Estudio del patrón muscular y ventilatorio en hipercapnia: análisis de la interacción entre los sistemas cardiovascular – respiratorio

Investigación producida a partir de una estancia en el Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (IIIA) de la Universidad de Zaragoza. Una de las principales dificultades a las que se enfrenta el personal médico en las unidades de cuidado crítico es la selección de los modos ventilatorios y la configuración de los parámetros de ventilación adecuados. La mayoría de los ventiladores disponibles en el mercado tienen un gran número de modos ventilatorios, con muy buenas prestaciones pero difíciles de configurar si no se cuenta con herramientas que tengan en cuenta las características antropométricas, fisiológicas, farmacológicas o patológicas propias de cada caso clínico. Determinar cual es el mejor modo ventilatorio para cada caso en determinada fase de la enfermedad, constituye un paso definitivo en el tratamiento clínico, puesto que la configuración apropiada de los parámetros de ventilación puede reducir el tiempo de conexión al ventilador y facilitar así la recuperación del paciente. El análisis del patrón respiratorio (muscular y ventilatorio), objetivo principal del trabajo realizado, permite identificar los parámetros más sensibles al estímulo respiratorio. Se analiza, diseña e implementa técnicas que permitan conocer mejor la respuesta del sistema de control respiratorio ante estímulos y patologías ventilatorias, mediante el tratamiento de señales biomédicas y simulación algorítmica del sistema respiratorio en situaciones particulares.

Parametric analysis of different compact tension specimens for fracture toughness characterisation in woven composite materials

Estudi elaborat a partir d’una estada a l’ Imperial College London, entre juliol i novembre de 2006. En aquest treball s’ha investigat la geometria més apropiada per a la caracterització de la tenacitat a fractura intralaminar de materials compòsits laminats amb teixit. L’objectiu és assegurar la propagació de l’esquerda sense que la proveta falli abans per cap altre mecanisme de dany per tal de permetre la caracterització experimental de la tenacitat a fractura intralaminar de materials compòsits laminats amb teixit. Amb aquesta fi, s’ha dut a terme l’anàlisi paramètrica de diferents tipus de provetes mitjançant el mètode dels elements finits (FE) combinat amb la virtual crack closure technique (VCCT). Les geometries de les provetes analitzades corresponen a la proveta de l’assaig compact tension (CT) i diferents variacions com la extended compact tension (ECT), la proveta widened compact tension (WCT), tapered compact tension (TCT) i doubly-tapered compact tension (2TCT). Com a resultat d’aquestes anàlisis s’han derivat diferents conclusions per obtenir la geometria de proveta més apropiada per a la caracterització de la tenacitat a fractura intralaminar de materials compòsits laminats amb teixit. A més, també s’han dut a terme una sèrie d’assaigs experimentals per tal de validar els resultats de les anàlisis paramètriques. La concordança trobada entre els resultats numèrics i experimentals és bona tot i la presència d’efectes no previstos durant els assaigs experimentals.

Influència de l’índex de massa corporal i de la massa muscular en el desenvolupament de lesió muscular en pacients sotmesos a cirurgia de colon laparoscòpica

La cirurgia oncològica de colon i recte via laparoscòpica requereix una posició quirúrgica especial, la de litotomia modificada (posició Lloyd-Davies), Trendelemburg &30º, i side dret o esquerre depenent del costat de la cirurgia. En aquest tipus de posició quirúrgica les lesions musculars per reperfusió de les extremitats inferiors son complicacions que s’han que considerar, sobretot en cirurgies de llarga durada i en pacients amb factors de risc com obesitat, diabetis i enolisme crònic. En pacients obesos està descrit que l’ índex de massa muscular elevat pot ser un factor de risc a l’hora de desenvolupar lesions musculars tant per reperfussió com per compressió prolongada, que poden arribar al síndrome compartimental.

Estudi “INCA”: Debilitat muscular respiratòria en pacients amb insuficiència cardíaca. Efectes d’un entrenament específic d’alta intensitat

Estudi transversal en 52 pacients amb insuficiencia cardiaca (IC) amb l’objectiu de conèixer la prevalència d’afectació funcional i muscular respiratòria. En un subgrup de 24 pacients, es realitza un assaig clínic per a avaluar els efectes d’un entrenament muscular inspiratori (EMI) d’alta intensitat i curta duració. Un 62% dels pacients presentaven una alteració de les proves de funció respiratòria. Les pressions respiratòries (inspiratòria/espiratòria) màximes (PImax, PEmax) estaven disminuïdes en el 91% i 88% dels casos. L’EMI induí una millora significativa de la PImax, passant del 51.2% (DE 19.3) al 80.9% (DE 21.2) en el grup intervenció.

Amelioration of Duchenne muscular dystrophy in mdx mice by elimination of matrix-associated fibrin-driven inflammation coupled to the αMβ2 leukocyte integrin receptor

In Duchenne muscular dystrophy (DMD), a persistently altered and reorganizing extracellular matrix (ECM) within inflamed muscle promotes damage and dysfunction. However, the molecular determinants of the ECM that mediate inflammatory changes and faulty tissue reorganization remain poorly defined. Here, we show that fibrin deposition is a conspicuous consequence of muscle-vascular damage in dystrophic muscles of DMD patients and mdx mice and that elimination of fibrin(ogen) attenuated dystrophy progression in mdx mice. These benefits appear to be tied to: (i) a decrease in leukocyte integrin α(M)β(2)-mediated proinflammatory programs, thereby attenuating counterproductive inflammation and muscle degeneration; and (ii) a release of satellite cells from persistent inhibitory signals, thereby promoting regeneration. Remarkably, Fib-gamma(390-396A) (Fibγ(390-396A)) mice expressing a mutant form of fibrinogen with normal clotting function, but lacking the α(M)β(2) binding motif, ameliorated dystrophic pathology. Delivery of a fibrinogen/α(M)β(2) blocking peptide was similarly beneficial. Conversely, intramuscular fibrinogen delivery sufficed to induce inflammation and degeneration in fibrinogen-null mice. Thus, local fibrin(ogen) deposition drives dystrophic muscle inflammation and dysfunction, and disruption of fibrin(ogen)-α(M)β(2) interactions may provide a novel strategy for DMD treatment.

Comment on "Selection of the Saffman-Taylor finger width in the absence of surface tension: an exact result"

A Comment on the Letter by Mark Mineev-Weinstein, Phys. Rev. Lett. 80, 2113 (1998). The authors of the Letter offer a Reply.

Effects of small surface tension in Hele-Shaw multifinger dynamics: an analytical and numerical study

We study the singular effects of vanishingly small surface tension on the dynamics of finger competition in the Saffman-Taylor problem, using the asymptotic techniques described by Tanveer [Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 343, 155 (1993)] and Siegel and Tanveer [Phys. Rev. Lett. 76, 419 (1996)], as well as direct numerical computation, following the numerical scheme of Hou, Lowengrub, and Shelley [J. Comput. Phys. 114, 312 (1994)]. We demonstrate the dramatic effects of small surface tension on the late time evolution of two-finger configurations with respect to exact (nonsingular) zero-surface-tension solutions. The effect is present even when the relevant zero-surface-tension solution has asymptotic behavior consistent with selection theory. Such singular effects, therefore, cannot be traced back to steady state selection theory, and imply a drastic global change in the structure of phase-space flow. They can be interpreted in the framework of a recently introduced dynamical solvability scenario according to which surface tension unfolds the structurally unstable flow, restoring the hyperbolicity of multifinger fixed points.

Surface tension and dynamics of fingering patterns

We study the minimal class of exact solutions of the Saffman-Taylor problem with zero surface tension, which contains the physical fixed points of the regularized (nonzero surface tension) problem. New fixed points are found and the basin of attraction of the Saffman-Taylor finger is determined within that class. Specific features of the physics of finger competition are identified and quantitatively defined, which are absent in the zero surface tension case. This has dramatic consequences for the long-time asymptotics, revealing a fundamental role of surface tension in the dynamics of the problem. A multifinger extension of microscopic solvability theory is proposed to elucidate the interplay between finger widths, screening and surface tension.

Expanding scroll rings and negative tension turbulence in a model of excitable media

Scroll waves in excitable media, described by the Barkley model, are studied. In the parameter region of weak excitability, negative tension of wave filaments is found. It leads to expansion of scroll rings and instability of wave filaments. A circular filament tends to stretch, bend, loop, and produce an expanding tangle that fills up the volume. The filament does not undergo fragmentation before it touches the boundaries. Statistical properties of such Winfree turbulence of scroll waves are numerically investigated.

EEG windowed statistical wavelet scoring for evaluation and discrimination of muscular artifacts

EEG recordings are usually corrupted by spurious extra-cerebral artifacts, which should be rejected or cleaned up by the practitioner. Since manual screening of human EEGs is inherently error prone and might induce experimental bias, automatic artifact detection is an issue of importance. Automatic artifact detection is the best guarantee for objective and clean results. We present a new approach, based on the time–frequency shape of muscular artifacts, to achieve reliable and automatic scoring. The impact of muscular activity on the signal can be evaluated using this methodology by placing emphasis on the analysis of EEG activity. The method is used to discriminate evoked potentials from several types of recorded muscular artifacts—with a sensitivity of 98.8% and a specificity of 92.2%. Automatic cleaning ofEEGdata are then successfully realized using this method, combined with independent component analysis. The outcome of the automatic cleaning is then compared with the Slepian multitaper spectrum based technique introduced by Delorme et al (2007 Neuroimage 34 1443–9).

The tension between academic knowledge production and online peer production

Peer-reviewed

Measurement of a Structured Backflow in an Open Small Channel Induced by Surface-Tension Gradients

We present experiments in which the laterally confined flow of a surfactant film driven by controlled surface tension gradients causes the subtended liquid layer to self-organize into an inner upstream microduct surrounded by the downstream flow. The anomalous interfacial flow profiles and the concomitant backflow are a result of the feedback between two-dimensional and three-dimensional microfluidics realized during flow in open microchannels. Bulk and surface particle image velocimetry data combined with an interfacial hydrodynamics model explain the dependence of the observed phenomena on channel geometry.

EEG Windowed statitical wavelet deviation for estimation of muscular artifacts

Electroencephalographic (EEG) recordings are, most of the times, corrupted by spurious artifacts, which should be rejected or cleaned by the practitioner. As human scalp EEG screening is error-prone, automatic artifact detection is an issue of capital importance, to ensure objective and reliable results. In this paper we propose a new approach for discrimination of muscular activity in the human scalp quantitative EEG (QEEG), based on the time-frequency shape analysis. The impact of the muscular activity on the EEG can be evaluated from this methodology. We present an application of this scoring as a preprocessing step for EEG signal analysis, in order to evaluate the amount of muscular activity for two set of EEG recordings for dementia patients with early stage of Alzheimer’s disease and control age-matched subjects.

Use of amitriptyline for the treatment of chronic tension-type headache. Review of the literature

Amitriptyline is a tricyclic antidepressant, considered the treatment of choice for different types of chronic pain, including chronic myofascial pain. Its antinociceptive property is independent of its antidepressant effect. Although its analgesic mechanism is not precisely known, it is believed that the serotonin reuptake inhibition in the central nervous system plays a fundamental role in pain control. Although this medication is widely used in the prevention of chronic tension-type headache, few studies have investigated the efficacy of this treatment and the published results are contradictory. The objective of this article was to review the literature published on the use of amitriptyline in the prophylactic treatment of chronic tension-type headache, considering the level of scientific evidence of the different studies using the SORT criteria. From this review, 5 articles of evidence level 1, and another 5 articles of evidence level 2 were selected. Following analysis of the 10 studies, and in function of their scientific quality, a level A recommendation was made in favor of using amitriptyline in the treatment of chronic tension-type headache.

La coordinación muscular del cuádriceps en pacientes con el síndrome del dolor femoropatelar.

Introducción: el síndrome del dolor femoropatelar es un conjunto de signos y síntomas común entre adolescentes y adultos jóvenes caracterizada por un dolor retropatelar o peripatelar en actividades tales como subir o bajar escaleras. Su etiología y métodos de tratamiento han sido ampliamente estudiados en la literatura. Se piensa que es una patología multifactorial y el tratamiento que más se prescribe es la terapia física haciendo hincapié en el fortalecimiento del cuádriceps, aunque su eficacia es aún confusa. Objetivos: esta revisión tiene como objetivo obtener información sobre la posible relación del cuádriceps como causa o consecuencia del síndrome femoropatelar y evidenciar si el tratamiento basado en el fortalecimiento de dicho músculo es efectivo para reducir los síntomas en pacientes con esta patología. Metodología: en la búsqueda bibliográfica se han revisado las bases de datos Pubmed, Cochrane y ScienceDirect de las cuales se han extraído un total de veintiún artículos siguiendo los criterios de inclusión y exclusión. Las palabras clave han sido en inglés y no han sido aceptados artículos con fecha de publicación anterior al año 2003. Resultados: se han encontrado diversidad de resultados donde el trabajo del cuádriceps y sus modalidades siguen sin estar claras respecto a sus beneficios en pacientes con síndrome del dolor femoropatelar. Aun así en la literatura revisada se observa cómo hay autores que apoyan totalmente el trabajo del cuádriceps basándose en la reducción del dolor y mejora de la funcionalidad y otros, en cambio, discrepan en algunos resultados. Conclusiones: el retardo en la activación del vasto medial oblicuo respecto al vasto lateral y la posible atrofia del vasto medial son apoyados en la literatura revisada aunque aún faltan estudios para averiguar si son causa o consecuencia del síndrome del dolor femoropatelar. La terapia física y el fortalecimiento del cuádriceps sigue siendo el tratamiento de elección para este síndrome. Respecto a las modalidades de ejercicios, tanto los ejercicios en CCC y en CCA son mencionados como beneficios para esta patología aunque no existen estudios concisos que hagan decantarse por uno de ellos. En cambio, en la realización de los ejercicios con carga o sin carga se observa que losdos tipos de ejercicios son igual de beneficiosos aunque los ejercicios con carga provocan un mayor reclutamiento en el vasto medial oblicuo.