Investigation and monitoring of rock slope instabilities in Norway by terrestrial laser scanning

Long-range Terrestrial Laser Scanning (TLS) is widely used in studies on rock slope instabilities. TLS point clouds allow the creation of high-resolution digital elevation models for detailed mapping of landslide morphologies and the measurement of the orientation of main discontinuities. Multi-temporal TLS datasets enable the quantification of slope displacements and rockfall volumes. We present three case studies using TLS for the investigation and monitoring of rock slope instabilities in Norway: 1) the analysis of 3D displacement of the Oksfjellet rock slope failure (Troms, northern Norway); 2) the detection and quantification of rockfalls along the sliding surfaces and at the front of the Kvitfjellet rock slope instability (Møre og Romsdal, western Norway); 3) the analysis of discontinuities and rotational movements of an unstable block at Stampa (Sogn og Fjordane, western Norway). These case studies highlight the possibilities but also limitations of TLS in investigating and monitoring unstable rock slopes.

Autologous keratinocyte suspension in platelet concentrate accelerates and enhances wound healing - a prospective randomized clinical trial on skin graft donor sites: platelet concentrate and keratinocytes on donor sites.

BACKGROUND: Wound healing involves complex mechanisms, which, if properly chaperoned, can enhance patient recovery. The abilities of platelets and keratinocytes may be harnessed in order to stimulate wound healing through the formation of platelet clots, the release of several growth factors and cytokines, and cell proliferation. The aim of the study was to test whether autologous keratinocyte suspensions in platelet concentrate would improve wound healing. The study was conducted at the Lausanne University Hospital, Switzerland in 45 patients, randomized to three different topical treatment groups: standard treatment serving as control, autologous platelet concentrate (PC) and keratinocytes suspended in autologous platelet concentrate (PC + K). Split thickness skin graft donor sites were chosen on the anterolateral thighs of patients undergoing plastic surgery for a variety of defects. Wound healing was assessed by the duration and quality of the healing process. Pain intensity was evaluated at day five. RESULTS: Healing time was reduced from 13.9 ± 0.5 days (mean ± SEM) in the control group to 7.2 ± 0.2 days in the PC group (P < 0.01). An addition of keratinocytes in suspension further reduced the healing time to 5.7 ± 0.2 days. Pain was reduced in both the PC and PC + K groups. Data showed a statistically detectable advantage of using PC + K over PC alone (P < 0.01). CONCLUSION: The results demonstrate the positive contribution of autologous platelets combined with keratinocytes in stimulating wound healing and reducing pain. This strikingly simple approach could have a significant impact on patient care, especially critically burned victims for whom time is of the essence. CLINICAL TRIAL REGISTRY INFORMATION: Protocol Record Identification Number: 132/03Registry URL: http://www.clinicaltrials.gov.

Méthodes sismiques actives adaptées à l'étude de milieux hétérogènes : application aux glissements de terrain

Résumé Les glissements de terrain représentent un des principaux risques naturels dans les régions montagneuses. En Suisse, chaque année les glissements de terrains causent des dégâts qui affectent les infrastructures et ont des coûts financiers importants. Une bonne compréhension des mécanismes des glissements peut permettre d'atténuer leur impact. Celle-ci passe notamment par la connaissance de la structure interne du glissement, la détermination de son volume et de son ou ses plans de glissement. Dans un glissement de terrain, la désorganisation et la présence de fractures dans le matériel déplacé engendre un changement des paramètres physiques et en particulier une diminution des vitesses de propagation des ondes sismiques ainsi que de la densité du matériel. Les méthodes sismiques sont de ce fait bien adaptées à l'étude des glissements de terrain. Parmi les méthodes sismiques, l'analyse de la dispersion des ondes de surface est une méthode simple à mettre en oeuvre. Elle présente l'avantage d'estimer les variations des vitesses de cisaillement avec la profondeur sans avoir spécifiquement recours à l'utilisation d'une source d'onde S et de géophones horizontaux. Sa mise en oeuvre en trois étapes implique la mesure de la dispersion des ondes de surface sur des réseaux étendus, la détermination des courbes de dispersion pour finir par l'inversion de ces courbes. Les modèles de vitesse obtenus à partir de cette procédure ne sont valides que lorsque les milieux explorés ne présentent pas de variations latérales. En pratique cette hypothèse est rarement vérifiée, notamment pour un glissement de terrain dans lequel les couches remaniées sont susceptibles de présenter de fortes hétérogénéités latérales. Pour évaluer la possibilité de déterminer des courbes de dispersion à partir de réseaux de faible extension des mesures testes ont été effectuées sur un site (Arnex, VD) équipé d'un forage. Un profil sismique de 190 m de long a été implanté dans une vallée creusée dans du calcaire et remplie par des dépôts glacio-lacustres d'une trentaine de mètres d'épaisseur. Les données acquises le long de ce profil ont confirmé que la présence de variations latérales sous le réseau de géophones affecte l'allure des courbes de dispersion jusqu'à parfois empêcher leur détermination. Pour utiliser l'analyse de la dispersion des ondes de surface sur des sites présentant des variations latérales, notre approche consiste à déterminer les courbes de dispersions pour une série de réseaux de faible extension, à inverser chacune des courbes et à interpoler les différents modèles de vitesse obtenus. Le choix de la position ainsi que de l'extension des différents réseaux de géophones est important. Il tient compte de la localisation des hétérogénéités détectées à partir de l'analyse de sismique réfraction, mais également d'anomalies d'amplitudes observées sur des cartes qui représentent dans le domaine position de tir - position du récepteur, l'amplitude mesurée pour différentes fréquences. La procédure proposée par Lin et Lin (2007) s'est avérée être une méthode efficace permettant de déterminer des courbes de dispersion à partir de réseaux de faible extension. Elle consiste à construire à partir d'un réseau de géophones et de plusieurs positions de tir un enregistrement temps-déports qui tient compte d'une large gamme de distances source-récepteur. Au moment d'assembler les différentes données une correction de phase est appliquée pour tenir compte des hétérogénéités situées entre les différents points de tir. Pour évaluer cette correction nous suggérons de calculer pour deux tir successif la densité spectrale croisée des traces de même offset: Sur le site d'Arnex, 22 courbes de dispersions ont été déterminées pour de réseaux de géophones de 10 m d'extension. Nous avons également profité du forage pour acquérir un profil de sismique verticale en ondes S. Le modèle de vitesse S déduit de l'interprétation du profil de sismique verticale est utilisé comme information à priori lors l'inversion des différentes courbes de dispersion. Finalement, le modèle en deux dimension qui a été établi grâce à l'analyse de la dispersion des ondes de surface met en évidence une structure tabulaire à trois couches dont les limites coïncident bien avec les limites lithologiques observées dans le forage. Dans celui-ci des argiles limoneuses associées à une vitesse de propagation des ondes S de l'ordre de 175 m/s surmontent vers 9 m de profondeur des dépôts de moraine argilo-sableuse caractérisés par des vitesses de propagation des ondes S de l'ordre de 300 m/s jusqu'à 14 m de profondeur et supérieur ou égal à 400 m/s entre 14 et 20 m de profondeur. Le glissement de la Grande Combe (Ballaigues, VD) se produit à l'intérieur du remplissage quaternaire d'une combe creusée dans des calcaires Portlandien. Comme dans le cas du site d'Arnex les dépôts quaternaires correspondent à des dépôts glacio-lacustres. Dans la partie supérieure la surface de glissement a été localisée à une vingtaine de mètres de profondeur au niveau de l'interface qui sépare des dépôts de moraine jurassienne et des dépôts glacio-lacustres. Au pied du glissement 14 courbes de dispersions ont été déterminées sur des réseaux de 10 m d'extension le long d'un profil de 144 m. Les courbes obtenues sont discontinues et définies pour un domaine de fréquence de 7 à 35 Hz. Grâce à l'utilisation de distances source-récepteur entre 8 et 72 m, 2 à 4 modes de propagation ont été identifiés pour chacune des courbes. Lors de l'inversion des courbes de dispersion la prise en compte des différents modes de propagation a permis d'étendre la profondeur d'investigation jusqu'à une vingtaine de mètres de profondeur. Le modèle en deux dimensions permet de distinguer 4 couches (Vs1 < 175 m/s, 175 m/s < Vs2 < 225 m/s, 225 m/s < Vs3 < 400 m/s et Vs4 >.400 m/s) qui présentent des variations d'épaisseur. Des profils de sismiques réflexion en ondes S acquis avec une source construite dans le cadre de ce travail, complètent et corroborent le modèle établi à partir de l'analyse de la dispersion des ondes de surface. Un réflecteur localisé entre 5 et 10 m de profondeur et associé à une vitesse de sommation de 180 m/s souligne notamment la géométrie de l'interface qui sépare la deuxième de la troisième couche du modèle établi à partir de l'analyse de la dispersion des ondes de surface. Abstract Landslides are one of the main natural hazards in mountainous regions. In Switzerland, landslides cause damages every year that impact infrastructures and have important financial costs. In depth understanding of sliding mechanisms may help limiting their impact. In particular, this can be achieved through a better knowledge of the internal structure of the landslide, the determination of its volume and its sliding surface or surfaces In a landslide, the disorganization and the presence of fractures in the displaced material generate a change of the physical parameters and in particular a decrease of the seismic velocities and of the material density. Therefoe, seismic methods are well adapted to the study of landslides. Among seismic methods, surface-wave dispersion analysis is a easy to implement. Through it, shearwave velocity variations with depth can be estimated without having to resort to an S-wave source and to horizontal geophones. Its 3-step implementation implies measurement of surface-wave dispersion with long arrays, determination of the dispersion curves and finally inversion of these curves. Velocity models obtained through this approach are only valid when the investigated medium does not include lateral variations. In practice, this assumption is seldom correct, in particular for landslides in which reshaped layers likely include strong lateral heterogeneities. To assess the possibility of determining dispersion curves from short array lengths we carried out tests measurements on a site (Arnex, VD) that includes a borehole. A 190 m long seismic profile was acquired in a valley carved into limestone and filled with 30 m of glacio-lacustrine sediments. The data acquired along this profile confirmed that the presence of lateral variations under the geophone array influences the dispersion-curve shape so much that it sometimes preventes the dispersion curves determination. Our approach to use the analysis of surface-wave dispersion on sites that include lateral variations consists in obtaining dispersion curves for a series of short length arrays; inverting each so obtained curve and interpolating the different obtained velocity model. The choice of the location as well as the geophone array length is important. It takes into account the location of the heterogeneities that are revealed by the seismic refraction interpretation of the data but also, the location of signal amplitude anomalies observed on maps that represent, for a given frequency, the measured amplitude in the shot position - receiver position domain. The procedure proposed by Lin and Lin (2007) turned out to be an efficient one to determine dispersion curves using short extension arrays. It consists in building a time-offset from an array of geophones with a wide offset range by gathering seismograms acquired with different source-to-receiver offsets. When assembling the different data, a phase correction is applied in order to reduce static phase error induced by lateral variation. To evaluate this correction, we suggest to calculate, for two successive shots, the cross power spectral density of common offset traces. On the Arnex site, 22 curves were determined with 10m in length geophone-arrays. We also took advantage of the borehole to acquire a S-wave vertical seismic profile. The S-wave velocity depth model derived from the vertical seismic profile interpretation is used as prior information in the inversion of the dispersion-curves. Finally a 2D velocity model was established from the analysis of the different dispersion curves. It reveals a 3-layer structure in good agreement with the observed lithologies in the borehole. In it a clay layer with a shear-wave of 175 m/s shear-wave velocity overlies a clayey-sandy till layer at 9 m depth that is characterized down to 14 m by a 300 m/s S-wave velocity; these deposits have a S-wave velocity of 400 m/s between depths of 14 to 20 m. The La Grand Combe landslide (Ballaigues, VD) occurs inside the Quaternary filling of a valley carved into Portlandien limestone. As at the Arnex site, the Quaternary deposits correspond to glaciolacustrine sediments. In the upper part of the landslide, the sliding surface is located at a depth of about 20 m that coincides with the discontinuity between Jurassian till and glacio-lacustrine deposits. At the toe of the landslide, we defined 14 dispersion curves along a 144 m long profile using 10 m long geophone arrays. The obtained curves are discontinuous and defined within a frequency range of 7 to 35 Hz. The use of a wide range of offsets (from 8 to 72 m) enabled us to determine 2 to 4 mode of propagation for each dispersion curve. Taking these higher modes into consideration for dispersion curve inversion allowed us to reach an investigation depth of about 20 m. A four layer 2D model was derived (Vs1< 175 m/s, 175 m/s <Vs2< 225 m/s, 225 m/s < Vs3 < 400 m/s, Vs4> 400 m/s) with variable layer thicknesses. S-wave seismic reflection profiles acquired with a source built as part of this work complete and the velocity model revealed by surface-wave analysis. In particular, reflector at a depth of 5 to 10 m associated with a 180 m/s stacking velocity image the geometry of the discontinuity between the second and third layer of the model derived from the surface-wave dispersion analysis.

Syndromes cliniquement isolés dans l'accident vasculaire cérébral

Chaque année, près de 14000 personnes sont victimes d'un accident vasculaire cérébral (AVC) en Suisse (1). Parmi elles, 3000-4000 individus décèdent des suites de leur attaque et environ 2000 personnes survivent avec des séquelles qui peuvent être relativement importantes. Cette affection a donc un poids non négligeable en terme de morbidité et de mortalité ; dans les pays indistrualisés, elle représente la première cause de handicap, la deuxième cause de démence ainsi que la troisième cause de mortalité. Il existe deux types d'AVC : les accidents ischémiques et les accidents hémorragiques (2,3). Dans environ 80% des cas, les AVC sont des accidents ischémiques, résultant d'une occlusion artérielle ou veineuse - les ischémies sur occlusion veineuse étant rares en comparaison de celles sur occulsion artérielle. En outre, on parle d'accident ischémiques transitoires (AIT) lorsque les symptomes sont spontanément résolutifs en moins de 24 heures. Les accidents hémorragiques, quant à eux, ne constituent qu'une minorité des AVC (20%) et sont secondaires à une rupture de vaisseau. La physiopathologie des différents types d'AVC a été particulièrement bien étudiée, ce qui a permis de mettre en évidence un certain nombre de causes. Un AVC peut donc être d'origine cardiaque (embole à point de départ cardiaque, fibrillation auriculaire), d'origine athéromateuse (embole sur plaque d'athéromatose des vaisseaux pré-cérébraux) ou encore, la conséquence directe d'une hypertension artérielle (maladie des petits vaisseaux, hémorragies intracérébrales) (3). Il existe également des causes un peu moins fréquentes, telles que les dissections aortiques, les ruptures d'anévrisme, les malformations artério-veineuses, les états pro-coagulants, les vasculites, la prise de toxiques. De nombreux facteurs de risque ont été mis en évidence (3). Certains d'entre eux, tels que l'âge, le sexe ou l'éthnie, ne sont pas modifiables. Mais il en est d'autres sur lesquels il est possible d'avoir un impact positif et leur identification fait donc partie intégrante du bilan de base chez les patients victimes d'AVC. Il s'agit de l'hypertension artérielle, du diabète, du tabagisme actif et de l'hypercholestérolémie. La présentation clinique de l'AVC est fonction du territoire vasculaire touché (3). Historiquement, la localisation et la compréhension des fonctions cérébrales ont été le fruit de corrélations anatomo-clinique puis radiologico-clinique (2). Dans la majorité des cas, on étudiait la partie commune à toutes les lésions de différents patients présentant un symptôme, et cette partie était présumée responsable de cette fonction. Néanmoins, le patient pouvait présenter d'autres symptômes associés, ce qui peut représenter un certain biais. A l'heure actuelle, l'imagerie fonctionnelle remplace progressivement ces corrélations radiologico- cliniques (2). Finalement, des études de cas isolés, avec lésions relativement circonscrites, ont également contribués à la compréhension des fonctions cérébrales (4-12). Le but principal de cette étude est d'analyser les syndromes cliniquement isolées (CIS, atteinte d'une fonction cérébrale, d'un segment corporel) dans le registre lausannois des accidents vasculaires cérébraux en terme de facteurs de risques, et de caractéristiques de l'AVC (origine, localisation) afin de déterminer des facteurs indépendants de survenue de telles atteintes, d'un point de vue général et pour chacune d'entre elles.

A pedicled bone graft from the acromion: an anatomical investigation regarding surgical feasibility.

OBJECTIVE: To investigate the technical feasibility of harvesting a vascularized bone graft from the acromion pedicled on the acromial branch. BACKGROUND: Complex fractures of the proximal humerus may result in partial or total avascular necrosis of the head fragment. Treatment of avascular necrosis of the humeral head is dependent upon the stage of disease as well as the dimension and location of necrosis. In general, the outcome is poor and complete restoration of the shoulder function is rarely attained. Contrary to osteonecrosis of carpal bones (where vascularized bone grafts have been routinely carried out for decades), reports of analogous procedures at the humeral head are anecdotal. METHODS: Based on selective post-mortem computer-tomographic angiography of 5 and the dissection of 30 embalmed human cadaver shoulders, we describe the anatomy of the acromial branch of the thoracoacromial trunk. The main focus was the constancy of its anatomical course, its dimensions and potential use as a nutrient vessel for a pedicled bone graft from the acromion. RESULTS: The course of the acromial branch revealed a constant topographic relationship to anatomical landmarks. Its terminal branches reliably supplied the anterior part of the acromion. The vascularized bone graft could be sufficiently mobilized to allow tension-free transfer to the humeral head as well as to the lateral two-thirds of the clavicle. CONCLUSION: We demonstrated the feasibility of vascularized bone graft harvesting from the acromion. This technique could be a joint-preserving procedure for osteonecrosis of the humeral head or may assist in the revision of a clavicular pseudoarthrosis.

An investigation of the potential of DIP-STR markers for DNA mixture analyses

The genetic characterization of unbalanced mixed stains remains an important area where improvement is imperative. In fact, using the standard tools of forensic DNA profiling (i.e., STR markers), the profile of the minor contributor in mixed DNA stains cannot be successfully detected if its quantitative share of DNA is less than 10% of the mixed trace. This is due to the fact that the major contributor's profile "masks" that of the minor contributor. Besides known remedies to this problem, such as Y-STR analysis, a new compound genetic marker that consists of a Deletion/Insertion Polymorphism (DIP) linked to a Short Tandem Repeat (STR) polymorphism, has recently been developed and proposed [1]. These novel markers are called DIP-STR markers. This paper compares, from a statistical and forensic perspective, the potential usefulness of these novel DIP-STR markers (i) with traditional STR markers in cases of moderately unbalanced mixtures, and (ii) with Y-STR markers in cases of female-male mixtures. This is done through a comparison of the distribution of 100,000 likelihood ratio values obtained using each method on simulated mixtures. This procedure is performed assuming, in turn, the prosecution's and the defence's point of view.

BME-based uncertainty assessment of the Chernobyl fallout

The vast territories that have been radioactively contaminated during the 1986 Chernobyl accident provide a substantial data set of radioactive monitoring data, which can be used for the verification and testing of the different spatial estimation (prediction) methods involved in risk assessment studies. Using the Chernobyl data set for such a purpose is motivated by its heterogeneous spatial structure (the data are characterized by large-scale correlations, short-scale variability, spotty features, etc.). The present work is concerned with the application of the Bayesian Maximum Entropy (BME) method to estimate the extent and the magnitude of the radioactive soil contamination by 137Cs due to the Chernobyl fallout. The powerful BME method allows rigorous incorporation of a wide variety of knowledge bases into the spatial estimation procedure leading to informative contamination maps. Exact measurements (?hard? data) are combined with secondary information on local uncertainties (treated as ?soft? data) to generate science-based uncertainty assessment of soil contamination estimates at unsampled locations. BME describes uncertainty in terms of the posterior probability distributions generated across space, whereas no assumption about the underlying distribution is made and non-linear estimators are automatically incorporated. Traditional estimation variances based on the assumption of an underlying Gaussian distribution (analogous, e.g., to the kriging variance) can be derived as a special case of the BME uncertainty analysis. The BME estimates obtained using hard and soft data are compared with the BME estimates obtained using only hard data. The comparison involves both the accuracy of the estimation maps using the exact data and the assessment of the associated uncertainty using repeated measurements. Furthermore, a comparison of the spatial estimation accuracy obtained by the two methods was carried out using a validation data set of hard data. Finally, a separate uncertainty analysis was conducted that evaluated the ability of the posterior probabilities to reproduce the distribution of the raw repeated measurements available in certain populated sites. The analysis provides an illustration of the improvement in mapping accuracy obtained by adding soft data to the existing hard data and, in general, demonstrates that the BME method performs well both in terms of estimation accuracy as well as in terms estimation error assessment, which are both useful features for the Chernobyl fallout study.

The politics of contaminated sites management : institutional regime change and actor's mode of participation in the environmental management of the Bonfol Chemical Waste Landfill in Switzerland

By the end of the 1970s, contaminated sites had emerged as one of the most complex and urgent environmental issues affecting industrialized countries. The authors show that small and prosperous Switzerland is no exception to the pervasive problem of sites contamination, the legacy of past practices in waste management having left some 38,000 contaminated sites throughout the country. This book outlines the problem, offering evidence that open and polycentric environmental decision-making that includes civil society actors is valuable. They propose an understanding of environmental management of contaminated sites as a political process in which institutions frame interactions between strategic actors pursuing sometimes conflicting interests. In the opening chapter, the authors describe the influences of politics and the power relationships between actors involved in decision-making in contaminated sites management, which they term a "wicked problem." Chapter Two offers a theoretical framework for understanding institutions and the environmental management of contaminated sites. The next five chapters present a detailed case study on environmental management and contaminated sites in Switzerland, focused on the Bonfol Chemical Landfill. The study and analysis covers the establishment of the landfill under the first generation of environmental regulations, its closure and early remediation efforts, and the gambling on the remediation objectives, methods and funding in the first decade of the 21st Century. The concluding chapter discusses the question of whether the strength of environmental regulations, and the type of interactions between public, private, and civil society actors can explain the environmental choices in contaminated sites management. Drawing lessons from research, the authors debate the value of institutional flexibility for dealing with environmental issues such as contaminated sites.