Comparison between standard radiography and spiral CT with 3D reconstruction in the evaluation, classification and management of tibial plateau fractures.

The aim of this study was to compare the diagnostic efficiency of plain film and spiral CT examinations with 3D reconstructions of 42 tibial plateau fractures and to assess the accuracy of these two techniques in the pre-operative surgical plan in 22 cases. Forty-two tibial plateau fractures were examined with plain film (anteroposterior, lateral, two obliques) and spiral CT with surface-shaded-display 3D reconstructions. The Swiss AO-ASIF classification system of bone fracture from Muller was used. In 22 cases the surgical plans and the sequence of reconstruction of the fragments were prospectively determined with both techniques, successively, and then correlated with the surgical reports and post-operative plain film. The fractures were underestimated with plain film in 18 of 42 cases (43%). Due to the spiral CT 3D reconstructions, and precise pre-operative information, the surgical plans based on plain film were modified and adjusted in 13 cases among 22 (59%). Spiral CT 3D reconstructions give a better and more accurate demonstration of the tibial plateau fracture and allows a more precise pre-operative surgical plan.

Assistance circulatoire chronique: le point en 2013 [Long-term mechanical circulatory support: where do we stand in 2013?].

With the advent of new technologies, experience with long-term mechanical circulatory support (MCS) is rapidly growing. Candidates to MCS are selected based on concepts, strategies and classifications that are specific to this indication. As results drastically improve, supported by stronger scientific evidence, the trend is towards earlier implantation. An adequate pre-implant follow-up is mandatory in order to avoid missing the best window of opportunity for implantation. While on chronic support, the hemodynamic profile of patients with continuous-flow ventricular assist devices is unique and remarkably influenced by the hydration status. Optimal management of these patients from the pre-implant phase to the long-term support phase requires a multidisciplinary approach that is similar to that already long validated for organ transplantation.

Infections pulmonaires : le point de vue du radiologue

La place de l'imagerie est essentielle au cours des infections pulmonaires. La TDM doit être effectuée en cas de forte suspicion clinique de pneumonie avec aspect radiographique normal, équivoque ou non spécifique, ce qui concerne particulièrement les sujets immunodéprimés. Elle permet de détecter les anomalies associées ou une affection sous-jacente, d'orienter un lavage broncho-alvéolaire ou de guider une biopsie pulmonaire percutanée ou transbronchique. Les expressions d'un germe peuvent varier selon le degré d'immunodépression. Il en est ainsi pour la tuberculose au cours du sida. Les germes impliqués varient selon le type d'immunodépression, certaines infections pouvant engager rapidement le pronostic vital. Le spectre radiologique de l'aspergillose pulmonaire, complexe, doit être connu, ce diagnostic devant être proposé dans des conditions particulières.

Ammonium alters creatine transport and synthesis in a 3D culture of developing brain cells, resulting in secondary cerebral creatine deficiency.

Hyperammonemic disorders in pediatric patients lead to poorly understood irreversible effects on the developing brain that may be life-threatening. We showed previously that some of these NH4+-induced irreversible effects might be due to impairment of axonal growth that can be protected under ammonium exposure by creatine co-treatment. The aim of the present work was thus to analyse how the genes of arginine:glycine amidinotransferase (AGAT) and guanidinoacetate methyltransferase (GAMT), allowing creatine synthesis, as well as of the creatine transporter SLC6A8, allowing creatine uptake into cells, are regulated in rat brain cells under NH4+ exposure. Reaggregated brain cell three-dimensional cultures exposed to NH4Cl were used as an experimental model of hyperammonemia in the developing central nervous system (CNS). We show here that NH4+ exposure differentially alters AGAT, GAMT and SLC6A8 regulation, in terms of both gene expression and protein activity, in a cell type-specific manner. In particular, we demonstrate that NH4+ exposure decreases both creatine and its synthesis intermediate, guanidinoacetate, in brain cells, probably through the inhibition of AGAT enzymatic activity. Our work also suggests that oligodendrocytes are major actors in the brain in terms of creatine synthesis, trafficking and uptake, which might be affected by hyperammonemia. Finally, we show that NH4+ exposure induces SLC6A8 in astrocytes. This suggests that hyperammonemia increases blood-brain barrier permeability for creatine. This is normally limited due to the absence of SLC6A8 from the astrocyte feet lining microcapillary endothelial cells, and thus creatine supplementation may protect the developing CNS of hyperammonemic patients.

High-resolution 3D whole-heart coronary MRA: a study on the combination of data acquisition in multiple breath-holds and 1D residual respiratory motion compensation.

OBJECT: To study a scan protocol for coronary magnetic resonance angiography based on multiple breath-holds featuring 1D motion compensation and to compare the resulting image quality to a navigator-gated free-breathing acquisition. Image reconstruction was performed using L1 regularized iterative SENSE. MATERIALS AND METHODS: The effects of respiratory motion on the Cartesian sampling scheme were minimized by performing data acquisition in multiple breath-holds. During the scan, repetitive readouts through a k-space center were used to detect and correct the respiratory displacement of the heart by exploiting the self-navigation principle in image reconstruction. In vivo experiments were performed in nine healthy volunteers and the resulting image quality was compared to a navigator-gated reference in terms of vessel length and sharpness. RESULTS: Acquisition in breath-hold is an effective method to reduce the scan time by more than 30 % compared to the navigator-gated reference. Although an equivalent mean image quality with respect to the reference was achieved with the proposed method, the 1D motion compensation did not work equally well in all cases. CONCLUSION: In general, the image quality scaled with the robustness of the motion compensation. Nevertheless, the featured setup provides a positive basis for future extension with more advanced motion compensation methods.

Nucleation and growth of metamorphic minerals in contact aureoles

THESIS ABSTRACT Nucleation and growth of metamorphic minerals are the consequence of changing P-T-X-conditions. The thesis presented here focuses on processes governing nucleation and growth of minerals in contact metamorphic environments using a combination of geochemical analytics (chemical-, isotope-, and trace element composition), statistical treatments of spatial data, and numerical models. It is shown, that a combination of textural modeling and stable isotope analysis allows a distinction between several possible reaction paths for olivine growth in a siliceous dolomite contact aureole. It is suggested that olivine forms directly from dolomite and quartz. The formation of olivine from this metastable reaction implies metamorphic crystallization far from equilibrium. As a major consequence, the spatial distribution of metamorphic mineral assemblages in a contact aureole cannot be interpreted as a proxy for the temporal evolution of a single rock specimen, because each rock undergoes a different reaction path, depending on temperature, heating rate, and fluid-infiltration rate. A detailed calcite-dolomite thermometry study was initiated on multiple scales ranging from aureole scale to the size of individual crystals. Quantitative forward models were developed to evaluate the effect of growth zoning, volume diffusion and the formation of submicroscopic exsolution lamellae (<1 µm) on the measured Mg-distribution in individual calcite crystals and compare the modeling results to field data. This study concludes that Mg-distributions in calcite grains of the Ubehebe Peak contact aureole are the consequence of rapid crystal growth in combination with diffusion and exsolution. The crystallization history of a rock is recorded in the chemical composition, the size and the distribution of its minerals. Near the Cima Uzza summit, located in the southern Adamello massif (Italy), contact metamorphic brucite bearing dolomite marbles are exposed as xenoliths surrounded by mafic intrusive rocks. Brucite is formed retrograde pseudomorphing spherical periclase crystals. Crystal size distributions (CSD's) of brucite pseudomorphs are presented for two profiles and combined with geochemistry data and petrological information. Textural analyses are combined with geochemistry data in a qualitative model that describes the formation periclase. As a major outcome, this expands the potential use of CSD's to systems of mineral formation driven by fluid-infiltration. RESUME DE LA THESE La nucléation et la croissance des minéraux métamorphiques sont la conséquence de changements des conditions de pression, température et composition chimique du système (PT-X). Cette thèse s'intéresse aux processus gouvernant la nucléation et la croissance des minéraux au cours d'un épisode de métamorphisme de contact, en utilisant la géochimie analytique (composition chimique, isotopique et en éléments traces), le traitement statistique des données spatiales et la modélisation numérique. Il est montré que la combinaison d'un modèle textural avec des analyses en isotopes stables permet de distinguer plusieurs chemins de réactions possibles conduisant à la croissance de l'olivine dans une auréole de contact riche en Silice et dolomite. Il est suggéré que l'olivine se forme directement à partir de la dolomie et du quartz. Cette réaction métastable de formation de l'olivine implique une cristallisation métamorphique loin de l'équilibre. La principale conséquence est que la distribution spatiale des assemblages de minéraux métamorphiques dans une auréole de contact ne peut pas être considérée comme un témoin de l'évolution temporelle d'un type de roche donné, puisque chaque type de roche suit différents chemins de réactions, en fonction de la température, la vitesse de réchauffement et le taux d'infiltration du fluide. Une étude thermométrique calcite-dolomite détaillée a été réalisée à diverses échelles, depuis l'échelle de l'auréole de contact jusqu'à l'échelle du cristal. Des modèles numériques quantitatifs ont été développés pour évaluer l'effet des zonations de croissance, de la diffusion volumique et de la formation de lamelles d'exsolution submicroscopiques (<1µm) sur la distribution du magnésium mesuré dans des cristaux de calcite individuels. Les résultats de ce modèle ont été comparés ä des échantillons naturels. Cette étude montre que la distribution du Mg dans les grains de calcite de l'auréole de contact de l'Ubehebe Peak (USA) résulte d'une croissance cristalline rapide, associée aux processus de diffusion et d'exsolution. L'histoire de cristallisation d'une roche est enregistrée dans la composition chimique, la taille et la distribution de ses minéraux. Près du sommet Cima Uzza situé au sud du massif d'Adamello (Italie), des marbres dolomitiques à brucite du métamorphisme de contact forment des xénolithes dans une intrusion mafique. La brucite constitue des pseudomorphes rétrogrades du périclase. Les distributions de taille des cristaux (CSD) des pseudomorphes de brucite sont présentées pour deux profiles et sont combinées aux données géochimiques et pétrologiques. Les analyses textorales sont combinées aux données géochimiques dans un modèle qualitatif qui décrit la formation du périclase. Ceci élargit l'utilisation potentielle de la C5D aux systèmes de formation de minéraux controlés par les infiltrations fluides. THESIS ABSTRACT (GENERAL PUBLIC) Rock textures are essentially the result of a complex interaction of nucleation, growth and deformation as a function of changing physical conditions such as pressure and temperature. Igneous and metamorphic textures are especially attractive to study the different mechanisms of texture formation since most of the parameters like pressure-temperature-paths are quite well known for a variety of geological settings. The fact that textures are supposed to record the crystallization history of a rock traditionally allowed them to be used for geothermobarometry or dating. During the last decades the focus of metamorphic petrology changed from a static point of view, i.e. the representation of a texture as one single point in the petrogenetic grid towards a more dynamic view, where multiple metamorphic processes govern the texture formation, including non-equilibrium processes. This thesis tries to advance our understanding on the processes governing nucleation and growth of minerals in contact metamorphic environments and their dynamic interplay by using a combination of geochemical analyses (chemical-, isotope-, and trace element composition), statistical treatments of spatial data and numerical models. In a first part the thesis describes the formation of metamorphic olivine porphyroblast in the Ubehebe Peak contact aureole (USA). It is shown that not the commonly assumed succession of equilibrium reactions along a T-t-path formed the textures present in the rocks today, but rather the presence of a meta-stable reaction is responsible for forming the olivine porphyroblast. Consequently, the spatial distribution of metamorphic minerals within a contact aureole can no longer be regarded as a proxy for the temporal evolution of a single rock sample. Metamorphic peak temperatures for samples of the Ubehebe Peak contact aureole were determined using calcite-dolomite. This geothermometer is based on the temperature-dependent exchange of Mg between calcite and dolomite. The purpose of the second part of this thesis was to explain the interfering systematic scatter of measured Mg-content on different scales and thus to clarify the interpretation of metamorphic temperatures recorded in carbonates. Numerical quantitative forward models are used to evaluate the effect of several processes on the distribution of magnesium in individual calcite crystals and the modeling results were then compared to measured field. Information about the crystallization history is not only recorded in the chemical composition of grains, like isotope composition or mineral zoning. Crystal size distributions (CSD's) provide essential information about the complex interaction of nucleation and growth of minerals. CSD's of brucite pseudomorphs formed retrograde after periclase of the southern Adamello massif (Italy) are presented. A combination of the textural 3D-information with geochemistry data is then used to evaluate reaction kinetics and to constrain the actual reaction mechanism for the formation of periclase. The reaction is shown to be the consequence of the infiltration of a limited amount of a fluid phase at high temperatures. The composition of this fluid phase is in large disequilibrium with the rest of the rock resulting in very fast reaction rates. RESUME DE LA THESE POUR LE GRAND PUBLIC: La texture d'une roche résulte de l'interaction complexe entre les processus de nucléation, croissance et déformation, en fonction des variations de conditions physiques telles que la pression et la température. Les textures ignées et métamorphiques présentent un intérêt particulier pour l'étude des différents mécanismes à l'origine de ces textures, puisque la plupart des paramètres comme les chemin pression-température sont relativement bien contraints dans la plupart des environnements géologiques. Le fait que les textures soient supposées enregistrer l'histoire de cristallisation des roches permet leur utilisation pour la datation et la géothermobarométrie. Durant les dernières décennies, la recherche en pétrologie métamorphique a évolué depuis une visualisation statique, c'est-à-dire qu'une texture donnée correspondait à un point unique de la grille pétrogénétique, jusqu'à une visualisation plus dynamique, où les multiples processus métamorphiques qui gouvernent 1a formation d'une texture incluent des processus hors équilibre. Cette thèse a pour but d'améliorer les connaissances actuelles sur les processus gouvernant la nucléation et la croissance des minéraux lors d'épisodes de métamorphisme de contact et l'interaction dynamique existant entre nucléation et croissance. Pour cela, les analyses géochimiques (compositions chimiques en éléments majeurs et traces et composition isotopique), le traitement statistique des données spatiales et la modélisation numérique ont été combinés. Dans la première partie, cette thèse décrit la formation de porphyroblastes d'olivine métamorphique dans l'auréole de contact de l'Ubehebe Peak (USA). Il est montré que la succession généralement admise des réactions d'équilibre le long d'un chemin T-t ne peut pas expliquer les textures présentes dans les roches aujourd'hui. Cette thèse montre qu'il s'agirait plutôt d'une réaction métastable qui soit responsable de la formation des porphyroblastes d'olivine. En conséquence, la distribution spatiale des minéraux métamorphiques dans l'auréole de contact ne peut plus être interprétée comme le témoin de l'évolution temporelle d'un échantillon unique de roche. Les pics de température des échantillons de l'auréole de contact de l'Ubehebe Peak ont été déterminés grâce au géothermomètre calcite-dolomite. Celui-ci est basé sur l'échange du magnésium entre la calcite et la dolomite, qui est fonction de la température. Le but de la deuxième partie de cette thèse est d'expliquer la dispersion systématique de la composition en magnésium à différentes échelles, et ainsi d'améliorer l'interprétation des températures du métamorphisme enregistrées dans les carbonates. Des modèles numériques quantitatifs ont permis d'évaluer le rôle de différents processus sur la distribution du magnésium dans des cristaux de calcite individuels. Les résultats des modèles ont été comparés aux échantillons naturels. La composition chimique des grains, comme la composition isotopique ou la zonation minérale, n'est pas le seul témoin de l'histoire de la cristallisation. La distribution de la taille des cristaux (CSD) fournit des informations essentielles sur les interactions entre nucléation et croissance des minéraux. La CSD des pseudomorphes de brucite retrograde formés après le périclase dans le sud du massif Adamello (Italie) est présentée dans la troisième partie. La combinaison entre les données textorales en trois dimensions et les données géochimiques a permis d'évaluer les cinétiques de réaction et de contraindre les mécanismes conduisant à la formation du périclase. Cette réaction est présentée comme étant la conséquence de l'infiltration d'une quantité limitée d'une phase fluide à haute température. La composition de cette phase fluide est en grand déséquilibre avec le reste de la roche, ce qui permet des cinétiques de réactions très rapides.

Impact of navigator timing on free-breathing submillimeter 3D coronary magnetic resonance angiography.

The purpose of this study was to investigate the impact of navigator timing on image quality in navigator-gated and real-time motion-corrected, free-breathing, three-dimensional (3D) coronary MR angiography (MRA) with submillimeter spatial image resolution. Both phantom and in vivo investigations were performed. 3D coronary MRA with real-time navigator technology was applied using variable navigator time delays (time delay between the navigator and imaging sequences) and varying spatial resolutions. Quantitative objective and subjective image quality parameters were assessed. For high-resolution imaging, reduced image quality was found as a function of increasing navigator time delay. Lower spatial resolution coronary MRA showed only minor sensitivity to navigator timing. These findings were consistent among volunteers and phantom experiments. In conclusion, for submillimeter navigator-gated and real-time motion-corrected 3D coronary MRA, shortening the time delay between the navigator and the imaging portion of the sequence becomes increasingly important for improved spatial resolution.