode. Approximately 290 new chemical entities (NCEs) (over 10,000 samples) from 5 therapeutic programs were analyzed. The calibration curves showed good linearity in the concentration range of 1, 2 or 5 to 2000 ng/mL. No significant ion suppression was observed in the elution region of all the NCEs. When approximately 300 plasma samples were continuously analyzed, the peak area of internal standard was constant and reproducible. In the repeated analysis of samples, the plasma concentrations and the area under the curve (AUC) were consistent with the results from the first analysis. These results showed that the present ultra-fast generic LC-MS/MS method is reliable in terms of selectivity, sensitivity, and reproducibility and could be useful for high-throughput quantification and other bioanalysis in drug discovery.
In this study a stretching-mapping method is proposed for calculating the materials' stretching exponents, which are to be used in quantification of the mixing effect. In this method, the mapping tensor associated with the deformation of each fluid material is first obtained. Then deformations of a lot of materials are obtained by applying the mapping tensor. The local stretching rates and their space-average values are next computed with the mapped deformations. Application to a simple time-periodic flow within a cavity shows that the method is indeed effective compared with the conventional method; i.e. the mapping method is fast and yields the same results as the conventional one.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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v.13
no.2
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pp.127-153
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2012
This paper presents an advanced computational method for the prediction of the responses in the frequency domain of general linear dissipative structural-acoustic and fluid-structure systems, in the low-and medium-frequency domains and this includes uncertainty quantification. The system under consideration is constituted of a deformable dissipative structure that is coupled with an internal dissipative acoustic fluid. This includes wall acoustic impedances and it is surrounded by an infinite acoustic fluid. The system is submitted to given internal and external acoustic sources and to the prescribed mechanical forces. An efficient reduced-order computational model is constructed by using a finite element discretization for the structure and an internal acoustic fluid. The external acoustic fluid is treated by using an appropriate boundary element method in the frequency domain. All the required modeling aspects for the analysis of the medium-frequency domain have been introduced namely, a viscoelastic behavior for the structure, an appropriate dissipative model for the internal acoustic fluid that includes wall acoustic impedance and a model of uncertainty in particular for the modeling errors. This advanced computational formulation, corresponding to new extensions and complements with respect to the state-of-the-art are well adapted for the development of a new generation of software, in particular for parallel computers.
Journal of the Korean Data and Information Science Society
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v.22
no.3
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pp.477-485
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2011
Park et. al (2010) proposed a statistical model for determining the admission or discharge of 668 patients with a chief complaint of dyspnea by the number of 11 blood tests belonging to the corresponding discharge intervals. Since this method does not take into consideration the importance of each blood test result, its performance might not be optimally good. In this study, we employ a quantification method to evaluate the importance of those blood test results, and then provide a new statistical mode that takes the importance into consideration. The results show that the performance of this new model is a little better than that of the model by Park et. al (2010).
The coolant temperature feedback coefficient is an important parameter of reactor core power control system. To study the coolant temperature feedback coefficient influence on the core power control system of small PWR, the core power control system is built with the nonlinear model and fuzzy control theory. Then, the uncertainty quantification method of reactor core parameters is established based on the Latin hypercube sampling method and the Bootstrap method. Finally, under the conditions of reactivity step perturbation and coolant inlet temperature step perturbation, uncertainty analysis for two cases is carried out. The result shows that with fuzzy controller and fuzzy PID controller, the uncertainty of the coolant temperature feedback coefficient affects the core power control system, and the maximum uncertainties of core relative power, coolant temperature deviation, fuel temperature deviation and total reactivity are acceptable.
Lekang Chen ;Chuqi Chen ;Linna Wang ;Wenjie Zeng ;Zhifeng Li
Nuclear Engineering and Technology
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v.55
no.7
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pp.2395-2406
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2023
To study the influence of parameter uncertainty in small pressurized water reactor (SPWR) once-through steam generator (OTSG), the nonlinear mathematical model of the SPWR is firstly established. Including the reactor core model, the OTSG model and the pressurizer model. Secondly, a control strategy that both the reactor core coolant average temperature and the secondary-side outlet pressure of the OTSG are constant is adopted. Then, the uncertainty quantification method is established based on Latin hypercube sampling and statistical method. On this basis, the quantitative platform for parameter uncertainty of the OTSG is developed. Finally, taking the uncertainty in primary-side flowrate of the OTSG as an example, the platform application work is carried out under the variable load in SPWR and step disturbance of secondary-side flowrate of the OTSG. The results show that the maximum uncertainty in the critical output parameters is acceptable for SPWR.
Polychlorinated biphenyls (PCBs) were commercially produced as complex mixtures beginning in 1929. The PCBs manufactured commercially are known by a variety of trade names including; Aroclor (USA), Phenoclor (France), Kaneclor (Japan), Sovol (USSR) and so on. PCBs are a class of 209 congeners that were widely used in a wide variety of applications, including dielectric fluid in transformers and large capacitors; heat transfer fluids; hydraulic fluids; lubricating and cutting oils; and as additives in pesticides, paints, adhesives, sealants, and plastics. The quantification methods of peak matching and coefficient comparison were compared using the Aroclor 1242, 1248, 1254, 1260 standards. Also, six transformer oils were analyzed as a main source of polychlorinated biphenyls (PCBs) emission into the environment. The transformer oils contained the pure and mixed of Aroclor 1242, Aroclor 1254, and Aroclor 1260. The analytical results using two quantification methods showed the little difference between the measured results.
Objective : Aneurysm volume quantification (AVQ) using the equation of ellipsoid volume is widely used although it is inaccurate. Furthermore, AVQ with 3-dimensional (3D) rendered data has limitations in general use. A novel universal method for AVQ is introduced for any diagnostic modality and application to any shape of aneurysms. Methods : Relevant AVQ studies published from January 1997 to June 2019 were identified to determine common methods of AVQ. The basic idea is to eliminate the normal artery volume from 3D model with the aneurysm. After Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) data is converted and exported to stereolithography (STL) file format, the 3D STL model is modified to remove the aneurysm and the volume difference between the 3D model with/without the aneurysm is defined as the aneurysm volume. Fifty randomly selected aneurysms from DICOM database were used to validate the different AVQ methods. Results : We reviewed and categorized AVQ methods in 121 studies. Approximately 60% used the ellipsoid method, while 24% used the 3D model. For 50 randomly selected aneurysms, volumes were measured using 3D Slicer, RadiAnt, and ellipsoid method. Using 3D Slicer as the reference, the ratios of mean difference to mean volume obtained by RadiAnt and ellipsoid method were -1.21±7.46% and 4.04±30.54%, respectively. The deviations between RadiAnt and 3D Slicer were small despite of aneurysm shapes, but those of ellipsoid method and 3D Slicer were large. Conclusion : In spite of inaccuracy, ellipsoid method is still mostly used. We propose a novel universal method for AVQ that is valid, low cost, and easy to use.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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