Estimation of the viscoelastic properties of vessel walls using a computational model and Doppler ultrasound

Human arteries affected by atherosclerosis are characterized by altered wall viscoelastic properties. The possibility of noninvasively assessing arterial viscoelasticity in vivo would significantly contribute to the early diagnosis and prevention of this disease. This paper presents a noniterative technique to estimate the viscoelastic parameters of a vascular wall Zener model. The approach requires the simultaneous measurement of flow variations and wall displacements, which can be provided by suitable ultrasound Doppler instruments. Viscoelastic parameters are estimated by fitting the theoretical constitutive equations to the experimental measurements using an ARMA parameter approach. The accuracy and sensitivity of the proposed method are tested using reference data generated by numerical simulations of arterial pulsation in which the physiological conditions and the viscoelastic parameters of the model can be suitably varied. The estimated values quantitatively agree with the reference values, showing that the only parameter affected by changing the physiological conditions is viscosity, whose relative error was about 27% even when a poor signal-to-noise ratio is simulated. Finally, the feasibility of the method is illustrated through three measurements made at different flow regimes on a cylindrical vessel phantom, yielding a parameter mean estimation error of 25%.

Relation between plaque type, plaque thickness, blood shear stress, and plaque stress in coronary arteries assessed by X-ray Angiography and Intravascular Ultrasound

Purpose: Atheromatic plaque progression is affected, among others phenomena, by biomechanical, biochemical, and physiological factors. In this paper, the authors introduce a novel framework able to provide both morphological (vessel radius, plaque thickness, and type) and biomechanical (wall shear stress and Von Mises stress) indices of coronary arteries. Methods: First, the approach reconstructs the three-dimensional morphology of the vessel from intravascular ultrasound(IVUS) and Angiographic sequences, requiring minimal user interaction. Then, a computational pipeline allows to automatically assess fluid-dynamic and mechanical indices. Ten coronary arteries are analyzed illustrating the capabilities of the tool and confirming previous technical and clinical observations. Results: The relations between the arterial indices obtained by IVUS measurement and simulations have been quantitatively analyzed along the whole surface of the artery, extending the analysis of the coronary arteries shown in previous state of the art studies. Additionally, for the first time in the literature, the framework allows the computation of the membrane stresses using a simplified mechanical model of the arterial wall. Conclusions: Circumferentially (within a given frame), statistical analysis shows an inverse relation between the wall shear stress and the plaque thickness. At the global level (comparing a frame within the entire vessel), it is observed that heavy plaque accumulations are in general calcified and are located in the areas of the vessel having high wall shear stress. Finally, in their experiments the inverse proportionality between fluid and structural stresses is observed.

Relation between plaque type, plaque thickness, blood shear stress, and plaque stress in coronary arteries assessed by X-ray Angiography and Intravascular Ultrasound

Purpose: Atheromatic plaque progression is affected, among others phenomena, by biomechanical, biochemical, and physiological factors. In this paper, the authors introduce a novel framework able to provide both morphological (vessel radius, plaque thickness, and type) and biomechanical (wall shear stress and Von Mises stress) indices of coronary arteries. Methods: First, the approach reconstructs the three-dimensional morphology of the vessel from intravascular ultrasound(IVUS) and Angiographic sequences, requiring minimal user interaction. Then, a computational pipeline allows to automatically assess fluid-dynamic and mechanical indices. Ten coronary arteries are analyzed illustrating the capabilities of the tool and confirming previous technical and clinical observations. Results: The relations between the arterial indices obtained by IVUS measurement and simulations have been quantitatively analyzed along the whole surface of the artery, extending the analysis of the coronary arteries shown in previous state of the art studies. Additionally, for the first time in the literature, the framework allows the computation of the membrane stresses using a simplified mechanical model of the arterial wall. Conclusions: Circumferentially (within a given frame), statistical analysis shows an inverse relation between the wall shear stress and the plaque thickness. At the global level (comparing a frame within the entire vessel), it is observed that heavy plaque accumulations are in general calcified and are located in the areas of the vessel having high wall shear stress. Finally, in their experiments the inverse proportionality between fluid and structural stresses is observed.

Ultrastructural characterisation of the cell wall of Arabidopsis thaliana transgenic plants

The plant cell wall is a strong fibrillar network that gives each cell its stable shape. It is constituted by a network of cellulose microfibrils embedded in a matrix of polysaccharides, such as xyloglucans. To enlarge, cells selectively loosen this network. Moreover, there is a pectin-rich intercellular material, the middle lamella, cementing together the walls of adjacent plant cells. Xyloglucan endotransglucosylase/hydrolases (XTHs) are a group of enzymes involved in the reorganisation of the cellulose-xyloglucan framework by catalysing cleavage and re-ligation of the xyloglucan chains in the plant cell wall, and are considered cell wall loosening agents. In the laboratory, it has been isolated and characterised a XTH gene, ZmXTH1, from an elongation root cDNA library of maize. To address the cellular function of ZmXTH1, transgenic Arabidopsis thaliana plants over-expressing ZmXTH1 (under the control of the CaMV35S promoter) were generated. The aim of the work performed was therefore the characterisation of these transgenic plants at the ultrastructural level, by transmission electron microscopy (TEM).The detailed cellular phenotype of transgenic plants was investigated by comparing ultra-thin transverse sections of basal stem of 5-weeks old plants of wild type (Col 0) and 35S-ZmXTH1 Arabidopsis plants. Transgenic plants show modifications in the cell walls, particularly a thicker middle lamella layer with respect the wild type plants, supporting the idea that the overexpression of ZmXTH1 could imply a pronounced wall-loosening. In sum, the work carried out reinforces the idea that ZmXTH1 is involved in the cell wall loosening process in maize.  

Canulación arterial axilar versus canulación arterial femoral en el tratamiento quirúrgico de la disección de aorta: comparación de complicaciones neurológicas

Una de les principals complicacions de la cirurgia de la dissecció aòrtica aguda és el dany neurològic. Entre els principals avenços per a la seva prevenció destaca el canvi de la perfusió arterial retrògrada a anterògrada a través de l’artèria axil•lar, amb la possibilitat de realitzar protecció cerebral. Hipòtesis de treball: L’ús de la canulació arterial axil•lar ha permès reduïr significativament l’incidència de complicacions neurològiques en la cirurgia de la dissecció aguda aòrtica. Material i mètodes: De manera retrospectiva, s’han comparat els pacients intervinguts de dissecció aòrtica aguda al llarg dels últims deu anys. Conclusió principal: L’ús de la canulació arterial axil•lar ha permès reduïr significativament l’incidència de complicacions neurològiques en la cirurgia de la dissecció aòrtica aguda del nostre centre.

RACE (Rapid Arterial oCclusion Evaluation): Diseño y validación prehospitalaria de una escala neurológica para la predicción de una oclusión arterial proximal en los pacientes con un ictus isquémico agudo de la circulación cerebral anterior

La Rapid Arterial oCclusion Evaluation és una escala neurològica prehospitalària que prediu la presència d’una oclusió arterial proximal (OAP) en els pacients amb un ictus isquèmic agut de la circulació cerebral anterior (IIACCA). Fou dissenyada valorant retrospectivament a 654 pacients amb un IIACCA, seleccionant la combinació dels ítems de la National Institutes of Health Stroke Scale que mostraven una major associació amb la presència d’una OAP: parèsia facial, parèsia braquial, parèsia crural, desviació oculocefàlica y agnòsia/afàsia. Fou validada valorant prospectivament a 93 activacions del Codi Ictus, mostrant una sensibilitat del 88% y una especificitat del 65% per una puntuació ≥ 4.

Presión aórtica y rigidez arterial en pacientes con esclerodermia

La Esclerosis Sistémica (ES) es un trastorno generalizado del tejido conectivo caracterizado por el engrosamiento y la fibrosis tanto de la piel como de órganos internos asociándose a daño vascular. Tradicionalmente, la afectación vascular en la ES ha sido considerada principalmente microvascular (1). Sin embargo, existe evidencia reciente que muestra que la ES podría también asociarse a lesión macrovascular (2) debido a la situación de inflamación crónica sostenida que predispondría al incremento de la rigidez de la pared arterial (3) y el desarrollo de arteriosclerosis. No obstante, y a pesar de diversos intentos en estudios realizados en la última década, la fisiopatología completa de los mecanismos subyacentes permanece todavía sin esclarecer. El objetivo de nuestro trabajo ha sido analizar; por un lado, dentro de una población de pacientes con ES, una serie de parámetros para evaluar la prevalencia de enfermedad cardiovascular subclínica y la existencia de factores de riesgo cardiovascular y; por otra parte, comparar esos hallazgos frente a una población sana en busca de diferencias que apoyen la hipótesis existente en la actualidad de que, ciertas enfermedades autoinmunes predisponen al desarrollo de arteriosclerosis precoz (3,4).

Efecto de la deshabituación tabáquica sobre la tensión arterial y los parámetros de rigidez arterial

Los estudios que relacionan el abandono del tabaco con los parámetros de rigidez arterial son escasos. El objetivo de nuestro estudio es analizar el efecto del abandono del tabaco sobre la tensión arterial, la frecuencia cardiaca y los parámetros de rigidez arterial. Realizamos un estudio prospectivo de seguimiento en un grupo de fumadores activos que inician deshabituación tabáquica. A los 3 meses se obtuvo una mejoría en la presión arterial y el Índice de aumento. A los 12 meses de seguimiento el número de pacientes es escaso pero se mantiene una tendencia a la mejoría. En los que continuaron fumando no se observaron cambios.

Características clínicas y evolución de los pacientes con hipertensión arterial refractaria

Un 5-10% de hipertensos no controlan las cifras de TA a pesar de tomar 3 o más fármacos (uno de ellos un diurético), definiendo la HTA refractaria. Estos pacientes presentan un riesgo cardiovascular más elevado. Se trata de un estudio descriptivo y observacional de 101 casos con TA sistólica por MAPA &140 mmHg. El 75% presenta patrón nictemeral alterado. El 54% presentó algún nuevo evento cardiovascular. La HVI es un factor predictor de mortalidad cardiovascular. La causa principal de HTA refractaria es la esencial, siendo la IRC la etiología más prevalente de HTA secundaria.

Prevalencia de enfermedad arterial periférica en pacientes hipertensos de la población de Paterna mayores de 15 años mediante determinación del índice tobillo-brazo.

Objectius: Conèixer la prevalença de malaltia arterial perifèrica en malalts hipertensos. Material y Métodes. Estudi descriptiu transversal en una mostra de 300 persones hipertenses majors de 15 anys obtingudes al atzar, ateses al centre de Salut de Paterna. Resultats. La prevalença fou d´un 16,7% determinada per un IMB patològic (&0.90). En l´anàlisi multifactorial sols va resultar significativa la variable sexe odds ratio (OR = 2,43) Conclusions. Es necesari prendre conciència de la importància de la MAP per la seua forta capacitat predictora de mal pronòstic a curt-mitjà termini. El IMB es una eina útil, senzilla i barata.

Sensitivity and specificity of the electrocardiogram to detect chronic myocardial infarction of the anteroseptal wall.

L`electrocardiograma és la primera eina diagnòstica fàcilment disponible per la detecció de l´infart a la práctica clínica. El seu valor va ser donat principalment amb estudis antics anatomopatològics. La ressonància magnètica cardíaca actualment és la tècnica d`elecció per la detecció de l`infart. Aquest estudi investiga el valor de l`electrocardiograma ( sensibilitat i especificitat) per detectar infarts de la zona anteroseptal. Conclusiò: la sensibilitat y la especificitat de quatre patents electrocardiogràfiques de la zona anteroseptal va ser valorada. Així mateix, encara que s`observin extenses ones Q en les derivacions anteriors la necrosis és usualment limitada si VL no está afectat. 3

Estudi comparatiu de combinacions de dosis fixes enfront a dosis lliures en el control de la tensió arterial, factors que determinen el seu ús i impacte assistencial sanitari

Es tracta d’un estudi de cohorts prospectiu històric que pretén comparar l’ús de combinacions de dosis lliures enfront a les combinacions de dosis fixes en el control de la tensió arterial pel que fa a eficàcia i assoliment dels objectius terapèutics per al tractament d’aquesta patologia tan prevalent a les societats desenvolupades, així com comparar l’impacte econòmico-sanitari que comporten una i altra pel que fa a número de visites mèdiques, d’infermeria i número d’analítiques que es requereixen en cada estratègia. L’estudi també pretén analitzar els factors que determinen l’ús d’unes o altres en el tractament de la hipertensió arterial.

Factores de riesgo cardiovascular en una población de trasplantados hepáticos con supervivencia superior a diez años. Estudio específico de la hipertensión arterial.

Introducció: Els factors de risc cardiovascular originen un problema de salut pública important. El transplant hepàtic pot ocasionar una modificació del seu desenvolupament degut a la immunosupressió, però hi ha pocs estudis que evaluen estos aspectes en pacients amb una supervivència llarga. El nostre objectiu es analitzar l'efecte de la hipertensió arterial (HTA) posttrasplantament sobre la supervivència a llarg termini d'una cohort de pacients trasplantats amb més de deu anys de seguiment. Metodologia: S'estudiaren restrospectivament els pacients trasplantats al nostre centre per totes les causes, des de 2001 fins 2007, amb una supervivència mínima de deu anys. S'analitzaren dades demogràfiques, clíniques, analítiques e histològiques del pre i/o postrasplant. Resultats: La prevalència dels factors de risc cardiovascular va ser molt freqüent durant el primer any: obesitat 24.5%, HTA 67%, diabetes 22.5%, dislipèmia46.5% i insuficiència renal crónica 28%. La HTA es el factor de risc més prevalent i la seua incidència augmenta amb el temps de 67% al 72,5% entre el primer i desè any. La HTA pareix asociar-se a una major mortalitat posttrasplantament i a una major incidència d'enfermetat cardiovascular (p&0.005). Els factors de risc asociats amb el desenvolupament de HTA en la nostra població son l'edat, l'obesitat i la dislipèmia. Conclusió: Es important disenyar estratègies per al millor control de la HTA des del posttrasplantament inicial, degut a la seua repercusió negativa sobre les enfermetats cardiovasculars i la supervivència, així com per a l'obesitat i la dislipèmia, ja que son co-factors de desenvolupament de l'HTA.

Dam wall detection and tracking using a Mechanically Scanned Imaging Sonar

In dam inspection tasks, an underwater robot has to grab images while surveying the wall meanwhile maintaining a certain distance and relative orientation. This paper proposes the use of an MSIS (mechanically scanned imaging sonar) for relative positioning of a robot with respect to the wall. An imaging sonar gathers polar image scans from which depth images (range & bearing) are generated. Depth scans are first processed to extract a line corresponding to the wall (with the Hough transform), which is then tracked by means of an EKF (Extended Kalman Filter) using a static motion model and an implicit measurement equation associating the sensed points to the candidate line. The line estimate is referenced to the robot fixed frame and represented in polar coordinates (rho&thetas) which directly corresponds to the actual distance and relative orientation of the robot with respect to the wall. The proposed system has been tested in simulation as well as in water tank conditions

Influencia de la edición de los valores de presión arterial (PA) en la interpretación de la monitorización ambulatoria de la PA (MAPA)

En este trabajo se recogieron 115 MAPAs realizados a pacientes hipertensos, y se investigó la influencia que la edición de los valores de PA en el periodo que rodea al inicio del sueño y la vigilia podía tener en la interpretación de la prueba. Se observó que el porcentaje de pacientes con PA controlada con o sin la edición de valores fue similar. Sin embargo, la edición de la MAPA condicionó cambios en la clasificación del perfil circadiano, observándose una disminución de perfiles reductores, reclasificados hacia perfiles menos fisiológicos como no-reductor y reductor extremo, ambos asociados a un peor pronóstico cardiovascular.