Parameter estimate for three-parameter kappa distribution using LHmoments approach

The method of higher-order L-moments (LH-moment) was proposed as a more robust alternative compared to classical L-moments to characterize extreme events. The new derivation will be done for Mielke-Johnson’s Kappa and Three-Parameters Kappa Type-II (K3D-II) distributions based on the LH-moments approach. The data of maximum monthly rainfall for Embong station in Terengganu were used as a case study. The analyses were conducted using the classical L-moments method with η=0 and LH-moments methods with η=1, η=2, η=3 and η=4 for a complete data series and upper parts of the distributions. The most suitable distributions were determined based on the Mean Absolute Deviation Index (MADI), Mean Square Deviation Index (MSDI), and Correlation (r). Also, L-moment and LH-moment ratio diagrams were used to represent visual proofs of the results. The analysis showed that LH-moments methods at a higher order of K3D-II distribution best fit the data of maximum monthly rainfalls for the Embong station for the upper parts of the distribution compared to L-moments. The results also proved that whenever η increases, LH-moments reflect more and more characteristics of the upper part of the distribution. This seems to suggest that LH-moments estimates for the upper part of the distribution events are superior to L-moments in fitting the data of maximum monthly rainfalls.

Clustering Deviation Index (CDI): A robust and accurate unsupervised measure for evaluating scRNA-seq data clustering

Single-cell RNA-sequencing (scRNA-seq) technology allows us to explore cellular heterogeneity in the transcriptome. Because most scRNA-seq data analyses begin with cell clustering, its accuracy considerably impacts the validity of downstream analyses. Although many clustering methods have been developed, few tools are available to evaluate the clustering "goodness-of-fit" to the scRNA-seq data. In this paper, we propose a new Clustering Deviation Index (CDI) that measures the deviation of any clustering label set from the observed single-cell data. We conduct in silico and experimental scRNA-seq studies to show that CDI can select the optimal clustering label set. Particularly, CDI also informs the optimal tuning parameters for any given clustering method and the correct number of cluster components.

Η αποτελεσματικότητα ενός συνδυασμένου προγράμματος λειτουργικής φυσικοθεραπείας και ελάχιστης επεμβατικής ορθοπαιδικής χειρουργικής στην αδρή κινητική λειτουργία παιδιών με εγκεφαλική παράλυση

Σκοπός: Πρωταρχικός σκοπός της διδακτορικής διατριβής ήταν να μελετηθεί η αποτελεσματικότητα ενός συνδυασμού λειτουργικής φυσικοθεραπείας και ελάχιστης επεμβατικής ορθοπαιδικής χειρουργικής, βασισμένη στη μέθοδο Επιλεκτικής Διαδερμικής Μυοπεριτονιακής Επιμήκυνσης (SPML), στη βελτίωση της αδρής κινητικής λειτουργίας παιδιών με σπαστική εγκεφαλική παράλυση (Ε.Π.). Δευτερευόντως, να εξετασθεί η επίδραση της εν λόγω παρέμβασης στη λειτουργία και τα χαρακτηριστικά της βάδισης, στην παθητική κινητικότητα των αρθρώσεων και στη δύναμη των μυών στα κάτω άκρα, καθώς και στη σχετιζόμενη με την υγεία ποιότητα ζωής (Σ.Υ.Π.Ζ.) των παιδιών. Τέλος, να διερευνηθούν οι αντιλήψεις και εμπειρίες των γονέων για το συγκεκριμένο πρωτόκολλο ορθοπαιδικής χειρουργικής και αποκατάστασης. Ερευνητικός σχεδιασμός: (1) Οιονεί πειραματική μελέτη, περιλαμβάνοντας (α) προπειραματικό-μεταπειραματικό σχεδιασμό με μη ισοδύναμη ομάδα ελέγχου για την αξιολόγηση της αδρής κινητικής λειτουργίας και (β) προπειραματικό-μεταπειραματικό σχεδιασμό χωρίς ομάδα ελέγχου για την αξιολόγηση της βάδισης, του παθητικού εύρους τροχιάς κίνησης (ROM), της μυϊκής δύναμης και της Σ.Υ.Π.Ζ. (2) Ποιοτική συνέντευξη των γονέων. Χώρος διεξαγωγής της μελέτης: Ορθοπαιδικό Κέντρο της Παιδιατρικής Κλινικής «ΙΑΣΩ Παίδων» και κέντρα ειδικών θεραπειών παιδιών/εφήβων («Ε.Ν.Α.», «Παιδοκίνηση»). Συμμετέχοντες: Πενήντα δύο παιδιά (ηλικίας 5-7 ετών) με σπαστική Ε.Π., επιπέδου Συστήματος Ταξινόμησης Αδρής Κινητικής Λειτουργίας (GMFCS) II-IV. Οι συνεντεύξεις πραγματοποιήθηκαν σε 10 γονείς των χειρουργηθέντων παιδιών μετά την ολοκλήρωση της παρέμβασης. Παρέμβαση: Η πειραματική ομάδα (n=26) έλαβε επέμβαση SPML, συνδυασμένη με περιφερικό νευρικό αποκλεισμό με αλκοόλη, και 9μηνο μετεγχειρητικό πρόγραμμα λειτουργικής φυσικοθεραπείας. Η ομάδα ελέγχου (n=26) συνέχισε κανονικά τη συνήθη φυσικοθεραπευτική φροντίδα παρέμβασης, βασισμένη σε μία εκλεκτική προσέγγιση. Υλικό-Μέθοδος: Η ικανότητα και η απόδοση της αδρής κινητικής λειτουργίας εκτιμήθηκαν με τις κατηγορίες D και E του Μέτρου Αδρής Κινητικής Λειτουργίας (GMFM) και την Κλίμακα Λειτουργικής Κινητικότητας (FMS), αντιστοίχως. Το επίπεδο της αδρής κινητικής λειτουργίας προσδιορίσθηκε με το GMFCS. Για τον υπολογισμό της συνολικής λειτουργίας και των χαρακτηριστικών της βάδισης χρησιμοποιήθηκαν ο γενικός στατιστικός δείκτης Global Motion Graph Deviation Index (Global MGDI) και οι χωροχρονικές παράμετροι της κινηματικής ανάλυσης βάδισης, αντιστοίχως. Η μέτρηση του παθητικού ROM και της ισομετρικής μυϊκής δύναμης των κάτω άκρων πραγματοποιήθηκε με κοινό γωγιόμετρο και ψηφιακό δυναμόμετρο χειρός, αντιστοίχως. Η Σ.Υ.Π.Ζ. αξιολογήθηκε με το ερωτηματολόγιο DISABKIDS-Smiley για γονείς. Οι συνεντεύξεις των γονέων πραγματοποιήθηκαν μέσω ημιδομημένου οδηγού και αναλύθηκαν με βάση τη θεματική προσέγγιση. Αποτελέσματα: Υπήρξε στατιστικά σημαντική διαφορά στις μεταπειραματικές βελτιώσεις των κατηγοριών D (Δμπειρ. = 19,63 ± 10,46· Δμελγχ. = 2,40 ± 4,62) και E (Δμπειρ. = 19,33 ± 11,82· Δμελγχ. = 4,20 ± 6,26) του GMFM μεταξύ των δύο ομάδων (p<0,001). Υπήρξε σημαντική βελτίωση στο επίπεδο GMFCS και στην FMS σε κάθε απόσταση για την πειραματική ομάδα (p<0,001), αλλά όχι για την ομάδα ελέγχου (p>0,05). Όσον αφορά στα παιδιά της πειραματικής ομάδας, υπήρξαν στατιστικά σημαντικές βελτιώσεις (p<0,05) (α) στα τέσσερα κοινά χωροχρονικά μέτρα (ταχύτητα βαδίσματος, μήκος διασκελισμού, μήκος βήματος, ρυθμός βηματισμού), (β) στον γενικό στατιστικό δείκτη βάδισης Global MGDI, (γ) στο παθητικό ROM της απαγωγής του ισχίου, της ανύψωσης τεντωμένου σκέλους (SLR), της ιγνυακής γωνίας και της ραχιαίας κάμψης της ποδοκνημικής, (δ) στην ισομετρική δύναμη των καμπτήρων, εκτεινόντων, απαγωγών και προσαγωγών ισχίου, των εκτεινόντων γόνατος και των ραχιαίων καμπτήρων ποδοκνημικής και (ε) στη συνολική βαθμολογία του ερωτηματολογίου DISABKIDS-Smiley. Από την ανάλυση των γονικών συνεντεύξεων αναδείχθηκαν πέντε θεματικές ενότητες: (1) ζητήματα που επηρεάζουν τη λήψη γονικής απόφασης για την πραγματοποίηση του ορθοπαιδικού χειρουργείου, (2) προεγχειρητικό άγχος και μετεγχειρητικό άλγος, (3) αναγκαιότητα της παρέμβασης, (4) διαφοροποίηση της μετεγχειρητικής φυσικοθεραπείας από τη συνήθη φυσικοθεραπευτική αγωγή, (5) αναφερόμενη από τους γονείς αποτελεσματικότητα της παρέμβασης. Συμπεράσματα: Η παρούσα έρευνα παρέχει σημαντικές ενδείξεις ότι ο συνδυασμός ελάχιστα επεμβατικής χειρουργικής SPML και λειτουργικής φυσικοθεραπείας προάγει τη σχετιζόμενη με τη βάδιση αδρή κινητική λειτουργία των παιδιών με σπαστική Ε.Π., αυξάνοντας το επίπεδο λειτουργικότητας και ανεξαρτησίας. Η επέμβαση SPML με τη συμβολή της λειτουργικής φυσικοθεραπείας αντιμετωπίζει με επιτυχία τις μυοτενόντιες συγκάμψεις, βελτιώνοντας δραστικά τη μυϊκή ευκαμψία με σύγχρονη αύξηση της μυϊκής δύναμης. Η συγκεκριμένη παρέμβαση φαίνεται ότι συνεισφέρει σημαντικά στη βελτίωση της συνολικής ποιότητας ζωής και της ψυχοσυναισθηματικής ευεξίας των παιδιών με Ε.Π. Σύμφωνα με τις αντιλήψεις των γονέων το εν λόγω πρωτόκολλο ορθοπαιδικής χειρουργικής και αποκατάστασης αποτελεί μία αναγκαία και αποτελεσματική λύση για τη βελτίωση της λειτουργικότητας και της ποιότητας της καθημερινής ζωής των παιδιών τους με Ε.Π.

Multi-Objective Constructal Optimization for Marine Condensers

A marine condenser with exhausted steam as the working fluid is researched in this paper. Constructal designs of the condenser are numerically conducted based on single and multi-objective optimizations, respectively. In the single objective optimization, there is an optimal dimensionless tube diameter leading to the minimum total pumping power required by the condenser. After constructal optimization, the total pumping power is decreased by 42.3%. In addition, with the increase in mass flow rate of the steam and heat transfer area and the decrease in total heat transfer rate, the minimum total pumping power required by the condenser decreases. In the multi-objective optimization, the Pareto optimal set of the entropy generation rate and total pumping power is gained. The optimal results gained by three decision methods in the Pareto optimal set and single objective optimizations are compared by the deviation index. The optimal construct gained by the TOPSIS decision method corresponding to the smallest deviation index is recommended in the optimal design of the condenser. These research ideas can also be used to design other heat transfer devices.

Performance Optimizations with Single-, Bi-, Tri-, and Quadru-Objective for Irreversible Diesel Cycle

Applying finite time thermodynamics theory and the non-dominated sorting genetic algorithm-II (NSGA-II), thermodynamic analysis and multi-objective optimization of an irreversible Diesel cycle are performed. Through numerical calculations, the impact of the cycle temperature ratio on the power density of the cycle is analyzed. The characteristic relationships among the cycle power density versus the compression ratio and thermal efficiency are obtained with three different loss issues. The thermal efficiency, the maximum specific volume (the size of the total volume of the cylinder), and the maximum pressure ratio are compared under the maximum power output and the maximum power density criteria. Using NSGA-II, single-, bi-, tri-, and quadru-objective optimizations are performed for an irreversible Diesel cycle by introducing dimensionless power output, thermal efficiency, dimensionless ecological function, and dimensionless power density as objectives, respectively. The optimal design plan is obtained by using three solution methods, that is, the linear programming technique for multidimensional analysis of preference (LINMAP), the technique for order preferences by similarity to ideal solution (TOPSIS), and Shannon entropy, to compare the results under different objective function combinations. The comparison results indicate that the deviation index of multi-objective optimization is small. When taking the dimensionless power output, dimensionless ecological function, and dimensionless power density as the objective function to perform tri-objective optimization, the LINMAP solution is used to obtain the minimum deviation index. The deviation index at this time is 0.1333, and the design scheme is closer to the ideal scheme.

Estimating Responders to Treatment Using Five Indices of Significant Individual Change

Background: Identifying how many individuals significantly improve (“responders”) provides important supplementary information beyond group mean change about the effects of treatment options. This supplemental information can enhance interpretation of clinical trials and observation studies. This study provides a comparison of five ways of estimating the significance of individual change.Methods: Secondary analyses of the Impact Stratification Score (ISS) for chronic low back pain which was administered at two timepoints in two samples: 1) three months apart in an observational study of 1,680 patients undergoing chiropractic care; and 2) 6 weeks apart in a randomized trial of 720 active-duty military personnel with low back pain. The ISS is the sum of the PROMIS-29 v2.1 physical function, pain interference and pain intensity scores and has a possible range of 8 (least impact) to 50 (greatest impact). The five methods of evaluating individual change compared were: 1) standard deviation index; 2) standard error of measurement (SEM); 3) standard error of estimate; 4) standard error of prediction; and 5) reliable change index.Results: Internal consistency reliability of the ISS at baseline was 0.90 in Sample 1 and 0.92 in Sample 2. Effect size of change on the ISS was -0.16 in Sample 1 and -0.59 in Sample 2. The denominators for the five methods in Sample 1 (Sample 2) were 7.6 (8.4) for the standard deviation index, 2.4 (2.4) for the SEM, 2.3 (2.3) for the standard error of estimation, and 3.3 (3.4) for the standard error of prediction and the reliable change index. The amount of change on the ISS needed for significant individual change in both samples was about 15-16 for the standard deviation index, 5 for the SEM and for the standard error of estimation, and 7 for the standard error of prediction and reliable change index. The percentage of people classified as responders ranged from 1% (standard deviation index in Sample 1) to 57% (SEM and standard error of estimate in Sample 2).Conclusions: The standard error of prediction and reliable change index estimates of significant change are consistent with retrospective ratings of change of at least moderately better in prior research. These two are less likely than other methods to classify people as responders who have not actually gotten better.

Analisis Kondisi Jalan Rel Kereta Api Pada Lintas Sragen-Solo Berdasarkan Nilai Track Quality Indeks (TQI)

One way to keep the train service flow runs safely, maintenance of railroad geometry is required. Maintenance of railroad tracks uses the Track Quality Index assessment to determine which railroad compartments or corridors are prioritized for repair. The research method used is a quantitative research method. The calculation of the TQI of railroad tracks includes force, height, spoor width and lining. The results of the calculation of the TQI value (manual) give the cumulative total number of standard deviation index is 21.6. While the TQI calculation (mechanical) total cumulative number index standard deviation is 21.2. Based on the results of the TQI calculation, the condition of the railroad tracks can be classified into the criteria for the TQI level II (standard deviation of 20 - 35), namely that the railroad can be passed by trains at speeds of 80-100 km/hour. The railroad maintenance based on the TQI is the repairs to rail compartments or corridors that experience leveling damage in segment 9, lining damage in segment 7, wide damage spoor (gauge) in segments 5,7 and 10 and elevation damage (cant) in segment 3.

Glycemic deviation index: a novel method of integrating glycemic numerical value and variability

Background There are many continuous blood glucose monitoring (CGM) data-based indicators, and most of these focus on a single characteristic of abnormal blood glucose. An ideal index that integrates and evaluates multiple characteristics of blood glucose has not yet been established. Methods In this study, we proposed the glycemic deviation index (GDI) as a novel integrating characteristic, which mainly incorporates the assessment of the glycemic numerical value and variability. To verify its effectiveness, GDI was applied to the simulated 24 h glycemic profiles and the CGM data of type 2 diabetes (T2D) patients (n = 30). Results Evaluation of the GDI of the 24 h simulated glycemic profiles showed that the occurrence of hypoglycemia was numerically the same as hyperglycemia in increasing GDI. Meanwhile, glycemic variability was added as an independent factor. One-way ANOVA results showed that the application of GDI showed statistically significant differences in clinical glycemic parameters, average glycemic parameters, and glycemic variability parameters among the T2D groups with different glycemic levels. Conclusions In conclusion, GDI integrates the characteristics of the numerical value and the variability in blood glucose levels and may be beneficial for the glycemic management of diabetic patients undergoing CGM treatment.