Regional-scale debris-flow risk assessment for an alpine valley

In this paper, we perform a societal and economic risk assessment for debris flows at the regional scale, for lower Valtellina, Northern Italy. We apply a simple empirical debris-flow model, FLOW-R, which couples a probabilistic flow routing algorithm with an energy line approach, providing the relative probability of transit, and the maximum kinetic energy, for each cell. By assessing a vulnerability to people and to other exposed elements (buildings, public facilities, crops, woods, communication lines), and their economic value, we calculated the expected annual losses both in terms of lives (societal risk) and goods (direct economic risk). For societal risk assessment, we distinguish for the day and night scenarios. The distribution of people at different moments of the day was considered, accounting for the occupational and recreational activities, to provide a more realistic assessment of risk. Market studies were performed in order to assess a realistic economic value to goods, structures, and lifelines. As terrain unit, a 20 m x 20 m cell was used, in accordance with data availability and the spatial resolution requested for a risk assessment at this scale. Societal risk the whole area amounts to 1.98 and 4.22 deaths/year for the day and the night scenarios, respectively, with a maximum of 0.013 deaths/year/cell. Economic risk for goods amounts to 1,760,291 ?/year, with a maximum of 13,814 ?/year/cell.

Assessment of occlusive arterial disease of abdominal aorta and lower extremities arteries : value of multidetector CT angiography using and adaptative acquisition method

Rapport de synthèse : Objectif : Le but de ce travail est d`étudier l'angiographie par scanner multi-barrette (AS) dans l'évaluation de l'artériopathie oblitérante (AOMI) de l'aorte abdominale et des membres inférieurs utilisant une méthode adaptative d'acquisition pour optimiser le rehaussement artériel en particulier pour le lit artériel distal et les artères des pieds. Matériels et méthodes : Trente-quatre patients pressentant une AOMI ont bénéficié d'une angiographie trans-cathéter (ATC) et d'une AS dans un délai inférieur ou égal à 15 jours. L'AS a été effectuée du tronc coeliaque jusqu'aux artères des pieds en une seule acquisition utilisant une haute résolution spatiale (16x0.625 mm). La vitesse de table et le temps de rotation pour chaque examen ont été choisis selon le temps de transit du produit de contraste, obtenu après un bolus test. Une quantité totale de 130 ml de contraste à 4 ml/s a été utilisée. L'analyse des images de l'AS a été effectuée par deux observateurs et les données ATC ont été interprétées de manière indépendante par deux autres observateurs. L'analyse a inclus la qualité de l'image et la détection de sténose supérieure ou égale à 50 % par patient et par segment artériel. La sensibilité et la spécificité de l'AS ont été calculées en considérant l'ATC comme examen de référence. La variabilité Interobservateur a été mesurée au moyen d'une statistique de kappa. Résultas : L'ATC a été non-conclusive dans 0.7 % des segments, tandis que l'AS était conclusive dans tous les segments. Sur l'analyse par patient, la sensibilité et la spécificité totales pour détecter une sténose significative égale ou supérieure à 50 % étaient de 100 %. L'analyse par segment a montré des sensibilités et de spécificités variant respectivement de 91 à 100 % et de 81 à 100 %. L'analyse des artères distales des pieds a révélé une sensibilité de 100 % et une spécificité de 90 %. Conclusion : L'angiographie par CT multi-barrettes utilisant cette méthode adaptative d'acquisition améliore la qualité de l'image et fournit une technique non-invasive et fiable pour évaluer L'AOMI, y compris les artères distales des pieds.

Tools in pharmacovigilance in psychiatry: therapeutic drug monitoring, pharmacogenetic tests and drug-drug interactions databases

SUMMARYIn order to increase drug safety we must better understand how medication interacts with the body of our patients and this knowledge should be made easily available for the clinicians prescribing the medication. This thesis contributes to how the knowledge of some drug properties can increase and how to make information readily accessible for the medical professionals. Furthermore it investigates the use of Therapeutic drug monitoring, drug interaction databases and pharmacogenetic tests in pharmacovigilance.Two pharmacogenetic studies in the naturalistic setting of psychiatric in-patients clinics have been performed; one with the antidepressant mirtazapine, the other with the antipsychotic clozapine. Forty-five depressed patients have been treated with mirtazapine and were followed for 8 weeks. The therapeutic effect was as seen in other previous studies. Enantioselective analyses could confirm an influence of age, gender and smoking in the pharmacokinetics of mirtazapine; it showed a significant influence of the CYP2D6 genotype on the antidepressant effective S-enantiomer, and for the first time an influence of the CYP2B6 genotype on the plasma concentrations of the 8-OH metabolite was found. The CYP2B6*/*6 genotype was associated to better treatment response. A detailed hypothesis of the metabolic pathways of mirtazapine is proposed. In the second pharmacogenetic study, analyses of 75 schizophrenic patients treated with clozapine showed the influence of CYP450 and ABCB1 genotypes on its pharmacokinetics. For the first time we could demonstrate an in vivo effect of the CYP2C19 genotype and an influence of P-glycoprotein on the plasma concentrations of clozapine. Further we confirmed in vivo the prominent role of CYP1A2 in the metabolism of clozapine.Identifying risk factors for the occurrence of serious adverse drug reactions (SADR) would allow a more individualized and safer drug therapy. SADR are rare events and therefore difficult to study. We tested the feasibility of a nested matched case-control study to examine the influence of high drug plasma levels and CYP2D6 genotypes on the risk to experience an SADR. In our sample we compared 62 SADR cases with 82 controls; both groups were psychiatric patients from the in-patient clinic Königsfelden. Drug plasma levels of >120% of the upper recommended references could be identified as a risk factor with a statistically significant odds ratio of 3.5, a similar trend could be seen for CYP2D6 poor metaboliser. Although a matched case-control design seems a valid method, 100% matching is not easy to perform in a relative small cohort of one in-patient clinic. However, a nested case-control study is feasible.On the base of the experience gained in the AMSP+ study and the fact that we have today only sparse data indicating that routine drug plasma concentration monitoring and/or pharmacogenetic testing in psychiatry are justified to minimize the risk for ADR, we developed a test algorithm named "TDM plus" (TDM plus interaction checks plus pharmacogenetic testing).Pharmacovigilance programs such as the AMSP project (AMSP = Arzneimittelsicherheit in der Psychiatrie) survey psychiatric in-patients in order to collect SADR and to detect new safety signals. Case reports of such SADR are, although anecdotal, valuable to illustrate rare clinical events and sometimes confirm theoretical assumptions of e.g. drug interactions. Seven pharmacovigilance case reports are summarized in this thesis.To provide clinicians with meaningful information on the risk of drug combinations, during the course of this thesis the internet based drug interaction program mediQ.ch (in German) has been developed. Risk estimation is based on published clinical and pharmacological information of single drugs and alimentary products, including adverse drug reaction profiles. Information on risk factors such as renal and hepatic insufficiency and specific genotypes are given. More than 20'000 drug pairs have been described in detail. Over 2000 substances with their metabolic and transport pathways are included and all information is referenced with links to the published scientific literature or other information sources. Medical professionals of more than 100 hospitals and 300 individual practitioners do consult mediQ.ch regularly. Validations with comparisons to other drug interaction programs show good results.Finally, therapeutic drug monitoring, drug interaction programs and pharmacogenetic tests are helpful tools in pharmacovigilance and should, in absence of sufficient routine tests supporting data, be used as proposed in our TDM plus algorithm.RESUMEPour améliorer la sécurité d'emploi des médicaments il est important de mieux comprendre leurs interactions dans le corps des patients. Ensuite le clinicien qui prescrit une pharmacothérapie doit avoir un accès simple à ces informations. Entre autres, cette thèse contribue à mieux connaître les caractéristiques pharmacocinétiques de deux médicaments. Elle examine aussi l'utilisation de trois outils en pharmacovigilance : le monitorage thérapeutique des taux plasmatiques des médicaments (« therapeutic drug monitoring »), un programme informatisé d'estimation du risque de combinaisons médicamenteuses, et enfin des tests pharmacogénétiques.Deux études cliniques pharmacogénétiques ont été conduites dans le cadre habituel de clinique psychiatrique : l'une avec la mirtazapine (antidépresseur), l'autre avec la clozapine (antipsychotique). On a traité 45 patients dépressifs avec de la mirtazapine pendant 8 semaines. L'effet thérapeutique était semblable à celui des études précédentes. Nous avons confirmé l'influence de l'âge et du sexe sur la pharmacocinétique de la mirtazapine et la différence dans les concentrations plasmatiques entre fumeurs et non-fumeurs. Au moyen d'analyses énantiomères sélectives, nous avons pu montrer une influence significative du génotype CYP2D6 sur l'énantiomère S+, principalement responsable de l'effet antidépresseur. Pour la première fois, nous avons trouvé une influence du génotype CYP2B6 sur les taux plasmatiques de la 8-OH-mirtazapine. Par ailleurs, le génotype CYP2B6*6/*6 était associé à une meilleure réponse thérapeutique. Une hypothèse sur les voies métaboliques détaillées de la mirtazapine est proposée. Dans la deuxième étude, 75 patients schizophrènes traités avec de la clozapine ont été examinés pour étudier l'influence des génotypes des iso-enzymes CYP450 et de la protéine de transport ABCB1 sur la pharmacocinétique de cet antipsychotique. Pour la première fois, on a montré in vivo un effet des génotypes CYP2C19 et ABCB1 sur les taux plasmatiques de la clozapine. L'importance du CYP1A2 dans le métabolisme de la clozapine a été confirmée.L'identification de facteurs de risques dans la survenue d'effets secondaire graves permettrait une thérapie plus individualisée et plus sûre. Les effets secondaires graves sont rares. Dans une étude de faisabilité (« nested matched case-control design » = étude avec appariement) nous avons comparé des patients avec effets secondaires graves à des patients-contrôles prenant le même type de médicaments mais sans effets secondaires graves. Des taux plasmatiques supérieurs à 120% de la valeur de référence haute sont associés à un risque avec « odds ratio » significatif de 3.5. Une tendance similaire est apparue pour le génotype du CYP2D6. Le « nested matched case-control design » semble une méthode valide qui présente cependant une difficulté : trouver des patients-contrôles dans le cadre d'une seule clinique psychiatrique. Par contre la conduite d'une « nested case-control study » sans appariement est recommandable.Sur la base de notre expérience de l'étude AMSP+ et le fait que nous disposons que de peux de données justifiant des monitorings de taux plasmatiques et/ou de tests pharmacogénétiques de routine, nous avons développé un test algorithme nommé « TDMplus » (TDM + vérification d'interactions médicamenteuses + tests pharmacogénétique).Des programmes de pharmacovigilances comme celui de l'AMSP (Arzneimittelsicherheit in der Psychiatrie = pharmacovigilance en psychiatrie) collectent les effets secondaires graves chez les patients psychiatriques hospitalisés pour identifier des signaux d'alertes. La publication de certains de ces cas même anecdotiques est précieuse. Elle décrit des événements rares et quelques fois une hypothèse sur le potentiel d'une interaction médicamenteuse peut ainsi être confirmée. Sept publications de cas sont résumées ici.Dans le cadre de cette thèse, on a développé un programme informatisé sur internet (en allemand) - mediQ.ch - pour estimer le potentiel de risques d'une interaction médicamenteuse afin d'offrir en ligne ces informations utiles aux cliniciens. Les estimations de risques sont fondées sur des informations cliniques (y compris les profils d'effets secondaires) et pharmacologiques pour chaque médicament ou substance combinés. Le programme donne aussi des informations sur les facteurs de risques comme l'insuffisance rénale et hépatique et certains génotypes. Actuellement il décrit en détail les interactions potentielles de plus de 20'000 paires de médicaments, et celles de 2000 substances actives avec leurs voies de métabolisation et de transport. Chaque information mentionne sa source d'origine; un lien hypertexte permet d'y accéder. Le programme mediQ.ch est régulièrement consulté par les cliniciens de 100 hôpitaux et par 300 praticiens indépendants. Les premières validations et comparaisons avec d'autres programmes sur les interactions médicamenteuses montrent de bons résultats.En conclusion : le monitorage thérapeutique des médicaments, les programmes informatisés contenant l'information sur le potentiel d'interaction médicamenteuse et les tests pharmacogénétiques sont de précieux outils en pharmacovigilance. Nous proposons de les utiliser en respectant l'algorithme « TDM plus » que nous avons développé.

Long-distance wound signalling in arabidopsis

The leaves of all plants use elaborate and inducible defence systems to protect themselves. A wide variety of such defences are known and they include defence chemicals such as alkaloids, phenolics and terpenes, physical structures ranging from fibre cells to silica deposits, and a wide variety of defence proteins many of which target digestive processes in herbivores. It has long been known that the defence responses of plants under attack by insects are not restricted to the site of attack. Instead, if a leaf is damaged, defence can be triggered in other parts of the plant body, for example in distal leaves or even in roots and flowers. This raises the question of what are the organ-to-organ signals that coordinate this process. Several hypotheses have been proposed. These include the long-distance transfer of chemical signals through the plant vasculature, hydraulic signals that may transit through the xylem, and electrical signals that would move through living tissues such as the phloem. Much evidence for each of these scenarios has been published. In this thesis we took advantage of the fact that many plant defence responses are regulated by a signal transduction pathway based on a molecule called jasmonic acid. We used this molecule, one of its derivatives (jasmonoyl-isoleucine), and some of the genes it regulates as markers. Using these we investigated the possible role of the electrical signals in the leaf- to-leaf activation of the jasmonate pathway. We found that feeding insects stimulate easily detected electrical activity in the leaves of Arabidopsis thaliana and we used non-invasive surface electrodes to record this activity. This approach showed that jasmonate pathway activity and the electrical activity provoked by mechanical wounding occurred within identical spatial boundaries. Measurements of the apparent speed of surface potentials agreed well with previous velocity estimates for the speed of leaf-to-leaf signals that activate the jasmonate pathway. Using this knowledge we were able to investigate the effects of current injection into Arabidopsis leaves. This resulted in the strong expression of many jasmonate-regulated genes. All these results showed that electrical activity and the activation of jasmonate signalling were highly correlated. In order to test for possible causal links between the two processes, we conducted a small-scale reverse genetic screen on a series of T-DNA insertion mutants in ion channel genes and in other genes encoding proteins such as proton pumps. This screen, which was based on surface potential measurements, revealed that mutations in genes related to ionotropic glutamate receptors in animals had impaired electrical activity after wounding. Combining mutation of two of these glutamate-receptor-like genes in a double mutant reduced the response of leaves to current injection. When a leaf of this double mutant was wounded it failed to transmit a long-distance signal to a distal leaf. This result distinguished the double mutant from the wild-type plant and provides the first genetic evidence that electrical signalling is necessary to coordinate defence responses between organs in plants. - Les feuilles des plantes disposent de systèmes de défense inductibles très élaborés. Un grand nombre de ces systèmes de défenses sont connus et sont basés sur des composés chimiques comme les alcaloïdes, les composés phénoliques ou les terpènes, des systèmes physiques allant de la production de cellules fibreuses aux cristaux de silice ainsi qu'un grand nombre de protéines de défense ciblant le processus digestif des herbivores. Il est connu dépuis longtemps que la réponse défensive de la plante face à l'attaque pas un insecte n'est pas seulement localisée au niveau de la zone d'attaque. A la place, si une feuille est attaquée, les systèmes de défense peuvent être activés ailleurs dans la plante, comme par exemple dans d'autres feuilles, les racines ou même les fleurs. Ces observations soulèvent la question de la nature des signaux d'organes à organes qui régulent ces systèmes. Plusieurs hypothèses ont été formulées; une ou plusieures molécules pourraient être véhiculées dans la plante grâce au système vasculaire, un signal hydraulique transmis au travers du xylème ou encore des signaux électriques transmis par les cellules comme dans le phloème par exemple. De nombreuses études ont été publiées sur ces différentes hypothèses. Dans ce travail de thèse, nous avons choisi d'utiliser à notre avantage le fait que de nombreuses réponses de défense de la plante sont régulées par une même voie de signalisation utilisant l'acide jasmonique. Nous avons utilisé comme marqueurs cette molécule, un de ses dérivés (le jasmonoyl-isoleucine) ainsi que certains des gènes que l'acide jasmonique régule. Nous avons alors testé l'implication de la transmission de signaux électriques dans l'activation de la voie du jasmonate de feuille à feuille. Nous avons découvert que les insectes qui se nourrissent de feuilles d'Arabidopsis thaliana activent un signal électrique que nous avons pu mesurer grâce à une technique non invasive d'électrodes de surface. Les enregistrements ont montré que la génération de signaux électriques et l'activation de la voie du jasmonate avaient lieu aux mêmes endroits. La mesure de la vitesse de déplacement des impulsions électriques correspond aux estimations faites concernant l'activation de la voie du jasmonate. Grâce à cela, nous avons pu tester l'effet d'injection de courant électrique dans les feuilles d'Arabidopsis. La conséquence a été une forte expression de nombreux gènes de la voie du jasmonate, suggérant une forte corrélation entre l'activité électrique et l'activation de la voie du jasmonate. Afin de tester le lien de cause entre ces deux phénomènes, nous avons entrepris un criblage génétique sur une série de mutants d'insertion à l'ADN-T dans des gènes de canaux ioniques et d'autres gènes d'intérêt comme les gènes des pompes à protons. Ce criblage, basé sur la mesure de potentiels de surface, a permis de montrer que plusieurs mutations de gènes liés aux récepteurs au glutamate ionotropique présentent une baisse drastique de leurs activités électriques après une blessure mécanique des feuilles par rapport au type sauvage. Par la combinaison de deux mutations de ces récepteurs au glutamate en un double mutant, on obtient une réponse à la stimulation électrique encore plus faible. Quand une feuille du double mutant est blessée, elle est incapable de transmettre un signal à longue distance vers une feuille éloignée. Ce résultat permet de distinguer le double mutant de la plante sauvage et amène la première preuve génétique que l'activité électrique est nécessaire pour coordonner les réponses de défense entre les organes chez les plantes.

Testing the use of two types of nest box by the common dormouse Muscardinus avellanarius

British mammalogists have used two different systems for surveying the common dormouse Muscardinus avellanarius: a modified bird nest box with the entrance facing the tree trunk, and a smaller, cheaper model called a "nest tube". However, only few data comparing different nest box systems are currently available. To determine which system is more efficient, we compared the use of the large (GB-type) and small nest boxes (DE-type, a commercial wooden mouse trap without a door) in three Swiss forest. The presence of Muscardinus, potential competitors, and any evidence of occupation were examined in 60 pairs of nest boxes based on 2,280 nest box checks conducted over 5 years. Mean annual occupation and cumulative numbers of Muscardinus present were both significantly higher for the DE than for the GB boxes (64.6% versus 32.1%, and 149 versus 67 dormice, respectively). In contrast, the annual occupation by competitors including Glis glis, Apodemus spp. and hole-nesting birds was significantly higher in the GB than in the DE boxes in all forest (19-68% versus 0-16%, depending on the species and forest). These results suggest that smaller nest boxes are preferred by the common dormouse and are rarely occupied by competitors. These boxes hence appear to be preferable for studying Muscardinus populations.

Non-invasive and non-occlusive blood pressure estimation via a chest sensor.

The clinical demand for a device to monitor Blood Pressure (BP) in ambulatory scenarios with minimal use of inflation cuffs is increasing. Based on the so-called Pulse Wave Velocity (PWV) principle, this paper introduces and evaluates a novel concept of BP monitor that can be fully integrated within a chest sensor. After a preliminary calibration, the sensor provides non-occlusive beat-by-beat estimations of Mean Arterial Pressure (MAP) by measuring the Pulse Transit Time (PTT) of arterial pressure pulses travelling from the ascending aorta towards the subcutaneous vasculature of the chest. In a cohort of 15 healthy male subjects, a total of 462 simultaneous readings consisting of reference MAP and chest PTT were acquired. Each subject was recorded at three different days: D, D+3 and D+14. Overall, the implemented protocol induced MAP values to range from 80 ± 6 mmHg in baseline, to 107 ± 9 mmHg during isometric handgrip maneuvers. Agreement between reference and chest-sensor MAP values was tested by using intraclass correlation coefficient (ICC = 0.78) and Bland-Altman analysis (mean error = 0.7 mmHg, standard deviation = 5.1 mmHg). The cumulative percentage of MAP values provided by the chest sensor falling within a range of ±5 mmHg compared to reference MAP readings was of 70%, within ±10 mmHg was of 91%, and within ±15mmHg was of 98%. These results point at the fact that the chest sensor complies with the British Hypertension Society (BHS) requirements of Grade A BP monitors, when applied to MAP readings. Grade A performance was maintained even two weeks after having performed the initial subject-dependent calibration. In conclusion, this paper introduces a sensor and a calibration strategy to perform MAP measurements at the chest. The encouraging performance of the presented technique paves the way towards an ambulatory-compliant, continuous and non-occlusive BP monitoring system.

Dose reconstruction in the context of tomotherapy

In vivo dosimetry is a way to verify the radiation dose delivered to the patient in measuring the dose generally during the first fraction of the treatment. It is the only dose delivery control based on a measurement performed during the treatment. In today's radiotherapy practice, the dose delivered to the patient is planned using 3D dose calculation algorithms and volumetric images representing the patient. Due to the high accuracy and precision necessary in radiation treatments, national and international organisations like ICRU and AAPM recommend the use of in vivo dosimetry. It is also mandatory in some countries like France. Various in vivo dosimetry methods have been developed during the past years. These methods are point-, line-, plane- or 3D dose controls. A 3D in vivo dosimetry provides the most information about the dose delivered to the patient, with respect to ID and 2D methods. However, to our knowledge, it is generally not routinely applied to patient treatments yet. The aim of this PhD thesis was to determine whether it is possible to reconstruct the 3D delivered dose using transmitted beam measurements in the context of narrow beams. An iterative dose reconstruction method has been described and implemented. The iterative algorithm includes a simple 3D dose calculation algorithm based on the convolution/superposition principle. The methodology was applied to narrow beams produced by a conventional 6 MV linac. The transmitted dose was measured using an array of ion chambers, as to simulate the linear nature of a tomotherapy detector. We showed that the iterative algorithm converges quickly and reconstructs the dose within a good agreement (at least 3% / 3 mm locally), which is inside the 5% recommended by the ICRU. Moreover it was demonstrated on phantom measurements that the proposed method allows us detecting some set-up errors and interfraction geometry modifications. We also have discussed the limitations of the 3D dose reconstruction for dose delivery error detection. Afterwards, stability tests of the tomotherapy MVCT built-in onboard detector was performed in order to evaluate if such a detector is suitable for 3D in-vivo dosimetry. The detector showed stability on short and long terms comparable to other imaging devices as the EPIDs, also used for in vivo dosimetry. Subsequently, a methodology for the dose reconstruction using the tomotherapy MVCT detector is proposed in the context of static irradiations. This manuscript is composed of two articles and a script providing further information related to this work. In the latter, the first chapter introduces the state-of-the-art of in vivo dosimetry and adaptive radiotherapy, and explains why we are interested in performing 3D dose reconstructions. In chapter 2 a dose calculation algorithm implemented for this work is reviewed with a detailed description of the physical parameters needed for calculating 3D absorbed dose distributions. The tomotherapy MVCT detector used for transit measurements and its characteristics are described in chapter 3. Chapter 4 contains a first article entitled '3D dose reconstruction for narrow beams using ion chamber array measurements', which describes the dose reconstruction method and presents tests of the methodology on phantoms irradiated with 6 MV narrow photon beams. Chapter 5 contains a second article 'Stability of the Helical TomoTherapy HiArt II detector for treatment beam irradiations. A dose reconstruction process specific to the use of the tomotherapy MVCT detector is presented in chapter 6. A discussion and perspectives of the PhD thesis are presented in chapter 7, followed by a conclusion in chapter 8. The tomotherapy treatment device is described in appendix 1 and an overview of 3D conformai- and intensity modulated radiotherapy is presented in appendix 2. - La dosimétrie in vivo est une technique utilisée pour vérifier la dose délivrée au patient en faisant une mesure, généralement pendant la première séance du traitement. Il s'agit de la seule technique de contrôle de la dose délivrée basée sur une mesure réalisée durant l'irradiation du patient. La dose au patient est calculée au moyen d'algorithmes 3D utilisant des images volumétriques du patient. En raison de la haute précision nécessaire lors des traitements de radiothérapie, des organismes nationaux et internationaux tels que l'ICRU et l'AAPM recommandent l'utilisation de la dosimétrie in vivo, qui est devenue obligatoire dans certains pays dont la France. Diverses méthodes de dosimétrie in vivo existent. Elles peuvent être classées en dosimétrie ponctuelle, planaire ou tridimensionnelle. La dosimétrie 3D est celle qui fournit le plus d'information sur la dose délivrée. Cependant, à notre connaissance, elle n'est généralement pas appliquée dans la routine clinique. Le but de cette recherche était de déterminer s'il est possible de reconstruire la dose 3D délivrée en se basant sur des mesures de la dose transmise, dans le contexte des faisceaux étroits. Une méthode itérative de reconstruction de la dose a été décrite et implémentée. L'algorithme itératif contient un algorithme simple basé sur le principe de convolution/superposition pour le calcul de la dose. La dose transmise a été mesurée à l'aide d'une série de chambres à ionisations alignées afin de simuler la nature linéaire du détecteur de la tomothérapie. Nous avons montré que l'algorithme itératif converge rapidement et qu'il permet de reconstruire la dose délivrée avec une bonne précision (au moins 3 % localement / 3 mm). De plus, nous avons démontré que cette méthode permet de détecter certaines erreurs de positionnement du patient, ainsi que des modifications géométriques qui peuvent subvenir entre les séances de traitement. Nous avons discuté les limites de cette méthode pour la détection de certaines erreurs d'irradiation. Par la suite, des tests de stabilité du détecteur MVCT intégré à la tomothérapie ont été effectués, dans le but de déterminer si ce dernier peut être utilisé pour la dosimétrie in vivo. Ce détecteur a démontré une stabilité à court et à long terme comparable à d'autres détecteurs tels que les EPIDs également utilisés pour l'imagerie et la dosimétrie in vivo. Pour finir, une adaptation de la méthode de reconstruction de la dose a été proposée afin de pouvoir l'implémenter sur une installation de tomothérapie. Ce manuscrit est composé de deux articles et d'un script contenant des informations supplémentaires sur ce travail. Dans ce dernier, le premier chapitre introduit l'état de l'art de la dosimétrie in vivo et de la radiothérapie adaptative, et explique pourquoi nous nous intéressons à la reconstruction 3D de la dose délivrée. Dans le chapitre 2, l'algorithme 3D de calcul de dose implémenté pour ce travail est décrit, ainsi que les paramètres physiques principaux nécessaires pour le calcul de dose. Les caractéristiques du détecteur MVCT de la tomothérapie utilisé pour les mesures de transit sont décrites dans le chapitre 3. Le chapitre 4 contient un premier article intitulé '3D dose reconstruction for narrow beams using ion chamber array measurements', qui décrit la méthode de reconstruction et présente des tests de la méthodologie sur des fantômes irradiés avec des faisceaux étroits. Le chapitre 5 contient un second article intitulé 'Stability of the Helical TomoTherapy HiArt II detector for treatment beam irradiations'. Un procédé de reconstruction de la dose spécifique pour l'utilisation du détecteur MVCT de la tomothérapie est présenté au chapitre 6. Une discussion et les perspectives de la thèse de doctorat sont présentées au chapitre 7, suivies par une conclusion au chapitre 8. Le concept de la tomothérapie est exposé dans l'annexe 1. Pour finir, la radiothérapie «informationnelle 3D et la radiothérapie par modulation d'intensité sont présentées dans l'annexe 2.

Evaluation of Muscardinus avellanarius population density by nest box and by trap checking

Population densities of marked common dormice Muscardinus avellanarius are generally based on nest box checks. As dormice also use natural cavities and leaf nests, we tried to answer the question "what proportion of the population cannot be monitored by nest boy checks", using parallel trapping sessions. We selected a forest of 1.7ha where a 5-year nest box survey revealed an annual mean of 3.4 ± 1.4 dormice per check. The trap design (permanent grid of 77 hanging platforms) was developed in June. During July and August the traps were set every second week (4 sessions of two nights = 8 nights) resulting in a total of 75 captures with mean of 9.4 dormice per night and the presence of 16 different individuals. The grid of 60 nest boxes was checked weekly (8 times) which allowed the recapture of 19 dormice with a mean of 2.4 dormice, per control day and the presence of 6 different individuals. Population density estimated by calendar of capture and the minimal number of dormice alive methods gave for nest-box checks a value of 2.4 animals/ha and the trap checks 6.6 animals/ha with the conclusion that 63% of the population were not being monitored by nest box checks.

Usefulness of methadone plasma concentration measurement in patients receiving nevirapine or efavirenz.

Objective: To determine methadone plasma trough and peak concentrations in patients presenting opiate withdrawal symptoms after introduction of nevirapine or efavirenz. To describe the disappearance of these symptoms after methadone titration based on plasma concentrations rather than on the symptoms. Methods: Nine patients undergoing highly active antiretroviral therapy (HAART) and either nevirapine or efavirenz treatment were monitored daily for opiate withdrawal in a specialized drug addiction center. Methadone dose was titrated daily, and plasma concentrations were measured. The data are retrospective (case series). Results: Several patients complained of symptoms such as nausea, vomiting, accelerated intestinal transit, or insomnia. Even after methadone titration based on clinical symptoms, patients and health-care providers trained in infectious disease did not classify these as withdrawal symptoms and considered them as the side effects of HAART or anxiety. Methadone plasma trough concentration showed low levels of (R)- and (R,S)-methadone. Further methadone dose adjustment according to plasma level resulted in the disappearance of these withdrawal symptoms. The daily methadone dose was split when the peak/trough (R)-methadone ratio was more than 2. Conclusions: When introducing efavirenz or nevirapine to patients undergoing methadone treatment, withdrawal symptoms should be monitored, especially those such as insomnia, vomiting, or nausea. Methadone plasma trough and peak measurements can be of value in preventing unnecessary side effects of HAART.

Laparoscopic and open colorectal surgery in everyday practice : retrospective study

Résumé Introduction: La plupart des études disponibles sur la chirurgie colorectale par laparoscopie concernent des patients hautement sélectionnés. Le but de cette étude est d'analyser les résultats à court et à long terme de l'ensemble des patients traités dans un service de chirurgie générale. Méthodes: Il s'agit d'une analyse rétrospective d'un registre prospectif interne au service, dans lequel tous les patients consécutifs opérés pour la première fois du colon et du rectum entre mars 1993 et décembre 1997 ont été enregistrés. Les informations concernant le suivi ont été collectées par questionnaire. Résultats: Un total de 187 patients ont été opérés par laparoscopie et 215 patients par chirurgie ouverte durant la période d'étude. Les informations concernant le suivi ont pu être collectées dans 95% des cas avec une évolution de 1-107 mois (médiane 59 mois), respectivement de 1-104 mois (médiane 53 mois). Une conversion fut nécessaire dans 28 cas (15%) mais ceux-ci restent inclus dans le groupe laparoscopie pour l'analyse par intention de traitement. Dans le groupe laparoscopie, les opérations ont duré plus longtemps (205 vs 150 min, p<0.001) mais l'hospitalisation a été plus courte (8 vs 13 jours, p<0.001). La reprise du transit a été plus rapide après laparoscopie, mais uniquement après intervention sur le colon gauche (3 vs 4 jours, p<0.01). Cependant, la sélection préopératoire (nombre plus élevé d'urgences et de patients avec un risque anesthésiologique élevé dans le groupe de la chirurgie ouverte) a été favorable à la laparoscopie. Le taux de complications (global ainsi que pour chaque complication chirurgicale) a été similaire dans les deux groupes, avec un taux global de 20% environ. Conclusions: Malgré une sélection favorable des cas, uniquement très peu d'avantages à la laparoscopie sur la chirurgie ouverte ont pu être observés. Abstract Background: Most studies available on laparoscopic colorectal surgery focus on highly selected patient groups. The aim of the present study was to review short- and long-term outcome of everyday patients treated in a general surgery department. Methods: Retrospective review was carried out of a prospective database of all consecutive patients having undergone primary laparoscopic (LAP) or open colorectal surgery between March 1993 and December 1997. Follow-up data were completed via questionnaire. Results: A total of 187 patients underwent LAP resection and 215 patients underwent open surgery. Follow up was complete in 95% with a median of 59 months (range, 1-107 months) and 53 months (range, 1-104 months), respectively. There were 28 conversions (15%) in the LAP group and these remained in the LAP group in an intention-to-treat analysis. The LAP operations lasted significantly longer for all types of resections (205 vs 150 min, P<0.001) and hospital stay was shorter (8 vs 13 days, P<0.001). Recovery of intestinal function was faster in the LAP group, but only after left-sided procedures (3 vs 4days, P<0.01). However, preoperative patient selection (more emergency operations and patients with higher American Society of Anesthesiologists (ASA) score in the open group) had a major influence on these elements and favours the LAP group. Surprisingly, the overall surgical complication rate (including long-term complications such as wound hernia) was 20% in both groups with rates of individual complications also being comparable in both groups. Conclusion: Despite a patient selection favourable to the laparoscopy group, only little advantage in postoperative outcome could be shown for the minimally invasive over the open approach in the everyday patient.

Colonic movements in healthy subjects as monitored by a Magnet Tracking System.

The Magnet Tracking System (MTS) is a minimally-invasive technique of continuous evaluation of gastrointestinal motility. In this study, MTS was used to analyse colonic propulsive dynamics and compare the transit of a magnetic pill with that of standard radio-opaque markers. MTS monitors the progress in real time of a magnetic pill through the gut. Ten men and 10 women with regular daily bowel movements swallowed this pill and 10 radio-opaque markers at 8 pm. Five hours of recordings were conducted during 2 following mornings. Origin, direction, amplitude and velocity of movements were analysed relative to space-time plots of the pill trajectory. Abdominal radiographs were taken to compare the progress of both pill and markers. The magnetic pill lay idle for 90% of its sojourn in the colon; its total retrograde displacement accounted for only 20% of its overall movement. Analysis of these movements showed a bimodal distribution of velocities: around 1.5 and 50 cm min(-1), the latter being responsible for 2/3 of distance traversed. There were more movements overall and more mass movements in males. Net hourly forward progress was greater in the left than right colon, and greater in males. The position of the magnetic pill correlated well with the advancement of markers. MTS showed patterns and propulsion dynamics of colonic segments with as yet unmet precision. Detailed analysis of slow and fast patterns of colonic progress makes it possible to specify the motility of colonic segments, and any variability in gender. Such analysis opens up promising avenues in studies of motility disorders.

D-serine increases adult hippocampal neurogenesis.

Adult hippocampal neurogenesis results in the continuous formation of new neurons and is a process of brain plasticity involved in learning and memory. The neurogenic niche regulates the stem cell proliferation and the differentiation and survival of new neurons and a major contributor to the neurogenic niche are astrocytes. Among the molecules secreted by astrocytes, D-serine is an important gliotransmitter and is a co-agonist of the glutamate, N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor. D-serine has been shown to enhance the proliferation of neural stem cells in vitro, but its effect on adult neurogenesis in vivo is unknown. Here, we tested the effect of exogenous administration of D-serine on adult neurogenesis in the mouse dentate gyrus. We found that 1 week of treatment with D-serine increased cell proliferation in vivo and in vitro and increased the density of neural stem cells and transit amplifying progenitors. Furthermore, D-serine increased the survival of newborn neurons. Together, these results indicate that D-serine treatment resulted in the improvement of several steps of adult neurogenesis in vivo.

Prevention of infectious complications after laparoscopic appendectomy for complicated acute appendicitis--the role of routine abdominal drainage.

Complicated acute appendicitis is still associated with an increased morbidity. If laparoscopy has been accepted as a valid approach, some questions remain concerning intra-abdominal abscess formation. Routine prophylactic drainage of the abdomen has been proposed. However, this practice remains a matter of debate, poorly validated in the literature. With the present study, we investigated the impact of drainage in laparoscopic appendectomy for complicated appendicitis. This is a case match study of consecutive patients operated on by laparoscopy in a single institution. One hundred and thirty patients operated for complicated appendicitis (local peritonitis without perforation, with perforation, or with periappendicular abscess) with prophylactic intraperitoneal drainage were matched one by one to 130 patients operated without drainage. Uncomplicated appendicitis and generalized peritonitis were excluded. Primary endpoint was surgical complications and secondary endpoints were transit recovery time and length of hospital stay. Patients without drain had significantly less overall complications (7.7% vs. 18.5%, p = 0.01). Moreover, the absence of drainage was of significant benefit for transit recovery time (2.5 vs. 3.5 days, p = 0.0068) and length of hospital stay (4.2 vs. 7.3 days, p < 0.0001). No benefits were observed for prophylactic drainage of the abdominal cavity during emergency laparoscopic treatment of complicated appendicitis. For this reason, this practice may be abandoned.

International Union of Pharmacology. XXXV. The glucagon receptor family.

Peptide hormones within the secretin-glucagon family are expressed in endocrine cells of the pancreas and gastrointestinal epithelium and in specialized neurons in the brain, and subserve multiple biological functions, including regulation of growth, nutrient intake, and transit within the gut, and digestion, energy absorption, and energy assimilation. Glucagon, glucagon-like peptide-1, glucagon-like peptide-2, glucose-dependent insulinotropic peptide, growth hormone-releasing hormone and secretin are structurally related peptides that exert their actions through unique members of a structurally related G protein-coupled receptor class 2 family. This review discusses advances in our understanding of how these peptides exert their biological activities, with a focus on the biological actions and structural features of the cognate receptors. The receptors have been named after their parent and only physiologically relevant ligand, in line with the recommendations of the International Union of Pharmacology Committee on Receptor Nomenclature and Drug Classification (NC-IUPHAR).

Influence of chronic hyperglycemia on cerebral microvascular remodeling: an in vivo study using perfusion computed tomography in acute ischemic stroke patients.

BACKGROUND AND PURPOSE: To investigate the effect of chronic hyperglycemia on cerebral microvascular remodeling using perfusion computed tomography. METHODS: We retrospectively identified 26 patients from our registry of 2453 patients who underwent a perfusion computed tomographic study and had their hemoglobin A1c (HbA1c) measured. These 26 patients were divided into 2 groups: those with HbA1c>6.5% (n=15) and those with HbA1c≤6.5% (n=11). Perfusion computed tomographic studies were processed using a delay-corrected, deconvolution-based software. Perfusion computed tomographic values were compared between the 2 patient groups, including mean transit time, which relates to the cerebral capillary architecture and length. RESULTS: Mean transit time values in the nonischemic cerebral hemisphere were significantly longer in the patients with HbA1c>6.5% (P=0.033), especially in the white matter (P=0.005). Significant correlation (R=0.469; P=0.016) between mean transit time and HbA1c level was observed. CONCLUSIONS: Our results from a small sample suggest that chronic hyperglycemia may be associated with cerebral microvascular remodeling in humans. Additional prospective studies with larger sample size are required to confirm this observation.