Measurements of adequacy of anesthesia and level of consciousness during surgery and intensive care

The adequacy of anesthesia has been studied since the introduction of balanced general anesthesia. Commercial monitors based on electroencephalographic (EEG) signal analysis have been available for monitoring the hypnotic component of anesthesia from the beginning of the 1990s. Monitors measuring the depth of anesthesia assess the cortical function of the brain, and have gained acceptance during surgical anesthesia with most of the anesthetic agents used. However, due to frequent artifacts, they are considered unsuitable for monitoring consciousness in intensive care patients. The assessment of analgesia is one of the cornerstones of general anesthesia. Prolonged surgical stress may lead to increased morbidity and delayed postoperative recovery. However, no validated monitoring method is currently available for evaluating analgesia during general anesthesia. Awareness during anesthesia is caused by an inadequate level of hypnosis. This rare but severe complication of general anesthesia may lead to marked emotional stress and possibly posttraumatic stress disorder. In the present series of studies, the incidence of awareness and recall during outpatient anesthesia was evaluated and compared with that of in inpatient anesthesia. A total of 1500 outpatients and 2343 inpatients underwent a structured interview. Clear intraoperative recollections were rare the incidence being 0.07% in outpatients and 0.13% in inpatients. No significant differences emerged between outpatients and inpatients. However, significantly smaller doses of sevoflurane were administered to outpatients with awareness than those without recollections (p<0.05). EEG artifacts in 16 brain-dead organ donors were evaluated during organ harvest surgery in a prospective, open, nonselective study. The source of the frontotemporal biosignals in brain-dead subjects was studied, and the resistance of bispectral index (BIS) and Entropy to the signal artifacts was compared. The hypothesis was that in brain-dead subjects, most of the biosignals recorded from the forehead would consist of artifacts. The original EEG was recorded and State Entropy (SE), Response Entropy (RE), and BIS were calculated and monitored during solid organ harvest. SE differed from zero (inactive EEG) in 28%, RE in 29%, and BIS in 68% of the total recording time (p<0.0001 for all). The median values during the operation were SE 0.0, RE 0.0, and BIS 3.0. In four of the 16 organ donors, EEG was not inactive, and unphysiologically distributed, nonreactive rhythmic theta activity was present in the original EEG signal. After the results from subjects with persistent residual EEG activity were excluded, SE, RE, and BIS differed from zero in 17%, 18%, and 62% of the recorded time, respectively (p<0.0001 for all). Due to various artifacts, the highest readings in all indices were recorded without neuromuscular blockade. The main sources of artifacts were electrocauterization, electromyography (EMG), 50-Hz artifact, handling of the donor, ballistocardiography, and electrocardiography. In a prospective, randomized study of 26 patients, the ability of Surgical Stress Index (SSI) to differentiate patients with two clinically different analgesic levels during shoulder surgery was evaluated. SSI values were lower in patients with an interscalene brachial plexus block than in patients without an additional plexus block. In all patients, anesthesia was maintained with desflurane, the concentration of which was targeted to maintain SE at 50. Increased blood pressure or heart rate (HR), movement, and coughing were considered signs of intraoperative nociception and treated with alfentanil. Photoplethysmographic waveforms were collected from the contralateral arm to the operated side, and SSI was calculated offline. Two minutes after skin incision, SSI was not increased in the brachial plexus block group and was lower (38 ± 13) than in the control group (58 ± 13, p<0.005). Among the controls, one minute prior to alfentanil administration, SSI value was higher than during periods of adequate antinociception, 59 ± 11 vs. 39 ± 12 (p<0.01). The total cumulative need for alfentanil was higher in controls (2.7 ± 1.2 mg) than in the brachial plexus block group (1.6 ± 0.5 mg, p=0.008). Tetanic stimulation to the ulnar region of the hand increased SSI significantly only among patients with a brachial plexus block not covering the site of stimulation. Prognostic value of EEG-derived indices was evaluated and compared with Transcranial Doppler Ultrasonography (TCD), serum neuron-specific enolase (NSE) and S-100B after cardiac arrest. Thirty patients resuscitated from out-of-hospital arrest and treated with induced mild hypothermia for 24 h were included. Original EEG signal was recorded, and burst suppression ratio (BSR), RE, SE, and wavelet subband entropy (WSE) were calculated. Neurological outcome during the six-month period after arrest was assessed with the Glasgow-Pittsburgh Cerebral Performance Categories (CPC). Twenty patients had a CPC of 1-2, one patient had a CPC of 3, and nine patients died (CPC 5). BSR, RE, and SE differed between good (CPC 1-2) and poor (CPC 3-5) outcome groups (p=0.011, p=0.011, p=0.008, respectively) during the first 24 h after arrest. WSE was borderline higher in the good outcome group between 24 and 48 h after arrest (p=0.050). All patients with status epilepticus died, and their WSE values were lower (p=0.022). S-100B was lower in the good outcome group upon arrival at the intensive care unit (p=0.010). After hypothermia treatment, NSE and S-100B values were lower (p=0.002 for both) in the good outcome group. The pulsatile index was also lower in the good outcome group (p=0.004). In conclusion, the incidence of awareness in outpatient anesthesia did not differ from that in inpatient anesthesia. Outpatients are not at increased risk for intraoperative awareness relative to inpatients undergoing general anesthesia. SE, RE, and BIS showed non-zero values that normally indicate cortical neuronal function, but were in these subjects mostly due to artifacts after clinical brain death diagnosis. Entropy was more resistant to artifacts than BIS. During general anesthesia and surgery, SSI values were lower in patients with interscalene brachial plexus block covering the sites of nociceptive stimuli. In detecting nociceptive stimuli, SSI performed better than HR, blood pressure, or RE. BSR, RE, and SE differed between the good and poor neurological outcome groups during the first 24 h after cardiac arrest, and they may be an aid in differentiating patients with good neurological outcomes from those with poor outcomes after out-of-hospital cardiac arrest.

Shwachman-Diamond syndrome : Clinical, genetic and radiological study

Shwachman-Diamond syndrome (SDS) is a rare autosomal recessive disorder in which the cardinal symptoms arise from exocrine pancreatic insufficiency and bone marrow dysfunction. Previous studies have suggested increased risk of fatal complications among Finnish SDS infants. The genetic defect responsible for the disease was recently identified; the SBDS gene is located at chromosome 7q11 and encodes a protein that is involved in ribosome biosynthesis. The discovery of the SBDS gene has opened new insights into the pathogenesis of this multi-organ disease. This study aimed to assess phenotypic and genotypic features of Finnish patients with SDS. Seventeen Finnish patients with a clinical diagnosis of SDS were included in the study cohort. Extensive clinical, biochemical and imaging assessments were performed to elucidate the phenotypic features, and the findings were correlated with the SBDS genotype. Imaging studies included abdominal magnetic reso-nance imaging (MRI), brain MRI, cardiac echocardiography including tissue Doppler examination, and cardiac MRI. The skeletal phenotype was assessed by dual-energy X-ray absorptiometry and bone histomorphometry. Twelve patients had mutations in the SBDS gene. In MRI, a characteristic pattern of fat-replaced pancreas with occasional enhancement of scattered parenchymal foci and of pancreatic duct was noted in the SBDS mutation-positive patients while the mutation-negative patients did not have pancreatic fat accumulation. The patients with SBDS mutations had significantly reduced bone mineral density associated with low-energy peripheral fractures and vertebral compression fractures. Bone histomorphometry confirmed low-turnover osteoporosis. The patients with SBDS mutations had learning difficulties and smaller head size and brain volume than control subjects. Corpus callosum, cerebellar vermis, and pos-terior fossa structures were significantly smaller in SDS patients than in controls. Patients with SDS did not have evidence of clinical heart disease or myocardial fibrosis. However, subtle diastolic changes in the right ventricle and exercise-induced changes in the left ventricle contractile reserve were observed. This study expanded the phenotypic features of SDS to include primary low-turnover osteoporosis and structural alterations in the brain. Pancreatic MRI showed characteristic changes in the SBDS mutation-positive patients while these were absent in the mutation-negative patients, suggesting that MRI can be used to differentiate patients harbouring SBDS mutations from those without mutations. No evidence for clinical cardiac manifestations was found, but imaging studies revealed slightly altered myocardial function that may have clinical implications. These findings confirm the pleiotropic nature of SDS and underscore the importance of careful multidisciplinary follow-up of the affected individuals.

POP-inhibiittorin KYP-2047 vaikutukset angiogeneesiin in vitro

Angiogeneesi on tärkeä ilmiö elimistön fysiologiassa, mutta myös lukuisissa patologisissa tiloissa. Angiogeneesi on monivaiheinen prosessi, joka sisältää angiogeneesiä indusoivia ja sitä inhiboivia tekijöitä tasapainossa keskenään. Useat tutkimukset puoltavat sitä, että tymosiini ȕ4 (Tȕ4) ja tetrapeptidi Ac-SDKP (N-asetyyliseryyli- aspartyyli-lysyyli-proliini) indusoivat angiogeneesiä in vitro ja in vivo. Tutkimukset viittaavat myös siihen, että prolyylioligopeptidaasi (POP) hydrolysoi peptidifragmentin Ac- SDKP Tȕ4:n (43 ah) proliinin jälkeen. POP on laajalti esiintyvä seriiniproteaasi, joka pystyy pilkkomaan vain alle 30 aminohapon oligopeptidejä. Tȕ4:n tulee siksi pilkkoutua ensin jonkin, vielä tuntemattoman peptidaasin johdosta. POP:ia on löydetty eniten aivoista, minkä vuoksi sitä on tutkittu varsinkin muistin ja oppimisen häiriötiloissa sekä neurodegeneratiivisten sairausten yhteydessä. POP:in todellinen fysiologinen merkitys on kuitenkin vielä selvittämättä. Tämän pro gradun kirjallisuusosiossa selvitetään angiogeneesiin liittyvien tekijöiden yhteyksiä sekä kuvataan angiogeenisten Tȕ4:n, Ac-SDKP:n ja POP:in ominaisuuksia, esiintymistä ja toimintaa. Kokeellisen osion tarkoituksena oli osoittaa, osallistuvatko POP ja Tȕ4 tetrapeptidin Ac-SDKP muodostumiseen ja kapillaarimuodostumiseen ja edelleen, voidaanko POPaktiivisuutta, tetrapeptidi- ja kapillaarimuodostumista estää spesifisellä POP-inhibiittorilla, KYP-2047:llä. Kokeellinen osa oli kaksiosainen. Ensimmäisessä osassa tutkittiin POPaktiivisuutta ja suoritettiin Ac-SDKP –pitoisuusmittauksia ajanjaksolla 0-180 min Wistarkannan rotista tehdyillä homogenaateilla. Tutkimusryhminä olivat 0,1 ja 0,5 μM KYP-2047 (+2 μM Tȕ4), 1:20 (0,625 μM) humaaniperäinen rekombinantti-POP (+ 2 μM Tȕ4), 2 μM Tȕ4 (pos. kontrolli) ja raakahomogenaatti (neg. kontrolli). Toisessa osassa tutkittiin kapillaarimuodostumista ajanjaksolla 0-180 min humaaniperäisillä napanuoralaskimon primaariendoteelisoluilla MatrigelTM Matrix -päällystetyllä 48- kuoppalevyllä, jolle oli siirrostettu 50 000 solua/kuoppa. Naudan seerumilla ja antibiooteilla käsitellyt tutkimusryhmät olivat 5 ja 10 μM KYP-2047 (+4 μM Tȕ4), 1:20 (0,625 μM) humaaniperäinen rekombinantti-POP (+4 μM Tȕ4), 4 μM Tȕ4 (pos. kontrolli) ja DMEM (neg. kontrolli). Kuoppia inkuboitiin ja kapillaarimuodostuminen kuvattiin valomikroskoopilla digitaalikameralla. Kutakin tutkimusryhmää pipetoitiin kolmeen rinnakkaiseen kuoppaan ja kokeet toistettiin neljästi. Sulkeutuneiden kapillaarien lukumäärä laskettiin manuaalisesti ja tuloksista tehtiin tilastollinen analyysi. 7ȕ4:n ja POP:in havaittiin molempien osallistuvan tetrapeptidin AC-SDKP muodostumiseen munuaishomogenaateissa. Primaariendoteelisolut muodostivat selkeitä kapillaareja Matrigelilla, erityisesti POP- ja Tȕ4–ryhmissä. KYP-2047 inhiboi tehokkaasti POP:ia kaikissa kokeissa osoittautuen hyväksi antiangiogeeniseksi yhdisteeksi. Angiogeneesin mekanismien ja POP:in, Tȕ4:n ja Ac-SDKP:n yhteyksien selvittäminen vaatii luonnollisesti vielä lisätutkimuksia.

Jatkuvasatoisten mansikoiden lannoitus rajoitetussa kasvualustassa

Mansikka (Fragaria × ananassa Duch.) on tärkein Suomessa viljelty marja sekä määrällisesti että taloudellisesti. Suomessa ongelmana on lyhyt satokausi ja matala satotaso. Pääsadon aikaan runsas mansikan tarjonta markkinoilla laskee huomattavasti mansikan hintaa. Paras hinta saadaan normaalin satokauden ulkopuolella. Jatkuvasatoiset mansikkalajikkeet mahdollistaisivat pidemmän ja tasaisen satokauden, mikä vakauttaisi mansikan hintaa. Jatkuvasatoinen mansikka sopii viljelyyn kausihuoneissa korotetuilla kasvualustoilla, jolloin lannoitus ja kastelu hoidetaan tippukastelulla. Jatkuvasatoinen mansikka tuottaa kukkia ja marjoja koko satokauden, mikä vaikuttaa sen ravinnetarpeeseen. Tehdyssä tutkimuksessa testattiin kolmea eri lannoitustasoa 1,5 mS/cm, 2,3mS/cm ja 3,0 mS/cm, joiden N:K –suhde marjojen kypsymisvaiheessa oli 1:1,5. Neljäs käsittely oli kastelu johtokyvyllä 2,3 mS/cm N:K –suhteen ollessa 1:2 marjojen kypsyessä. Tutkimuksessa havainnointiin taimien vegetatiivista kasvua sekä sadon muodostusta ja marjojen laatua. Samalla seurattiin ylivaluntaveden määrää sekä veden mukana huuhtoutunutta fosforia ja typpeä. Tutkimuksessa käytetyt lajikkeet olivat ’Malling Opal’ ja ’Rondo’. Tämän tutkimuksen tulokset tukevat aikaisempia tutkimuksia, että mansikan ravinnetarve on suhteellisen matala. Voimakkain vegetatiivinen kasvu, suurin sato ja suurimmat marjat saatiin alimmalla testatulla johtokyvyllä (1,5 mS/cm). Lannoitustasolla oli hyvin vähän vaikutusta marjan laatuun tai sadon ajoittumiseen. Myöskään N:K – suhteen muutoksella ei ollut vaikutusta marjan laatuun. Taimien veden otto oli suurinta alimmalla lannoitustasolla, ja mahdollisesti kasteluveden korkea ionipitoisuus vaikeutti kasvin veden ottoa korkeilla veden johtokyvyillä. Valumaveden mukana poistuneet typpi- ja fosforipäästöt kasvoivat huomattavasti kasteluveden johtokyvyn noustessa.

Requirements for information management system in agricultural contracting

Menneinä vuosikymmeninä maatalouden työt ovat ensin koneellistuneet voimakkaasti ja sittemmin mukaan on tullut automaatio. Nykyään koneiden kokoa suurentamalla ei enää saada tuottavuutta nostettua merkittävästi, vaan työn tehostaminen täytyy tehdä olemassa olevien resurssien käyttöä tehostamalla. Tässä työssä tarkastelun kohteena on ajosilppuriketju nurmisäilörehun korjuussa. Säilörehun korjuun intensiivisyys ja koneyksiköiden runsas määrä ovat työnjohdon kannalta vaativa yhdistelmä. Työn tavoitteena oli selvittää vaatimuksia maatalouden urakoinnin tueksi kehitettävälle tiedonhallintajärjestelmälle. Tutkimusta varten haastateltiin yhteensä 12 urakoitsijaa tai yhteistyötä tekevää viljelijää. Tutkimuksen perusteella urakoitsijoilla on tarvetta tietojärjestelmille.Luonnollisesti urakoinnin laajuus ja järjestelyt vaikuttavat asiaan. Tutkimuksen perusteella keskeisimpiä vaatimuksia tiedonhallinnalle ovat: • mahdollisimman laaja, yksityiskohtainen ja automaattinen tiedon keruu tehtävästä työstä • karttapohjaisuus, kuljettajien opastus kohteisiin • asiakasrekisteri, työn tilaus sähköisesti • tarjouspyyntöpohjat, hintalaskurit • luotettavuus, tiedon säilyvyys • sovellettavuus monenlaisiin töihin • yhteensopivuus muiden järjestelmien kanssa Kehitettävän järjestelmän tulisi siis tutkimuksen perusteella sisältää seuraavia osia: helppokäyttöinen suunnittelu/asiakasrekisterityökalu, toimintoja koneiden seurantaan, opastukseen ja johtamiseen, työnaikainen tiedonkeruu sekä kerätyn tiedon käsittelytoimintoja. Kaikki käyttäjät eivät kuitenkaan tarvitse kaikkia toimintoja, joten urakoitsijan on voitava valita tarvitsemansa osat ja mahdollisesti lisätä toimintoja myöhemmin. Tiukoissa taloudellisissa ja ajallisissa raameissa toimivat urakoitsijat ovat vaativia asiakkaita, joiden käyttämän tekniikan tulee olla toimivaa ja luotettavaa. Toisaalta inhimillisiä virheitä sattuu kokeneillekin, joten hyvällä tietojärjestelmällä työstä tulee helpompaa ja tehokkaampaa.