Implications of the Hemodynamic Optimization Approach Guided by Right Heart Catheterization in Patients with Severe Heart Failure

OBJECTIVE: To report the hemodynamic and functional responses obtained with clinical optimization guided by hemodynamic parameters in patients with severe and refractory heart failure. METHODS: Invasive hemodynamic monitoring using right heart catheterization aimed to reach low filling pressures and peripheral resistance. Frequent adjustments of intravenous diuretics and vasodilators were performed according to the hemodynamic measurements. RESULTS: We assessed 19 patients (age = 48±12 years and ejection fraction = 21±5%) with severe heart failure. The intravenous use of diuretics and vasodilators reduced by 12 mm Hg (relative reduction of 43%) pulmonary artery occlusion pressure (P<0.001), with a concomitant increment of 6 mL per beat in stroke volume (relative increment of 24%, P<0.001). We observed significant associations between pulmonary artery occlusion pressure and mean pulmonary artery pressure (r=0.76; P<0.001) and central venous pressure (r=0.63; P<0.001). After clinical optimization, improvement in functional class occurred (P< 0.001), with a tendency towards improvement in ejection fraction and no impairment to renal function. CONCLUSION: Optimization guided by hemodynamic parameters in patients with refractory heart failure provides a significant improvement in the hemodynamic profile with concomitant improvement in functional class. This study emphasizes that adjustments in blood volume result in imme-diate benefits for patients with severe heart failure.

Catheter ablation of atriofascicular Mahaim fibers guided by the activation potential

OBJECTIVE: To determine whether recording of the activation potential may be used as an isolated criterion to guide catheter ablation of atriofascicular Mahaim fibers. METHODS: We studied 6 patients (5 females, mean age of 26±7.3 years) with paroxysmal tachycardias with a wide QRS complex, whose electrophysiological study diagnosed atriofascicular Mahaim fibers. Mapping and catheter ablation were performed in sinus rhythm, guided only by the recording of the activation potential of the fiber. RESULTS: Efficacy in ablation was achieved in all patients. The fibers were located in the right lateral region of the tricuspid ring in 3 patients, right posterolateral region in 2, and right anterolateral region in 1. A mean of 5.3±3 radiofrequency applications was performed. The mean fluoroscopy time was 46.6±25 minutes, and the mean duration of the procedure was 178.6±108 minutes. No complication occurred. In a mean 20-month follow-up, all patients were asymptomatic and receiving no antiarrhythmic drugs. CONCLUSION: Catheter ablation of Mahaim fibers may be performed with good safety and efficacy by mapping the activation potential of the tricuspid ring in sinus rhythm.

Manipulación acustica del orden y dinámica molecular en estructuras mesomorficas de organización lamelar. Acoustic manipulation of molecular order and dynamics in mesomorphic structures of lamellar organization.

El control de propiedades hidrodinámicas capaces de influir en la mecánica de ruptura y poración de sistemas lamelares o membranas es de fundamental interés para diferentes aplicaciones biotecnológicas. Resulta de particular interés la conexión entre los procesos microscópicos relacionados al tipo de moléculas o unidades básicas, el orden determinado en el auto-ensamblado de las mismas y la dinámica local del sistema, con las propiedades físicas que determinan el comportamiento macroscópico bajo estimulación acústica. Resultados logrados recientemente sugieren la existencia de resonancias hidrodinámicas que podrian ser utilizadas para lograr la inestabilidad del sistema a baja potencia acústica. Se realizaran estudios experimentales utilizando principalmente técnicas que combinan resonancia magnética nuclear (RMN) y la sonicación de la muestra. También se realizarán estudios teóricos y simulaciones numéricas que permitan modelar los sistemas bajo estudio. Se propone dar continuidad al desarrollo de una técnica de relaxometría magnética nuclear en la cual se estimula acústicamente a la muestra durante el proceso de relajación magnética nuclear, y continuar la implementación de técnicas de RMN con resolución espacial que permitan complementar los estudios mencionados. Se espera comprender los mecanismos físicos que determinan la estabilidad de fases lamelares, logrando un modelo verificable y consistente que permita relacionar las propiedades mecánicas e hidrodinámicas con las propiedades de orden y dinámica molecular. Asimismo, se espera lograr avances en el desarrollo de las técnicas experimentales involucradas. La importancia del proyecto radica en el enfoque del problema. A diferencia de casi la totalidad de los estudios reportados, nuestro interés se enfoca en mecanismos de interacción entre la membrana y el campo acústico que sean eficientes a baja potencia acústica, en un régimen donde los gradientes térmicos y la cavitación sean despreciables.

Desarrollo de Algoritmos Numéricos para el Estudio de la Propagación no Lineal de Ondas en Aplicaciones Aeroespaciales y Astrofísicas. Develop to Numerical Algorithms to Study non-Linear Waves Propagation in Aerospace and Astrophysics Applications.

En este proyecto se desarrollarán algoritmos numéricos para sistemas no lineales hiperbólicos-parabólicos de ecuaciones diferenciales en derivadas parciales. Dichos sistemas tienen aplicación en propagación de ondas en ámbitos aeroespaciales y astrofísicos.Objetivos generales: 1)Desarrollo y mejora de algoritmos numéricos con la finalidad de incrementar la calidad en la simulación de propagación e interacción de ondas gasdinámicas y magnetogasdinámicas no lineales. 2)Desarrollo de códigos computacionales con la finalidad de simular flujos gasdinámicos de elevada entalpía incluyendo cambios químicos, efectos dispersivos y difusivos.3)Desarrollo de códigos computacionales con la finalidad de simular flujos magnetogasdinámicos ideales y reales.4)Aplicación de los nuevos algoritmos y códigos computacionales a la solución del flujo aerotermodinámico alrededor de cuerpos que ingresan en la atmósfera terrestre. 5)Aplicación de los nuevos algoritmos y códigos computacionales a la simulación del comportamiento dinámico no lineal de arcos magnéticos en la corona solar. 6)Desarrollo de nuevos modelos para describir el comportamiento no lineal de arcos magnéticos en la corona solar.Este proyecto presenta como objetivo principal la introducción de mejoras en algoritmos numéricos para simular la propagación e interacción de ondas no lineales en dos medios gaseosos: aquellos que no poseen carga eléctrica libre (flujos gasdinámicos) y aquellos que tienen carga eléctrica libre (flujos magnetogasdinámicos). Al mismo tiempo se desarrollarán códigos computacionales que implementen las mejoras de las técnicas numéricas.Los algoritmos numéricos se aplicarán con la finalidad de incrementar el conocimiento en tópicos de interés en la ingeniería aeroespacial como es el cálculo del flujo de calor y fuerzas aerotermodinámicas que soportan objetos que ingresan a la atmósfera terrestre y en temas de astrofísica como la propagación e interacción de ondas, tanto para la transferencia de energía como para la generación de inestabilidades en arcos magnéticos de la corona solar. Estos dos temas poseen en común las técnicas y algoritmos numéricos con los que serán tratados. Las ecuaciones gasdinámicas y magnetogasdinámicas ideales conforman sistemas hiperbólicos de ecuaciones diferenciales y pueden ser solucionados utilizando "Riemann solvers" junto con el método de volúmenes finitos (Toro 1999; Udrea 1999; LeVeque 1992 y 2005). La inclusión de efectos difusivos genera que los sistemas de ecuaciones resulten hiperbólicos-parabólicos. La contribución parabólica puede ser considerada como términos fuentes y tratada adicionalmente tanto en forma explícita como implícita (Udrea 1999; LeVeque 2005).Para analizar el flujo alrededor de cuerpos que ingresan en la atmósfera se utilizarán las ecuaciones de Navier-Stokes químicamente activas, mientras la temperatura no supere los 6000K. Para mayores temperaturas es necesario considerar efectos de ionización (Anderson, 1989). Tanto los efectos difusivos como los cambios químicos serán considerados como términos fuentes en las ecuaciones de Euler. Para tratar la propagación de ondas, transferencia de energía e inestabilidades en arcos magnéticos de la corona solar se utilizarán las ecuaciones de la magnetogasdinámica ideal y real. En este caso será también conveniente implementar términos fuente para el tratamiento de fenómenos de transporte como el flujo de calor y el de radiación. Los códigos utilizarán la técnica de volúmenes finitos, junto con esquemas "Total Variation Disminishing - TVD" sobre mallas estructuradas y no estructuradas.

Acoustic emission analysis of the effect of a 2D wedge shaped blade on the compact bone cutting process

Surgeons may use a number of cutting instruments such as osteotomes and chisels to cut bone during an operative procedure. The initial loading of cortical bone during the cutting process results in the formation of microcracks in the vicinity of the cutting zone with main crack propagation to failure occuring with continued loading. When a material cracks, energy is emitted in the form of Acoustic Emission (AE) signals that spread in all directions, therefore, AE transducers can be used to monitor the occurrence and development of microcracking and crack propagation in cortical bone. In this research, number of AE signals (hits) and related parameters including amplitude, duration and absolute energy (abs-energy) were recorded during the indentation cutting process by a wedge blade on cortical bone specimens. The cutting force was also measured to correlate between load-displacement curves and the output from the AE sensor. The results from experiments show AE signals increase substantially during the loading just prior to fracture between 90% and 100% of maximum fracture load. Furthermore, an amplitude threshold value of 64dB (with approximate abs-energy of 1500 aJ) was established to saparate AE signals associated with microcracking (41 – 64dB) from fracture related signals (65 – 98dB). The results also demonstrated that the complete fracture event which had the highest duration value can be distinguished from other growing macrocracks which did not lead to catastrophic fracture. It was observed that the main crack initiation may be detected by capturing a high amplitude signal at a mean load value of 87% of maximum load and unsteady crack propagation may occur just prior to final fracture event at a mean load value of 96% of maximum load. The author concludes that the AE method is useful in understanding the crack initiation and fracture during the indentation cutting process.

Numerical simulations of Lamb waves in plates using a semi-analytical finite element method

Magdeburg, Univ., Fak. für Maschinenbau, Diss., 2011

Mechanische Charakterisierung von Konstruktionskeramik im oberflächennahen Bereich

Engineering ceramics, indentation methods, crack-resistance, Rayleigh waves, acoustic microscopy, machining parameters, green ceramic bodies, ultrasonic contact impedance, acoustic impedance, residual stress

Dynamic potential fields for guided exploration in virtual environments

Dynamic potential fields, guided exploration, virtual environments, navigation

Instability of excitation waves induced by electrical fields

Pyrogallol, uncatalyzed bromate oscillator, electric field, pulse wave, Belousov-Zhabotinsky reaction, reversal

Dynamics of three-dimensional excitation waves

Magdeburg, Univ., Fak. für Naturwiss., Diss., 2008

Robust acoustic and semantic modeling in a telephone-based spoken dialog system

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2009

Development of methodology for treating pressure waves from explosions accounting for modeling and data uncertainties

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2012

Perception-guided evaluation of 3D medical visualizations

Magdeburg, Univ., Fak. für Informatik, Diss., 2015

Instruments for image guided procedures - IIGP : review summaries for minimal invasive and image guided technologies and clinical procedures : student review papers on selected topics

Michael Friebe, editor ; Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Institut für Medizintechnik, Lehrstuhl Kathetertechnologie und bildgesteuerte Therapie (INKA - Intelligente Katheter), Forschungscampus STIMULATE (Solution Centre for Image Guided Local Therapies)