Le rôle de l’Oxygénation Extracorporelle par Membrane (ECMO) dans la réanimation cardio-pulmonaire

Rapport de stage présenté à la Faculté de médecine en vue de l'obtention du grade de Maître ès sciences appliquées (M.Sc.A.) en génie biomédical, option génie clinique.

Material Characterisation and Electro-Optical Studies of a Ferroelectric Liquid Crystal

Department of Electronics, Cochin University of Science and Technology

Thermische Stabilität und Modifizierung der magnetischen Austauschanisotropie in Schichtsystemen

In dünnen Schichtsystemen, in denen es Grenzflächen zwischen antiferromagnetischen (AF) und ferromagnetischen (FM) Bereichen gibt, kann eine unidirektionale magnetische Anisotropie beobachtet werden: die Austauschanisotropie, auch "Exchange-Bias Effekt" genannt. Die Austauschanisotropie ist die Folge einer magnetischen Kopplung zwischen AF und FM. Makroskopisch äußert sich diese Anisotropie in einer Verschiebung der Magnetisierungskurve entlang der Magnetfeldachse. Anwendung findet die Austauschanisotropie z. B. in Spin-Valve Sensoren, deren Funktionsprinzip auf dem Riesen-Magnetowiderstand (engl. giant magnetoresistance, GMR) beruht. Die (thermische) Stabilität der Austauschanisotropie ist eine wichtige Voraussetzung für technische Anwendungen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde untersucht, durch welche Materialeigenschaften die Austauschanisotropie in Schichtsystemen mit antiferromagnetischem Nickeloxid (NiO) bestimmt wird. Die Schichten wurden durch (reaktive) Kathodenzerstäubung hergestellt. Durch Variation der Depositionsbedingungen wurden Zusammensetzung und Struktur der NiO-Schichten verändert. Die Ergebnisse systematischer Analysen dieser Größen werden aufgeführt. Der Vergleich dieser Materialanalysen mit magnetischen Messungen an NiO/NiFe Schichtsystemen fšuhrt zu dem Ergebnis, dass die chemische Zusammensetzung und die Struktur der NiO-Schichten die thermische Stabilität der Austauschanisotropie entscheidend beeinflussen. Es wird zusätzlich gezeigt, dass die Stabilität der Austauschanisotropie durch einen Temperprozess im Anschluss an die Herstellung der Schichtsysteme entscheidend verbessert werden kann. Thermisch aktivierte, magnetische Relaxationsprozesse können außerdem zur Erhöhung der Austauschanisotropie führen. Des Weiteren werden zwei neuartige Methoden zur Modifizierung der Austauschanisotropie vorgestellt. Dabei wird gezeigt, dass durch die Bestrahlung der Schichtsysteme mit Helium-Ionen die magnetischen Eigenschaften der Schichtsysteme gezielt verändert und optimiert werden können. Der Einfluss der Ionenbestrahlung auf die Austauschanisotropie in NiO/NiFe Schichtsystemen und auf den Magnetowiderstand in FeMn basierten Spin-Valves steht dabei im Vordergrund der experimentellen Untersuchungen. Eine weitere Möglichkeit zur Modifizierung der Austauschanisotropie ist die Bestrahlung der Schichtsysteme mit kurzen Laserpulsen. Durch einen thermomagnetischen Prozess kann die Austauschanisotropie lokal verändert werden. Experimentelle Ergebnisse von diesem hier erstmals verwendeten Verfahren werden vorgestellt und interpretiert. Mit den beiden genannten Methoden ist es möglich, die Eigenschaften der Austauschanisotropie in Schichtsystemen nachträglich gezielt zu modifizieren.

Dispositivo de no reinhalación NRMASK, pruebas de eficacia, desempeño y seguridad

Objetivo del estudio: comparar las mediciones realizadas en el dispositivo de entrega de agente halogenado, con un modelo matemático donde se encontraron los valores ideales de fracción espirada de agente halogenado para cada evento. Diseño del estudio: diseño de tecnología. Lugar de desarrollo: salas de cirugía de un Hospital Universitario, Bogotá, Colombia. Intervenciones y medidas: luego de diseñar y ensamblar un circuito anestésico semiabierto tipo mascara facial con dos válvulas unidireccionales (una inspitratoria y otra espiratoria), se procedió a tomar las medidas de Concentración inspirada de sevofluorane, y fracción inspirada de oxigeno, con volúmenes espiratorios de 70 a 170 mL con intervalos de 10 mL, y con el dial de sevoflorane a 2, 2.2, 2.4, 2.6 vol%, los resultados consignados fueron comparados con los valores matemáticamente calculados para cada evento. Resultados: las mediciones realizadas en la máscara son concordantes con los cálculos realizados en el modelo matemático. La concentración espirada de sevoflorane es ligeramente superior en cada evento con respecto a lo encontrado en el modelo matemático, no es posible asegurar la no reinhalación con las mediciones realizadas.

Predictores de cambio en la función ventricular izquierda posterior a implante valvular aórtico transcateter comparado con reemplazo valvular aórtico quirúrgico en el hospital universitario fundación Cardioinfantil instituto de cardiología – Bogotá

Objetivos: Identificar predictores de recuperación de la función ventricular izquierda y comparar los hallazgos ecocardiográficos en pacientes con estenosis aórtica crítica sometidos a reemplazo quirúrgico de la válvula aórtica (RVA) o implantación de válvula aórtica transcatéter (TAVI). Métodos: Cuarenta y cuatro pacientes tratados con RVA se compararon con 34 pacientes con TAVI, los datos ecocardiográficos fueron retrospectivamente obtenidos antes de la intervención y previo al alta. Resultados: Se analizaron retrospectivamente pacientes tratados en la FCI - IC desde 2009 - 2015 (n = 78 pacientes, con una media de edad 70,29 ± 11,63, EuroSCORE logístico 3,75 (3-8,55) en RVA y 20,4 (15 , 47-23,32) en TAVI. Ambos grupos mostraron una disminución en los gradientes de la válvula aórtica, más en pacientes de TAVI, con un gradiente transaórtico pico (24,5 vs 18,5, p = 0,001) y medio (14 vs 10, p = 0,002) En comparación con RVA, TAVI presentó un mayor número de pacientes con insuficiencia aórtica paravalvular (47,1% frente a 2,3% p = 0.000). En total, el 61,5% presentó mejoría precoz de la función ventricular, el predictor en severo compromiso de la función del ventrículo izquierdo fue un alto índice de masa ventricular izquierda. Conclusiones: La implantación transcatéter de válvula aórtica es una alternativa al reemplazo quirúrgico de la válvula aórtica en pacientes con estenosis aórtica y alto riesgo quirúrgico. La recuperación postoperatoria precoz de la función ventricular izquierda en pacientes con severo compromiso de la función ventricular estuvo asociada a alto índice de masa ventricular izquierda.

Análisis de supervivencia en pacientes con prótesis valvular biológica, Fundación Cardioinfantil-Instituto de Cardiología, Colombia, 2005-2013

Introducción: A partir de la década de los cincuenta el manejo de la enfermedad valvular presenta cambios significativos cuando se incorporan los reemplazos valvulares tanto mecánicos como biológicos dentro de las opciones de tratamiento quirúrgico (1). Las válvulas biológicas se desarrollaron como una alternativa que buscaba evitar los problemas relacionados con la anticoagulación y con la idea de utilizar un tejido que se comportara hemodinámicamente como el nativo. Este estudio está enfocado en establecer la sobrevida global y la libertad de reoperación de la válvula de los pacientes sometidos a reemplazo valvular aórtico y mitral biológicos en la Fundación Cardioinfantil - IC a 1, 3, 5 y 10 años. Materiales y métodos: Estudio de cohorte retrospectiva de supervivencia de pacientes sometidos a reemplazo valvular aórtico y/o mitral biológico intervenidos en la Fundación Cardioinfantil entre 2005 y 2013. Resultados: Se obtuvieron 919 pacientes incluidos en el análisis general y 876 (95,3%) pacientes con seguimiento efectivo para el análisis de sobrevida. La edad promedio fue 64años. La sobrevida a 1, 3, 5 y 10 años fue 95%,90%,85% y 69% respectivamente. El seguimiento efectivo para el desenlace reoperación fue del 55% y se encontró una libertad de reoperación del 99%, 96%, 93% y 81% a los 1, 3, 5 y 10 años. No hubo diferencias significativas entre la localización de la válvula ni en el tipo de válvula aortica empleada. Conclusiones: La sobrevida de los pacientes que son llevados a reemplazo valvular biológico en este estudio es comparable a grandes cohortes internacionales. La sobrevida de los pacientes llevados a reemplazo valvular con prótesis biológicas en posición mitral y aortica fue similar a 1, 3, 5 y 10 años.

Endocarditis infecciosa por Staphylococcus Aureus Meticilino sensible y resistente en la Fundación Cardioinfantil – Instituto de Cardiología

Introducción y objetivos: La endocarditis infecciosa (EI) es una enfermedad grave producida por diversos gérmenes que afectan las válvulas cardiacas y el tejido endomiocárdico. El objetivo fue describir las características epidemiológicas, clínicas, ecocardiográficas y microbiológicas de la endocarditis infecciosa por Staphylococcus aureus (S. aureus) meticilino sensible y resistente de la Fundación Cardioinfantil – Instituto de Cardiología (FCI-IC) en el periodo de tiempo 2010- 2015. Métodos: Cohorte retrospectiva de casos de EI por S. aureus en la FCIIC para el período 2010-2015. Se realizó descripción de las variables generales de la población a estudio utilizando medidas de tendencia central y dispersión. Análisis de desenlaces teniendo cuenta la concentración inhibitoria mínima de vancomicina. Resultados: En el estudio se presentaron 27 casos de EI, con una mayor proporción de pacientes de sexo masculino, con hipertensión, diabetes y hemodiálisis. La fiebre fue la manifestación más frecuente seguida de fenómenos vasculares. La válvula más comprometida fue la mitral, principalmente nativa. Discusión: La presentación clínica de los pacientes con EI por S. aureus es aguda por lo que la fiebre es la principal manifestación clínica presentada, lo anterior favorece un rápido diagnóstico clínico. De las cepas de S. aureus causante de EI no se encontró gérmenes con sensibilidad intermedia ni resistente a la vancomicina según criterios establecidos por CLSI. Se encontró mayor proporción de pacientes con un valor de CMI para vancomicina mayor a 0,5μg/ml lo cual es importante dado que podemos estar enfrentándonos a cepas hetero VISA (hVISA).

SBR technology for wastewater treatment: suitable operational conditions for a nutrient removal

Actualment, la legislació ambiental ha esdevingut més restrictiva pel que fa a la descàrrega d'aigües residuals amb nutrients, especialment en les anomenades àrees sensibles o zones vulnerables. Arran d'aquest fet, s'ha estimulat el coneixement, desenvolupament i millora dels processos d'eliminació de nutrients. El Reactor Discontinu Seqüencial (RDS) o Sequencing Batch Reactor (SBR) en anglès, és un sistema de tractament de fangs actius que opera mitjançant un procediment d'omplerta-buidat. En aquest tipus de reactors, l'aigua residual és addicionada en un sol reactor que treballa per càrregues repetint un cicle (seqüència) al llarg del temps. Una de les característiques dels SBR és que totes les diferents operacions (omplerta, reacció, sedimentació i buidat) es donen en un mateix reactor. La tecnologia SBR no és nova d'ara. El fet, és que va aparèixer abans que els sistema de tractament continu de fangs actius. El precursor dels SBR va ser un sistema d'omplerta-buidat que operava en discontinu. Entre els anys 1914 i 1920, varen sorgir certes dificultats moltes d'elles a nivell d'operació (vàlvules, canvis el cabal d'un reactor a un altre, elevat temps d'atenció per l'operari...) per aquests reactors. Però no va ser fins a finals de la dècada dels '50 principis del '60, amb el desenvolupament de nous equipaments i noves tecnologies, quan va tornar a ressorgir l'interès pels SBRs. Importants millores en el camp del subministrament d'aire (vàlvules motoritzades o d'acció pneumàtica) i en el de control (sondes de nivell, mesuradors de cabal, temporitzadors automàtics, microprocessadors) han permès que avui en dia els SBRs competeixin amb els sistemes convencional de fangs actius. L'objectiu de la present tesi és la identificació de les condicions d'operació adequades per un cicle segons el tipus d'aigua residual a l'entrada, les necessitats del tractament i la qualitat desitjada de la sortida utilitzant la tecnologia SBR. Aquestes tres característiques, l'aigua a tractar, les necessitats del tractament i la qualitat final desitjada determinen en gran mesura el tractament a realitzar. Així doncs, per tal d'adequar el tractament a cada tipus d'aigua residual i les seves necessitats, han estat estudiats diferents estratègies d'alimentació. El seguiment del procés es realitza mitjançant mesures on-line de pH, OD i RedOx, els canvis de les quals donen informació sobre l'estat del procés. Alhora un altre paràmetre que es pot calcular a partir de l'oxigen dissolt és la OUR que és una dada complementària als paràmetres esmentats. S'han avaluat les condicions d'operació per eliminar nitrogen d'una aigua residual sintètica utilitzant una estratègia d'alimentació esglaonada, a través de l'estudi de l'efecte del nombre d'alimentacions, la definició de la llargada i el número de fases per cicle, i la identificació dels punts crítics seguint les sondes de pH, OD i RedOx. S'ha aplicat l'estratègia d'alimentació esglaonada a dues aigües residuals diferents: una procedent d'una indústria tèxtil i l'altra, dels lixiviats d'un abocador. En ambdues aigües residuals es va estudiar l'eficiència del procés a partir de les condicions d'operació i de la velocitat del consum d'oxigen. Mentre que en l'aigua residual tèxtil el principal objectiu era eliminar matèria orgànica, en l'aigua procedent dels lixiviats d'abocador era eliminar matèria orgànica i nitrogen. S'han avaluat les condicions d'operació per eliminar nitrogen i fòsfor d'una aigua residual urbana utilitzant una estratègia d'alimentació esglaonada, a través de la definició del número i la llargada de les fases per cicle, i la identificació dels punts crítics seguint les sondes de pH, OD i RedOx. S'ha analitzat la influència del pH i la font de carboni per tal d'eliminar fòsfor d'una aigua sintètica a partir de l'estudi de l'increment de pH a dos reactors amb diferents fonts de carboni i l'estudi de l'efecte de canviar la font de carboni. Tal i com es pot veure al llarg de la tesi, on s'han tractat diferents aigües residuals per a diferents necessitats, un dels avantatges més importants d'un SBR és la seva flexibilitat.

Malacosporean-like spores in urine of rainbow trout react with antibody and DNA probes to Tetracapsuloides bryosalmonae

Tetracapsuloides bryosalmonae is the myxozoan parasite causing proliferative kidney disease (PKD) of salmonid fishes in Europe and North America. The complete life cycle of the parasite remains unknown despite recent discoveries that the stages infectious for fish develop in freshwater bryozoans. During the course of examinations of the urine of rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) with or recovering from PKD we identified spores with features similar to those of T. bryosalmonae found in the bryozoan host. Spores found in the urine were subspherical, with a width of 16 mum and height of 14 mum, and possessed two soft valves surrounding two spherical polar capsules (2 mum in diameter) and a single sporoplasm. The absence of hardened valves is a distinguishing characteristic of the newly established class Malacosporea that includes T. bryosalmonae as found in the bryozoan host. The parasite in the urine of rainbow trout possessed only two polar capsules and two valve cells compared to the four polar capsules and four valves observed in the spherical spores of 19 mum in diameter from T. bryosalmonae from the bryozoan host. Despite morphological differences, a relationship between the spores in the urine of rainbow trout and T. bryosalmonae was demonstrated by binding of monoclonal and polyclonal antibodies and DNA probes specific to T. bryosalmonae.

When innovation becomes inefficient: reexamining Britain's radio industry

I examine the factors underpinning the British radio-equipment sector's particularly poor interwar productivity performance relative to the United States. Differences in socio-legal environments were crucial in allowing key players in the British industry to derive higher monopoly rents than their American counterparts. Higher British rents in turn, had the unintended outcome of stimulating innovation around restrictive patents, initiating a path-dependent process of technical change in favor of expensive multifunctional valves. These valves both raised direct production costs and prevented British firms from following the American path of broadening the radio market beyond the household's prime receiver.

Experimental micromorphology in Tierra del Fuego (Argentina): building a reference collection for the study of shell middens in cold climates

Commonly used in archaeological contexts, micromorphology did not see a parallel advance in the field of experimental archaeology. Drawing from early work conducted in the 1990`s on ethnohistoric sites in the Beagle Channel, we analyze a set of 25 thin sections taken from control features and experimental tests. The control features include animal pathways and environmental contexts (beach samples, forest litter, soils from the proximities of archaeological sites), while the experimental samples comprise anthropic structures, such as hearths, and valves of Mytilus edulis (the most important component of shell middens in the region) heated from 200 degrees C to 800 degrees C. Their micromorphological study constitutes a modern analogue to assist archaeologists studying site formation and ethnographical settings in cold climates, with particular emphasis on shell midden contexts. (c) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A green flow-based procedure for fluorimetric determination of acid-dissociable cyanide in natural waters exploiting multicommutation

A flow system designed with solenoid valves is proposed for determination of weak acid dissociable cyanide, based on the reaction with o-phthalaldehyde (OPA) and glycine yielding a highly fluorescent isoindole derivative. The proposed procedure minimizes the main drawbacks related to the reference batch procedure, based on reaction with barbituric acid and pyridine followed by spectrophotometric detection, i.e., use of toxic reagents, high reagent consumption and waste generation, low sampling rate, and poor sensitivity. Retention of the sample zone was exploited to increase the conversion rate of the analyte with minimized sample dispersion. Linear response (r=0.999) was observed for cyanide concentrations in the range 1-200 mu g L(-1), with a detection limit (99.7% confidence level) of 0.5 mu g L(-1)(19 nmol L(-1)). The sampling rate and coefficient of variation (n=10) were estimated as 22 measurements per hour and 1.4%, respectively. The results of determination of weak acid dissociable cyanide in natural water samples were in agreement with those achieved by the batch reference procedure at the 95% confidence level. Additionally to the improvement in the analytical features in comparison with those of the flow system with continuous reagent addition (sensitivity and sampling rate 90 and 83% higher, respectively), the consumption of OPA was 230-fold lower.

Thermal and spectrophotometric studies of new crosslinking method for collagen matrix with glutaraldehyde acetals

Despite the many existing crosslinking procedures, glutaraldehyde (GA) is still the method of choice used in the manufacture of bioprosthesis. The major problems with GA are: (a) uncontrolled reactivity due to the chemical complexity or GA solutions; (b) toxicity due to the release of GA from polymeric crosslinks; and (c) tissue impermeabilization due to polymeric and heterogeneous crosslinks formation, partially responsible for the undesirable calcification of the bioprosthesis. A new method of crosslinking glutaraldehyde acetals has been developed with GA in acid ethanolic solution, and after the distribution inside de matrix, GA is released to crosslinking. Concentrations of hydrochloride acid in ethanolic solutions between 0.1 and 0.001 mol/L with GA concentration between 0.1 and 1.0% were measured in an ultraviolet spectrophotometer to verify the presence of free aldehyde groups and polymeric compounds of GA. After these measurements, the solutions were used to crosslink bovine pericardium. The spectrophotometric results showed that GA was better protected in acetal forms for acid ethanolic solution with HCl at 0.003 mol/L and GA 1.0%(v/v). The shrinkage temperature results of bovine pericardium crosslinked with acetal solutions showed values near 85 C after the exposure to triethylamine vapors.

Energy Analysis within Industrial Hydraulics and Correspondent Solar PV System Design

Energy efficiency and renewable energy use are two main priorities leading to industrial sustainability nowadays according to European Steel Technology Platform (ESTP). Modernization efforts can be done by industries to improve energy consumptions of the production lines. These days, steel making industrial applications are energy and emission intensive. It was estimated that over the past years, energy consumption and corresponding CO2 generation has increased steadily reaching approximately 338.15 parts per million in august 2010 [1]. These kinds of facts and statistics have introduced a lot of room for improvement in energy efficiency for industrial applications through modernization and use of renewable energy sources such as solar Photovoltaic Systems (PV).The purpose of this thesis work is to make a preliminary design and simulation of the solar photovoltaic system which would attempt to cover the energy demand of the initial part of the pickling line hydraulic system at the SSAB steel plant. For this purpose, the energy consumptions of this hydraulic system would be studied and evaluated and a general analysis of the hydraulic and control components performance would be done which would yield a proper set of guidelines contributing towards future energy savings. The results of the energy efficiency analysis showed that the initial part of the pickling line hydraulic system worked with a low efficiency of 3.3%. Results of general analysis showed that hydraulic accumulators of 650 liter size should be used by the initial part pickling line system in combination with a one pump delivery of 100 l/min. Based on this, one PV system can deliver energy to an AC motor-pump set covering 17.6% of total energy and another PV system can supply a DC hydraulic pump substituting 26.7% of the demand. The first system used 290 m2 area of the roof and was sized as 40 kWp, the second used 109 m2 and was sized as 15.2 kWp. It was concluded that the reason for the low efficiency was the oversized design of the system. Incremental modernization efforts could help to improve the hydraulic system energy efficiency and make the design of the solar photovoltaic system realistically possible. Two types of PV systems where analyzed in the thesis work. A method was found calculating the load simulation sequence based on the energy efficiency studies to help in the PV system simulations. Hydraulic accumulators integrated into the pickling line worked as energy storage when being charged by the PV system as well.

Monitoring results of combined pellet and solar heating system

In this study the monitoring results of prototype installation of a recently developed solar combisystem have been evaluated. The system, that uses a water jacketed pellet stove as auxiliary heater, was installed in a single family house in Borlänge/Sweden. In order to allow an evaluation under realistic conditions the system has been monitored for a time period of one year. From the measurements of the system it could be seen that it is important that the pellet stove has a sufficient buffer store volume to minimize cycling. The measurements showed also that the stove gives a lower share of the produced heat to the water loop than measured under stationary conditions. The solar system works as expected and covers the heat demand during the summer and a part of the heat demand during spring and autumn. Potential for optimization exists for the parasitic electricity demand. The system consumes 680 kWh per year for pumps, valves and controllers which is more than 4% of the total primary heating energy demand.