(Table S1) Age determination of ODP Site 202-1240

Interannual-decadal variability in the equatorial Pacific El Niño-Southern Oscillation (ENSO) induces climate changes at global scale, but its potential influence during past global climate change is not yet well constrained. New high-resolution eastern equatorial Pacific proxy records of thermocline conditions present new evidence of strong orbital control in ENSO-like variability over the last 275,000 years. Recurrent intervals of saltier thermocline waters are associated with the dominance of La Niña-like conditions during glacial terminations, coinciding with periods of low precession and high obliquity. The parallel dominance of d13C-depleted waters supports the advection of Antarctic origin waters toward the tropical thermocline. This "oceanic tunneling" is proposed to have reinforced orbitally induced changes in ENSO-like variability, composing a complex high- and low-latitude feedback during glacial terminations.

Aplicación de métodos numéricos en la simulación del flujo sanguíneo en el sistema arterial

Revisión de algunas aplicaciones de mecánica computacional de fluidos en la simulación del flujo sanguíneo.

Pulsatile blood flow-split in aortic arch dissection

Abnormalities of the aortic arch, as the most proximal site of the cardiovascular system, are of great interest due to its major role in blood distribution to all downstream members. Wall dissection is one of the disorders that an aorta may suffer due to hypertension or degradation of aortic wall properties. A geometrical change of the aortic arch caused by the dissected wall, and consequently the blood flow path, makes the time-varying flow curves to be different in comparison to the healthy aortic arch. This phenomenon modifies wall shear stress (WSS) history during the cardiac cycle. In the current work, the pulsatile blood flow in a typical Stanford A (DeBakey II) dissected aorta is simulated by CFD technique, STAR-CCM+. The boundary conditions are calculated based on a combination of the impedance boundary condition and the auto-regulation concept in the cardiovascular system.

Let's Gain More Confidence Of Clinicians With Our Colorful Contours: Blood Flow Simulation In Arteries Using Abaqus & STAR-CCM+

The objective of the current work is to present the results of several numerical simulations of pulsatile blood flow in healthy and diseased arteries and compare with clinical expectations. Different realistic and physiological aspects such as blood flow interaction with arterial walls, effect of heart movement, cardiovascular autoregulation, arterial walls' hyperelasticity and cardiovascular disorders have been incorporated in the models thanks to a direct coupling of Abaqus and STAR-CCM+. Comparisons of implicit and explicit coupling methods in cardiovascular simulations have been discussed. An in-house methodology combined with explicit FSI coupling has reduced considerably calculation time while the simulations stay realistic and reliable for clinicians

Comparison of implicit and explicit FSI coupling strategies in cardiovascular system = Comparación de las estrategias implícitas y explícitas de acoplamiento FSI en el sistema cardiovascular

Comparación de los esquemas de integración temporal explícito e implícito, en la simulación del flujo sanguíneo y su interacción con la pared arterial. There are two major strategies in FSI coupling techniques: implicit and explicit. The general difference between these methodologies is how many times the data is exchanged between the fluid and solid domains at each FSI time-step. In both coupling strategies, the pressure values coming from fluid domain calculations at each time-step are exported to the solid domain, and consequently, the solid domain is analyzed with these imported forces. In contrast to the explicit coupling, in the implicit approach the fluid and solid domain’s data is exchanged several times until the convergence is achieved. Although this method may boost the numerical stabilization, it increases the computational cost due to the extra data exchanges. In cardiovascular simulations, depending on the analysis objectives, one may choose an explicit or implicit approach. In the current work, the advantage of an explicit coupling strategy is highlighted when simulation of pulsatile blood flow in elastic arteries is desired.

Pulsatile blood flow interaction with arterial walls of aorta : autoregulation and impedance pressure boundary condition and its biomedical applications

Para las decisiones urgentes sobre intervenciones quirúrgicas en el sistema cardiovascular se necesitan simulaciones computacionales con resultados fiables y que consuman un tiempo de cálculo razonable. Durante años los investigadores han trabajado en diversos métodos numéricos de cálculo que resulten atractivos para los cirujanos. Estos métodos, precisos pero costosos desde el punto de vista del coste computacional, crean un desajuste entre la oferta de los ingenieros que realizan las simulaciones y los médicos que operan en el quirófano. Por otra parte, los métodos de cálculo más simplificados reducen el tiempo de cálculo pero pueden proporcionar resultados no realistas. El objetivo de esta tesis es combinar los conceptos de autorregulación e impedancia del sistema circulatorio, la interacción flujo sanguíneo-pared arterial y modelos geométricos idealizados tridimensionales de las arterias pero sin pérdida de realismo, con objeto de proponer una metodología de simulación que proporcione resultados correctos y completos, con tiempos de cálculo moderados. En las simulaciones numéricas, las condiciones de contorno basadas en historias de presión presentan inconvenientes por ser difícil conocerlas con detalle, y porque los resultados son muy sensibles ante pequeñas variaciones de dichas historias. La metodología propuesta se basa en los conceptos de autorregulación, para imponer la demanda de flujo aguas abajo del modelo en el ciclo cardiaco, y la impedancia, para representar el efecto que ejerce el flujo en el resto del sistema circulatorio sobre las arterias modeladas. De este modo las historias de presión en el contorno son resultados del cálculo, que se obtienen de manera iterativa. El método propuesto se aplica en una geometría idealizada del arco aórtico sin patologías y en otra geometría correspondiente a una disección Stanford de tipo A, considerando la interacción del flujo pulsátil con las paredes arteriales. El efecto de los tejidos circundantes también se incorpora en los modelos. También se hacen aplicaciones considerando la interacción en una geometría especifica de un paciente anciano que proviene de una tomografía computarizada. Finalmente se analiza una disección Stanford tipo B con tres modelos que incluyen la fenestración del saco. Clinicians demand fast and reliable numerical results of cardiovascular biomechanic simulations for their urgent pre-surgery decissions. Researchers during many years have work on different numerical methods in order to attract the clinicians' confidence to their colorful contours. Though precise but expensive and time-consuming methodologies create a gap between numerical biomechanics and hospital personnel. On the other hand, simulation simplifications with the aim of reduction in computational time may cause in production of unrealistic outcomes. The main objective of the current investigation is to combine ideas such as autoregulation, impedance, fluid-solid interaction and idealized geometries in order to propose a computationally cheap methodology without excessive or unrealistic simplifications. The pressure boundary conditions are critical and polemic in numerical simulations of cardiovascular system, in which a specific arterial site is of interest and the rest of the netwrok is neglected but represented by a boundary condition. The proposed methodology is a pressure boundary condition which takes advantage of numerical simplicity of application of an imposed pressure boundary condition on outlets, while it includes more sophisticated concepts such as autoregulation and impedance to gain more realistic results. Incorporation of autoregulation and impedance converts the pressure boundary conditions to an active and dynamic boundary conditions, receiving feedback from the results during the numerical calculations and comparing them with the physiological requirements. On the other hand, the impedance boundary condition defines the shapes of the pressure history curves applied at outlets. The applications of the proposed method are seen on idealized geometry of the healthy arotic arch as well as idealized Stanford type A dissection, considering the interaction of the arterial walls with the pulsatile blood flow. The effect of surrounding tissues is incorporated and studied in the models. The simulations continue with FSI analysis of a patient-specific CT scanned geometry of an old individual. Finally, inspiring of the statistic results of mortality rates in Stanford type B dissection, three models of fenestrated dissection sac is studied and discussed. Applying the developed boundary condition, an alternative hypothesis is proposed by the author with respect to the decrease in mortality rates in patients with fenestrations.

Fluid-solid interaction in arteries incorporating the autoregulation concept in boundary conditions

In pre-surgery decisions in hospital emergency cases, fast and reliable results of the solid and fluid mechanics problems are of great interest to clinicians. In the current investigation, an iterative process based on a pressure-type boundary condition is proposed in order to reduce the computational costs of blood flow simulations in arteries, without losing control of the important clinical parameters. The incorporation of cardiovascular autoregulation, together with the well-known impedance boundary condition, forms the basis of the proposed methodology. With autoregulation, the instabilities associated with conventional pressure-type or impedance boundary conditions are avoided without an excessive increase in computational costs. The general behaviour of pulsatile blood flow in arteries, which is important from the clinical point of view, is well reproduced through this new methodology. In addition, the interaction between the blood and the arterial walls occurs via a modified weak coupling, which makes the simulation more stable and computationally efficient. Based on in vitro experiments, the hyperelastic behaviour of the wall is characterised and modelled. The applications and benefits of the proposed pressure-type boundary condition are shown in a model of an idealised aortic arch with and without an ascending aorta dissection, which is a common cardiovascular disorder.

Avaliação das inclinações dentárias obtidas no tratamento ortodôntico com bráquetes autoligados utilizando tomografia computadorizada

O objetivo deste trabalho foi analisar a expressão dos torques dentários em pacientes tratados com aparelhos ortodônticos fixos com bráquetes autoligados, utilizando tomografias computadorizadas. Para este estudo, foi selecionada uma amostra clínica de 10 pacientes, seguindo como critérios de inclusão, indivíduos que apresentavam dentição permanente e todos os dentes presentes, com apinhamento superior ou igual a 4 mm, tratados sem extração. Todos os pacientes foram tratados na clínica da pós-graduação em Ortodontia da Universidade Metodista de São Paulo, utilizando-se bráquetes autoligados Damon 2 ORMCO na prescrição padrão. Foram realizadas medições das inclinações dos dentes anteriores, de canino a canino, superiores e inferiores, realizadas por meio de imagens tomográficas obtidas em um tomógrafo computadorizado volumétrico NewTom, em seu modelo DVT-9000 (NIM Verona - Itália), obtidas em dois tempos: antes do início do tratamento ortodôntico (denominado de T1) e depois do tratamento ortodôntico, após a inserção do último fio de nivelamento, de calibre 0,019 x 0,025 de aço inoxidável(denominado de T2). Para auxílio destas mensurações, foi utilizado o software QR-DVT 9000 e após análise dos resultados foram aplicados testes estatíscos (testes "t" pareado e Dalberg) e observou-se que as inclinações dos dentes do segmento anterior aumentaram, principalmente, nos caninos e incisivos laterais superiores, incisivos centrais e laterais inferiores. Os dentes apresentaram valores de inclinação diferentes da prescrição, tanto no início quanto no final do tratamento, denotando a incapacidade do fio 0,019 x 0,025 de aço inoxidável em reproduzir os torques indicados na prescrição padrão utilizada neste presente estudo.(AU)

Avaliação das inclinações dentárias obtidas no tratamento ortodôntico com bráquetes autoligados utilizando tomografia computadorizada

O objetivo deste trabalho foi analisar a expressão dos torques dentários em pacientes tratados com aparelhos ortodônticos fixos com bráquetes autoligados, utilizando tomografias computadorizadas. Para este estudo, foi selecionada uma amostra clínica de 10 pacientes, seguindo como critérios de inclusão, indivíduos que apresentavam dentição permanente e todos os dentes presentes, com apinhamento superior ou igual a 4 mm, tratados sem extração. Todos os pacientes foram tratados na clínica da pós-graduação em Ortodontia da Universidade Metodista de São Paulo, utilizando-se bráquetes autoligados Damon 2 ORMCO na prescrição padrão. Foram realizadas medições das inclinações dos dentes anteriores, de canino a canino, superiores e inferiores, realizadas por meio de imagens tomográficas obtidas em um tomógrafo computadorizado volumétrico NewTom, em seu modelo DVT-9000 (NIM Verona - Itália), obtidas em dois tempos: antes do início do tratamento ortodôntico (denominado de T1) e depois do tratamento ortodôntico, após a inserção do último fio de nivelamento, de calibre 0,019 x 0,025 de aço inoxidável(denominado de T2). Para auxílio destas mensurações, foi utilizado o software QR-DVT 9000 e após análise dos resultados foram aplicados testes estatíscos (testes "t" pareado e Dalberg) e observou-se que as inclinações dos dentes do segmento anterior aumentaram, principalmente, nos caninos e incisivos laterais superiores, incisivos centrais e laterais inferiores. Os dentes apresentaram valores de inclinação diferentes da prescrição, tanto no início quanto no final do tratamento, denotando a incapacidade do fio 0,019 x 0,025 de aço inoxidável em reproduzir os torques indicados na prescrição padrão utilizada neste presente estudo.(AU)

AVALIAÇÃO DAS ALTERAÇÕES DENTÁRIAS E DO PERFIL FACIAL OBTIDAS NO TRATAMENTO ORTODÔNTICO COM BRAQUETES AUTOLIGADOS

Este trabalho teve como objetivo principal avaliar as inclinações dentárias e o perfil facial de pacientes tratados ortodonticamente com braquete autoligado Damon 2, prescrição padrão. Para este estudo, foi selecionada uma amostra de 18 indivíduos, sendo 12 do sexo masculino e 6 do feminino, com idades que variaram de 12 a 20 anos (idade média de 15 anos) e que apresentavam discrepância de modelo negativa (de 4 mm a 15 mm). Como critério de inclusão, os pacientes deveriam apresentar dentição permanente completa até os segundos molares, má oclusão de Classe I de Angle, telerradiografias em norma lateral do início e final do tratamento ortodôntico e modelos de estudo em gesso dos arcos dentários superiores e inferiores do início e final do tratamento ortodôntico. As medições das inclinações ântero-posteriores dos incisivos centrais superiores e incisivos centrais inferiores e alterações do perfil facial foram realizadas por meio das telerradiografias em norma lateral. As distâncias transversais das regiões de cúspide e cervical inter-caninos, primeiros e segundos pré-molares e primeiros molares, foram obtidas medindo-se os modelos de gesso. Todas as mensurações foram realizadas nas telerradiografias e modelos de gesso obtidos antes do início do tratamento ortodôntico (T1) e no final do tratamento (T2). Após a coleta de todos os dados aplicou-se o teste t de Student para comparar as medidas dos dois tempos avaliados neste estudo. Verificou-se diferença estatisticamente significante (p<0,05) na inclinação dos incisivos centrais inferiores e nas dimensões transversais inter-cúspides e inter-cervicais dos primeiros e segundos pré-molares e primeiros molares na maxila. Na mandíbula todas as distâncias transversais (inter cúspides e cervicais) de caninos, primeiros e segundos pré-molares e primeiros molares apresentaram significância estatística (p<0,05), exceto a distância inter-cervical dos caninos inferiores. Concluímos que o tratamento ortodôntico sem extrações de pacientes com má oclusão de Classe I realizados com os braquetes Damon 2, prescrição padrão, não promoveu alteração na inclinação vestíbulo-lingual dos incisivos centrais superiores, aumentou a inclinação vestibular dos incisivos centrais inferiores, não alterou o perfil facial e aumentou de modo significativo a dimensão transversal da maxila e da mandíbula por meio de inclinação vestibular de coroa.(AU)

AVALIAÇÃO DAS ALTERAÇÕES DENTÁRIAS E DO PERFIL FACIAL OBTIDAS NO TRATAMENTO ORTODÔNTICO COM BRAQUETES AUTOLIGADOS

Este trabalho teve como objetivo principal avaliar as inclinações dentárias e o perfil facial de pacientes tratados ortodonticamente com braquete autoligado Damon 2, prescrição padrão. Para este estudo, foi selecionada uma amostra de 18 indivíduos, sendo 12 do sexo masculino e 6 do feminino, com idades que variaram de 12 a 20 anos (idade média de 15 anos) e que apresentavam discrepância de modelo negativa (de 4 mm a 15 mm). Como critério de inclusão, os pacientes deveriam apresentar dentição permanente completa até os segundos molares, má oclusão de Classe I de Angle, telerradiografias em norma lateral do início e final do tratamento ortodôntico e modelos de estudo em gesso dos arcos dentários superiores e inferiores do início e final do tratamento ortodôntico. As medições das inclinações ântero-posteriores dos incisivos centrais superiores e incisivos centrais inferiores e alterações do perfil facial foram realizadas por meio das telerradiografias em norma lateral. As distâncias transversais das regiões de cúspide e cervical inter-caninos, primeiros e segundos pré-molares e primeiros molares, foram obtidas medindo-se os modelos de gesso. Todas as mensurações foram realizadas nas telerradiografias e modelos de gesso obtidos antes do início do tratamento ortodôntico (T1) e no final do tratamento (T2). Após a coleta de todos os dados aplicou-se o teste t de Student para comparar as medidas dos dois tempos avaliados neste estudo. Verificou-se diferença estatisticamente significante (p<0,05) na inclinação dos incisivos centrais inferiores e nas dimensões transversais inter-cúspides e inter-cervicais dos primeiros e segundos pré-molares e primeiros molares na maxila. Na mandíbula todas as distâncias transversais (inter cúspides e cervicais) de caninos, primeiros e segundos pré-molares e primeiros molares apresentaram significância estatística (p<0,05), exceto a distância inter-cervical dos caninos inferiores. Concluímos que o tratamento ortodôntico sem extrações de pacientes com má oclusão de Classe I realizados com os braquetes Damon 2, prescrição padrão, não promoveu alteração na inclinação vestíbulo-lingual dos incisivos centrais superiores, aumentou a inclinação vestibular dos incisivos centrais inferiores, não alterou o perfil facial e aumentou de modo significativo a dimensão transversal da maxila e da mandíbula por meio de inclinação vestibular de coroa.(AU)