Cloning and expression of the gene encoding the major surface protein 5 (MSP5) of Anaplasma phagocytophilum and potential application for serodiagnosis

BACKGROUND: Anaplasma phagocytophilum (formerly known as the human granulocytic ehrlichia, Ehrlichia equi and Ehrlichia phagocytophila) is an obligate intracellular organism causing clinical disease in humans and various species of domestic animals. OBJECTIVES: The objectives of this investigation were to sequence and clone the major surface protein 5 (MSP5) of A phagocytophilum and to evaluate the suitability of this antigen in the serologic diagnosis of anaplasmosis in humans and dogs. METHODS: The msp5 gene of A phagocytophilum was sequenced, cloned, and expressed in Escherichia coli. The predicted amino acid sequence homology of the various MSP5/major antigenic protein 2 orthologs was compared among various Anaplasma and Ehrlichia species. Recombinant MSP5 of A phagocytophilum was used in an ELISA to detect antibodies in serum samples from humans and dogs infected with the organism. RESULTS: Serum samples from 104 individuals previously diagnosed with A phagocytophilum infection, as well as samples from clinically healthy humans, were tested. In addition, multiple samples from 4 dogs experimentally infected with 2 different geographic isolates of A phagocytophilum and 5 dogs naturally infected with a Swiss isolate were tested using ELISA. Using this group of immunofluorescent antibody test-positive and immunofluorescent antibody test-negative samples, we found the overall agreement between assays to be >90%. CONCLUSIONS: These results indicate that recombinant MSP5 has potential for use as a diagnostic test antigen to detect infection with A phagocytophilum in both dogs and humans. However, sequence similarities among orthologs of MSP5 in related species of anaplasma and ehrlichia suggest that cross-reactivity among these pathogens is likely if the entire peptide is used as a test antigen.

Effects of continuous remifentanil administration on intra-operative subcutaneous tissue oxygen tension

Surgical stress response markedly increases sympathetic nerve activity and catecholamine concentrations. This may contribute to peripheral vasoconstriction, reduced wound perfusion and subsequent tissue hypoxia. Opioids are known to depress the hypothalamic-adrenal response to surgery in a dose-dependent manner. We tested the hypothesis that continuous remifentanil administration produces improved subcutaneous tissue oxygen tension compared to fentanyl bolus administration. Forty-six patients undergoing major abdominal surgery were randomly assigned to receive either fentanyl bolus administration or continuous remifentanil infusion. Mean subcutaneous tissue oxygen values over the entire intra-operative period were significantly higher in the remifentanil group, when compared to the fentanyl group: 8 (2) kPa vs 6.7 (1.5) kPa, % CI difference: - 2.3 kPa to - 0.3 kPa, p = 0.013. Continuous intra-operative opioid administration may blunt vasoconstriction caused by surgical stress and adrenergic responses more than an equi-effective anaesthetic regimen based on smaller-dose bolus opioid administration.

Maternal transfer of IgE and subsequent development of IgE responses in the horse (Equus callabus)

Immunoglobulin E (IgE) mediates the immune response to parasites, but can also cause allergies. In humans maternal IgE is not transferred to cord blood and high levels of cord blood IgE are associated with subsequent allergy. In horses, both maternal IgG and IgE are transferred via colostrum; the IgE levels in the mare's serum, the colostrum and the foal's serum are correlated but the consequences of IgE transfer to foals are not known. By about 6 weeks of age the levels of IgE in foal serum have dropped to a nadir, at 6 months of age the level of IgE has risen only very slightly and is no longer correlated with the levels seen at birth, IgE(+) B-cells could be detected in lymphoid follicles of some foals at this age. Surprisingly, the levels of total IgE detected in a foals serum at 6 months of age are significantly correlated with the level in its serum at 1, 2 and even 3 years of age suggesting that by 6 months of age the foals are synthesizing IgE and that a pattern of relatively higher or lower total serum IgE has been established. The neonatal intestinal mucosa contained connective tissue mast cells which stained for bound IgE in foals up to 9 weeks of age but not mucosal mast cells, thereafter, the intestinal mast cells were IgE negative until 6 months of age. IgE antibodies to Culicoides nubeculosus salivary antigens were detected in Swiss born foals from imported Icelandic mares allergic to Culicoides spp. yet the foals showed no signs of skin sensitization and such second generation foals are known not to have an increased risk of developing allergy to Culicoides. Overall this evidence suggests there is a minimal effector role of maternal IgE also that maternal IgE has waned prior to the onset of IgE synthesis in foals and does not support maternal priming of IgE responses in foals. Furthermore the total levels of IgE in any given foal are seen to be relatively high or low from soon after the onset of IgE synthesis, and most likely they are determined by genetic factors.

Diseases in neonatal foals. Part 2: potential risk factors for a higher incidence of infectious diseases during the first 30 days post partum

REASON FOR PERFORMING STUDY: The development of clinical illness in foals is usually predetermined by perinatal history, management or stressful environmental conditions. OBJECTIVES: To determine potential risk factors for an increased incidence of infectious diseases during the first 30 days post partum. METHODS: The population consisted of Thoroughbred foals born on stud farms in the Newmarket (UK) area in 2005 (n = 1031). They were followed for their first 30 days. Factors suspected to influence the incidence of infectious neonatal diseases were examined in a logistic regression approach for each of the 3 outcomes (total infectious diseases, systemic disease with diarrhoea and total infectious diseases excluding diarrhoea). All 28 factors were either foal or mare or stud farm related. RESULTS: Several significant risk factors for a higher disease incidence, such as birth complications, colostrum intake by stomach tube and leucocytosis 12-48 h post partum were identified. The factor 'boarding stud' seemed to be protective against disease. CONCLUSION: Some factors, such as the mare's time at stud before foaling, the mare's rotavirus vaccination schedule and fibrinogen-values that empirically had been linked to the outcome previously were not confirmed as relevant. This included the reported useful prophylactic treatment with antimicrobial drugs. POTENTIAL RELEVANCE: Factors to be considered when evaluating newborn foals include: stud management, the birth process, route of colostrum intake, white and red blood cells, and the date of birth. These may help to detect foals at risk to develop an infection so that targeted prophylactic measures can be initiated.

Diseases in neonatal foals. Part 1: the 30 day incidence of disease and the effect of prophylactic antimicrobial drug treatment during the first three days post partum

REASONS FOR PERFORMING STUDY: Neonatal diseases have been grouped and analysed but up-to-date statistically significant information about the incidence and prevalence of diseases in foals is limited. Since the 1950s it has been a common management practice to administer a 3 day course of antimicrobial drugs to neonatal foals. This was shown to significantly reduce the incidence of infections (Platt 1977). Since then management practices have improved and it is widely believed that prophylactic antimicrobial drugs are no longer necessary in foal rearing. OBJECTIVES: To determine the 30 day incidences or prevalences (depending on case definition) of various diseases and conditions in the neonatal foal and ascertain the influence of a prophylactic 3 day treatment on the frequency of infections. METHODS: The population consisted of Thoroughbred foals born on stud farms in the Newmarket (UK) area in 2005 (n = 1031). Depending on the stud farm's practice in the use of prophylactic antimicrobial drugs, 2 groups of newborn foals (treated and untreated) were identified and followed for 30 days. RESULTS: The 30 day incidences of infectious diseases under study were between 0.2% (osteomyelitis) and 5.85% (systemic disease with diarrhoea). The overall incidence for 'total infectious diseases' was 8.27%. The most commonly observed noninfectious condition was limb deformities (12.11% of all foals). There was no significant difference in the incidence of infectious diseases between the 2 groups. CONCLUSION: Infectious diseases are still an important problem in neonatal foals requiring further investigation as to which factors other than antimicrobial prophylaxis are relevant for disease prevention. POTENTIAL RELEVANCE: The results provide an up-to-date overview about the frequencies of various neonatal foal diseases. They do not support the traditional prophylactic use of antimicrobials to prevent infectious diseases in healthy newborn foals. However, it should be noted that this study was not a randomised controlled trial and therefore does not provide the strongest possible evidence for this conclusion.

Mesenteric lymphangitis and sepsis due to RTX toxin-producing Actinobacillus spp in 2 foals with hypothyroidism-dysmaturity syndrome

Actinobacillus suis-like organisms (ASLOs) have been isolated from the genital, respiratory, and digestive tracts of healthy adult horses, horses with respiratory disease, and septic foals. Two foals with congenital hypothyroidism-dysmaturity syndrome from separate farms developed ASLO infection. At necropsy, both had contracted carpal flexor tendons, thyroid hyperplasia, and thrombotic and necrotizing mesenteric lymphangitis and lymphadenitis; one foal also had mandibular prognathism. Numerous ASLOs were isolated from tissues from both foals, including intestine. Biochemical testing and mass spectrometric analysis of the two Actinobacillus isolates did not allow unequivocal identification. Comparative genetic analysis was done on these and similar isolates, including phylogeny based on 16S rRNA, rpoB and recN genes, as well as RTX (repeat in toxin) toxin typing of apxIA-apxIVA and aqxA genes. One isolate was identified as Actinobacillus suis sensu stricto, based on the presence of apxIA and apxIIA but not aqxA, whereas the other isolate had aqxA but neither apxIA nor apxIIA, consistent with A equuli ssp haemolyticus. Based on genotypic analysis of the isolates included for comparison, 3 of 3 equine ASLOs and 2 of 5 A equuli isolates were reclassified as A equuli subsp haemolyticus, emphasizing the importance of toxin genotyping in accurate classification of actinobacilli.

Clinical evaluation of the new coat colour macchiato in a male Franches-Montagnes horse

In April 2008 a Franches-Montagnes colt was born with an unusual coat colour phenotype which had never been observed in that population before. The foal showed extended white markings on body and legs, a white head and blue eyes. As both parents have an unremarkable bay coat colour phenotype, a de novo mutation was expected in the offspring and a candidate gene approach revealed a spontaneous mutation in the microphthalmia associated transcription factor gene (MITF). A detailed clinical examination in 2010 indicated an impaired hearing capacity. As in the American Paint Horse large white facial markings in combination with blue eyes are associated with deafness, the hearing capacity of the stallion was closer examined performing brainstem auditory-evoked responses (BAER). The BAER confirmed bilateral deafness in the Franches-Montagnes colt. It is assumed that the deafness is caused by a melanocyte deficiency caused by the MITF gene mutation. Unfortunately, due to castration of the horse, the causal association between the mutation in the MITF gene and clinical findings cannot be confirmed by experimental matings.

Congenital Hepatic Fibrosis in the Franches-Montagnes Horse Is Associated with the Polycystic Kidney and Hepatic Disease 1 (PKHD1) Gene

Congenital hepatic fibrosis has been described as a lethal disease with monogenic autosomal recessive inheritance in the Swiss Franches-Montagnes horse breed. We performed a genome-wide association study with 5 cases and 12 controls and detected an association on chromosome 20. Subsequent homozygosity mapping defined a critical interval of 952 kb harboring 10 annotated genes and loci including the polycystic kidney and hepatic disease 1 (autosomal recessive) gene (PKHD1). PKHD1 represents an excellent functional candidate as variants in this gene were identified in human patients with autosomal recessive polycystic kidney and hepatic disease (ARPKD) as well as several mouse and rat mutants. Whereas most pathogenic PKHD1 variants lead to polycystic defects in kidney and liver, a small subset of the human ARPKD patients have only liver symptoms, similar to our horses with congenital hepatic fibrosis. The PKHD1 gene is one of the largest genes in the genome with multiple alternative transcripts that have not yet been fully characterized. We sequenced the genomes of an affected foal and 46 control horses to establish a comprehensive list of variants in the critical interval. We identified two missense variants in the PKHD1 gene which were strongly, but not perfectly associated with congenital hepatic fibrosis. We speculate that reduced penetrance and/or potential epistatic interactions with hypothetical modifier genes may explain the imperfect association of the detected PKHD1 variants. Our data thus indicate that horses with congenital hepatic fibrosis represent an interesting large animal model for the liver-restricted subtype of human ARPKD.

Antinociceptive effect of buprenorphine and evaluation of the nociceptive withdrawal reflex in foals.

OBJECTIVE To elicit and evaluate the NWR (nociceptive withdrawal reflex) in 2 and 11 day old foals, to investigate if buprenorphine causes antinociception and determine if the NWR response changes with increasing age. The effect of buprenorphine on behaviour was also evaluated. STUDY DESIGN Prospective, experimental cross-over trial. ANIMALS Nine Norwegian Fjord research foals. METHODS Buprenorphine, 10 μg kg(-1) was administered intramuscularly (IM) to the same foal at 2 days and at 11 days of age. The NWR and the effect of buprenorphine were evaluated by electromyograms recorded from the left deltoid muscle following electrical stimulation of the left lateral palmar nerve at the level of the pastern. Mentation, locomotor activity and respiratory rate were recorded before and after buprenorphine administration. RESULTS We were able to evoke the NWR and temporal summation in foals using this model. Buprenorphine decreased the root mean square amplitude following single electrical stimulation (p < 0.001) in both age groups, and increased the NWR threshold following single electrical stimulation in 2 day old foals (p = 0.0012). Repeated electrical stimulation at 2 Hz was more effective to elicit temporal summation compared to 5 Hz (p < 0.001). No effect of age upon the NWR threshold was found (p = 0.34). Sedation when left undisturbed (11 occasions), increased locomotor activity when handled (9 occasions) and tachypnea (13 occasions) were common side-effects of buprenorphine. CONCLUSION AND CLINICAL RELEVANCE These findings indicate that buprenorphine has antinociceptive effect in foals. Opioid side effects often recognized in adult horses also occur in foals.

Localización y mapeo visual monocular para robot móvil terrestre aplicado a la inspección ultrasónica aeronáutica

En el ámbito de la robótica de servicio, actualmente no existe una solución automatizada para la inspección ultrasónica de las partes de material compuesto de una aeronave durante las operaciones de mantenimiento que realiza la aerolínea. El desarrollo de las nuevas técnicas de acoplamiento acústico en seco en el método de inspección no destructiva por ultrasonidos, está conduciendo a posibilitar su uso con soluciones de menor coste respecto a las técnicas tradicionales, sin perder eficacia para detectar las deficiencias en las estructuras de material compuesto. Aunque existen aplicaciones de esta técnica con soluciones manuales, utilizadas en las fases de desarrollo y fabricación del material compuesto, o con soluciones por control remoto en sectores diferentes al aeronáutico para componentes metálicos, sin embargo, no existen con soluciones automatizadas para la inspección no destructiva por ultrasonidos de las zonas del avión fabricadas en material compuesto una vez la aeronave ha sido entregada a la aerolínea. El objetivo de este trabajo fin de master es evaluar el sistema de localización, basado en visión por ordenador, de una solución robotizada aplicada la inspección ultrasónica estructural de aeronaves en servicio por parte de las propias aerolíneas, utilizando las nuevas técnicas de acoplamiento acústico en seco, buscando la ventaja de reducir los tiempos y los costes en las operaciones de mantenimiento. Se propone como solución un robot móvil autónomo de pequeño tamaño, con control de posición global basado en técnicas de SLAM Visual Monocular, utilizando marcadores visuales externos para delimitar el área de inspección. Se ha supuesto la inspección de elementos de la aeronave cuya superficie se pueda considerar plana y horizontal, como son las superficies del estabilizador horizontal o del ala. Este supuesto es completamente aceptable en zonas acotadas de estos componentes, y de cara al objetivo del proyecto, no le resta generalidad. El robot móvil propuesto es un vehículo terrestre triciclo, de dos grados de libertad, con un sistema de visión monocular completo embarcado, incluyendo el hardware de procesamiento de visión y control de trayectoria. Las dos ruedas delanteras son motrices y la tercera rueda, loca, sirve únicamente de apoyo. La dirección, de tipo diferencial, permite al robot girar sin necesidad de desplazamiento, al conseguirse por diferencia de velocidad entre la rueda motriz derecha e izquierda. El sistema de inspección ultrasónica embarcado está compuesto por el hardware de procesamiento y registro de señal, y una rueda-sensor situada coaxialmente al eje de las ruedas motrices, y centrada entre estas, de modo que la medida de inspección se realiza en el centro de rotación del robot. El control visual propuesto se realiza mediante una estrategia “ver y mover” basada en posición, ejecutándose de forma secuencial la extracción de características visuales de la imagen, el cálculo de la localización global del robot mediante SLAM visual y el movimiento de éste mediante un algoritmo de control de posición-orientación respecto a referencias de paso de la trayectoria. La trayectoria se planifica a partir del mapa de marcas visuales que delimitan el área de inspección, proporcionado también por SLAM visual. Para validar la solución propuesta se ha optado por desarrollar un prototipo físico tanto del robot como de los marcadores visuales externos, a los que se someterán a una prueba de validación como alternativa a utilizar un entorno simulado por software, consistente en el reconocimiento del área de trabajo, planeamiento de la trayectoria y recorrido de la misma, de forma autónoma, registrando el posicionamiento real del robot móvil junto con el posicionamiento proporcionado por el sistema de localización SLAM. El motivo de optar por un prototipo es validar la solución ante efectos físicos que son muy complicados de modelar en un entorno de simulación, derivados de las limitaciones constructivas de los sistemas de visión, como distorsiones ópticas o saturación de los sensores, y de las limitaciones constructivas de la mecánica del robot móvil que afectan al modelo cinemático, como son el deslizamiento de las ruedas o la fluctuación de potencia de los motores eléctricos. El prototipo de marcador visual externo utilizado para la prueba de validación, ha sido un símbolo plano vertical, en blanco y negro, que consta de un borde negro rectangular dentro del cual se incluye una serie de marcas cuadradas de color negro, cuya disposición es diferente para cada marcador, lo que permite su identificación. El prototipo de robot móvil utilizado para la prueba de validación, ha sido denominado VINDUSTOR: “VIsual controlled Non-Destructive UltraSonic inspecTOR”. Su estructura mecánica ha sido desarrollada a partir de la plataforma comercial de robótica educacional LEGO© MINDSTORMS NXT 2.0, que incluye los dos servomotores utilizados para accionar las dos ruedas motrices, su controlador, las ruedas delanteras y la rueda loca trasera. La estructura mecánica ha sido especialmente diseñada con piezas LEGO© para embarcar un ordenador PC portátil de tamaño pequeño, utilizado para el procesamiento visual y el control de movimiento, y el sistema de captación visual compuesto por dos cámaras web de bajo coste, colocadas una en posición delantera y otra en posición trasera, con el fin de aumentar el ángulo de visión. El peso total del prototipo no alcanza los 2 Kg, siendo sus dimensiones máximas 20 cm de largo, 25 cm de ancho y 26 cm de alto. El prototipo de robot móvil dispone de un control de tipo visual. La estrategia de control es de tipo “ver y mover” dinámico, en la que se realiza un bucle externo, de forma secuencial, la extracción de características en la imagen, la estimación de la localización del robot y el cálculo del control, y en un bucle interno, el control de los servomotores. La estrategia de adquisición de imágenes está basada en un sistema monocular de cámaras embarcadas. La estrategia de interpretación de imágenes está basada en posición tridimensional, en la que los objetivos de control se definen en el espacio de trabajo y no en la imagen. La ley de control está basada en postura, relacionando la velocidad del robot con el error en la posición respecto a las referencias de paso de una trayectoria. La trayectoria es generada a partir del mapa de marcadores visuales externo. En todo momento, la localización del robot respecto a un sistema de referencia externo y el mapa de marcadores, es realizado mediante técnicas de SLAM visual. La auto-localización de un robot móvil dentro de un entorno desconocido a priori constituye uno de los desafíos más importantes en la robótica, habiéndose conseguido su solución en las últimas décadas, con una formulación como un problema numérico y con implementaciones en casos que van desde robots aéreos a robots en entornos cerrados, existiendo numerosos estudios y publicaciones al respecto. La primera técnica de localización y mapeo simultáneo SLAM fue desarrollada en 1989, más como un concepto que como un algoritmo único, ya que su objetivo es gestionar un mapa del entorno constituido por posiciones de puntos de interés, obtenidos únicamente a partir de los datos de localización recogidos por los sensores, y obtener la pose del robot respecto al entorno, en un proceso limitado por el ruido de los sensores, tanto en la detección del entorno como en la odometría del robot, empleándose técnicas probabilísticas aumentar la precisión en la estimación. Atendiendo al algoritmo probabilístico utilizado, las técnicas SLAM pueden clasificarse en las basadas en Filtros de Kalman, en Filtros de Partículas y en su combinación. Los Filtros de Kalman consideran distribuciones de probabilidad gaussiana tanto en las medidas de los sensores como en las medidas indirectas obtenidas a partir de ellos, de modo que utilizan un conjunto de ecuaciones para estimar el estado de un proceso, minimizando la media del error cuadrático, incluso cuando el modelo del sistema no se conoce con precisión, siendo el más utilizado el Filtro de Kalman Extendido a modelos nolineales. Los Filtros de Partículas consideran distribuciones de probabilidad en las medidas de los sensores sin modelo, representándose mediante un conjunto de muestras aleatorias o partículas, de modo que utilizan el método Montecarlo secuencial para estimar la pose del robot y el mapa a partir de ellas de forma iterativa, siendo el más utilizado el Rao-Backwell, que permite obtener un estimador optimizado mediante el criterio del error cuadrático medio. Entre las técnicas que combinan ambos tipos de filtros probabilísticos destaca el FastSLAM, un algoritmo que estima la localización del robot con un Filtro de Partículas y la posición de los puntos de interés mediante el Filtro de Kalman Extendido. Las técnicas SLAM puede utilizar cualquier tipo de sensor que proporcionen información de localización, como Laser, Sonar, Ultrasonidos o Visión. Los sensores basados en visión pueden obtener las medidas de distancia mediante técnicas de visión estereoscópica o mediante técnica de visión monocular. La utilización de sensores basados en visión tiene como ventajas, proporcionar información global a través de las imágenes, no sólo medida de distancia, sino también información adicional como texturas o patrones, y la asequibilidad del hardware frente a otros sensores. Sin embargo, su principal inconveniente es el alto coste computacional necesario para los complejos algoritmos de detección, descripción, correspondencia y reconstrucción tridimensional, requeridos para la obtención de la medida de distancia a los múltiples puntos de interés procesados. Los principales inconvenientes del SLAM son el alto coste computacional, cuando se utiliza un número elevado de características visuales, y su consistencia ante errores, derivados del ruido en los sensores, del modelado y del tratamiento de las distribuciones de probabilidad, que pueden producir el fallo del filtro. Dado que el SLAM basado en el Filtro de Kalman Extendido es una las técnicas más utilizadas, se ha seleccionado en primer lugar cómo solución para el sistema de localización del robot, realizando una implementación en la que las medidas de los sensores y el movimiento del robot son simulados por software, antes de materializarla en el prototipo. La simulación se ha realizado considerando una disposición de ocho marcadores visuales que en todo momento proporcionan ocho medidas de distancia con ruido aleatorio equivalente al error del sensor visual real, y un modelo cinemático del robot que considera deslizamiento de las ruedas mediante ruido aleatorio. Durante la simulación, los resultados han mostrado que la localización estimada por el algoritmo SLAM-EKF presenta tendencia a corregir la localización obtenida mediante la odometría, pero no en suficiente cuantía para dar un resultado aceptable, sin conseguir una convergencia a una solución suficientemente cercana a la localización simulada del robot y los marcadores. La conclusión obtenida tras la simulación ha sido que el algoritmo SLAMEKF proporciona inadecuada convergencia de precisión, debido a la alta incertidumbre en la odometría y a la alta incertidumbre en las medidas de posición de los marcadores proporcionadas por el sensor visual. Tras estos resultados, se ha buscado una solución alternativa. Partiendo de la idea subyacente en los Filtros de Partículas, se ha planteado sustituir las distribuciones de probabilidad gaussianas consideradas por el Filtro de Kalman Extendido, por distribuciones equi-probables que derivan en funciones binarias que representan intervalos de probabilidad no-nula. La aplicación de Filtro supone la superposición de todas las funciones de probabilidad no-nula disponibles, de modo que el resultado es el intervalo donde existe alguna probabilidad de la medida. Cómo la efectividad de este filtro aumenta con el número disponible de medidas, se ha propuesto obtener una medida de la localización del robot a partir de cada pareja de medidas disponibles de posición de los marcadores, haciendo uso de la Trilateración. SLAM mediante Trilateración Estadística (SLAM-ST) es como se ha denominado a esta solución propuesta en este trabajo fin de master. Al igual que con el algoritmo SLAM-EKF, ha sido realizada una implementación del algoritmo SLAM-ST en la que las medidas de los sensores y el movimiento del robot son simulados, antes de materializarla en el prototipo. La simulación se ha realizado en las mismas condiciones y con las mismas consideraciones, para comparar con los resultados obtenidos con el algoritmo SLAM-EKF. Durante la simulación, los resultados han mostrado que la localización estimada por el algoritmo SLAM-ST presenta mayor tendencia que el algoritmo SLAM-EKF a corregir la localización obtenida mediante la odometría, de modo que se alcanza una convergencia a una solución suficientemente cercana a la localización simulada del robot y los marcadores. Las conclusiones obtenidas tras la simulación han sido que, en condiciones de alta incertidumbre en la odometría y en la medida de posición de los marcadores respecto al robot, el algoritmo SLAM-ST proporciona mejores resultado que el algoritmo SLAM-EKF, y que la precisión conseguida sugiere la viabilidad de la implementación en el prototipo. La implementación del algoritmo SLAM-ST en el prototipo ha sido realizada en conjunción con la implementación del Sensor Visual Monocular, el Modelo de Odometría y el Control de Trayectoria. El Sensor Visual Monocular es el elemento del sistema SLAM encargado de proporcionar la posición con respecto al robot de los marcadores visuales externos, a partir de las imágenes obtenidas por las cámaras, mediante técnicas de procesamiento de imagen que permiten detectar e identificar los marcadores visuales que se hallen presentes en la imagen capturada, así como obtener las características visuales a partir de las cuales inferir la posición del marcador visual respecto a la cámara, mediante reconstrucción tridimensional monocular, basada en el conocimiento a-priori del tamaño real del mismo. Para tal fin, se ha utilizado el modelo matemático de cámara pin-hole, y se ha considerado las distorsiones de la cámara real mediante la calibración del sensor, en vez de utilizar la calibración de la imagen, tras comprobar el alto coste computacional que requiere la corrección de la imagen capturada, de modo que la corrección se realiza sobre las características visuales extraídas y no sobre la imagen completa. El Modelo de Odometría es el elemento del sistema SLAM encargado de proporcionar la estimación de movimiento incremental del robot en base a la información proporcionada por los sensores de odometría, típicamente los encoders de las ruedas. Por la tipología del robot utilizado en el prototipo, se ha utilizado un modelo cinemático de un robot tipo uniciclo y un modelo de odometría de un robot móvil de dos ruedas tipo diferencial, en el que la traslación y la rotación se determinan por la diferencia de velocidad de las ruedas motrices, considerando que no existe deslizamiento entre la rueda y el suelo. Sin embargo, el deslizamiento en las ruedas aparece como consecuencia de causas externas que se producen de manera inconstante durante el movimiento del robot que provocan insuficiente contacto de la rueda con el suelo por efectos dinámicos. Para mantener la validez del modelo de odometría en todas estas situaciones que producen deslizamiento, se ha considerado un modelo de incertidumbre basado en un ensayo representativo de las situaciones más habituales de deslizamiento. El Control de Trayectoria es el elemento encargado de proporcionar las órdenes de movimiento al robot móvil. El control implementado en el prototipo está basado en postura, utilizando como entrada la desviación en la posición y orientación respecto a una referencia de paso de la trayectoria. La localización del robot utilizada es siempre de la estimación proporcionada por el sistema SLAM y la trayectoria es planeada a partir del conocimiento del mapa de marcas visuales que limitan el espacio de trabajo, mapa proporcionado por el sistema SLAM. Las limitaciones del sensor visual embarcado en la velocidad de estabilización de la imagen capturada han conducido a que el control se haya implementado con la estrategia “mirar parado”, en la que la captación de imágenes se realiza en posición estática. Para evaluar el sistema de localización basado en visión del prototipo, se ha diseñado una prueba de validación que obtenga una medida cuantitativa de su comportamiento. La prueba consiste en la realización de forma completamente autónoma de la detección del espacio de trabajo, la planificación de una trayectoria de inspección que lo transite completamente, y la ejecución del recorrido de la misma, registrando simultáneamente la localización real del robot móvil junto con la localización proporcionada por el sistema SLAM Visual Monocular. Se han realizado varias ejecuciones de prueba de validación, siempre en las mismas condiciones iniciales de posición de marcadores visuales y localización del robot móvil, comprobando la repetitividad del ensayo. Los resultados presentados corresponden a la consideración de las medidas más pesimistas obtenidas tras el procesamiento del conjunto de medidas de todos los ensayos. Los resultados revelan que, considerando todo el espacio de trabajo, el error de posición, diferencia entre los valores de proporcionados por el sistema SLAM y los valores medidos de posición real, se encuentra en el entorno de la veintena de centímetros. Además, los valores de incertidumbre proporcionados por el sistema SLAM son, en todos los casos, superiores a este error. Estos resultados conducen a concluir que el sistema de localización basado en SLAM Visual, mediante un algoritmo de Trilateración Estadística, usando un sensor visual monocular y marcadores visuales externos, funciona, proporcionando la localización del robot móvil con respecto al sistema de referencia global inicial y un mapa de su situación de los marcadores visuales, con precisión limitada, pero con incertidumbre conservativa, al estar en todo momento el error real de localización por debajo del error estimado. Sin embargo, los resultados de precisión del sistema de localización no son suficientemente altos para cumplir con los requerimientos como solución robotizada aplicada a la inspección ultrasónica estructural de aeronaves en servicio. En este sentido, los resultados sugieren que la posible continuación de este trabajo en el futuro debe centrarse en la mejora de la precisión de localización del robot móvil, con líneas de trabajo encaminadas a mejorar el comportamiento dinámico del prototipo, en mejorar la precisión de las medidas de posición proporcionadas por el sensor visual y en optimizar el resultado del algoritmo SLAM. Algunas de estas líneas futuras podrían ser la utilización de plataformas robóticas de desarrollo alternativas, la exploración de técnicas de visión por computador complementarias, como la odometría visual, la visión omnidireccional, la visión estereoscópica o las técnicas de reconstrucción tridimensional densa a partir de captura monocular, y el análisis de algoritmos SLAM alternativos condicionado a disponer de una sustancial mejora de precisión en el modelo de odometría y en las medidas de posición de los marcadores.

Control de fronteras, asilo e inmigración en la Unión Europea: un conflicto competencial no resuelto.

La realización de política europea de emigración se mueve en un arduo equilibrio en-tre el diálogo con la orilla sur del Mediterráneo, la política de vecindad hacia el Este y la ambigüedad de la relación entre la migración y el desarrollo. Las contradicciones de la UE en la materia son profundas pues nos hallamos ante una materia de naturaleza poliédrica y en estrecha dependencia a procesos que se están desarrollando en el orden internacional, por ello las respuestas requieren el empleo de instrumentos eficaces tanto en el plano interno como en el externo. Una perspectiva europea de la inmigración no puede prescindir de una pretensión de multilateralidad basada en la cooperación entre todos los actores que, de un modo u otro, participan y son parte activa de los procesos migratorios. Ello requiere abordar estrategias para el desarrollo de carácter amplio, que incidan sobre las causas que motivas los flujos migratorios, generando oportunidades y expectativas de vida digna en los países de origen. Para ello es menester apurar las posibilidades abiertas por el Tratado de Lisboa insistiendo en la aplicación del principio de solidaridad, fomentando la responsabilidad compartida y teniendo muy presentes los derechos fundamentales previstos en la Carta Europea de Derechos Fundamentales. Habida cuenta que los Estados miembros no son autosuficientes para resolver eficientemente las cuestiones derivadas del control de las fronteras, del asilo y de la inmigración resulta menester que la UE diseñe una política común de manera coordina-da con ellos, de manera que se sientan suficientemente acompañados y respaldados. A este respecto la Agenda Europea de Migración propone acciones tales como la lucha contra la migración irregular, los traficantes de seres humanos y la protección de las fronteras exteriores de Europa que deben ir acompañadas de una eficaz política común de asilo, así como una nueva política europea en materia de migración legal. Al mismo tiempo la política de redistribución no debe considerarse como una opción desinteresa-da o altruista sino como una respuesta común que impide las actuaciones unilaterales de ciertos Estados miembros para reducir los flujos migratorios. Por estas razones resulta de suma importancia restar protagonismo a las acciones me-ramente represivas y que la UE progrese en su intervención en un sector dominado por las competencias exclusivas de los Estados miembros. Dicha intervención puede reali-zarse eficazmente en dos líneas de actuación de carácter complementario. De un lado, a través de un enfoque transversal, que favorezca la cooperación con terceros países, la gestión integrada de las fronteras exteriores y una política justa en materia de repatria-ciones, de canalización de la emigración legal y de integración de los inmigrantes en la sociedad. De otro lado, con el concurso del principio de solidaridad y del reparto equi-tativo de la responsabilidad entre los Estados miembros, extensivo al aspecto financiero (art. 80 TFUE), fomentando entre ellos una cooperación más eficaz el reparto de res-ponsabilidades. Ambas líneas serán susceptibles de garantizar en la práctica una mejor gestión de los flujos migratorios y una mayor protección de los derechos fundamentales de los ciudadanos extranjeros.

Estudo da influência do relacionamento entre a égua e o potro no comportamento social e no temperamento de potros da raça Mangalarga Marchador

O trabalho teve como objetivo compreender o relacionamento entre a égua e o potro e a influência deste sobre o comportamento social e temperamento do potro, a partir do décimo primeiro dia de vida até após o processo de desmama do potro. Oito díades de éguas e potros da raça Mangalarga Marchador provenientes de um criatório situado na cidade de Amparo/SP foram avaliadas durante três etapas distintas. A primeira foi realizada para caracterizar o comportamento social do grupo de equinos e o relacionamento entre égua e potro durante os três períodos de desenvolvimento do potro (dependência, socialização e independência). Nessa etapa foram registradas: as interações agonísticas das éguas; episódios de mamada dos potros (tentativas e mamadas) e para o par égua e potro foram anotados os comportamentos afiliativos e a relação espacial. Ao final dessa etapa os potros foram classificados em dependentes e independentes e as éguas foram divididas de acordo com sua hierarquia. A segunda etapa constitui-se da avaliação das atividades e relação espacial dos potros durante o processo de desmama, para a caracterização do estresse dos potros. Na terceira etapa a relação social dos potros foi observada na ausência de suas mães, através do registro das interações e da relação espacial dos potros. Durante as três etapas foram aplicados quatro testes de avaliação dos aspectos do temperamento dos animais: teste de reatividade durante o manejo de escovação para a avaliação da reatividade ao manejo; teste de arena para avaliar a emotividade ao isolamento; teste de reatividade perante humano desconhecido e ativo para avaliar a reatividade ao humano; e teste da presença de estímulo sonoro desconhecido para avaliação da emotividade ao estímulo desconhecido. A hierarquia e a experiência da mãe interferiam no cuidado materno de aleitamento (P<0,05), entretanto, não influenciaram o cuidado de proteção (P>0,05). A frequência de permanência dos potros com sua mãe na distância de até 1 metro diminuiu ao longo dos períodos (P<0,05). As éguas não modificaram a frequência dos comportamentos afiliativos com seus potros ao longo dos períodos (P>0,05). As maiores frequências de comportamentos afiliativos dos potros com suas mães foram durante os períodos iniciais do desenvolvimento do potro (dependência e socialização, P<0,05). Potros dependentes apresentaram maior frequência e menor duração das mamadas quando comparado à frequência e duração dos potros independentes (P<0,05). A reatividade ao manejo e a emotividade ao isolamento dos potros foram maiores nos períodos da dependência, da socialização e durante a desmama (P<0,05). A reatividade ao humano e emotividade ao desconhecido apresentaram a tendência de diminuir ao longo dos períodos observados (P<0,05). Os potros dependentes apresentaram maior emotividade ao desconhecido e ao isolamento (P<0,05), além de maior estresse durante a desmama, quando comparado aos potros independentes. Todos os potros normalizaram suas atividades no decorrer do processo da desmama. Na ausência das mães os potros independentes foram os que iniciaram a maioria das interações entre os animais (P<0,05). O relacionamento entre a égua e o potro foi modificado devido às características maternas de hierarquia e experiência, além do nível de independência do potro e do seu temperamento.

Comparison of IgG concentrations by radial immunodiffusion, electrophoretic gamma globulin concentrations and total globulins in neonatal foals

REASONS FOR PERFORMING STUDY: Failure of transfer of passive immunity (FTPI) in foals is associated with a risk of infection and death. The current diagnostic gold standard is quantification of immunoglobulins using radial immunodiffusion (IgG-RID). Routine diagnosis is often performed using semi-quantitative tests. Concentrations of serum electrophoretic gamma globulins (EGG) and total globulins may be useful to assess FTPI, but few studies have investigated their use. OBJECTIVES: To assess agreement between IgG-RID and EGG, and evaluate the accuracy of total globulin concentration to diagnose FTPI based on both IgG-RID and EGG. STUDY DESIGN: Prospective study. METHODS: 360 serum samples were harvested at 6-24 hours post natum from 60 German Warmblood foals. Concentrations of EGG, IgG-RID and total globulin concentration (calculated from total proteins and albumin) were measured. Agreement between EGG and IgG-RID was assessed using Bland-Altman plots and Passing-Bablok regression. The accuracy of total globulin concentration was assessed using rank correlation and ROC curve analysis. RESULTS: Good agreement was found with slightly lower EGG than IgG-RID concentrations (Bland-Altman systemic bias, -1.9 g/L) which was more pronounced at higher concentrations (regression equation: IgG-RID = -0.78 +1.28xEGG). Correlations between total globulin concentration and EGG, and total globulin concentration and IgG-RID were 0.93 and 0.79, respectively. The area under the curve was 0.982 and 0.952 for EGG <4 g/L and <8 g/L, and 0.953 and 0.899 for IgG-RID <4 g/L and <8 g/L. Sensitivities and specificities of total globulin concentration in the diagnosis of FTPI were comparable to commonly used screening tests, but cut-offs could be selected to achieve sensitivities of >95% with 71.2% (IgG-RID) and 90.5% (EGG) specificity for <4 g/L, and >90% with 66.0% (IgG-RID) and 87.9% (EGG) specificity for <8 g/L. CONCLUSIONS: There is good agreement between EGG and IgG-RID, with slightly more conservative estimates of immunoglobulins obtained using EGG. Total globulins may be a useful and economic quantitative screening test with cut-offs achieving high sensitivities, but analyser-specific cut-offs may be necessary. This article is protected by copyright. All rights reserved. KEYWORDS: IgG; electrophoresis; foal; globulins; horse; radial immunodiffusion. This article is protected by copyright. All rights reserved.

The role of morphine-6-glucuronide (M6G) in pain control

Morphine-6beta-D-glucuronide (M6G) is an analgesically active metabolite of morphine, accounting for approximate to10% of the morphine dose when administered by systemic routes to humans. Although M6G is more hydrophilic than morphine, it crosses the blood-brain barrier, albeit relatively slowly. For this reason, it is generally thought that, after chronic dosing, M6G contributes significantly to the analgesic effects of systemically administered morphine. Owing to its polar nature, M6G is cleared from the systemic circulation primarily via renal elimination. As M6G accumulates in patients with renal impairment, there is an increased risk of M6G-induced respiratory depression in renal failure patients who are being dosed chronically with systemic morphine. Consistent with its analgesic and respiratory depressant properties, M6G binds to the p-opioid receptor in a naloxone-reversible manner. Although the affinity of M6G for the mu-opioid receptor is similar to or slightly less than that of morphine, preclinical studies in rodents show that M6G is one to two orders of magnitude more potent than morphine when administered by central routes. This major discrepancy between the markedly higher intrinsic antinociceptive potency of M6G relative to morphine, despite their similar p-opioid receptor binding affinities, is difficult to reconcile. It has been proposed that M6G mediates its pain-relieving effects through a novel 'M6G opioid receptor', while others have argued that M6G may have higher efficacy than morphine for transduction of intracellular events. When administered by parenteral routes to rodents, M6G's antinociceptive potency is no more than twofold higher than morphine. In humans, the analgesic efficacy and respiratory depressant potency of M6G relative to morphine have been assessed in a number of short-term studies involving the intrathecal or intravenous routes of administration. For example, in hip replacement patients, intrathecal M6G provided excellent postoperative analgesia but the occurrence of late respiratory depression in 10% of these patients raised serious concern about safety. In postoperative patients, intravenous M6G administered by means of patient-controlled analgesia (PCA), or bolus plus PCA, produced no analgesia in one study and limited analgesia in another. Similarly, there was a lack of significant analgesia in healthy volunteers who received intravenous M6G for the alleviation of experimental pain (carbon dioxide applied to the nasal mucosa). In contrast, satisfactory analgesia was produced by bolus doses of intravenous M6G administered to patients with cancer pain, and to healthy volunteers with experimentally-induced ischaemic, electrical or thermal (ice water) pain. Studies to date in healthy volunteers suggest that intravenous M6G may be a less potent respiratory depressant and have a lower propensity for producing nausea and vomiting than morphine. However, it is unclear whether equi-analgesic doses of M6G and morphine were compared. Clearly, more extensive short-term trials, together with studies involving chronic M6G administration, are necessary before the potential clinical utility of M6G as an analgesic drug in its own right can be determined.