Automatic Mallampati Classification Using Active Appearance Models

Difficult tracheal intubation assessment is an important research topic in anesthesia as failed intubations are important causes of mortality in anesthetic practice. The modified Mallampati score is widely used, alone or in conjunction with other criteria, to predict the difficulty of intubation. This work presents an automatic method to assess the modified Mallampati score from an image of a patient with the mouth wide open. For this purpose we propose an active appearance models (AAM) based method and use linear support vector machines (SVM) to select a subset of relevant features obtained using the AAM. This feature selection step proves to be essential as it improves drastically the performance of classification, which is obtained using SVM with RBF kernel and majority voting. We test our method on images of 100 patients undergoing elective surgery and achieve 97.9% accuracy in the leave-one-out crossvalidation test and provide a key element to an automatic difficult intubation assessment system.

Soft tissue artifact distribution on lower limbs during treadmill gait: Influence of skin markers' location on cluster design.

Segment poses and joint kinematics estimated from skin markers are highly affected by soft tissue artifact (STA) and its rigid motion component (STARM). While four marker-clusters could decrease the STA non-rigid motion during gait activity, other data, such as marker location or STARM patterns, would be crucial to compensate for STA in clinical gait analysis. The present study proposed 1) to devise a comprehensive average map illustrating the spatial distribution of STA for the lower limb during treadmill gait and 2) to analyze STARM from four marker-clusters assigned to areas extracted from spatial distribution. All experiments were realized using a stereophotogrammetric system to track the skin markers and a bi-plane fluoroscopic system to track the knee prosthesis. Computation of the spatial distribution of STA was realized on 19 subjects using 80 markers apposed on the lower limb. Three different areas were extracted from the distribution map of the thigh. The marker displacement reached a maximum of 24.9mm and 15.3mm in the proximal areas of thigh and shank, respectively. STARM was larger on thigh than the shank with RMS error in cluster orientations between 1.2° and 8.1°. The translation RMS errors were also large (3.0mm to 16.2mm). No marker-cluster correctly compensated for STARM. However, the coefficient of multiple correlations exhibited excellent scores between skin and bone kinematics, as well as for STARM between subjects. These correlations highlight dependencies between STARM and the kinematic components. This study provides new insights for modeling STARM for gait activity.

Etude des propriétés dynamiques de la sécrétion régulée des vésicules glutamatergiques des astrocytes

RESUME GRAND PUBLICLe cerveau est composé de différents types cellulaires, dont les neurones et les astrocytes. Faute de moyens pour les observer, les astrocytes sont très longtemps restés dans l'ombre alors que les neurones, bénéficiant des outils ad hoc pour être stimulés et étudiés, ont fait l'objet de toutes les attentions. Le développement de l'imagerie cellulaire et des outils fluorescents ont permis d'observer ces cellules non électriquement excitables et d'obtenir des informations qui laissent penser que ces cellules sont loin d'être passives et participent activement au fonctionnement cérébral. Cette participation au fonctionnement cérébral se fait en partie par le biais de la libération de substances neuro-actives (appellées gliotransmetteurs) que les astrocytes libèrent à proximité des synapses permettant ainsi de moduler le fonctionnement neuronal. Cette libération de gliotransmetteurs est principalement causée par l'activité neuronale que les astrocytes sont capables de sentir. Néanmoins, nous savons encore peu de chose sur les propriétés précises de la libération des gliotransmetteurs. Comprendre les propriétés spatio-temporelles de cette libération est essentiel pour comprendre le mode de communication de ces cellules et leur implication dans la transmission de l'information cérébrale. En utilisant des outils fluorescents récemment développés et en combinant différentes techniques d'imagerie cellulaire, nous avons pu obtenir des informations très précises sur la libération de ces gliotransmetteurs par les astrocytes. Nous avons ainsi confirmé que cette libération était un processus très rapide et qu'elle était contrôlée par des augmentations de calcium locales et rapides. Nous avons également décrit une organisation complexe de la machinerie supportant la libération des gliotransmetteurs. Cette organisation complexe semble être à la base de la libération extrêmement rapide des gliotransmetteurs. Cette rapidité de libération et cette complexité structurelle semblent indiquer que les astrocytes sont des cellules particulièrement adaptées à une communication rapide et qu'elles peuvent, au même titre que les neurones dont elles seraient les partenaires légitimes, participer à la transmission et à l'intégration de l'information cérébrale.RESUMEDe petites vésicules, les « SLMVs » ou « Synaptic Like MicroVesicles », exprimant des transporteurs vésiculaires du glutamate (VGluTs) et libérant du glutamate par exocytose régulée, ont récemment été décrites dans les astrocytes en culture et in situ. Néanmoins, nous savons peu de chose sur les propriétés précises de la sécrétion de ces SLMVs. Contrairement aux neurones, le couplage stimulussécrétion des astrocytes n'est pas basé sur l'ouverture des canaux calciques membranaires mais nécessite l'intervention de seconds messagers et la libération du calcium par le reticulum endoplasmique (RE). Comprendre les propriétés spatio-temporelles de la sécrétion astrocytaire est essentiel pour comprendre le mode de communication de ces cellules et leur implication dans la transmission de l'information cérébrale. Nous avons utilisé des outils fluorescents récemment développés pour étudier le recyclage des vésicules synaptiques glutamatergiques comme les colorants styryles et la pHluorin afin de pouvoir suivre la sécrétion des SLMVs à l'échelle de la cellule mais également à l'échelle des évènements. L'utilisation combinée de l'épifluorescence et de la fluorescence à onde évanescente nous a permis d'obtenir une résolution temporelle et spatiale sans précédent. Ainsi avons-nous confirmé que la sécrétion régulée des astrocytes était un processus très rapide (de l'ordre de quelques centaines de millisecondes). Nous avons découvert que cette sécrétion est contrôlée par des augmentations de calcium locales et rapides. Nous avons également décrit des compartiments cytosoliques délimités par le RE à proximité de la membrane plasmique et contenant les SLMVs. Cette organisation semble être à la base du couplage rapide entre l'activation des GPCRs et la sécrétion. L'existence de compartiments subcellulaires indépendants permettant de contenir les messagers intracellulaires et de limiter leur diffusion semble compenser de manière efficace la nonexcitabilité électrique des astrocytes. Par ailleurs, l'existence des différents pools de vésicules recrutés séquentiellement et fusionnant selon des modalités distinctes ainsi que l'existence de mécanismes permettant le renouvellement de ces pools lors de la stimulation suggèrent que les astrocytes peuvent faire face à une stimulation soutenue de leur sécrétion. Ces données suggèrent que la libération de gliotransmetteurs par exocytose régulée n'est pas seulement une propriété des astrocytes en culture mais bien le résultat d'une forte spécialisation de ces cellules pour la sécrétion. La rapidité de cette sécrétion donne aux astrocytes toutes les compétences pour pouvoir intervenir de manière active dans la transmission et l'intégration de l'information.ABSTRACTRecently, astrocytic synaptic like microvesicles (SLMVs), that express vesicular glutamate transporters (VGluTs) and are able to release glutamate by Ca2+-dependent regulated exocytosis, have been described both in tissue and in cultured astrocytes. Nevertheless, little is known about the specific properties of regulated secretion in astrocytes. Important differences may exist between astrocytic and neuronal exocytosis, starting from the fact that stimulus-secretion coupling in astrocytes is voltage independent, mediated by G-protein-coupled receptors and the release of Ca2+ from internal stores. Elucidating the spatiotemporal properties of astrocytic exo-endocytosis is, therefore, of primary importance for understanding the mode of communication of these cells and their role in brain signaling. We took advantage of fluorescent tools recently developed for studying recycling of glutamatergic vesicles at synapses like styryl dyes and pHluorin in order to follow exocytosis and endocytosis of SLMVs at the level of the entire cell or at the level of single event. We combined epifluorescence and total internal reflection fluorescence imaging to investigate, with unprecedented temporal and spatial resolution, the events underlying the stimulus-secretion in astrocytes. We confirmed that exo-endocytosis process in astrocytes proceeds with a time course on the millisecond time scale. We discovered that SLMVs exocytosis is controlled by local and fast Ca2+ elevations; indeed submicrometer cytosolic compartments delimited by endoplasmic reticulum (ER) tubuli reaching beneath the plasma membrane and containing SLMVs. Such complex organization seems to support the fast stimulus-secretion coupling reported here. Independent subcellular compartments formed by ER, SLMVs and plasma membrane containing intracellular messengers and limiting their diffusion seem to compensate efficiently the non-electrical excitability of astrocytes. Moreover, the existence of two pools of SLMVs which are sequentially recruited suggests a compensatory mechanisms allowing the refill of SLMVs and supporting exocytosis process over a wide range of multiple stimuli. These data suggest that regulated secretion is not only a feature of cultured astrocytes but results from a strong specialization of these cells. The rapidity of secretion demonstrates that astrocytes are able to actively participate in brain information transmission and processing.

Traditional local medicines in the republic of Palau and non-communicable diseases (NCD), signs of effectiveness.

ETHNOPHARMACOLOGICAL RELEVANCE: The aim of this survey was to describe which traditional medicines (TM) are most commonly used for non-communicable diseases (NCD - diabetes, hypertension related to excess weight and obesity) in Pacific islands and with what perceived effectiveness. NCD, especially prevalent in the Pacific, have been subject to many public health interventions, often with rather disappointing results. Innovative interventions are required; one hypothesis is that some local, traditional approaches may have been overlooked. MATERIALS AND METHODS: The method used was a retrospective treatment-outcome study in a nation-wide representative sample of the adult population (about 15,000 individuals) of the Republic of Palau, an archipelago of Micronesia. RESULTS: From 188 respondents (61% female, age 16-87, median 48,), 30 different plants were used, mostly self-prepared (69%), or from a traditional healer (18%). For excess weight, when comparing the two most frequent plants, Morinda citrifolia L. was associated with more adequate outcome than Phaleria nishidae Kaneh. (P=0.05). In case of diabetes, when comparing Phaleria nishidae (=Phaleria nisidai) and Morinda citrifolia, the former was statistically more often associated with the reported outcome "lower blood sugar" (P=0.01). CONCLUSIONS: Statistical association between a plant used and reported outcome is not a proof of effectiveness or safety, but it can help select plants of interest for further studies, e.g. through a reverse pharmacology process, in search of local products which may have a positive impact on population health.