Semiclassical image potential at a solid surface

A surface dielectric function of a semi-infinite plane-bounded metal is defined in the spirit of the plasmon-pole dielectric function of the bulk. It is modeled in such a way that the surface-plasmon dispersion relation is recovered for small momentum transfer. This function is employed to compute the image potential at all distances outside the surface. Interaction with bulk modes is neglected for simplicity and clarity. The interaction of a massive point charge with a metal surface is also considered in the context of a boson model for surface-plasmon excitation. We present a new definition of the image potential for this case.

Exchange-correlation effects on quantum wires with spin-orbit interactions under the influence of in-plane magnetic fields.

Within the noncollinear local spin-density approximation, we have studied the ground state structure of a parabolically confined quantum wire submitted to an in-plane magnetic field, including both Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions. We have explored a wide range of linear electronic densities in the weak (strong) coupling regimes that appear when the ratio of spin-orbit to confining energy is small (large). These results are used to obtain the conductance of the wire. In the strong coupling limit, the interplay between the applied magnetic field¿irrespective of the in-plane direction, the exchange-correlation energy, and the spin-orbit energy-produces anomalous plateaus in the conductance vs linear density plots that are otherwise absent, or washes out plateaus that appear when the exchange-correlation energy is not taken into account.

Correction of through-plane deformation artifacts in stimulated echo acquisition mode cardiac imaging.

Attempts to use a stimulated echo acquisition mode (STEAM) in cardiac imaging are impeded by imaging artifacts that result in signal attenuation and nulling of the cardiac tissue. In this work, we present a method to reduce this artifact by acquiring two sets of stimulated echo images with two different demodulations. The resulting two images are combined to recover the signal loss and weighted to compensate for possible deformation-dependent intensity variation. Numerical simulations were used to validate the theory. Also, the proposed correction method was applied to in vivo imaging of normal volunteers (n = 6) and animal models with induced infarction (n = 3). The results show the ability of the method to recover the lost myocardial signal and generate artifact-free black-blood cardiac images.

Reconfigurable beams with arbitrary polarization and shape distributions at a given plane

Methods for generating beams with arbitrary polarization based on the use of liquid crystal displays have recently attracted interest from a wide range of sources. In this paper we present a technique for generating beams with arbitrary polarization and shape distributions at a given plane using a Mach-Zehnder setup. The transverse components of the incident beam are processed independently by means of spatial light modulators placed in each path of the interferometer. The modulators display computer generated holograms designed to dynamically encode any amplitude value and polarization state for each point of the wavefront in a given plane. The steps required to design such beams are described in detail. Several beams performing different polarization and intensity landscapes have been experimentally implemented. The results obtained demonstrate the capability of the proposed technique to tailor the amplitude and polarization of the beam simultaneously.

Scattering of quantum particles by gravitational plane waves

We consider the coupling of quantum massless and massive scalar particles with exact gravitational plane waves. The cross section for scattering of the quantum particles by the waves is shown to coincide with the classical cross section for scattering of geodesics. The expectation value of the scalar field stress tensor between scattering states diverges at the points where classical test particles focus after colliding with the wave. This indicates that back-reaction effects cannot be ignored for plane waves propagating in the presence of quantum particles and that classical singularities are likely to develop.

Particle creation in a colliding plane wave spacetime: Wave packet quantization

We use wave packet mode quantization to compute the creation of massless scalar quantum particles in a colliding plane wave spacetime. The background spacetime represents the collision of two gravitational shock waves followed by trailing gravitational radiation which focus into a Killing-Cauchy horizon. The use of wave packet modes simplifies the problem of mode propagation through the different spacetime regions which was previously studied with the use of monochromatic modes. It is found that the number of particles created in a given wave packet mode has a thermal spectrum with a temperature which is inversely proportional to the focusing time of the plane waves and which depends on the mode trajectory.

Revisiting Field Capacity (FC): variation of definition of FC and its estimation from pedotransfer functions

Taking into account the nature of the hydrological processes involved in in situ measurement of Field Capacity (FC), this study proposes a variation of the definition of FC aiming not only at minimizing the inadequacies of its determination, but also at maintaining its original, practical meaning. Analysis of FC data for 22 Brazilian soils and additional FC data from the literature, all measured according to the proposed definition, which is based on a 48-h drainage time after infiltration by shallow ponding, indicates a weak dependency on the amount of infiltrated water, antecedent moisture level, soil morphology, and the level of the groundwater table, but a strong dependency on basic soil properties. The dependence on basic soil properties allowed determination of FC of the 22 soil profiles by pedotransfer functions (PTFs) using the input variables usually adopted in prediction of soil water retention. Among the input variables, soil moisture content θ (6 kPa) had the greatest impact. Indeed, a linear PTF based only on it resulted in an FC with a root mean squared residue less than 0.04 m³ m-3 for most soils individually. Such a PTF proved to be a better FC predictor than the traditional method of using moisture content at an arbitrary suction. Our FC data were compatible with an equivalent and broader USA database found in the literature, mainly for medium-texture soil samples. One reason for differences between FCs of the two data sets of fine-textured soils is due to their different drainage times. Thus, a standardized procedure for in situ determination of FC is recommended.

ZHARP: three-dimensional motion tracking from a single image plane.

Three-dimensional imaging and quantification of myocardial function are essential steps in the evaluation of cardiac disease. We propose a tagged magnetic resonance imaging methodology called zHARP that encodes and automatically tracks myocardial displacement in three dimensions. Unlike other motion encoding techniques, zHARP encodes both in-plane and through-plane motion in a single image plane without affecting the acquisition speed. Postprocessing unravels this encoding in order to directly track the 3-D displacement of every point within the image plane throughout an entire image sequence. Experimental results include a phantom validation experiment, which compares zHARP to phase contrast imaging, and an in vivo study of a normal human volunteer. Results demonstrate that the simultaneous extraction of in-plane and through-plane displacements from tagged images is feasible.

Hypertension: la définition actuelle est-elle adaptée la femme [Hypertension: is the actual definition adapted to women?].

The control of blood pressure in men and women differs due to different physiological pathways. Moreover, conditions increasing the risk of hypertension, such as pre-eclampsia, exposure to oral contraceptives are specific to women. Men have a higher blood pressure than women from pubertal growth to advanced age. However, the definition of hypertension (blood pressure--140/90 mmHg) is the same for adult men and women. The management of hypertension should be based not only on the level of blood pressure, but also on the global cardiovascular risk. Sex is included in the global evaluation of the cardiovascular risk.

Duration of untreated psychosis : a proposition regarding treatment definition

La durée de psychose non traitée (Duration of Untreated Psychosis, DUP) est définie par le temps écoulé entre l'émergence d'un trouble psychotique et le début de son traitement. La réduction de la DUP est un des objectifs principaux des programmes spécialisés dans le traitement de la psychose émergente, de nombreux travaux de recherche suggérant qu'une DUP longue est associée à une évolution défavorable de la maladie. Ces résultats restent cependant controversés, certaines études ne démontrant pas une telle association. Cette contradiction dans les résultats pourrait être la conséquence d'un manque d'uniformité dans les définitions appliquées pour mesurer la DUP, plus particulièrement en ce qui concerne la définition de ce que l'on considère être « début » du traitement. En effet, si l'étude de la phase d'émergence de la pathologie psychotique a été le focus d'une attention considérable qui a conduit à un certain degré de consensus quant à sa définition, le concept de début du traitement n'est clairement pas défini de manière aussi homogène. Compte tenu de l'importance des enjeux relatifs à l'intervention précoce dans les troubles psychotiques, il nous a semblé utile d'explorer cette question de manière plus approfondie, considérant qu'un manque de consensus dans la définition de la DUP contribue certainement à troubler les résultats des études qui visent à évaluer son impact sur l'évolution de ces maladies. En conséquence, l'objectif premier de ce travail est d'explorer l'impact de l'application de diverses définitions de début de traitement sur l'estimation de la DUP. Dans un premier article, publié dans Acta Neuropsychiatrica en 2009 (Duration of untreated psychosis : What are we talking about ?), le focus a été placé sur une revue de littérature concernant les définitions utilisées pour caractériser la fin de la DUP ainsi que sur les conséquences possibles d'un manque de précision dans cette définition sur l'évaluation de l'impact d'un retard de traitement dans la psychose débutante. Ce travail nous a permis d'identifier trois groupes principaux de définition de fin de DUP (End of DUP ; E-DUP) parmi les multiples critères utilisés dans les études publiées. E-DUP-1 est définie par la mise en route d'un traitement antipsychotique, le plus souvent sans tenir compte ni du dosage prescrit, ni de l'adhérence au traitement. E-DUP-2 est définie par l'entrée dans un programme de traitement spécialisé, et E-DUP-3 enfin est définie par la conjonction de la prescription d'un traitement antipsychotique adapté, de l'adhérence à ce traitement, et de la mise en route d'une prise en charge dans un programme spécialisé. En conclusion, nous relevions que cette grande variété dans les définitions appliquées pour l'évaluation de la DUP avait probablement contribué à l'aspect contradictoire des résultats des études de son impact sur l'évolution des psychoses et qu'il était donc temps de proposer une définition de consensus. La deuxième étude a été conduite dans le cadre d'un suivi de cohorte mis en place dans le programme de Traitement et Intervention Précoce dans les troubles Psychotiques (TIPP) établi dans le Département de Psychiatrie du CHUV à Lausanne depuis 2004. Les objectifs de cette seconde étude étaient au nombre de trois: (1) Exploration des variations de la DUP en fonction de l'application de trois principales définitions de fin de DUP (E-DUP) identifiées dans la littérature ; (2) Evaluation de la proportion de patients remplissant au moins une fois au cours des 18 mois de traitement la définition de E-DUP la plus compatible avec les directives de traitement proposées par l'International Early Psychosis Association (patient est à la fois engagé dans le traitement et se montre compliant à la médication, E-DUP-3); (3) Enfin, identification desfacteurs qui caractérisent les patients qui ne remplissent jamais les critères de cette dernière définition. L'exploration de différentes durées de DUP en utilisant les trois définitions d'E-DUP a donné les résultats suivants : La DUP1 médiane (2.2 mois) était significativement plus courte que la DUP2 (7.4 mois), et la DUP3 (13.6 mois) était significativement la plus longue des trois. De plus, 19.7% des patients n'avaient jamais rempli les critères de E-DUP-3 ; on peut donc considérer que près de 20% des patients traités dans ce programme spécialisé ne recevaient pas un traitement adéquat selon les directives intrernationales actuellement reconnues. Sur la base de ces chiffres, il apparaît clairement que, dans les études de l'impact de la DUP sur l'évolution de la psychose débutante, bon nombre des patients pour lesquels on considère que la DUP est terminée ne sont en fait pas adéquatement traités. Il est en conséquence très probable que ceci ait faussé les résultats de ces études, et qu'une définition plus restrictive permettrait de répondre de manière plus précise à cette question. Les patients qui ne remplissaient pas les critères E-DUP3 au cours des 18 premiers mois de traitement étaient caractérisés par un moins bon niveau de fonctionnement au cours de leur vie (« lower lifetime SOFAS » ; p=0.017) et ils étaient plus susceptibles de consommer du cannabis à l'entrée du programme ???? (?2 (1, n=49)=4.241, p=0.039). Pour ceux qui avaient rempli les critères E-DUP-3 au cours des 18 mois, une longue DUP3 était associée avec un jeune âge au début des symptômes psychotiques (rs =-0.573, p<0.001), et avec un faible niveau de fonctionnement pré-morbide (score de PAS élevés (rs =0.373, p=0.001), niveau maximal au cours de la vie bas pour le GAF(rs =-0.367, p<0.001) et pour le SOFAS (rs =-0.314, p=0.003)). En conclusion, ce travail a permis de mettre en évidence une grande variabilité dans la définition de la fin de la DUP parmi les études publiées jusque à ce jour, et l'impact important que le choix d'une ou l'autre de ces définitions peut avoir sur l'estimation de la DUP. De plus, nous avons observé que malgré la mise en place d'un programme spécialisé, près de 20% des patients ne remplissent pas les critères d'exposition à un traitement adéquat au cours des 18 premiers mois de prise en charge. Il est donc probable que l'estimation de l'impact de la DUP ait été faussé par cette variabilité, et il semble important que la communauté scientifique s'accorde sur une définition plus rigoureuse de cette variable. Enfin, certaines caractéristiques permettent d'identifier les patients qui sont à risque de ne pas remplir les critères de traitement adéquat a cours des 18 premiers mois de prise en charge ; il est possible qu'une identification précoce de ceux-ci permette la mise en place de stratégies mieux adaptées pour les aider à s'engager dans les soins. Le futur développement de ce travail sera d'évaluer l'impact de la DUP sur l'évolution des patients au cours des 36 mois de traitement proposés dans le programme TIPP, en appliquant les divers critères E-DUP, afin de voir si notre hypothèse que la variation des définitions a effectivement faussé les résultats de telles études. Nous devons pour cela attendre qu'un nombre suffisant de patients ait complété les 36 mois de traitement, de manière à avoir une puissance statistique suffisante pour répondre clairement à cette question.

Importance of a three-dimensional measure of humeral head subluxation in osteoarthritic shoulders.

HYPOTHESIS: During total shoulder arthroplasty (TSA), humeral head subluxation may be difficult to manage. Furthermore, there is a risk for postoperative recurrence of subluxation, affecting the outcome of TSA. An accurate evaluation of the subluxation is necessary to evaluate this risk. Currently, subluxation is measured in 2 dimensions (2D), usually relative to the glenoid face. The goal of this study was to extend this measure to 3 dimensions (3D) to compare glenohumeral and scapulohumeral subluxation and to evaluate the association of subluxation with the glenoid version. MATERIALS AND METHODS: The study analyzed 112 computed tomography scans of osteoarthritic shoulders. We extended the usual 2D definition of glenohumeral subluxation, scapulohumeral subluxation, and glenoid version by measuring their orientation in 3D relative to the scapular plane and the scapular axis. We evaluated statistical associations between subluxation and version in 2D and 3D. RESULTS: Orientation of subluxation and version covered all sectors of the glenoid surface. Scapulohumeral subluxation and glenoid version were highly correlated in amplitude (R(2) = 0.71; P < .01) and in orientation (R(2) = 0.86; P < .01). Approximately every degree of glenoid version induced 1% of scapulohumeral subluxation in the same orientation of the version. Conversely, glenohumeral subluxation was not correlated to glenoid version in 2D or in 3D. CONCLUSIONS: Orientation of the humeral subluxation is rarely within the arbitrary computed tomography plane and should therefore be measured in 3D to detect out-of-plane subluxation. Scapulohumeral subluxation and glenoid version measured in 3D could bring valuable information for decision making during TSA.