Axial sub-nanometer accuracy in digital holographic microscopy

We present state-of-the-art dual-wavelength digital holographic microscopy (DHM) measurement on a calibrated 8.9 nm high chromium thin step sample and demonstrate sub-nanometer axial accuracy. By using a modified DHM reference calibrated hologram (RCH) reconstruction method, a temporal averaging procedure and a specific dual-wavelength DHM arrangement, it is shown that specimen topography can be measured with an accuracy, defined as the axial standard deviation, reduced to at least 0.9 nm. Indeed for the first time to the best of our knowledge, it is reported that averaging each of the two wavefronts recorded with real-time dual-wavelength DHM can provide up to 30% spatial noise reduction for the given configuration. Moreover, the presented experimental configuration achieves a temporal stability below 0.8 nm, thus paving the way to Angström range for dual-wavelength DHM.

Structural analysis of Turtle mountain (Alberta) using digital elevation model: Toward a progressive failure

In 1903, the eastern slope of Turtle Mountain (Alberta) was affected by a 30 M m3-rockslide named Frank Slide that resulted in more than 70 casualties. Assuming that the main discontinuity sets, including bedding, control part of the slope morphology, the structural features of Turtle Mountain were investigated using a digital elevation model (DEM). Using new landscape analysis techniques, we have identified three main joint and fault sets. These results are in agreement with those sets identified through field observations. Landscape analysis techniques, using a DEM, confirm and refine the most recent geology model of the Frank Slide. The rockslide was initiated along bedding and a fault at the base of the slope and propagated up slope by a regressive process following a surface composed of pre-existing discontinuities. The DEM analysis also permits the identification of important geological structures along the 1903 slide scar. Based on the so called Sloping Local Base Level (SLBL) an estimation was made of the present unstable volumes in the main scar delimited by the cracks, and around the south area of the scar (South Peak). The SLBL is a method permitting a geometric interpretation of the failure surface based on a DEM. Finally we propose a failure mechanism permitting the progressive failure of the rock mass that considers gentle dipping wedges (30°). The prisms or wedges defined by two discontinuity sets permit the creation of a failure surface by progressive failure. Such structures are more commonly observed in recent rockslides. This method is efficient and is recommended as a preliminary analysis prior to field investigation.

Cohort profile: Antiretroviral Therapy Cohort Collaboration (ART-CC).

The advent of effective combination antiretroviral therapy (ART) in 1996 resulted in fewer patients experiencing clinical events, so that some prognostic analyses of individual cohort studies of human immunodeficiency virus-infected individuals had low statistical power. Because of this, the Antiretroviral Therapy Cohort Collaboration (ART-CC) of HIV cohort studies in Europe and North America was established in 2000, with the aim of studying the prognosis for clinical events in acquired immune deficiency syndrome (AIDS) and the mortality of adult patients treated for HIV-1 infection. In 2002, the ART-CC collected data on more than 12,000 patients in 13 cohorts who had begun combination ART between 1995 and 2001. Subsequent updates took place in 2004, 2006, 2008, and 2010. The ART-CC data base now includes data on more than 70,000 patients participating in 19 cohorts who began treatment before the end of 2009. Data are collected on patient demographics (e.g. sex, age, assumed transmission group, race/ethnicity, geographical origin), HIV biomarkers (e.g. CD4 cell count, plasma viral load of HIV-1), ART regimen, dates and types of AIDS events, and dates and causes of death. In recent years, additional data on co-infections such as hepatitis C; risk factors such as smoking, alcohol and drug use; non-HIV biomarkers such as haemoglobin and liver enzymes; and adherence to ART have been collected whenever available. The data remain the property of the contributing cohorts, whose representatives manage the ART-CC via the steering committee of the Collaboration. External collaboration is welcomed. Details of contacts are given on the ART-CC website (www.art-cohort-collaboration.org).

Cerebral perfusion CT: Current state of the art : P44

Purpose: The aim of this educational poster is to introduce the technical principles of cerebral perfusion CT and to provide examples of its clinical applications and potential limitations in the everyday emergency practice. Methods and materials: Cerebral perfusion CT is a well established investigatory tool for many vascular and parenchymal brain dysfunctions. CT perfusion maps allow a semiquantitative assessment of cerebral perfusion. Results: Currently, cerebral perfusion CT has a pivotal role in differentiating reversible from irreversible ischemic parenchymal insult besides its integral role in grading vasospasm after subarachnoid hemorrhage. Furthermore, cerebral perfusion CT can be coupled to acetazolamide administration in order to assess the cerebrovascular reserve capacity before performing extra-/intra-cranial bypass surgery in patients with cerebral vascular insufficiency. Cerebral perfusion CT can also identify diffuse abnormalities of cerebral perfusion in children with traumatic brain injury showing a low initial GCS in order to predict the final outcome regarding the late occurrence of irreversible parenchymal damage. Cerebral Perfusion CT is also able to detect focal parenchymal perfusion abnormalities in acute epileptic seizures. Conclusion: Cerebral perfusion CT can be integrated in the management of many vascular, traumatic and functional disorders of the brain.

Low-frequency drug-resistant HIV-1 and risk of virological failure to first-line NNRTI-based ART: a multicohort European case-control study using centralized ultrasensitive 454 pyrosequencing.

OBJECTIVES: It is still debated if pre-existing minority drug-resistant HIV-1 variants (MVs) affect the virological outcomes of first-line NNRTI-containing ART. METHODS: This Europe-wide case-control study included ART-naive subjects infected with drug-susceptible HIV-1 as revealed by population sequencing, who achieved virological suppression on first-line ART including one NNRTI. Cases experienced virological failure and controls were subjects from the same cohort whose viraemia remained suppressed at a matched time since initiation of ART. Blinded, centralized 454 pyrosequencing with parallel bioinformatic analysis in two laboratories was used to identify MVs in the 1%-25% frequency range. ORs of virological failure according to MV detection were estimated by logistic regression. RESULTS: Two hundred and sixty samples (76 cases and 184 controls), mostly subtype B (73.5%), were used for the analysis. Identical MVs were detected in the two laboratories. 31.6% of cases and 16.8% of controls harboured pre-existing MVs. Detection of at least one MV versus no MVs was associated with an increased risk of virological failure (OR = 2.75, 95% CI = 1.35-5.60, P = 0.005); similar associations were observed for at least one MV versus no NRTI MVs (OR = 2.27, 95% CI = 0.76-6.77, P = 0.140) and at least one MV versus no NNRTI MVs (OR = 2.41, 95% CI = 1.12-5.18, P = 0.024). A dose-effect relationship between virological failure and mutational load was found. CONCLUSIONS: Pre-existing MVs more than double the risk of virological failure to first-line NNRTI-based ART.

NYVAC immunization induces polyfunctional HIV-specific T-cell responses in chronically-infected, ART-treated HIV patients.

We report the results of the Theravac-01 phase I trial, which was conducted to evaluate the safety and immunogenicity of a poxvirus-based vector, NYVAC, expressing Gag, Pol, Nef, and Env from an HIV clade B isolate. NYVAC-B vaccine was injected intra-muscularly into ten HIV-infected patients successfully treated with antiretroviral therapy, twice on day 0 and again at week 4. Safety and immunogenicity were monitored for 48 weeks. HIV-specific T-cell responses following immunization were quantitatively analyzed using an IFN-γ ELISPOT assay and qualitatively characterized for their functional profile (including multiple cytokines secretion plus cytotoxic and proliferation capacity) by polychromatic flow cytometry. Our results indicate that the NYVAC-B vaccine is safe and highly immunogenic, as indicated by increased HIV-specific T-cell responses in virtually all vaccinees. Interestingly, both an expansion of preexisting T-cell responses, and the appearance of newly detected HIV-specific CD4(+) and CD8(+) T-cell responses were observed. Furthermore, immunization mostly induced an increase in Gag-specific T-cell responses. In conclusion, NYVAC-B immunization induces broad, vigorous, and polyfunctional HIV-specific T-cell responses, suggesting that poxvirus-based vaccine regimens may be instrumental in the therapeutic HIV vaccine field.

Comparative study of human erythrocytes by digital holographic microscopy, confocal microscopy, and impedance volume analyzer.

Red blood cell (RBC) parameters such as morphology, volume, refractive index, and hemoglobin content are of great importance for diagnostic purposes. Existing approaches require complicated calibration procedures and robust cell perturbation. As a result, reference values for normal RBC differ depending on the method used. We present a way for measuring parameters of intact individual RBCs by using digital holographic microscopy (DHM), a new interferometric and label-free technique with nanometric axial sensitivity. The results are compared with values achieved by conventional techniques for RBC of the same donor and previously published figures. A DHM equipped with a laser diode (lambda = 663 nm) was used to record holograms in an off-axis geometry. Measurements of both RBC refractive indices and volumes were achieved via monitoring the quantitative phase map of RBC by means of a sequential perfusion of two isotonic solutions with different refractive indices obtained by the use of Nycodenz (decoupling procedure). Volume of RBCs labeled by membrane dye Dil was analyzed by confocal microscopy. The mean cell volume (MCV), red blood cell distribution width (RDW), and mean cell hemoglobin concentration (MCHC) were also measured with an impedance volume analyzer. DHM yielded RBC refractive index n = 1.418 +/- 0.012, volume 83 +/- 14 fl, MCH = 29.9 pg, and MCHC 362 +/- 40 g/l. Erythrocyte MCV, MCH, and MCHC achieved by an impedance volume analyzer were 82 fl, 28.6 pg, and 349 g/l, respectively. Confocal microscopy yielded 91 +/- 17 fl for RBC volume. In conclusion, DHM in combination with a decoupling procedure allows measuring noninvasively volume, refractive index, and hemoglobin content of single-living RBCs with a high accuracy.

The human CFTR protein expressed in CHO cells activates aquaporin-3 in a cAMP-dependent pathway: study by digital holographic microscopy.

The transmembrane water movements during cellular processes and their relationship to ionic channel activity remain largely unknown. As an example, in epithelial cells it was proposed that the movement of water could be directly linked to cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) protein activity through a cAMP-stimulated aqueous pore, or be dependent on aquaporin. Here, we used digital holographic microscopy (DHM) an interferometric technique to quantify in situ the transmembrane water fluxes during the activity of the epithelial chloride channel, CFTR, measured by patch-clamp and iodide efflux techniques. We showed that the water transport measured by DHM is fully inhibited by the selective CFTR blocker CFTRinh172 and is absent in cells lacking CFTR. Of note, in cells expressing the mutated version of CFTR (F508del-CFTR), which mimics the most common genetic alteration encountered in cystic fibrosis, we also show that the water movement is profoundly altered but restored by pharmacological manipulation of F508del-CFTR-defective trafficking. Importantly, whereas activation of this endogenous water channel required a cAMP-dependent stimulation of CFTR, activation of CFTR or F508del-CFTR by two cAMP-independent CFTR activators, genistein and MPB91, failed to trigger water movements. Finally, using a specific small-interfering RNA against the endogenous aquaporin AQP3, the water transport accompanying CFTR activity decreased. We conclude that water fluxes accompanying CFTR activity are linked to AQP3 but not to a cAMP-stimulated aqueous pore in the CFTR protein.

Les principes régissant l'exécution des peines privatives de liberté ( art. 74 et 75 al. 1 CP)

CHAPITRE PREMIER: INTRODUCTION 1. Considérer l'idéal... L'idéal n'est probablement pas de ce monde, mais il importe de tendre vers lui. Il restera peut-être hors de portée, mais le seul fait de le considérer doit déjà être assimilé à un progrès. Dans le cadre de l'exécution des peines privatives de liberté, l'idéal dont nous parlons ici fait référence à la prise en charge du détenu et à la volonté d'offrir à ce dernier, un jour, la possibilité de réintégrer la société. Le système carcéral se doit dès lors de mettre tout en oeuvre pour permettre au détenu d'acquérir les outils nécessaires à sa future liberté; cette liberté qui, dès les premiers jours d'incarcération déjà, devra être envisagée. L'idéal est donc de voir le détenu évoluer progressivement vers le monde libre, le respect de ce monde et des valeurs qu'il véhicule. C'est l'idéal que dessine le nouveau Code pénal (CP), plus particulièrement au travers des principes qu'il consacre aux articles 74 et 75 al. 1 CP: «le détenu a droit au respect de [sa] dignité»; «l'exercice de [ses] droits ne peut être restreint que dans la mesure requise par la privation de liberté et par les exigences de la vie collective dans l'établissement»; «l'exécution de la peine [...] doit améliorer le comportement social du détenu»; «l'exécution de la peine doit correspondre autant que possible à des conditions de vie ordinaires, assurer au détenu l'assistance nécessaire» et «combattre les effets nocifs de la privation de liberté». De la réalité carcérale à l'idéal législatif, il est toutefois certains écueils. Les différents professionnels qui sont en contact avec les détenus le confirmeront volontiers, pour la plupart. Il existe des détenus qui ne veulent pas se réintégrer diront certains, alors que d'autres mettront en avant l'insuffisance de moyens humains ou financiers. Une réalité doit cependant triompher de toutes les autres: il est nécessaire de faire évoluer le système pénitentiaire. Tout comme la société, dont elle est partie intégrante, la prison doit évoluer avec son temps, et les développements que suit le monde libre se doivent d'aller au-delà des murs. Notre approche de la thématique restera évidemment théorique, mais elle sera dictée par cette volonté progressiste. Si les concepts abordés peuvent parfois paraître naïfs dans leur développement, ils n'en seront pas moins l'expression d'un idéal, celui-là même qu'il est bon de considérer, parfois, pour permettre le progrès. II. La méthodologie La difficulté de traiter des principes régissant l'exécution des peines privatives de liberté est multiple. L'une des premières problématiques est liée au fédéralisme suisse et au fait que l'exécution des peines ressort de la compétence cantonale (art. 123 al. 2 Cst.). Il en résulte des pratiques cantonales parfois différentes. Il est alors non seulement difficile d'aborder l'ensemble des ces différences, mais il peut même être discutable de les tolérer, au sens où elles présentent parfois des inégalités de traitement entre les détenus du pays. L'attribution récente de compétences expresses en la matière à la Confédération (art. 123 al. 3ère phr. Cst.) devrait toutefois permettre, à notre sens, de réduire ces inégalités et, plus généralement, de favoriser une uniformisation des pratiques à travers le pays. Une deuxième difficulté est due à l'évolution législative actuelle. En effet, l'entrée en vigueur du nouveau Code pénal impose une «mise à jour» substantielle aux cantons, dont les normes mais aussi les infrastructures doivent être adaptées au nouveau droit. Au-delà du nombre considérable de bases légales que compte notre pays en matière d'exécution des peines privatives de liberté, il faut en outre jongler avec l'élaboration d'une multitude de nouvelles lois cantonales. Nous renonçons à dresser ici la liste exhaustive des bases légales cantonales concernées, non seulement parce qu'il nous paraît difficile de connaître l'ensemble de ces évolutions législatives récentes ou à venir, mais aussi parce qu'il s'agit avant tout de traiter de problématiques générales soulevées par l'exécution des peines privatives de liberté, ce qui ne nécessite pas une revue exhaustive des différentes législations cantonales. Certaines de ces bases légales seront néanmoins mentionnées, ci et là, pour illustrer ou appuyer quelques-uns de nos propos. La troisième difficulté qu'il faut mentionner ici relève du lien étroit qui existe entre le droit de l'exécution des peines et la criminologie, ainsi que, plus généralement, l'ensemble des sciences s'intéressant à la déviance en tant que maladie (psychiatrie, psychologie, médecine, etc.). Il nous semble en effet difficile de traiter de la prise en charge du détenu par la seule voie juridique et, à ce titre, nous proposerons une analyse empreinte de considérations criminologiques substantielles et notamment de différentes données fournies par des études de criminologie. Dans la limite de nos compétences - plus que restreintes en la matière -, il sera parfois également traité de l'exécution des peines sous l'angle de la psychologie, de la psychiatrie, ou encore de la médecine. Enfin, il faut reconnaître que la thématique traitée est vaste. Les différents principes énumérés aux articles 74 et 75 al. 1 CP ne peuvent en effet être abordés sans que référence soit faite aux nombreuses dispositions traitant de l'exécution des peines privatives de liberté et qui se doivent d'en être la consécration. Cette réalité impose une approche générale du fonctionnement du milieu carcéral et l'analyse de l'exécution d'une peine privative de liberté sur toute sa durée, du premier jour d'incarcération jusqu'à la libération, en passant par les différents aménagements et élargissements possibles qui, très souvent, seront essentiels à la réintégration sociale du détenu. En l'espèce, il nous semble nécessaire de rappeler ici la particularité de la population étudiée, qui se distingue notamment par son hétérogénéité. Or, il ne sera pas toujours possible, dans le cadre de ce travail tout au moins, de s'arrêter sur les spécificités propres à chaque type de détenu(s). On pense ici plus particulièrement aux détenus étrangers - qui sont nombreux dans les prisons suisses -, plus particulièrement lorsque ceux-ci font l'objet d'une mesure d'expulsion au terme de leur peine. Certains se demandent en effet s'il est pertinent de favoriser la resocialisation d'un individu qui ne résidera pas en Suisse une fois libéré, sans parler des difficultés pratiques qu'il peut y avoir à proposer un régime progressif, et plus particulièrement l'ouverture vers l'extérieur, à des gens qui n'ont, aux plus proches alentours (la Suisse est un petit pays) de l'établissement de détention, aucune attache sociale. Il nous semble toutefois ressortir du devoir étatique d'offrir, à ces personnes aussi, une exécution de peine qui, dans toute la mesure du possible, ressemble à celle réservée aux indigènes. C'est dans cette optique, d'ailleurs, que nous tenterons de traiter de quelques unes des principales problématiques soulevées par la mise en application des principes régissant l'exécution des peines privatives de liberté.