Early processing in the human lateral occipital complex is highly responsive to illusory contours but not to salient regions.

Human electrophysiological studies support a model whereby sensitivity to so-called illusory contour stimuli is first seen within the lateral occipital complex. A challenge to this model posits that the lateral occipital complex is a general site for crude region-based segmentation, based on findings of equivalent hemodynamic activations in the lateral occipital complex to illusory contour and so-called salient region stimuli, a stimulus class that lacks the classic bounding contours of illusory contours. Using high-density electrical mapping of visual evoked potentials, we show that early lateral occipital cortex activity is substantially stronger to illusory contour than to salient region stimuli, whereas later lateral occipital complex activity is stronger to salient region than to illusory contour stimuli. Our results suggest that equivalent hemodynamic activity to illusory contour and salient region stimuli probably reflects temporally integrated responses, a result of the poor temporal resolution of hemodynamic imaging. The temporal precision of visual evoked potentials is critical for establishing viable models of completion processes and visual scene analysis. We propose that crude spatial segmentation analyses, which are insensitive to illusory contours, occur first within dorsal visual regions, not the lateral occipital complex, and that initial illusory contour sensitivity is a function of the lateral occipital complex.

Metabolic effects of fructose in humans

Abstract : Fructose is a simple sugar, whose consumption has increased over the past decades. In rodents, a high-fructose diet (HFrD) induces several features of the metabolic syndrome. The aim of the studies included in this thesis was to investigate the metabolic effects of a HFrD in humans, with a focus on insulin sensitivity and ectopic fat deposition. Moreover, we addressed the question whether these effects may differ between individuals according to gender and the genetic background. The first study was designed to evaluate the impact of a 4-week HFrD on insulin sensitivity and lipid metabolism in 7 healthy men. Insulin sensitivity, intrahepatocellular lipids (IHCL) and intramyocellular lipids (IMCL) contents were measured before and after 1 and 4 weeks of HFrD (1.5 g fructose/kg body weight/day). Insulin sensitivity was assessed by a 2-step hyperinsulinemic euglycemic clamp. IHCL and IMCL were measured by 1H-magnetic resonance spectroscopy (MRS). Fructose caused significant (P<0.05) increases in fasting plasma concentrations of triacylglycerol (TG) (+36%), VLDL-TG (+72%) and glucose (+6%) without any change in body weight, IHCL, IMCL, and insulin sensitivity. In the second study, muscle biopsies were taken from five of these healthy male subjects before and after 4 weeks of HFrD. mRNA concentrations of 18 genes involved in lipid and carbohydrate metabolism were quantified by real-time quantitative PCR. We found that a 4-week HFrD increased the expression of genes involved in lipid synthesis, while it decreased those involved in insulin sensitivity and lipid oxidation; these molecular changes maybe early markers of insulin resistance and altered lipid metabolism. The third study aimed at delineating whether male and females equally respond to a HFrD. For this purpose, higher doses of fructose (twice the dose of the previous study) were provided to 8 healthy young males and 8 healthy young females over 6 days. HFrD significantly increased fasting TG in males (+71 %), whereas this increase was markedly blunted in females (+16%). Males also developed hepatic insulin resistance, characterized by increased hepatic glucose output (+12%), and showed higher alanine aminotransferase concentration (+38%), but none of these effect was observed in females. This study suggests that short-term HFrD leads to hypertriglyceridemia and hepatic insulin resistance in men, but premenopausal women seem protected against these effects. Finally, the fourth study investigated whether healthy offspring of type 2 diabetic patients (OffT2D), a subgroup of individuals prone to metabolic disorders due to their genetic background, may have exacerbated response to HFrD. Eight healthy males (Ctrl) and 16 OffT2D received a HFrD and isocaloric diet in a randomized order. In both groups, HFrD significantly increased IHCL (Ctrl: +76%; OffT2D: +79%) and fasting plasma VLDL-TG (Ctrl: +51 %; OffT2D: +110%). In absolute values, these increments were significantly higher in OffT2D, suggesting that these individuals may be more prone to developing metabolic disorders when challenged by high fructose intake. In order to better delineate the specific effects of fructose vs the hypercaloric energy content, we repeated the complete metabolic investigations after an isocaloric high glucose diet in four of the eight Ctrl volunteers. After a high glucose diet, TG and IHCL concentrations remained similar to the control values, in contrast to the marked increases observed after the HFrD. In conclusion, the studies included in this thesis provided novel insights into the metabolic effects of fructose in humans. They showed that fructose may rapidly increase fasting VLDL-TG, IHCL and lead to hepatic insulin resistance; these effects seem specific to fructose, and potential mechanisms may involve both stimulation of hepatic de novo lipogenesis and decreased lipid oxidation. Moreover, the results suggest that women seem protected against such deleterious effects, while OffT2D displayed exacerbated response. Résumé : Le fructose est un sucre simple, dont la consommation a augmenté durant les dernières décennies. Dans les modèles animaux, un régime riche en fructose (RRFru) peut induire plusieurs composantes du syndrome métabolique. Le but de cette thèse était d'étudier les effets d'un régime riche en fructose sur la sensibilité à l'insuline et la déposition de lipides ectopiques chez l'humain, et si ces effets variaient selon le genre ou le background génétique. La première étude avait pour but d'évaluer l'effet d'un RRFru d'une durée de 4 semaines sur la sensibilité à l'insuline et le métabolisme des lipides chez des hommes sains. La sensibilité à l'insuline, les lipides intrahépatiques (IHCL) et intramusculaires (IMCL) ont été mesurés avant, et après 1 et 4 semaines du RRFru (1.5 g fructose/kg/jour). La sensibilité à l'insuline a été déterminée par un clamp hyperinsulinémique euglycémique, et les IHCL/IMCL par spectroscopie à résonnance magnétique. Le fructose a augmenté les concentrations plasmatiques à jeun des VLDL- triglycérides (TG) (+72%) et de glucose (+6%), sans induire de changement au niveau de la sensibilité à l'insuline, IHCL ou IMCL. Dans la deuxième étude, des biopsies de muscle squelettique ont été prélevées chez cinq de ces volontaires avant et après les 4 semaines de RRFru. Les concentrations de mRNA de 18 gènes impliqués dans le métabolisme des lipides et des hydrates de carbone ont été mesurées par RT-PCR quantitative. Le RRFru a augmenté l'expression de gènes impliqués dans la synthèse de lipides, et diminué celles de gènes impliqués dans la sensibilité à l'insuline et l'oxydation de lipides. Ces changements pourraient constituer des altérations précoces de la sensibilité à l'insuline et du métabolisme lipidique en réponse au fructose. La troisième étude avait pour but de définir si les réponses au RRFru étaient semblables entre les hommes et les femmes. Pour ceci, des doses plus élevées de fructose ont été administrées à 8 jeunes hommes et 8 jeunes femmes durant 6 jours. Le RRFru a augmenté les TG chez les hommes (+71 %), et de manière nettement plus modeste chez les femmes (+16%). Les hommes ont développé une résistance hépatique à l'insuline, ainsi qu'une augmentation des concentrations d'alanine aminotransférase (+38%), mais aucun de ces effets n'a été observé chez les femmes. Cette étude suggère qu'à court terme, un RRFru mène à une hypertriglycéridémie et résistance hépatique à l'insuline chez l'homme, tandis que les femmes semblent en être protégées. Finalement, la 4ème étude a investigué si des personnes apparentées à des patients diabétiques de type 2 (AppDT2), qui constituent un groupe d'individus à risque de développer des maladies métaboliques en raison de leur background génétique, avaient des réponses plus marquées au RRFru. Huit hommes sains (Ctrl) et 16 AppDT2 on reçu dans un ordre randomisé un RRFru et une diète isocalorique durant 6 jours. Dans les deux groupes, le RRFru a augmenté significativement les IHCL (Ctrl: +76%; AppDT2: +79%) et les VLDL-TG plasmatiques à jeun (Ctrl: +51%; AppDT2: +110%). En valeurs absolues, ces deux augmentations étaient plus importantes dans le groupe des AppDT2, suggérant que ces individus sont plus à risque de développer des problèmes métaboliques suite à un apport de fructose. Afin de définir les effets spécifiques du fructose, quatre des huit sujets Ctrl ont été soumis à un régime riche en glucose. Après le régime riche en glucose, les concentrations de TG et d'IHCL étaient semblables aux valeurs obtenues après une diète isocalorique, contrairement aux nombreux effets observés après le RRFru. En conclusion, ces différentes études ont démontré que chez l'humain, le fructose peut rapidement induire une augmentation des VLDL-TG à jeun, des IHCL et une résistance hépatique à l'insuline ; ces effets semblent être spécifiques au fructose. De plus, les différents résultats obtenus montrent que les femmes développent des effets moindres en réponse au fructose, contrairement aux AppDT2, chez qui les effets du fructose semblent plus marqués. Résumé grand public : Le fructose est un sucre simple, présent naturellement et en faibles quantités dans les fruits, mais également constituant du sucrose - appelé aussi sucre de table. Depuis les années 1970, la consommation de fructose a augmenté dans les pays industrialisés et émergents, principalement par le biais d'une hausse de consommation de boissons sucrées de type soda. Dans des modèles animaux tels que les rongeurs, un régime riche en fructose mène au développement de plusieurs facteurs de risques étroitement liés aux maladies cardiovasculaires, à l'obésité et au diabète de type 2; ceux-ci sont caractérisés par une augmentation des concentrations de glucose et de lipides sanguins, ainsi qu'une accumulation de lipides dits « ectopiques », à savoir dans le foie et les muscles. Le but de cette thèse était de définir les effets d'un régime riche en fructose chez l'être humain. De plus, nous nous sommes intéressés à savoir si ces effets étaient semblables entre différents groupes d'individus, à savoir des personnes de sexe masculin / féminin, ou des personnes dont au moins un des parents est diabétique de type 2. Pour ceci, différents groupes de volontaires (hommes, femmes, avec histoire familiale de diabète de type 2) âgés de 18-30 ans se sont soumis à une alimentation enrichie en fructose, d'une durée allant de 6 à 28 jours, suivant l'étude à laquelle ils participaient. La quantité de fructose consommée en plus de l'alimentation normale durant ces périodes équivalait au contenu en fructose de 2-4 litres de boissons sucrées par jour. Des prises de sang ont été effectuées au terme de chacun de ces différents régimes, ainsi que des mesures de sensibilité à l'insuline et de concentrations de lipides dans le foie et le muscle par résonnance magnétique nucléaire, en collaboration avec l'Hôpital de l'Ile de Berne. Les résultats montrent qu'après 6 jours de régime riche en fructose, les volontaires sains de sexe masculin ont presque doublé leurs concentrations de lipides sanguins et hépatiques. De plus, le foie de ces volontaires réagissait moins bien à l'insuline, ce qui pourrait mener à long terme à des maladies métaboliques comme le diabète de type 2. Un des mécanismes postulés est que le fructose pourrait stimuler la formation de lipides dans le foie, contribuant ainsi à un dysfonctionnement de cet organe. De manière surprenante, des femmes d'âge et d'IMC (Indice de Masse Corporelle) comparables aux hommes étudiés n'ont pas développé ces différents effets en réponse au régime riche en fructose. Il semblerait donc qu'elles possèdent certaines propriétés pouvant les «protéger », du moins à court terme, des problèmes métaboliques induits par le fructose. De tels mécanismes sont pour l'heure inconnus, mais il est possible que des différences hormonales, ou de répartition de la masse graisseuse dans le corps, puissent jouer un rôle. Enfin, nous avons également démontré que chez certaines personnes ayant au moins un parent (père ou mère) diabétique de type 2, les augmentations de lipides sanguins et hépatiques induits par le fructose étaient plus marquées que chez des volontaires sans parents diabétiques. Ceci est néanmoins à tempérer par le fait que nous avons observé une grande hétérogénéité des réponses parmi ces individus, découlant certainement d'interactions complexes entre différents facteurs tels que la génétique, le mode de vie, l'alimentation et l'activité physique. Ces différents résultats donnent lieu à une meilleure compréhension du rôle de facteurs alimentaires dans le développement de problèmes métaboliques tels que le diabète de type 2. Ils vont également permettre de tester différentes approches thérapeutiques. Bien qu'ayant été obtenus avec des doses de fructose importantes, ces études soulignent l'effet potentiellement dangereux pour la santé d'une alimentation riche en sucres.

Magnetic resonance cholangiography features of biliary abnormalities due to cavernous transformation of the portal vein.

BACKGROUND: The aim of this retrospective and monocentric study was to describe the magnetic resonance cholangiography (MRC) features of biliary abnormalities related to extrahepatic obstruction of the portal vein (EHOPV). METHODS: From September 2001 to May 2003, MRC was performed in 10 consecutive patients who had a portal thrombosis. RESULTS: Biliary ductal pathology was demonstrated via MRC in nine patients. It consisted of stenoses, ductal narrowing or irregularities involving the common bile duct for three patients with extrahepatic portal vein thrombosis discovered a mean of 1.5 years ago, or involving both right and left intrahepatic bile ducts and common bile duct for six patients with extrahepatic portal vein thrombosis discovered a mean of 16.2 years ago. Dilation of intrahepatic bile ducts was seen for seven patients, four of them having cholestasis. For three patients with symptomatic cholestasis, direct cholangiography (DC) was performed and showed the same findings as MRC which nevertheless overestimated the degree of bile duct stenosis. CONCLUSIONS: MRC seems to constitute an accurate tool to investigate noninvasively patients with portal biliopathy.

Free-breathing 3 T magnetic resonance t(2)-mapping of the heart.

OBJECTIVES: This study sought to establish an accurate and reproducible T(2)-mapping cardiac magnetic resonance (CMR) methodology at 3 T and to evaluate it in healthy volunteers and patients with myocardial infarct. BACKGROUND: Myocardial edema affects the T(2) relaxation time on CMR. Therefore, T(2)-mapping has been established to characterize edema at 1.5 T. A 3 T implementation designed for longitudinal studies and aimed at guiding and monitoring therapy remains to be implemented, thoroughly characterized, and evaluated in vivo. METHODS: A free-breathing navigator-gated radial CMR pulse sequence with an adiabatic T(2) preparation module and an empirical fitting equation for T(2) quantification was optimized using numerical simulations and was validated at 3 T in a phantom study. Its reproducibility for myocardial T(2) quantification was then ascertained in healthy volunteers and improved using an external reference phantom with known T(2). In a small cohort of patients with established myocardial infarction, the local T(2) value and extent of the edematous region were determined and compared with conventional T(2)-weighted CMR and x-ray coronary angiography, where available. RESULTS: The numerical simulations and phantom study demonstrated that the empirical fitting equation is significantly more accurate for T(2) quantification than that for the more conventional exponential decay. The volunteer study consistently demonstrated a reproducibility error as low as 2 ± 1% using the external reference phantom and an average myocardial T(2) of 38.5 ± 4.5 ms. Intraobserver and interobserver variability in the volunteers were -0.04 ± 0.89 ms (p = 0.86) and -0.23 ± 0.91 ms (p = 0.87), respectively. In the infarction patients, the T(2) in edema was 62.4 ± 9.2 ms and was consistent with the x-ray angiographic findings. Simultaneously, the extent of the edematous region by T(2)-mapping correlated well with that from the T(2)-weighted images (r = 0.91). CONCLUSIONS: The new, well-characterized 3 T methodology enables robust and accurate cardiac T(2)-mapping at 3 T with high spatial resolution, while the addition of a reference phantom improves reproducibility. This technique may be well suited for longitudinal studies in patients with suspected or established heart disease.

Paranasal sinuses in children: size evaluation of maxillary, sphenoid, and frontal sinuses by magnetic resonance imaging and proposal of volume index percentile curves.

Our objective was to establish the age-related 3D size of maxillary, sphenoid, and frontal sinuses. A total of 179 magnetic resonance imaging (MRI) of children under 17 years (76 females, 103 males) were included and sinuses were measured in the three axes. Maxillary sinuses measured at birth (mean+/-standard deviation) 7.3+/-2.7 mm length (or antero-posterior)/4.0+/-0.9 mm height (or cranio-caudal)/2.7+/-0.8 mm width (or transverse). At 16 years old, maxillary sinus measured 38.8+/-3.5 mm/36.3+/-6.2 mm/27.5+/-4.2 mm. Sphenoid sinus pneumatization starts in the third year of life after conversion from red to fatty marrow with mean values of 5.8+/-1.4 mm/8.0+/-2.3 mm/5.8+/-1.0 mm. Pneumatization progresses gradually to reach at 16 years 23.0+/-4.5 mm/22.6+/-5.8 mm/12.8+/-3.1 mm. Frontal sinuses present a wide variation in size and most of the time are not valuable with routine head MRI techniques. They are not aerated before the age of 6 years. Frontal sinuses dimensions at 16 years were 12.8+/-5.0 mm/21.9+/-8.4 mm/24.5+/-13.3 mm. A sinus volume index (SVI) of maxillary and sphenoid sinus was computed using a simplified ellipsoid volume formula, and a table with SVI according to age with percentile variations is proposed for easy clinical application. Percentile curves of maxillary and sphenoid sinuses are presented to provide a basis for objective determination of sinus size and volume during development. These data are applicable to other techniques such as conventional X-ray and CT scan.

Biomedical nanoparticles modulate specific CD4(+) T cell stimulation by inhibition of antigen processing in dendritic cells

Understanding how nanoparticles may affect immune responses is an essential prerequisite to developing novel clinical applications. To investigate nanoparticle-dependent outcomes on immune responses, dendritic cells (DCs) were treated with model biomedical poly(vinylalcohol)-coated super-paramagnetic iron oxide nanoparticles (PVA-SPIONs). PVA-SPIONs uptake by human monocyte-derived DCs (MDDCs) was analyzed by flow cytometry (FACS) and advanced imaging techniques. Viability, activation, function, and stimulatory capacity of MDDCs were assessed by FACS and an in vitro CD4(+) T cell assay. PVA-SPION uptake was dose-dependent, decreased by lipopolysaccharide (LPS)-induced MDDC maturation at higher particle concentrations, and was inhibited by cytochalasin D pre-treatment. PVA-SPIONs did not alter surface marker expression (CD80, CD83, CD86, myeloid/plasmacytoid DC markers) or antigen-uptake, but decreased the capacity of MDDCs to process antigen, stimulate CD4(+) T cells, and induce cytokines. The decreased antigen processing and CD4(+) T cell stimulation capability of MDDCs following PVA-SPION treatment suggests that MDDCs may revert to a more functionally immature state following particle exposure.

Coronary magnetic resonance imaging.

Coronary magnetic resonance imaging is a powerful non-invasive technique for the combined assessment of coronary artery anatomy and function. In the present review article, challenges in coronary artery imaging are discussed and results obtained in both healthy volunteers and patients with cardiovascular disease are presented. This includes a short overview of coronary artery vessel lumen and wall imaging, contrast agents, permeability of the coronary vessel wall, high-field imaging and imaging of endothelial function.

Prévalence des troubles de l'humeur dans la maladie de Parkinson traitée par stimulation cérébrale profonde [Prevalence of mood disorders in Parkinson's disease patients treated with subthalamic nucleus deep brain stimulation].

Subthalamic nucleus deep brain stimulation (STN-DBS) is a recognized treatment for advanced and severe forms of Parkinson's Disease. The procedure improves motor signs and often allows a reduction of the medication. The impact of the procedure on cognitive and neuropsychiatric signs of the disease is more debated and there is an international consensus for the need of a multidisciplinary evaluation of patients undergoing such programs, including a neuropsychiatric assessment. We present a review of the literature as well as the experience at our centre focused on the short and long term outcome on mood following STN-DBS.

Relation of cardiac troponin I measurements at 24 and 48 hours to magnetic resonance-determined infarct size in patients with ST-elevation myocardial infarction.

Levels of circulating cardiac troponin I (cTnI) or T are correlated to extent of myocardial destruction after an acute myocardial infarction. Few studies analyzing this relation have employed a second-generation cTnI assay or cardiac magnetic resonance (CMR) as the imaging end point. In this post hoc study of the Efficacy of FX06 in the Prevention of Mycoardial Reperfusion Injury (F.I.R.E.) trial, we aimed at determining the correlation between single-point cTnI measurements and CMR-estimated infarct size at 5 to 7 days and 4 months after a first-time ST-elevation myocardial infarction (STEMI) and investigating whether cTnI might provide independent prognostic information regarding infarct size at 4 months even taking into account early infarct size. Two hundred twenty-seven patients with a first-time STEMI were included in F.I.R.E. All patients received primary percutaneous coronary intervention within 6 hours from onset of symptoms. cTnI was measured at 24 and 48 hours after admission. CMR was conducted within 1 week of the index event (5 to 7 days) and at 4 months. Pearson correlations (r) for infarct size and cTnI at 24 hours were r = 0.66 (5 days) and r = 0.63 (4 months) and those for cTnI at 48 hours were r = 0.67 (5 days) and r = 0.65 (4 months). In a multiple regression analysis for predicting infarct size at 4 months (n = 141), cTnI and infarct location retained an independent prognostic role even taking into account early infarct size. In conclusion, a single-point cTnI measurement taken early after a first-time STEMI is a useful marker for infarct size and might also supplement early CMR evaluation in prediction of infarct size at 4 months.

Epileptogenic zone, electrode location and clinical outcome in hippocampal electrical stimulation for mesial temporal lobe epilepsy : a correlation study

Objectif : Etudier les résultats cliniques du traitement de patients atteints pai- une épilepsie mésiale du lobe temporal (MTLE) réfractaire, par stimulation cérébrale profonde (DBS) de l'hippocampe, en fonction de l'emplacement de l'électrode. Méthodes : Huit patients atteints de MTLE implantés dans l'hippocampe et stimulés par DBS à haute fréquence ont été inclus dans cette étude. Cinq ont subi des enregistrements invasifs avec des électrodes profondes dans le but d'estimer la localisation du foyer ictal avant de procéder à une DBS chronique. La position des contacts actifs de l'électrode a été mesurée en utilisant une imagerie post-opératoire. Les distances par rapport au foyer ictal ont été calculées, et les structures hippocampiques influencées par la stimulation ont été identifiées au moyen d'un atlas neuro-anatomique. Ces deux paramètres ont été corrélés avec la réduction de la fréquence d'apparition des crises. Résultats : Les distances entre la localisation estimée des contacts actifs de l'électrode et le foyer ictal étaient respectivement 11.0 +/- 4.3 ou 9.1 +/- 2.3 mm pour les patients présentant une réduction de > 50% ou < 50% de la fréquence des crises. Chez les patients (N = 6) montrant une réduction de > 50% de la fréquence des crises, 100% avaient des contacts actifs situés à < 3 mm du subiculum (p < 0,05). Les 2 patients ne répondant pas au traitement étaient stimulés par des contacts situés à > 3mm du subiculum. Conclusion : La diminution de l'activité épileptogène induite par DBS sur l'hippocampe dans les cas de MTLE réfractaires : 1) ne semble pas directement liée à la proximité des contacts actifs de l'électrode au foyer ictal déterminé par les enregistrements invasifs ; 2) pourrait être obtenue par une neuro-modulation du subiculum.

Stimulation of fission yeast and mouse Hop2-Mnd1 of the Dmc1 and Rad51 recombinases.

Genetic analysis of fission yeast suggests a role for the spHop2-Mnd1 proteins in the Rad51 and Dmc1-dependent meiotic recombination pathways. In order to gain biochemical insights into this process, we purified Schizosaccharomyces pombe Hop2-Mnd1 to homogeneity. spHop2 and spMnd1 interact by co-immunoprecipitation and two-hybrid analysis. Electron microscopy reveals that S. pombe Hop2-Mnd1 binds single-strand DNA ends of 3'-tailed DNA. Interestingly, spHop2-Mnd1 promotes the renaturation of complementary single-strand DNA and catalyses strand exchange reactions with short oligonucleotides. Importantly, we show that spHop2-Mnd1 stimulates spDmc1-dependent strand exchange and strand invasion. Ca(2+) alleviate the requirement for the order of addition of the proteins on DNA. We also demonstrate that while spHop2-Mnd1 affects spDmc1 specifically, mHop2 or mHop2-Mnd1 stimulates both the hRad51 and hDmc1 recombinases in strand exchange assays. Thus, our results suggest a crucial role for S. pombe and mouse Hop2-Mnd1 in homologous pairing and strand exchange and reveal evolutionary divergence in their specificity for the Dmc1 and Rad51 recombinases.

Three-dimensional high-resolution fast spin-echo coronary magnetic resonance angiography.

Due to SNR constraints, current "bright-blood" 3D coronary MRA approaches still suffer from limited spatial resolution when compared to conventional x-ray coronary angiography. Recent 2D fast spin-echo black-blood techniques maximize signal for coronary MRA at no loss in image spatial resolution. This suggests that the extension of black-blood coronary MRA with a 3D imaging technique would allow for a further signal increase, which may be traded for an improved spatial resolution. Therefore, a dual-inversion 3D fast spin-echo imaging sequence and real-time navigator technology were combined for high-resolution free-breathing black-blood coronary MRA. In-plane image resolution below 400 microm was obtained. Magn Reson Med 45:206-211, 2001.

Twitch potentia induced by two different modalities of neuromuscular electrical stimulation: implications for motor unit recruitment.

INTRODUCTION: We tested the hypothesis that twitch potentiation would be greater following conventional (CONV) neuromuscular electrical stimulation (50-µs pulse width and 25-Hz frequency) compared with wide-pulse high-frequency (WPHF) neuromuscular electrical stimulation (1-ms, 100-Hz) and voluntary (VOL) contractions, because of specificities in motor unit recruitment (random in CONV vs. random and orderly in WPHF vs. orderly in VOL). METHODS: A single twitch was evoked by means of tibial nerve stimulation before and 2 s after CONV, WPHF, and VOL conditioning contractions of the plantar flexors (intensity: 10% maximal voluntary contraction; duration: 10 s) in 13 young healthy subjects. RESULTS: Peak twitch increased (P<0.05) after CONV (+4.5±4.0%) and WPHF (+3.3±5.9%), with no difference between the 2 modalities, whereas no changes were observed after VOL (+0.8±2.6%). CONCLUSIONS: Our results demonstrate that presumed differences in motor unit recruitment between WPHF and CONV do not seem to influence twitch potentiation results.

Magnetic pill tracking : a novel non-invasive tool for investigation of human digestive motility

RESUME Les améliorations méthodologiques des dernières décennies ont permis une meilleure compréhension de la motilité gastro-intestinale. Il manque toutefois une méthode qui permette de suivre la progression du chyme le long du tube gastro-intestinal. Pour permettre l'étude de la motilité de tout le tractus digestif humain, une nouvelle technique, peu invasive, a été élaborée au Département de Physiologie, en collaboration avec l'EPFL. Appelée "Magnet Tracking", la technique est basée sur la détection du champ magnétique généré par des matériaux ferromagnétiques avalés. A cet usage, une pilule magnétique, une matrice de capteurs et un logiciel ont été développés. L'objet de ce travail est de démontrer la faisabilité d'un examen de la motilité gastro-intestinale chez l'Homme par cette méthode. L'aimant est un cylindre (ø 6x7 mm, 0.2 cm3) protégé par une gaine de silicone. Le système de mesure est constitué d'une matrice de 4x4 capteurs et d'un ordinateur portable. Les capteurs fonctionnent sur l'effet Hall. Grâce à l'interface informatique, l'évolution de la position de l'aimant est suivie en temps réel à travers tout le tractus digestif. Sa position est exprimée en fonction du temps ou reproduite en 3-D sous forme d'une trajectoire. Différents programmes ont été crées pour analyser la dynamique des mouvements de l'aimant et caractériser la motilité digestive. Dix jeunes volontaires en bonne santé ont participé à l'étude. L'aimant a été avalé après une nuit de jeûne et son séjour intra digestif suivi pendant 2 jours consécutifs. Le temps moyen de mesure était de 34 heures. Chaque sujet a été examiné une fois sauf un qui a répété sept fois l'expérience. Les sujets restaient en décubitus dorsal, tranquilles et pouvaient interrompre la mesure s'ils le désiraient. Ils sont restés à jeûne le premier jour. L'évacuation de l'aimant a été contrôlée chez tous les sujets. Tous les sujets ont bien supporté l'examen. Le marqueur a pu être détecté de l'oesophage au rectum. La trajectoire ainsi constituée représente une conformation de l'anatomie digestive : une bonne superposition de celle-ci à l'anatomie est obtenue à partir des images de radiologie conventionnelle (CT-scan, lavement à la gastrografine). Les mouvements de l'aimant ont été caractérisés selon leur périodicité, leur amplitude ou leur vitesse pour chaque segment du tractus digestif. Ces informations physiologiques sont bien corrélées à celles obtenues par des méthodes établies d'étude de la motilité gastro-intestinale. Ce travail démontre la faisabilité d'un examen de la motilité gastro-intestinal chez l'Homme par la méthode de Magnet Tracking. La technique fournit les données anatomiques et permet d'analyser en temps réel la dynamique des mouvements du tube digestif. Cette méthode peu invasive ouvre d'intéressantes perspectives pour l'étude de motilité dans des conditions physiologiques et pathologiques. Des expériences visant à valider cette approche en tant que méthode clinique sont en voie de réalisation dans plusieurs centres en Suisse et à l'étranger. SUMMARY Methodological improvements realised over the last decades have permitted a better understanding of gastrointestinal motility. Nevertheless, a method allowing a continuous following of lumina' contents is still lacking. In order to study the human digestive tract motility, a new minimally invasive technique was developed at the Department of Physiology in collaboration with Swiss Federal Institute of Technology. The method is based on the detection of magnetic field generated by swallowed ferromagnetic materials. The aim of our work was to demonstrate the feasibility of this new approach to study the human gastrointestinal motility. The magnet used was a cylinder (ø6x7mm, 0.2 cm3) coated with silicon. The magnet tracking system consisted of a 4x4 matrix of sensors based on the Hall effect Signals from the sensors were digitised and sent to a laptop computer for processing and storage. Specific software was conceived to analyse in real time the progression of the magnet through the gastrointestinal tube. Ten young and healthy volunteers were enrolled in the study. After a fasting period of 12 hours, they swallowed the magnet. The pill was then tracked for two consecutive days for 34 hours on average. Each subject was studied once except one who was studied seven times. Every subject laid on his back for the entire experiment but could interrupt it at anytime. Evacuation of the magnet was controlled in all subjects. The examination was well tolerated. The pill could be followed from the esophagus to the rectum. The trajectory of the magnet represented a "mould" of the anatomy of the digestive tube: a good superimposition with radiological anatomy (gastrografin contrast and CT) was obtained. Movements of the magnet were characterized by periodicity, velocity, and amplitude of displacements for every segment of the digestive tract. The physiological information corresponded well to data from current methods of studying gastrointestinal motility. This work demonstrates the feasibility of the new approach in studies of human gastrointestinal motility. The technique allows to correlate in real time the dynamics of digestive movements with the anatomical data. This minimally invasive method is ready for studies of human gastrointestinal motility under physiological as well as pathological conditions. Studies aiming at validation of this new approach as a clinically relevant tool are being realised in several centres in Switzerland and abroad. Abstract: A new minimally invasive technique allowing for anatomical mapping and motility studies along the entire human digestive system is presented. The technique is based on continuous tracking of a small magnet progressing through the digestive tract. The coordinates of the magnet are calculated from signals recorded by 16 magnetic field sensors located over the abdomen. The magnet position, orientation and trajectory are displayed in real time. Ten young healthy volunteers were followed during 34 h. The technique was well tolerated and no complication was encountered, The information obtained was 3-D con-figuration of the digestive tract and dynamics of the magnet displacement (velocity, transit time, length estimation, rhythms). In the same individual, repea-ted examination gave very reproducible results. The anatomical and physiological information obtained corresponded well to data from current methods and imaging. This simple, minimally invasive technique permits examination of the entire digestive tract and is suitable for both research and clinical studies. In combination with other methods, it may represent a useful tool for studies of Cl motility with respect to normal and pathological conditions.