Intraoperative hemodynamic instability during and after separation from cardiopulmonary bypass : importance, mechanism and prevention

Chaque année, environ 1 à 1,25 million d’individus subiront une chirurgie cardiaque. [1] Environ 36 000 chirurgies cardiaques sont effectuées au Canada et 8000 procédures au Québec (http://www.ccs.ca). Le vieillissement de la population aura pour conséquence que la chirurgie cardiaque sera offerte à des patients de plus en plus à risque de complications, principalement en raison d’une co-morbidité plus importante, d’un risque de maladie coronarienne plus élevée, [2] d’une réserve physiologique réduite et par conséquent un risque plus élevé de mortalité à la suite d’une chirurgie cardiaque. L’une des complications significatives à la suite d’une chirurgie cardiaque est le sevrage difficile de la circulation extracorporelle. Ce dernier inclut la période au début du sevrage de la circulation extracorporelle et s’étend jusqu’au départ du patient de la salle d’opération. Lorsque le sevrage de la circulation extracorporelle est associé à une défaillance ventriculaire droite, la mortalité sera de 44 % à 86 %. [3-7] Par conséquent le diagnostic, l’identification des facteurs de risque, la compréhension du mécanisme, la prévention et le traitement du sevrage difficile de la circulation extracorporelle seront d’une importance majeure dans la sélection et la prise en charge des patients devant subir une chirurgie cardiaque. Les hypothèses de cette thèse sont les suivantes : 1) le sevrage difficile de la circulation extracorporelle est un facteur indépendant de mortalité et de morbidité, 2) le mécanisme du sevrage difficile de la circulation extracorporelle peut être approché d’une façon systématique, 3) la milrinone administrée par inhalation représente une alternative préventive et thérapeutique chez le patient à risque d’un sevrage difficile de la circulation extracorporelle après la chirurgie cardiaque.

From "This is my body" to the Church in the twenty-first century: the Last Supper as the decisive moment and criterion of a renewed ecclesiology

Certains symptômes sont les indicateurs incontestés des très graves problèmes que connaît l’Église. S’ils existent aussi dans des confessions et des religions diverses, seuls seront examinés ici ceux qui concernent l’Église catholique. Parmi les plus significatifs figurent un fort déclin dans la participation à des activités religieuses comme les célébrations eucharistiques dominicales, surtout chez les jeunes, une pénurie presque catastrophique de prêtres ordonnés, une perte de prestige et d’influence de l’enseignement dispensé par l’Église. Ces symptômes varient en intensité selon les pays, mais les statistiques indiquent qu’ils se multiplient. Nombre de ces problèmes sont attribuables à l’extrême vélocité de changements qui surviennent partout et à l’apparente inaptitude de l’Église à s’adapter, en raison notamment de son attachement à la pensée néo-scolastique et à la tradition tridentine. Cette fidélité absolue à une tradition vieille de quatre cents ans l’empêche de se faire à un environnement en évolution rapide et radicale. Des changements appropriés s’imposent pratiquement partout dans l’Église. Or, pour que ceux-ci soient efficaces et respectueux de la nature propre de l’Église, la tradition est un guide qui ne suffit pas. S’appuyant sur les termes de l’encyclique Ecclesia de Eucharistia, « le moment décisif où elle (l’Église) a pris forme est certainement celui où a eu lieu l’institution de l’Eucharistie, dans la chambre à l’étage », la thèse présentée suit le plus près possible l’interprétation donnée aux paroles de Jésus, ceci est mon corps, telles qu’elles ont été prononcées la première fois. Selon cette évidence, il est permis d’affirmer que les caractéristiques définitoires de l’Église provenant de ces mots sont agape, unité, service. Tel doit être le principe directeur des changements. C’est sur une telle base que sont décrits les secteurs où les changements s’imposent ainsi que les aspects visés. Ces changements comprennent les points suivants : liturgie, sacrements, catéchèse, mystagogie, théologie, structure, gouvernance de l’Église et ses enseignements, évangélisation. Ces secteurs exigent des efforts sérieux dans la préparation des personnes touchées par ces changements et dans l’attention portée à l’exigence primordiale voulant qu’agape, unité et service soient les principes actifs et évidents régissant l’Église.

Alliance Politics in Hybrid Regimes : Political Stability and Instability since World War II

Cette thèse étudie la stabilité et l’instabilité politique des régimes hybrides. Elle pose la question suivante : dans quelles conditions l’autorité des élites au pouvoir est-elle reconnue ou contestée? Notre réponse s’articule en lien avec le caractère inclusif ou exclusif de la coalition dirigeante : c’est-à-dire, l’alliance stratégique des élites dirigeantes avec les groupes sociaux dominants. L’inclusion de ces derniers favorise le consentement et la stabilité; leur exclusion entraîne l’affrontement et l’instabilité politique. Sa composition dépend (i) du degré de violence organisée extra-légale et (ii) du degré de pénétration de l’État sur le territoire et dans l’économie. La première variable permet d’identifier quel groupe social au sein de l’État (militaires) ou du régime (partis d’opposition) est dominant et influence les formes de communication politique avec les élites dirigeantes. La deuxième variable permet d’identifier quel groupe social au sein de l’État (fonctionnaires) ou de la société (chefs locaux) est dominant et oriente les rapports entre les régions et le pouvoir central. L’apport de la recherche est d’approfondir notre compréhension des institutions politiques dans les régimes hybrides en mettant l’accent sur l’identité des groupes sociaux dominants dans un contexte donné. La thèse propose un modèle simple, flexible et original permettant d’appréhender des relations causales autrement contre-intuitives. En ce sens, la stabilité politique est également possible dans un pays où l’État est faible et/ou aux prises avec des mouvements de rébellion; et l’instabilité dans un contexte inverse. Tout dépend de la composition de la coalition dirigeante. Afin d’illustrer les liens logiques formulés et d’exposer les nuances de notre théorie, nous employons une analyse historique comparative de la coalition dirigeante en Malaisie (1957-2010), en Indonésie (1945-1998), au Sénégal (1960-2010) et au Paraguay (1945-2008). La principale conclusion est que les deux variables sont incontournables. L’une sans l’autre offre nécessairement une explication incomplète des alliances politiques qui forgent les conditions de stabilité et d'instabilité dans les régimes hybrides.

A virtual reality approach to the study of visually driven postural control in developing and aging humans

L'être humain utilise trois systèmes sensoriels distincts pour réguler le maintien de la station debout: la somesthésie, le système vestibulaire, et le système visuel. Le rôle de la vision dans la régulation posturale demeure peu connu, notamment sa variabilité en fonction de l'âge, du type développemental, et des atteintes neurologiques. Dans notre travail, la régulation posturale induite visuellement a été évaluée chez des participants au développement et vieillissement normaux âgés de 5-85 ans, chez des individus autistes (développement atypique) âgés de 12-33 ans, ainsi que chez des enfants entre 9-18 ans ayant subi un TCC léger. À cet effet, la réactivité posturale des participants en réponse à un tunnel virtuel entièrement immersif, se mouvant à trois niveaux de vélocité, a été mesurée; des conditions contrôles, où le tunnel était statique ou absent, ont été incluses. Les résultats montrent que la réactivité (i.e. instabilité) posturale induite visuellement est plus élevée chez les jeunes enfants; ensuite, elle s'atténue pour rejoindre des valeurs adultes vers 16-19 ans et augmente de façon linéaire en fonction de l'âge après 45 ans jusqu'à redevenir élevée vers 60 ans. De plus, à la plus haute vélocité du tunnel, les plus jeunes participants autistes ont manifesté significativement moins de réactivité posturale comparativement à leurs contrôles; cette différence n'était pas présente chez des participants plus âgés (16-33 ans). Enfin, les enfants ayant subi un TCC léger, et qui étaient initialement modérément symptomatiques, ont montré un niveau plus élevé d'instabilité posturale induite visuellement que les contrôles, et ce jusqu'à 12 semaines post-trauma malgré le fait que la majorité d'entre eux (89%) n'étaient plus symptomatiques à ce stade. En somme, cela suggère la présence d'une importante période de transition dans la maturation des systèmes sous-tendant l'intégration sensorimotrice impliquée dans le contrôle postural vers l'âge de 16 ans, et d'autres changements sensorimoteurs vers l'âge de 60 ans; cette sur-dépendance visuelle pour la régulation posturale chez les enfants et les aînés pourrait guider l'aménagement d'espaces et l'élaboration d'activités ajustés à l'âge des individus. De plus, le fait que l'hypo-réactivité posturale aux informations visuelles chez les autistes dépende des caractéristiques de l'environnement visuel et de l'âge chronologique, affine notre compréhension des anomalies sensorielles propres à l'autisme. Par ailleurs, le fait que les enfants ayant subi un TCC léger montrent des anomalies posturales jusqu'à 3 mois post-trauma, malgré une diminution significative des symptômes rapportés, pourrait être relié à une altération du traitement de l'information visuelle dynamique et pourrait avoir des implications quant à la gestion clinique des patients aux prises avec un TCC léger, puisque la résolution des symptômes est actuellement le principal critère utilisé pour la prise de décision quant au retour aux activités. Enfin, les résultats obtenus chez une population à développement atypique (autisme) et une population avec atteinte neurologique dite transitoire (TCC léger), contribuent non seulement à une meilleure compréhension des mécanismes d'intégration sensorimotrice sous-tendant le contrôle postural mais pourraient aussi servir comme marqueurs sensibles et spécifiques de dysfonction chez ces populations. Mots-clés : posture, équilibre, vision, développement/vieillissement sensorimoteur, autisme, TCC léger symptomatique, réalité virtuelle.

Les instabilités magnétohydrodynamiques dans EULAG-MHD.

Les mécanismes qui entretiennent le cycle magnétique solaire sont encore aujourd’hui relativement mal compris. Entre autres, certains travaux suggèrent la présence d’insta- bilités magnétohydrodynamiques qui pourraient avoir une influence significative sur la période du cycle par leur capacité à accélérer la destruction des structures magnétiques à grandes échelles. Nous analysons la présence des instabilités au sein des simulations effectuées à l’aide du modèle EULAG-MHD en utilisant premièrement une méthodologie basée sur un proxy spécifique associé à l’instabilité et en le comparant à un proxy similaire, mais pour le cycle magnétique solaire observé dans notre modèle. Cette méthodologie fait ressortir une évolution temporellement cyclique du proxy de l’instabilité avec des amplitudes similaires au proxy du cycle magnétique, mais présentant un léger déphasage. Nous poursuivons cette analyse en appliquant une méthode se basant sur le découpage de “zones instables” via le critère de Tayler dans la zone stable de notre modèle. L’application expose une migration équatoriale d’une zone instable qui débute à très hautes latitudes aux pôles, passe par le champ toroïdal classique, accélère et atteint l’équateur. Cette zone instable semble accélérer la destruction du champ magnétique présent, laissant place au nouveau champ pour la prochaine demie-période du cycle. La combinaison de ces deux analyses permet d’énoncer un scénario plausible qui inclut les effets d’une telle instabilité sur le cycle magnétique ainsi que sur la stabilité globale de notre simulation. Dans ce scénario, il est important de noter que les inversions de polarités semblent indépendantes de cette instabilité, qui ne ferait qu’accélérer le processus de destruction du champ déjà en place.

Photoemission optogalvanic effect near the instability region of a hollow cathode discharge

The photoemission optogalvanic (POG) effect has been investigated in a neon-neodymium hollow cathode discharge using cw laser excitation. Both positive and negative effects were observed. It was found that the amplitude of the POG signal was unstable near the instability region of the discharge.

Semi-algebraic methods for symbolic analysis of complex reaction networks

The identification of chemical mechanism that can exhibit oscillatory phenomena in reaction networks are currently of intense interest. In particular, the parametric question of the existence of Hopf bifurcations has gained increasing popularity due to its relation to the oscillatory behavior around the fixed points. However, the detection of oscillations in high-dimensional systems and systems with constraints by the available symbolic methods has proven to be difficult. The development of new efficient methods are therefore required to tackle the complexity caused by the high-dimensionality and non-linearity of these systems. In this thesis, we mainly present efficient algorithmic methods to detect Hopf bifurcation fixed points in (bio)-chemical reaction networks with symbolic rate constants, thereby yielding information about their oscillatory behavior of the networks. The methods use the representations of the systems on convex coordinates that arise from stoichiometric network analysis. One of the methods called HoCoQ reduces the problem of determining the existence of Hopf bifurcation fixed points to a first-order formula over the ordered field of the reals that can then be solved using computational-logic packages. The second method called HoCaT uses ideas from tropical geometry to formulate a more efficient method that is incomplete in theory but worked very well for the attempted high-dimensional models involving more than 20 chemical species. The instability of reaction networks may lead to the oscillatory behaviour. Therefore, we investigate some criterions for their stability using convex coordinates and quantifier elimination techniques. We also study Muldowney's extension of the classical Bendixson-Dulac criterion for excluding periodic orbits to higher dimensions for polynomial vector fields and we discuss the use of simple conservation constraints and the use of parametric constraints for describing simple convex polytopes on which periodic orbits can be excluded by Muldowney's criteria. All developed algorithms have been integrated into a common software framework called PoCaB (platform to explore bio- chemical reaction networks by algebraic methods) allowing for automated computation workflows from the problem descriptions. PoCaB also contains a database for the algebraic entities computed from the models of chemical reaction networks.

Preliminary Observations on Program Instability

This white paper reports emerging findings at the end of Phase I of the Lean Aircraft Initiative in the Policy focus group area. Specifically, it provides details about research on program instability. Its objective is to discuss high-level findings detailing: 1) the relative contribution of different factors to a program’s overall instability; 2) the cost impact of program instability on acquisition programs; and 3) some strategies recommended by program managers for overcoming and/or mitigating the negative effects of program instability on their programs. Because this report comes as this research is underway, this is not meant to be a definitive document on the subject. Rather, is it anticipated that this research may potentially produce a number of reports on program instability-related topics. The government managers of military acquisition programs rated annual budget or production rate changes, changes in requirements, and technical difficulties as the three top contributors, respectively, to program instability. When asked to partition actual variance in their program’s planned cost and schedule to each of these factors, it was found that the combined effects of unplanned budget and requirement changes accounted for 5.2% annual cost growth and 20% total program schedule slip. At a rate of approximately 5% annual cost growth from these factors, it is easy to see that even conservative estimates of the cost benefits to be gained from acquisition reforms and process improvements can quickly be eclipsed by the added cost associated with program instability. Program management practices involving the integration of stakeholders from throughout the value chain into the decision making process were rated the most effective at avoiding program instability. The use of advanced information technologies was rated the most effective at mitigating the negative impact of program instability.

Preliminary Observations on Program Instability

This white paper reports emerging findings at the end of Phase I of the Lean Aircraft Initiative in the Policy focus group area. Specifically, it provides details about research on program instability. Its objective is to discuss high-level findings detailing: 1) the relative contribution of different factors to a program’s overall instability; 2) the cost impact of program instability on acquisition programs; and 3) some strategies recommended by program managers for overcoming and/or mitigating the negative effects of program instability on their programs. Because this report comes as this research is underway, this is not meant to be a definitive document on the subject. Rather, is it anticipated that this research may potentially produce a number of reports on program instability-related topics. The government managers of military acquisition programs rated annual budget or production rate changes, changes in requirements, and technical difficulties as the three top contributors, respectively, to program instability. When asked to partition actual variance in their program’s planned cost and schedule to each of these factors, it was found that the combined effects of unplanned budget and requirement changes accounted for 5.2% annual cost growth and 20% total program schedule slip. At a rate of approximately 5% annual cost growth from these factors, it is easy to see that even conservative estimates of the cost benefits to be gained from acquisition reforms and process improvements can quickly be eclipsed by the added cost associated with program instability. Program management practices involving the integration of stakeholders from throughout the value chain into the decision making process were rated the most effective at avoiding program instability. The use of advanced information technologies was rated the most effective at mitigating the negative impact of program instability.

Análisis de los períodos de regresión y transición en el primer año de vida

Aquesta tesi està centrada en l'estudi dels períodes de regressió i transició. A partir dels treballs de van de Rijt-Plooij & Plooij (1992) sobre els períodes de regressió, l'autor analitza les característiques comportamentals d'aquests períodes i la relació que tenen amb els períodes de transició. Els períodes de regressió s'entenen com uns moments del desenvolupament durant els quals els nens perden la homeostasi del seu organisme i manifesten una sèrie de conductes pertorbadores per a la mare. El matrimoni Plooij manté que els períodes de regressió són la manifestació de les reorganitzacions cerebrals que tenen lloc durant el període postnatal, i constitueixen la base de les noves habilitats que el nen va adquirint. Així, doncs, l'augment de l'atenció que la mare dispensa al nen durant els períodes de regressió esdevé una font estimular imprescindible en els processos d'educació i culturalització de l'infant. Per tant, els períodes de regressió estan íntimament relacionats amb els períodes durant els quals apareixen nous comportaments qualitativament diferents dels anteriors, que es manifesten de forma ràpida i sobtada, permetent una certa sistematització del procés evolutiu, per la qual cosa s'han denominat transicions. Van de Rijt-Plooij & Plooij, i també nosaltres, considerem que els períodes de regressió són índexs dels períodes de transició. Per aquesta raó també s'han denominar reprogressions. Tanmateix, els períodes de regressió es poden convertir en una font de conflictes que, en situació de risc, poden degenerar en maltractament infantil i, fins i tot, esdevenir el germen de possibles patogènies. Com veiem, els conceptes de període de regressió i transició es troben a l'encreuament entre la fisiologia, la psicologia i la psicopatologia del desenvolupament i, el seu estudi establiria un pont interdisciplinar que contribuiria a la construcció d'un model biopsicosocial del desenvolupament. Els objectius del nostre estudi varen ser comprovar si els períodes descrits per van de Rijt-Plooij i Plooij (1992) també els podem observar en un grup de nens de la població catalana sense problemes socio-econòmics o sanitaris aparents. Per altra banda, vàrem voler comprovar si els períodes de regressió tenen relació amb els períodes de transició. El disseny d'investigació correspon a un model longitudinal i transversal. Es varen seguir -mitjançant entrevistes, qüestionaris i observacions- vint diades mare-nen durant catorze mesos, repartides en quatre cohorts de cinc diades cada una d'elles. Partint d'uns criteris establerts a priori per a la categorització dels períodes de regressió i transició, vàrem estudiar la temporalitat d'ambdós tipus de períodes. També s'ha aprofundit sobre les característiques comportamentals i dinàmiques dels períodes de regressió. Respecte les dades, els percentatges màxims dels períodes de regressió del nostre grup d'estudi han aparegut a les setmanes: 5, 8, 12-13, 18, 26-27, 35, 43 i 52. La mitjana setmanal de cada període ha sigut de dues setmanes. Les nostres dades confirmen les obtingudes en la investigació de van de Rijt-Plooij & Plooij. Tanmateix, també hem trobat diferències (els períodes de regressió de l'estudi holandès són més llargs i coincideixen més) que ens suggereixen que la cultura podrien estar actuant en la forma de presentació del períodes de regressió. Pel que fa a la relació entre els períodes de regressió i l'emergència de nous comportaments (períodes de transició), els resultats mostren que les freqüències màximes dels períodes de regressió sempre es troben poques setmanes abans de les freqüències màximes dels períodes de transició. Per tant, és possible que els períodes de regressió siguin indicadors dels períodes de transició.

The counter-propagating Rossby-wave perspective on baroclinic instability. I: Mathematical basis

It is shown that Bretherton's view of baroclinic instability as the interaction of two counter-propagating Rossby waves (CRWs) can be extended to a general zonal flow and to a general dynamical system based on material conservation of potential vorticity (PV). The two CRWs have zero tilt with both altitude and latitude and are constructed from a pair of growing and decaying normal modes. One CRW has generally large amplitude in regions of positive meridional PV gradient and propagates westwards relative to the flow in such regions. Conversely, the other CRW has large amplitude in regions of negative PV gradient and propagates eastward relative to the zonal flow there. Two methods of construction are described. In the first, more heuristic, method a ‘home-base’ is chosen for each CRW and the other CRW is defined to have zero PV there. Consideration of the PV equation at the two home-bases gives ‘CRW equations’ quantifying the evolution of the amplitudes and phases of both CRWs. They involve only three coefficients describing the mutual interaction of the waves and their self-propagation speeds. These coefficients relate to PV anomalies formed by meridional fluid displacements and the wind induced by these anomalies at the home-bases. In the second method, the CRWs are defined by orthogonality constraints with respect to wave activity and energy growth, avoiding the subjective choice of home-bases. Using these constraints, the same form of CRW equations are obtained from global integrals of the PV equation, but the three coefficients are global integrals that are not so readily described by ‘PV-thinking’ arguments. Each CRW could not continue to exist alone, but together they can describe the time development of any flow whose initial conditions can be described by the pair of growing and decaying normal modes, including the possibility of a super-modal growth rate for a short period. A phase-locking configuration (and normal-mode growth) is possible only if the PV gradient takes opposite signs and the mean zonal wind and the PV gradient are positively correlated in the two distinct regions where the wave activity of each CRW is concentrated. These are easily interpreted local versions of the integral conditions for instability given by Charney and Stern and by Fjørtoft.

The counter-propagating Rossby-wave perspective on baroclinic instability. II: Application to the Charney model

The constant-density Charney model describes the simplest unstable basic state with a planetary-vorticity gradient, which is uniform and positive, and baroclinicity that is manifest as a negative contribution to the potential-vorticity (PV) gradient at the ground and positive vertical wind shear. Together, these ingredients satisfy the necessary conditions for baroclinic instability. In Part I it was shown how baroclinic growth on a general zonal basic state can be viewed as the interaction of pairs of ‘counter-propagating Rossby waves’ (CRWs) that can be constructed from a growing normal mode and its decaying complex conjugate. In this paper the normal-mode solutions for the Charney model are studied from the CRW perspective. Clear parallels can be drawn between the most unstable modes of the Charney model and the Eady model, in which the CRWs can be derived independently of the normal modes. However, the dispersion curves for the two models are very different; the Eady model has a short-wave cut-off, while the Charney model is unstable at short wavelengths. Beyond its maximum growth rate the Charney model has a neutral point at finite wavelength (r=1). Thereafter follows a succession of unstable branches, each with weaker growth than the last, separated by neutral points at integer r—the so-called ‘Green branches’. A separate branch of westward-propagating neutral modes also originates from each neutral point. By approximating the lower CRW as a Rossby edge wave and the upper CRW structure as a single PV peak with a spread proportional to the Rossby scale height, the main features of the ‘Charney branch’ (0

The counterpropagating Rossby wave perspective on Kelvin Helmholtz instability as a limiting case of a Rayleigh shear layer with zero width

The Kelvin Helmholtz (KH) problem, with zero stratification, is examined as a limiting case of the Rayleigh model of a single shear layer whose width tends to zero. The transition of the Rayleigh modal dispersion relation to the KH one, as well as the disappearance of the supermodal transient growth in the KH limit, are both rationalized from the counterpropagating Rossby wave perspective.

The counter-propagating Rossby-wave perspective on baroclinic instability. Part III: Primitive-equation disturbances on the sphere

Baroclinic instability of perturbations described by the linearized primitive quations, growing on steady zonal jets on the sphere, can be understood in terms of the interaction of pairs of counter-propagating Rossby waves (CRWs). The CRWs can be viewed as the basic components of the dynamical system where the Hamiltonian is the pseudoenergy and each CRW has a zonal coordinate and pseudomomentum. The theory holds for adiabatic frictionless flow to the extent that truncated forms of pseudomomentum and pseudoenergy are globally conserved. These forms focus attention on Rossby wave activity. Normal mode (NM) dispersion relations for realistic jets are explained in terms of the two CRWs associated with each unstable NM pair. Although derived from the NMs, CRWs have the conceptual advantage that their structure is zonally untilted, and can be anticipated given only the basic state. Moreover, their zonal propagation, phase-locking and mutual interaction can all be understood by ‘PV-thinking’ applied at only two ‘home-bases’—potential vorticity (PV) anomalies at one home-base induce circulation anomalies, both locally and at the other home-base, which in turn can advect the PV gradient and modify PV anomalies there. At short wavelengths the upper CRW is focused in the mid-troposphere just above the steering level of the NM, but at longer wavelengths the upper CRW has a second wave-activity maximum at the tropopause. In the absence of meridional shear, CRW behaviour is very similar to that of Charney modes, while shear results in a meridional slant with height of the air-parcel displacement-structures of CRWs in sympathy with basic-state zonal angular-velocity surfaces. A consequence of this slant is that baroclinically growing eddies (on jets broader than the Rossby radius) must tilt downshear in the horizontal, giving rise to up-gradient momentum fluxes that tend to accelerate the barotropic component of the jet.