Addition of inspiratory resistance increases the amplitude of the slow component of O2 uptake kinetics.

The contribution of respiratory muscle work to the development of the O(2) consumption (Vo(2)) slow component is a point of controversy because it has been shown that the increased ventilation in hypoxia is not associated with a concomitant increase in Vo(2) slow component. The first purpose of this study was thus to test the hypothesis of a direct relationship between respiratory muscle work and Vo(2) slow component by manipulating inspiratory resistance. Because the conditions for a Vo(2) slow component specific to respiratory muscle can be reached during intense exercise, the second purpose was to determine whether respiratory muscles behave like limb muscles during heavy exercise. Ten trained subjects performed two 8-min constant-load heavy cycling exercises with and without a threshold valve in random order. Vo(2) was measured breath by breath by using a fast gas exchange analyzer, and the Vo(2) response was modeled after removal of the cardiodynamic phase by using two monoexponential functions. As anticipated, when total work was slightly increased with loaded inspiratory resistance, slight increases in base Vo(2), the primary phase amplitude, and peak Vo(2) were noted (14.2%, P < 0.01; 3.5%, P > 0.05; and 8.3%, P < 0.01, respectively). The bootstrap method revealed small coefficients of variation for the model parameter, including the slow-component amplitude and delay (15 and 19%, respectively), indicating an accurate determination for this critical parameter. The amplitude of the Vo(2) slow component displayed a 27% increase from 8.1 +/- 3.6 to 10.3 +/- 3.4 ml. min(-1). kg(-1) (P < 0.01) with the addition of inspiratory resistance. Taken together, this increase and the lack of any differences in minute volume and ventilatory parameters between the two experimental conditions suggest the occurrence of a Vo(2) slow component specific to the respiratory muscles in loaded condition.

The cover basement contact beneath the Rawil axial depression (Western Alps) - True amplitude seismic processing, petrophysical properties, and modeling

Since 1986, several near-vertical seismic reflection profiles have been recorded in Switzerland in order to map the deep geologic structure of the Alps. One objective of this endeavour has been to determine the geometries of the autochthonous basement and of the external crystalline massifs, important elements for understanding the geodynamics of the Alpine orogeny. The PNR-20 seismic line W1, located in the Rawil depression of the western Swiss Alps, provides important information on this subject. It extends northward from the `'Penninic front'' across the Helvetic nappes to the Prealps. The crystalline massifs do not outcrop along this profile. Thus, the interpretation of `'near-basement'' reflections has to be constrained by down-dip projections of surface geology, `'true amplitude'' processing, rock physical property studies and modelling. 3-D seismic modelling has been used to evaluate the seismic response of two alternative down-dip projection models. To constrain the interpretation in the southern part of the profile, `'true amplitude'' processing has provided information on the strength of the reflections. Density and velocity measurements on core samples collected up-dip from the region of the seismic line have been used to evaluate reflection coefficients of typical lithologic boundaries in the region. The cover-basement contact itself is not a source of strong reflections, but strong reflections arise from within the overlaying metasedimentary cover sequence, allowing the geometry of the top of the basement to be determined on the basis of `'near-basement'' reflections. The front of the external crystalline massifs is shown to extend beneath the Prealps, about 6 km north of the expected position. A 2-D model whose seismic response shows reflection patterns very similar to the observed is proposed.

Impact of perinatal factors on continuous early monitoring of brain electrocortical activity in very preterm newborns by amplitude-integrated EEG.

Background:Amplitude-integrated electroencephalogram (aEEG) is increasingly used for neuromonitoring in preterms. We aimed to quantify the effects of gestational age (GA), postnatal age (PNA), and other perinatal factors on the development of aEEG early after birth in very preterm newborns with normal cerebral ultrasounds.Methods:Continuous aEEG was prospectively performed in 96 newborns (mean GA: 29.5 (range: 24.4-31.9) wk, birth weight 1,260 (580-2,120) g) during the first 96 h of life. aEEG tracings were qualitatively (maturity scores) and quantitatively (amplitudes) evaluated using preestablished criteria.Results:A significant increase in all aEEG measures was observed between day 1 and day 4 and for increasing GA (P < 0.001). The effect of PNA on aEEG development was 6.4- to 11.3-fold higher than that of GA. In multivariate regression, GA and PNA were associated with increased qualitative and quantitative aEEG measures, whereas small-for-GA status was independently associated with increased maximum aEEG amplitude (P = 0.003). Morphine administration negatively affected all aEEG measures (P < .05), and caffeine administration negatively affected qualitative aEEG measures (P = 0.02).Conclusion:During the first few days after birth, aEEG activity in very preterm infants significantly develops and is strongly subjected to the effect of PNA. Perinatal factors may alter the early aEEG tracing and interfere with its interpretation.

Mesurer l'amplitude articulaire du genou: goniométre universel ou smartphone [Measurement of the knee range of motion: standard goniometer or smartphone?].

Universal standard goniometer is an essential tool to measure articulations' range of motion (ROM). In this time of technological advances and increasing use of smartphones, new measurement's tools appear as specific smartphone applications. This article compares the iOS application "Knee Goniometer" with universal standard goniometer to assess knee ROM. To our knowledge, this is the first study that uses a goniometer application in a clinical context. The purpose of this study is to determine if this application could be used in clinical practice.

Positive contrast visualization of iron oxide-labeled stem cells using inversion-recovery with ON-resonant water suppression (IRON)

In proton magnetic resonance imaging (MRI) metallic substances lead to magnetic field distortions that often result in signal voids in the adjacent anatomic structures. Thus, metallic objects and superparamagnetic iron oxide (SPIO)-labeled cells appear as hypointense artifacts that obscure the underlying anatomy. The ability to illuminate these structures with positive contrast would enhance noninvasive MR tracking of cellular therapeutics. Therefore, an MRI methodology that selectively highlights areas of metallic objects has been developed. Inversion-recovery with ON-resonant water suppression (IRON) employs inversion of the magnetization in conjunction with a spectrally-selective on-resonant saturation prepulse. If imaging is performed after these prepulses, positive signal is obtained from off-resonant protons in close proximity to the metallic objects. The first successful use of IRON to produce positive contrast in areas of metallic spheres and SPIO-labeled stem cells in vitro and in vivo is presented.

Positive contrast MR-lymphography using inversion recovery with ON-resonant water suppression (IRON).

PURPOSE: To investigate the utility of inversion recovery with ON-resonant water suppression (IRON) to create positive signal in normal lymph nodes after injection of superparamagnetic nanoparticles. MATERIALS AND METHODS: Experiments were conducted on six rabbits, which received a single bolus injection of 80 mumol Fe/kg monocrystalline iron oxide nanoparticle (MION-47). Magnetic resonance imaging (MRI) was performed at baseline, 1 day, and 3 days after MION-47 injection using conventional T(1)- and T(2)*-weighted sequences and IRON. Contrast-to-noise ratios (CNR) were measured in blood and in paraaortic lymph nodes. RESULTS: On T(2)*-weighted images, as expected, signal attenuation was observed in areas of paraaortic lymph nodes after MION-47 injection. However, using IRON the paraaortic lymph nodes exhibited very high contrast enhancement, which remained 3 days after injection. CNR with IRON was 2.2 +/- 0.8 at baseline, increased markedly 1 day after injection (23.5 +/- 5.4, P < 0.01 vs. baseline), and remained high after 3 days (21.8 +/- 5.7, *P < 0.01 vs. baseline). CNR was also high in blood 1 day after injection (42.7 +/- 7.2 vs. 1.8 +/- 0.7 at baseline, P < 0.01) but approached baseline after 3 days (1.9 +/- 1.4, P = NS vs. baseline). CONCLUSION: IRON in conjunction with superparamagnetic nanoparticles can be used to perform 'positive contrast' MR-lymphography, particularly 3 days after injection of the contrast agent, when signal is no longer visible within blood vessels. The proposed method may have potential as an adjunct for nodal staging in cancer screening.

Steady-state equilibrium phase inversion recovery ON-resonant water suppression (IRON) MR angiography in conjunction with superparamagnetic nanoparticles. A robust technique for imaging within a wide range of contrast agent dosages.

PURPOSE: To investigate the ability of inversion recovery ON-resonant water suppression (IRON) in conjunction with P904 (superparamagnetic nanoparticles which consisting of a maghemite core coated with a low-molecular-weight amino-alcohol derivative of glucose) to perform steady-state equilibrium phase MR angiography (MRA) over a wide dose range. MATERIALS AND METHODS: Experiments were approved by the institutional animal care committee. Rabbits (n = 12) were imaged at baseline and serially after the administration of 10 incremental dosages of 0.57-5.7 mgFe/Kg P904. Conventional T1-weighted and IRON MRA were obtained on a clinical 1.5 Tesla (T) scanner to image the thoracic and abdominal aorta, and peripheral vessels. Contrast-to-noise ratios (CNR) and vessel sharpness were quantified. RESULTS: Using IRON MRA, CNR and vessel sharpness progressively increased with incremental dosages of the contrast agent P904, exhibiting constantly higher contrast values than T1 -weighted MRA over a very wide range of contrast agent doses (CNR of 18.8 ± 5.6 for IRON versus 11.1 ± 2.8 for T1 -weighted MRA at 1.71 mgFe/kg, P = 0.02 and 19.8 ± 5.9 for IRON versus -0.8 ± 1.4 for T1-weighted MRA at 3.99 mgFe/kg, P = 0.0002). Similar results were obtained for vessel sharpness in peripheral vessels, (Vessel sharpness of 46.76 ± 6.48% for IRON versus 33.20 ± 3.53% for T1-weighted MRA at 1.71 mgFe/Kg, P = 0.002, and of 48.66 ± 5.50% for IRON versus 19.00 ± 7.41% for T1-weighted MRA at 3.99 mgFe/Kg, P = 0.003). CONCLUSION: Our study suggests that quantitative CNR and vessel sharpness after the injection of P904 are consistently higher for IRON MRA when compared with conventional T1-weighted MRA. These findings apply for a wide range of contrast agent dosages.

Pulse wave amplitude drops during sleep are reliable surrogate markers of changes in cortical activity

Rapport de synthèseLe syndrome d'apnées obstructives du sommeil (SAOS) est une pathologie respiratoire fréquente. Sa prévalence est estimée entre 2 et 5% de la population adulte générale. Ses conséquences sont importantes. Notamment, une somnolence diurne, des troubles de la concentration, des troubles de la mémoire et une augmentation du risque d'accident de la route et du travail. Il représente également un facteur de risque cardiovasculaire indépendant.Ce syndrome est caractérisé par la survenue durant le sommeil d'obstructions répétées des voies aériennes supérieures. L'arrêt ou la diminution d'apport en oxygène vers les poumons entraîne des épisodes de diminution de la saturation en oxygène de l'hémoglobine. Les efforts ventilatoires visant à lever l'obstacle présent sur les voies aériennes causent de fréquents réveils à l'origine d'une fragmentation du sommeil.La polysomnographie (PSG) représente le moyen diagnostic de choix. Il consiste en l'enregistrement dans un laboratoire du sommeil et en présence d'un technicien diplômé, du tracé électroencéphalographique (EEG), de l'électrooculogramme (EOG), de l'électromyogramme mentonnier (EMG), du flux respiratoire nasal, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de l'électrocardiogramme (ECG), des mouvements thoraciques et abdominaux, de la position du corps et des mouvements des jambes. L'examen est filmé par caméra infrarouge et les sons sont enregistrés.Cet examen permet entre autres mesures, de déterminer les événements respiratoires obstructifs nécessaires au diagnostic de syndrome d'apnée du sommeil. On définit une apnée lors d'arrêt complet du débit aérien durant au moins 10 secondes et une hypopnée en cas, soit de diminution franche de l'amplitude du flux respiratoire supérieure à 50% durant au moins 10 secondes, soit de diminution significative (20%) de l'amplitude du flux respiratoire pendant au minimum 10 secondes associée à un micro-éveil ou à une désaturation d'au moins 3% par rapport à la ligne de base. La détection des micro-éveils se fait en utilisant les dérivations électroencéphalographiques, électromyographiques et électrooculographiques. Il existe des critères visuels de reconnaissance de ces éveils transitoire: apparition de rythme alpha (8.1 à 12.0 Hz) ou beta (16 à 30 Hz) d'une durée supérieure à 3 secondes [20-21].Le diagnostic de S AOS est retenu si l'on retrouve plus de 5 événements respiratoires obstructifs par heure de sommeil associés soit à une somnolence diurne évaluée selon le score d'Epworth ou à au moins 2 symptômes parmi les suivants: sommeil non réparateur, étouffements nocturne, éveils multiples, fatigue, troubles de la concentration. Le S AOS est gradué en fonction du nombre d'événements obstructifs par heure de sommeil en léger (5 à 15), modéré (15 à 30) et sévère (>30).La polysomnographie (PSG) comporte plusieurs inconvénients pratiques. En effet, elle doit être réalisée dans un laboratoire du sommeil avec la présence permanente d'un technicien, limitant ainsi son accessibilité et entraînant des délais diagnostiques et thérapeutiques. Pour ces mêmes raisons, il s'agit d'un examen onéreux.La polygraphie respiratoire (PG) représente l'alternative diagnostique au gold standard qu'est l'examen polysomnographique. Cet examen consiste en l'enregistrement en ambulatoire, à savoir au domicile du patient, du flux nasalrespiratoire, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de la position du corps et du ronflement (par mesure de pression).En raison de sa sensibilité et sa spécificité moindre, la PG reste recommandée uniquement en cas de forte probabilité de SAOS. Il existe deux raisons principales à l'origine de la moindre sensibilité de l'examen polygraphique. D'une part, du fait que l'état de veille ou de sommeil n'est pas déterminé avec précision, il y a dilution des événements respiratoires sur l'ensemble de l'enregistrement et non sur la période de sommeil uniquement. D'autre part, en l'absence de tracé EEG, la quantification des micro-éveils est impossible. Il n'est donc pas possible dans l'examen poly graphique, de reconnaître une hypopnée en cas de diminution de flux respiratoire de 20 à 50% non associée à un épisode de désaturation de l'hémoglobine de 3% au moins. Alors que dans l'examen polysomnographique, une telle diminution du flux respiratoire pourrait être associée à un micro-éveil et ainsi comptabilisée en tant qu'hypopnée.De ce constat est né la volonté de trouver un équivalent de micro-éveil en polygraphie, en utilisant les signaux à disposition, afin d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique.Or plusieurs études ont démontrés que les micro-éveils sont associés à des réactions du système nerveux autonome. Lors des micro-éveils, on met en évidence la survenue d'une vasoconstriction périphérique. La variation du tonus sympathique associée aux micro-éveils peut être mesurée par différentes méthodes. Les variations de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie représentant un marqueur fiable de la vasoconstriction périphérique associée aux micro-réveils, il paraît donc opportun d'utiliser ce marqueur autonomique disponible sur le tracé des polygraphies ambulatoires afin de renforcer la sensibilité de cet examen.Le but de l'étude est d'évaluer la sensibilité des variations de l'amplitude de l'onde de pouls pour détecter des micro-réveils corticaux afin de trouver un moyen d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique et de renforcer ainsi sont pouvoir diagnostic.L'objectif est de démontrer qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde pouls est concomitante à une activation corticale correspondant à un micro¬réveil. Cette constatation pourrait permettre de déterminer une hypopnée, en polygraphie, par une diminution de 20 à 50% du flux respiratoire sans désaturation de 3% mais associée à une baisse significative de l'amplitude de pouls en postulant que l'événement respiratoire a entraîné un micro-réveil. On retrouve par cette méthode les mêmes critères de scoring d'événements respiratoires en polygraphie et en polysomnographie, et l'on renforce la sensibilité de la polygraphie par rapport au gold standard polysomnographique.La méthode consiste à montrer en polysomnographie qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie est associée à une activation du signal électroencéphalographique, en réalisant une analyse spectrale du tracé EEG lors des baisses d'amplitude du signal d'onde de pouls.Pour ce faire nous avons réalisé une étude rétrospective sur plus de 1000 diminutions de l'amplitude de l'onde de pouls sur les tracés de 10 sujets choisis de manière aléatoire parmi les patients référés dans notre centre du sommeil (CIRS) pour suspicion de trouble respiratoire du sommeil avec somnolence ou symptomatologie diurne.Les enregistrements nocturnes ont été effectués de manière standard dans des chambres individuelles en utilisant le système d'acquisition Embla avec l'ensemble des capteurs habituels. Les données ont été par la suite visuellement analysées et mesurées en utilisant le software Somnologica version 5.1, qui fournit un signal de l'amplitude de l'onde de pouls (puise wave amplitude - PWA).Dans un premier temps, un technicien du sommeil a réalisé une analyse visuelle du tracé EEG, en l'absence des données du signal d'amplitude d'onde de pouls. Il a déterminé les phases d'éveil et de sommeil, les stades du sommeil et les micro¬éveils selon les critères standards. Les micro-éveils sont définis lors d'un changement abrupt dans la fréquence de l'EEG avec un pattern d'ondes thêta-alpha et/ou une fréquence supérieure à 16 Hz (en l'absence de fuseau) d'une durée d'au minimum trois secondes. Si cette durée excède quinze secondes, l'événement correspond à un réveil.Puis, deux investigateurs ont analysé le signal d'amplitude d'onde de pouls, en masquant les données du tracé EEG qui inclut les micro-éveils. L'amplitude d'onde de pouls est calculée comme la différence de valeur entre le zénith et le nadir de l'onde pour chaque cycle cardiaque. Pour chaque baisse de l'amplitude d'onde de pouls, la plus grande et la plus petite amplitude sont déterminées et le pourcentage de baisse est calculé comme le rapport entre ces deux amplitudes. On retient de manière arbitraire une baisse d'au moins 20% comme étant significative. Cette limite a été choisie pour des raisons pratiques et cliniques, dès lors qu'elle représentait, à notre sens, la baisse minimale identifiable à l'inspection visuelle. Chaque baisse de PWA retenue est divisée en 5 périodes contiguës de cinq secondes chacune. Deux avant, une pendant et deux après la baisse de PWA.Pour chaque période de cinq secondes, on a pratiqué une analyse spectrale du tracé EEG correspondant. Le canal EEG C4-A1 est analysé en utilisant la transformée rapide de Fourier (FFT) pour chaque baisse de PWA et pour chaque période de cinq secondes avec une résolution de 0.2 Hz. La distribution spectrale est catégorisée dans chaque bande de fréquence: delta (0.5 à 4.0 Hz); thêta (4.1 à 8.0Hz); alpha (8.1 à 12.0 Hz); sigma (12.1 à 16 Hz) et beta (16.1 à 30.0 Hz). La densité de puissance (power density, en μΥ2 ) pour chaque bande de fréquence a été calculée et normalisée en tant que pourcentage de la puissance totale. On a déterminé, ensuite, la différence de densité de puissance entre les 5 périodes par ANOVA on the rank. Un test post hoc Tukey est été utilisé pour déterminer si les différences de densité de puissance étaient significatives. Les calculs ont été effectués à l'aide du software Sigmastat version 3.0 (Systat Software San Jose, California, USA).Le principal résultat obtenu dans cette étude est d'avoir montré une augmentation significative de la densité de puissance de l'EEG pour toutes les bandes de fréquence durant la baisse de l'amplitude de l'onde de pouls par rapport à la période avant et après la baisse. Cette augmentation est par ailleurs retrouvée dans la plupart des bande de fréquence en l'absence de micro-réveil visuellement identifié.Ce résultat témoigné donc d'une activation corticale significative associée à la diminution de l'onde de pouls. Ce résulat pourrait permettre d'utiliser les variations de l'onde de pouls dans les tracés de polygraphie comme marqueur d'une activation corticale. Cependant on peut dire que ce marqueur est plus sensible que l'analyse visuelle du tracé EEG par un technicien puisque qu'on notait une augmentation de lactivité corticale y compris en l'absence de micro-réveil visuellement identifié. L'application pratique de ces résultats nécessite donc une étude prospective complémentaire.

Delayed Cyclic Activity Development on Early Amplitude-Integrated EEG in the Preterm Infant with Brain Lesions.

Background: Maturation of amplitude-integrated electroencephalogram (aEEG) activity is influenced by both gestational age (GA) and postmenstrual age. It is not fully known how this process is influenced by cerebral lesions. Objective: To compare early aEEG developmental changes between preterm newborns with different degrees of cerebral lesions on cranial ultrasound (cUS). Methods: Prospective cohort study on preterm newborns with GA <32.0 weeks, undergoing continuous aEEG recording during the first 84 h after birth. aEEG characteristics were qualitatively and quantitatively evaluated using pre-established criteria. Based on cUS findings three groups were formed: normal (n = 78), mild (n = 20), and severe cerebral lesions (n = 6). Linear mixed models for repeated measures were used to analyze aEEG maturational trajectories. Results: 104 newborns with a mean GA (range) 29.5 (24.4-31.7) weeks, and birth weight 1,220 (580-2,020) g were recruited. Newborns with severe brain lesions started with similar aEEG scores and tendentially lower aEEG amplitudes than newborns without brain lesions, and showed a slower development of the cyclic activity (p < 0.001), but a more rapid increase of the maximum and minimum aEEG amplitudes (p = 0.002 and p = 0.04). Conclusions: Preterm infants with severe cerebral lesions manifest a maturational delay in the aEEG cyclic activity already early after birth, but show a catch-up of aEEG amplitudes to that of newborns without cerebral lesions. Changes in the maturational aEEG pattern may be a marker of severe neurological lesions in the preterm infant.