Experimental analysis of the flow between stay and guide vanes of a pump-turbine in pumping mode

An experimental study was conducted in a pump-turbine model in pumping mode, in order to characterize the flow field structure in the region between stay and guide vanes, using mainly the laser-Doppler anemometry in a two-color and back-scattered light-based system. The structure of the steady and unsteady flow was analyzed. The measurements were performed at three operation points. The obtained data provide appropriate boundary conditions and a good base of validation for numerical codes, and for the understanding of main loss mechanisms of this complex flow.

Radiography, computed tomography and magnetic resonance imaging at 0.5 Tesla of mechanically inducedosteoarthritis in rabbit knees

In the present experimental study we assessed induced osteoarthritis data in rabbits, compared three diagnostic methods, i.e., radiography (XR), computed tomography (CT) and magnetic resonance imaging (MRI), and correlated the imaging findings with those obtained by macroscopic evaluation. Ten young female rabbits of the Norfolk breed were used. Seven rabbits had the right knee immobilized in extension for a period of 12 weeks (immobilized group), and three others did not have a limb immobilized and were maintained under the same conditions (control group). Alterations observed by XR, CT and MRI after the period of immobilization were osteophytes, osteochondral lesions, increase and decrease of joint space, all of them present both in the immobilized and non-immobilized contralateral limbs. However, a significantly higher score was obtained for the immobilized limbs (XT: P = 0.016, CT: P = 0.031, MRI: P = 0.0156). All imaging methods were able to detect osteoarthritis changes after the 12 weeks of immobilization. Macroscopic evaluation identified increased thickening of joint capsule, proliferative and connective tissue in the femoropatellar joint, and irregularities of articular cartilage, especially in immobilized knees. The differences among XR, CT and MRI were not statistically significant for the immobilized knees. However, MRI using a 0.5 Tesla scanner was statistically different from CT and XR for the non-immobilized contralateral knees. We conclude that the three methods detected osteoarthritis lesions in rabbit knees, but MRI was less sensitive than XR and CT in detecting lesions compatible with initial osteoarthritis. Since none of the techniques revealed all the lesions, it is important to use all methods to establish an accurate diagnosis.

Avaliação do metabolismo dos fosfatos de alta energia em pacientes com doença de Chagas

FUNDAMENTO: Anormalidades do metabolismo miocárdico têm sido observadas em pacientes com insuficiência cardíaca de diferentes etiologias. A espectroscopia por ressonância magnética (ERM) com fósforo 31 é uma técnica não invasiva que permite a detecção de alterações metabólicas miocárdicas. OBJETIVO: Determinar o metabolismo de repouso dos fosfatos de alta energia em pacientes portadores de doença de Chagas (DC) pela ERM com fósforo 31. MÉTODOS: Foram estudados 39 pacientes com DC, sendo 23 com função ventricular preservada (Grupo FP) e 16 com disfunção ventricular (Grupo DV), avaliados pela ecodopplercardiografia. A ERM da região anterosseptal foi realizada nos 39 pacientes e em 8 indivíduos normais (Grupo C), por meio de um aparelho Phillips de 1,5 Tesla, obtendo-se a relação fosfocreatina/trifosfato de adenosina beta (PCr/β-ATP) miocárdicos. RESULTADOS: Os níveis cardíacos de PCr/β-ATP estavam reduzidos no Grupo DV em relação ao Grupo FP, e estes apresentaram níveis reduzidos em relação ao Grupo C (Grupo DV: 0,89 ± 0,31 vs Grupo FP: 1,47 ± 0,34 vs Grupo C: 1,88 ± 0,08, p < 0,001). Houve correlação entre a fração de ejeção do ventrículo esquerdo e a PCr/β-ATP nos 39 pacientes estudados (r = 0,64, p < 0,001). Os pacientes em classe funcional I (n = 22) apresentaram PCr/β-ATP de 1,45 ± 0,35, e aqueles em classes funcionais II e III (n = 17), PCr/β-ATP de 0,94 ± 0,36 (p < 0,001). CONCLUSÃO: A ERM permitiu detectar de forma não invasiva alterações no metabolismo energético em pacientes com DC, mesmo sem disfunção sistólica; tais alterações estavam relacionadas com a gravidade do comprometimento cardíaco.

Aplicações da tomografia de ressonância magnética nuclear como método não-destrutivo para avaliar os efeitos de injúrias mecânicas em goiabas 'Paluma' e 'Pedro Sato'

Objetivou-se determinar o potencial do uso da tomografia de ressonância magnética, como método não-destrutivo, para avaliar os efeitos das injúrias mecânicas em goiabas. Foram utilizados frutos no estádio de maturação "de vez" das cultivares Paluma e Pedro Sato. Na injúria por impacto, os frutos foram deixados cair, em queda livre, de uma altura de 1,20 m, sofrendo dois impactos, em lados opostos de sua porção equatorial. Na injúria por compressão, os frutos foram submetidos a um peso de 29,4 N, por 15 minutos. Para a injúria por corte, foram efetuados dois cortes, no sentido longitudinal dos frutos, de exatamente 30 mm de comprimento por 2 mm de profundidade. Os frutos injuriados foram armazenados sob condições de ambiente (22 ± 2 °C e 40 %UR). Foram realizadas análises com tomógrafo de ressonância magnética Varian Inova de 2 Tesla. As imagens foram obtidas a partir da detecção dos prótons de hidrogênio (¹H). Para cada fruto, foram obtidos tomogramas simétricos a partir do centro do fruto. A tomografia de ressonância magnética nuclear mostrou-se uma ferramenta eficaz na detecção de injúrias internas de frutos. O estresse físico causado pelo impacto produziu um colapso interno nos lóculos desses frutos (internal bruising), levando à perda da integridade celular e a conseqüente liquefação dos tecidos placentários. A cultivar Pedro Sato mostrou uma suscetibilidade maior à injúria por impacto que a 'Paluma'. A injúria por compressão tornou-se mais evidente no pericarpo externo do fruto, de ambas as cultivares. A injúria por corte levou a lignificação dos tecidos no local injuriado e deformações superficiais devido à perda acentuada de matéria fresca no local da lesão, evidentes no sexto dia de avaliação.

Meningiomas parasselares: aspectos na ressonância magnética

Foram revistos 22 casos de meningiomas parasselares avaliados por ressonância magnética em clínicas privadas nas cidades de Niterói e Rio de Janeiro, RJ. O objetivo deste trabalho é demonstrar os aspectos de imagem encontrados neste tumor. Os equipamentos utilizados tinham 0,5 e 1,0 Tesla, respectivamente, com aquisição de seqüências multiplanares ponderadas em T1 (antes e após a administração de gadolínio) e em T2. Os sintomas principais foram cefaléia e alterações visuais, tendo apenas um caso cursado com hiperprolactinemia. O aspecto mais freqüente foi o de massa parasselar hipointensa em T1 e hiperintensa em T2, impregnando-se intensamente pelo gadolínio. A ressonância magnética é útil não apenas na demonstração da lesão mas, sobretudo, na avaliação do comprometimento das estruturas vizinhas, especialmente do seio cavernoso, o que explica as alterações visuais encontradas.

Microadenomas hipofisários: revisão de 95 casos

Procedemos a uma revisão de 95 casos de microadenomas hipofisários, evidenciados por ressonância magnética, nas instituições: Hospital Santa Cruz/Beneficência Portuguesa de Niterói e Clínica X-Labs/Rio de Janeiro. O objetivo foi verificar o tipo principal, incidência, proximidade à haste hipofisária, correlacionando-os com dados clínico-laboratoriais. Os equipamentos utilizados foram de 0,5 Tesla (Gyroscan T5 III da Philips e Vectra da GE) e 1,0 Tesla (Signa da GE), sendo realizadas seqüências rápidas, antes e após administração venosa do meio de contraste paramagnético (gadolínio). Predominaram pacientes do sexo feminino, com prolactinomas, sendo as queixas mais freqüentes: galactorréia, amenorréia e hiperprolactinemia. Em contraste à literatura corrente, observamos que mais freqüentemente a haste hipofisária encontrava-se centrada. Na detecção dos microadenomas é fundamental a injeção venosa do gadolínio o mais próximo possível da aquisição das imagens, sendo recomendável utilizar metade da dose do meio de contraste.

Angiografia por ressonância magnética na avaliação das artérias renais: achados de imagem

OBJETIVO: Descrever as indicações, os principais diagnósticos e os achados de imagem nas angiografias por ressonância magnética das artérias renais. MATERIAIS E MÉTODOS: Estudo retrospectivo, no período de 6/12/2001 a 11/3/2004, num total de 56 exames, totalizando 111 artérias renais estudadas. Os exames foram realizados em um equipamento de 1,5 tesla, segundo o protocolo do Serviço. RESULTADOS: Foi demonstrado que 55,4% (n = 31) pacientes eram masculinos e 44,6% (n = 25), femininos. O paciente mais novo tinha 12 anos e o mais velho, 88 anos. De um total de 25 diferentes indicações, a hipertensão arterial sistêmica com 26,7% (n = 15) foi a principal, seguida de dor abdominal e/ou lombar com 12,5% (n = 7), aneurisma da aorta abdominal com 10,7% (n = 6), estenose da artéria renal com 8,9% (n = 5), e outros. No que se refere às imagens, 43 (76,7%) exames tiveram algum tipo de alteração e 13 (23,2%) foram normais. Dentre os que tinham alterações, a maioria se deu no calibre, e dentre elas, as irregularidades parietais, aneurismas e estenoses foram as mais comuns. Na artéria renal direita as alterações mais comuns foram as irregularidades parietais com 17,87% (n = 10), e na artéria renal esquerda foram as estenoses com 25,45% (n = 14). CONCLUSÃO: A angio-RM mostrou-se excelente método no estudo das artérias renais, devido à sua sensibilidade e capacidade multiplanar para avaliar as estruturas vasculares.

Avaliação quantitativa das forças laterais da patela: ressonância magnética estática e cinemática

OBJETIVO: Avaliar a validade da ressonância magnética cinemática combinada com a ressonância magnética estática no estudo da articulação femoropatelar. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram realizadas ressonância magnética estática e ressonância magnética cinemática em 20 voluntários assintomáticos (40 joelhos) e em 23 pacientes (43 joelhos), em aparelho de configuração fechada de 1,5 tesla de campo. Os indivíduos foram posicionados na extremidade da mesa, em 30° de flexão. A translação patelar foi avaliada medindo-se o desvio da bissetriz, o deslocamento lateral da patela e o ângulo de inclinação da patela. Para a comparação entre os estudos estático e cinemático, foi utilizado o teste não-paramétrico de Wilcoxon. Para a comparação entre os voluntários e os pacientes, foi utilizado o teste de Mann-Whitney. RESULTADOS: Houve diferenças significantes entre a ressonância magnética estática e a ressonância magnética cinemática (p < 0,05) nos três parâmetros utilizados. No grupo dos pacientes, as diferenças entre a ressonância magnética estática e a ressonância magnética cinemática foram maiores que nos voluntários a 20° e a 30° de flexão, com o desvio da bissetriz e com o deslocamento lateral da patela. CONCLUSÃO: A combinação da ressonância magnética estática e ressonância magnética cinemática evidenciou que a força resultante lateral é maior na faixa de 20° e 30° de flexão, especialmente nos indivíduos sintomáticos, para a instabilidade femoropatelar.

O valor da ultra-sonografia e da ressonância magnética fetal na avaliação das hérnias diafragmáticas

OBJETIVO: Demonstrar a significância dos achados da ressonância magnética e da ultra-sonografia na caracterização pré-natal e avaliação do prognóstico de pacientes com hérnia diafragmática congênita. MATERIAIS E MÉTODOS: Catorze gestantes (idade gestacional média de 28,7 semanas) examinadas com ultra-sonografia e apresentando fetos com suspeita de hérnia diafragmática congênita foram avaliadas por meio da ressonância magnética. Os exames foram realizados em aparelho de 1,5 tesla usando seqüências-padrão. Dois radiologistas avaliaram as imagens e estabeleceram os achados por consenso. RESULTADOS: Doze fetos tinham hérnia diafragmática à esquerda e dois, à direita. O fígado fetal foi localizado no interior do tórax de cinco fetos pela ultra-sonografia (três com hérnia diafragmática esquerda e dois com hérnia diafragmática direita) e de oito pela ressonância magnética (seis com hérnia diafragmática esquerda e dois com hérnia diafragmática direita). Herniação do estômago e alças de intestino delgado foi observada em todos os fetos com hérnia diafragmática esquerda (n = 12), tanto pela ultra-sonografia quanto pela ressonância magnética. Oito fetos sobreviveram após cirurgia (sete com hérnia diafragmática esquerda e um com hérnia diafragmática direita). CONCLUSÃO: A ultra-sonografia e a ressonância magnética são métodos de imagens complementares na avaliação das hérnias diafragmáticas congênitas. A ressonância magnética pode auxiliar a ultra-sonografia na avaliação da posição do fígado, o qual representa importante fator prognóstico.

Whole-body MRI: comprehensive evaluation on a 48-channel 3T MRI system in less than 40 minutes. Preliminary results

OBJECTIVE: To evaluate a comprehensive MRI protocol that investigates for cancer, vascular disease, and degenerative/inflammatory disease from the head to the pelvis in less than 40 minutes on a new generation 48-channel 3T system. MATERIALS AND METHODS: All MR studies were performed on a 48-channel 3T MR scanner. A 20-channel head/neck coil, two 18-channel body arrays, and a 32-channel spine array were employed. A total of 4 healthy individuals were studied. The designed protocol included a combination of single-shot T2-weighted sequences, T1-weighted 3D gradient-echo pre- and post-gadolinium. All images were retrospectively evaluated by two radiologists independently for overall image quality. RESULTS: The image quality for cancer was rated as excellent in the liver, pancreas, kidneys, lungs, pelvic organs, and brain, and rated as fair in the colon and breast. For vascular diseases ratings were excellent in the aorta, major branch vessel origins, inferior vena cava, portal and hepatic veins, rated as good in pulmonary arteries, and as poor in the coronary arteries. For degenerative/inflammatory diseases ratings were excellent in the brain, liver and pancreas. The inter-observer agreement was excellent. CONCLUSION: A comprehensive and time efficient screening for important categories of disease processes may be achieved with high quality imaging in a new generation 48-channel 3T system.

Arc fusion of self-fluxed nickel alloys

Self-fluxed nickel alloys are usually flame fused after thermal spraying. However, due to the practical aspects of high temperatures reached during flame fusing, large structures such as the hydraulic turbines for power generation, can not be efficiently coated. An alternative is to fuse the sprayed coating with a gas tungsten electric arc. In this case, heating is much more intensive and substrate temperature during and after the fusing operation is much lower, thus reducing the possibility that any problem will occur. In this work, coatings of self-fluxed nickel alloy fused by flame and gas tungsten arc were evaluated as protection of hydraulic turbines against cavitational damage. Several tests were performed, including the ASTM ultrasonically vibration-induced cavitation, optical and scanning electronic microscopic metallography, and hardness tests. The results showed that the arc-fused coating presented better cavitation damage resistance, probably due to its finer microstructure. A field application of this new technique is also described. A self-fluxed Ni alloy was flame sprayed in critical regions of Francis-type hydraulic turbine blades and fused by a gas tungsten arc after spraying. The blades will be inspected during the next two years.

Thalamic metabolic abnormalities in patients with Huntington's disease measured by magnetic resonance spectroscopy

Huntington's disease (HD) is a neurologic disorder that is not completely understood; its fundamental physiological mechanisms and chemical effects remain somewhat unclear. Among these uncertainties, we can highlight information about the concentrations of brain metabolites, which have been widely discussed. Concentration differences in affected, compared to healthy, individuals could lead to the development of useful tools for evaluating the progression of disease, or to the advance of investigations of different/alternative treatments. The aim of this study was to compare the thalamic concentration of metabolites in HD patients and healthy individuals using magnetic resonance spectroscopy. We used a 2.0-Tesla magnetic field, repetition time of 1500 ms, and echo time of 135 ms. Spectra from 40 adult HD patients and 26 control subjects were compared. Quantitative analysis was performed using the LCModel method. There were statistically significant differences between HD patients and controls in the concentrations ofN-acetylaspartate+N-acetylaspartylglutamate (NAA+NAAG; t-test, P<0.001), and glycerophosphocholine+phosphocholine (GPC+PCh;t-test, P=0.001) relative to creatine+phosphocreatine (Cr+PCr). The NAA+NAAG/Cr+PCr ratio was decreased by 9% and GPC+PCh/Cr+PCr increased by 17% in patients compared with controls. There were no correlations between the concentration ratios and clinical features. Although these results could be caused by T1 and T2 changes, rather than variations in metabolite concentrations given the short repetition time and long echo time values used, our findings point to thalamic dysfunction, corroborating prior evidence.