Validity of an arterial pressure waveform analysis device: does the puncture site play a role in the agreement with intermittent pulmonary artery catheter thermodilution measurements?

OBJECTIVE: The measurement of cardiac output is a key element in the assessment of cardiac function. Recently, a pulse contour analysis-based device without need for calibration became available (FloTrac/Vigileo, Edwards Lifescience, Irvine, CA). This study was conducted to determine if there is an impact of the arterial catheter site and to investigate the accuracy of this system when compared with the pulmonary artery catheter using the bolus thermodilution technique (PAC). DESIGN: Prospective study. SETTING: The operating room of 1 university hospital. PARTICIPANTS: Twenty patients undergoing cardiac surgery. INTERVENTIONS: CO was determined in parallel by the use of the Flotrac/Vigileo systems in the radial and femoral position (CO_rad and CO_fem) and by PAC as the reference method. Data triplets were recorded at defined time points. The primary endpoint was the comparison of CO_rad and CO_fem, and the secondary endpoint was the comparison with the PAC. MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: Seventy-eight simultaneous data recordings were obtained. The Bland-Altman analysis for CO_fem and CO_rad showed a bias of 0.46 L/min, precision was 0.85 L/min, and the percentage error was 34%. The Bland-Altman analysis for CO_rad and PAC showed a bias of -0.35 L/min, the precision was 1.88 L/min, and the percentage error was 76%. The Bland-Altman analysis for CO_fem and PAC showed a bias of 0.11 L/min, the precision was 1.8 L/min, and the percentage error was 69%. CONCLUSION: The FloTrac/Vigileo system was shown to not produce exactly the same CO data when used in radial and femoral arteries, even though the percentage error was close to the clinically acceptable range. Thus, the impact of the introduction site of the arterial catheter is not negligible. The agreement with thermodilution was low.

Simulations in evolution. II. Relative fitness and the propagation of mutants.

In Neo-Darwinism, variation and natural selection are the two evolutionary mechanisms which propel biological evolution. Our previous article presented a histogram model [1] consisting in populations of individuals whose number changed under the influence of variation and/or fitness, the total population remaining constant. Individuals are classified into bins, and the content of each bin is calculated generation after generation by an Excel spreadsheet. Here, we apply the histogram model to a stable population with fitness F(1)=1.00 in which one or two fitter mutants emerge. In a first scenario, a single mutant emerged in the population whose fitness was greater than 1.00. The simulations ended when the original population was reduced to a single individual. The histogram model was validated by excellent agreement between its predictions and those of a classical continuous function (Eqn. 1) which predicts the number of generations needed for a favorable mutation to spread throughout a population. But in contrast to Eqn. 1, our histogram model is adaptable to more complex scenarios, as demonstrated here. In the second and third scenarios, the original population was present at time zero together with two mutants which differed from the original population by two higher and distinct fitness values. In the fourth scenario, the large original population was present at time zero together with one fitter mutant. After a number of generations, when the mutant offspring had multiplied, a second mutant was introduced whose fitness was even greater. The histogram model also allows Shannon entropy (SE) to be monitored continuously as the information content of the total population decreases or increases. The results of these simulations illustrate, in a graphically didactic manner, the influence of natural selection, operating through relative fitness, in the emergence and dominance of a fitter mutant.

Influence of configurational atomic order on the relative stability of bcc and close-packed structures in Cu-based alloys

We present a study of the influence of atomic order on the relative stability of the bcc and the 18R martensitic structures in a Cu2.96Al0.92Be0.12 crystal. Calorimetric measurements have shown that disorder increases the stability of the 18R phase, contrary to what happens in Cu-Zn-Al alloys for which it is the bcc phase that is stabilized by disordering the system. This different behavior has been explained in terms of a model recently reported. We have also proved that the entropy change at the martensitic transition is independent of the state of atomic order of the crystal, as predicted theoretically. Our results suggest that differences in the vibrational spectrum of the crystal due to different states of atomic order must be equal in the bcc and in the close-packed phases.

Validity of Charlson Comorbidity Index in patients hospitalised with acute coronary syndrome. Insights from the nationwide AMIS Plus registry 2002-2012.

OBJECTIVE: This study aimed to assess the impact of individual comorbid conditions as well as the weight assignment, predictive properties and discriminating power of the Charlson Comorbidity Index (CCI) on outcome in patients with acute coronary syndrome (ACS). METHODS: A prospective multicentre observational study (AMIS Plus Registry) from 69 Swiss hospitals with 29 620 ACS patients enrolled from 2002 to 2012. The main outcome measures were in-hospital and 1-year follow-up mortality. RESULTS: Of the patients, 27% were female (age 72.1 ± 12.6 years) and 73% were male (64.2 ± 12.9 years). 46.8% had comorbidities and they were less likely to receive guideline-recommended drug therapy and reperfusion. Heart failure (adjusted OR 1.88; 95% CI 1.57 to 2.25), metastatic tumours (OR 2.25; 95% CI 1.60 to 3.19), renal diseases (OR 1.84; 95% CI 1.60 to 2.11) and diabetes (OR 1.35; 95% CI 1.19 to 1.54) were strong predictors of in-hospital mortality. In this population, CCI weighted the history of prior myocardial infarction higher (1 instead of -0.4, 95% CI -1.2 to 0.3 points) but heart failure (1 instead of 3.7, 95% CI 2.6 to 4.7) and renal disease (2 instead of 3.5, 95% CI 2.7 to 4.4) lower than the benchmark, where all comorbidities, age and gender were used as predictors. However, the model with CCI and age has an identical discrimination to this benchmark (areas under the receiver operating characteristic curves were both 0.76). CONCLUSIONS: Comorbidities greatly influenced clinical presentation, therapies received and the outcome of patients admitted with ACS. Heart failure, diabetes, renal disease or metastatic tumours had a major impact on mortality. CCI seems to be an appropriate prognostic indicator for in-hospital and 1-year outcomes in ACS patients. ClinicalTrials.gov Identifier: NCT01305785.

Induced quantum metric fluctuations and the validity of semiclassical gravity

We propose a criterion for the validity of semiclassical gravity (SCG) which is based on the stability of the solutions of SCG with respect to quantum metric fluctuations. We pay special attention to the two-point quantum correlation functions for the metric perturbations, which contain both intrinsic and induced fluctuations. These fluctuations can be described by the Einstein-Langevin equation obtained in the framework of stochastic gravity. Specifically, the Einstein-Langevin equation yields stochastic correlation functions for the metric perturbations which agree, to leading order in the large N limit, with the quantum correlation functions of the theory of gravity interacting with N matter fields. The homogeneous solutions of the Einstein-Langevin equation are equivalent to the solutions of the perturbed semiclassical equation, which describe the evolution of the expectation value of the quantum metric perturbations. The information on the intrinsic fluctuations, which are connected to the initial fluctuations of the metric perturbations, can also be retrieved entirely from the homogeneous solutions. However, the induced metric fluctuations proportional to the noise kernel can only be obtained from the Einstein-Langevin equation (the inhomogeneous term). These equations exhibit runaway solutions with exponential instabilities. A detailed discussion about different methods to deal with these instabilities is given. We illustrate our criterion by showing explicitly that flat space is stable and a description based on SCG is a valid approximation in that case.

Growth decrease in Alpine whitefish: investigating the relative contribution of fishing induced selection and environmental change and its implication for conservation measures

La pression exercée par les activités humaines menace pratiquement tous les écosystèmes aquatiques du globe. Ainsi, sous l'effet de divers facteurs tels que la pollution, le réchauffement climatique ou encore la pêche industrielle, de nombreuses populations de poissons ont vu leurs effectifs chuter et divers changements morphologiques ont été observés. Dans cette étude, nous nous sommes intéressés à une menace particulière: la sélection induite par la pêche sur la croissance des poissons. En effet, la génétique des populations prédit que la soustraction régulière des individus les plus gros peut entraîner des modifications rapides de certains traits physiques comme la croissance individuelle. Cela a par ailleurs été observé dans de nombreuses populations marines ou lacustres, dont les populations de féras, bondelles et autres corégones des lacs suisses. Toutefois, malgré un nombre croissant d'études décrivant ce phénomène, peu de plans de gestion en tiennent compte, car l'importance des effets génétiques liés à la pêche est le plus souvent négligée par rapport à l'impact des changements environnementaux. Le but premier de cette étude a donc été de quantifier l'importance des facteurs génétiques et environnementaux. Dans le premier chapitre, nous avons étudié la population de palée du lac de Joux (Coregonus palaea). Nous avons déterminé les différentiels de sélection dus à la pêche, c'est-à-dire l'intensité de la sélection sur le taux de croissance, ainsi que les changements nets de croissance au cours du temps. Nous avons observé une baisse marquée de croissance et un différentiel de sélection important indiquant qu'au moins 30% de la diminution de croissance observée était due à la pression de sélection induite par la pêche. Dans le deuxième chapitre, nous avons effectué les mêmes analyses sur deux espèces proches du lac de Brienz (C. albellus et C. fatioi) et avons observé des effets similaires dont l'intensité était spécifique à chaque espèce. Dans le troisième chapitre, nous avons analysé deux autres espèces : C. palaea et C. confusus du lac de Bienne, et avons constaté que le lien entre la pression de sélection et la diminution de croissance était influencé par des facteurs environnementaux. Finalement, dans le dernier chapitre, nous avons étudié les effets potentiels de différentes modifications de la taille des mailles des filets utilisés pour la pêche à l'aide de modèles mathématiques. Nous concluons que la pêche a un effet génétique non négligeable (et donc peu réversible) sur la croissance individuelle dans les populations observée, que cet effet est lié à la compétition pour la nourriture et à la qualité de l'environnement, et que certaines modifications simples de la taille des mailles des filets de pêche pourraient nettement diminuer l'effet de sélection et ainsi ralentir, voir même renverser la diminution de croissance observée.

Bilateral symmetry of radial pulse in high-level tennis players : implications for the validity of central aortic pulse wave analysis

Rapport de synthèse Ce travail de thèse s'articule autour de l'importance de l'évaluation de la fonction vasculaire et des répercussions au niveau central, cardiaque, des perturbations du réseau vasculaire. Les maladies cardiovasculaires sont prédominantes dans notre société et causes de morbidité et mortalité importante. La mesure de la pression artérielle classique reste le moyen le plus utilisé pour suivre la santé des vaisseaux, mais ne reflète pas directement ce qui se passe au niveau du coeur. La tonométrie d'aplanation permet depuis quelques années de mesurer l'onde de pouls radial, et par le biais d'une fonction mathématique de transfert validée, il est possible d'en déduire la forme et Γ amplitude de l'onde de pouls central, donc de la pression aortique centrale. Cette dernière est un reflet bien plus direct de la post-charge cardiaque, et de nombreuses études cliniques actuelles s'intéressent à cette mesure pour stratifier le risque ou évaluer l'effet d'un traitement vasculaire. Toutefois, bien que cet outil soit de plus en plus utilisé, il est rarement précisé si la latéralité de la mesure joue un rôle, sachant que certaines propriétés des membres supérieurs peuvent être affectées par un usage préférentiel (masse musculaire, densité osseuse, diamètre des artères, capillarisation musculaire, et même fonction endothéliale). On a en effet observé que ces divers paramètre étaient tous augmentés sur un bras entraîné. Dès lors on peut se poser la question de l'influence de ces adaptations physiologiques sur la mesure indirecte effectuée par le biais du pouls radial. Nous avons investigué les deux membres supérieurs de sujets jeunes et sédentaires (SED), ainsi que ceux de sujets sportifs avec un développement fortement asymétrique des bras, soit des joueurs de tennis de haut niveau (TEN). Des mesures anthropométriques incluant la composition corporelle et la circonférence des bras et avant-bras ont montré que TEN présente une asymétrie hautement significative aux deux mesures entre le bras dominant (entraîné) et l'autre, ce qui est aussi présent pour la force de serrage (mesurée au dynamomètre de Jamar). L'analyse des courbes centrales de pouls ne montre aucune différence entre les deux membres dans chaque groupe, par contre on peut observer une différence entre SED et TEN, avec un index d'augmentation diastolique qui est 50 % plus élevé chez TEN. Les index d'augmentation systolique sont identiques dans les deux groupes. On peut retenir de cette étude la validité de la méthode de tonométrie d'aplanation quel que soit le bras utilisé (dominant ou non-dominant) et ce même si une asymétrie conséquente est présente. Ces données sont clairement nouvelles et permettent de s'affranchir de cette variable dans la mesure d'un paramètre cardiovasculaire dont l'importance est actuellement grandissante. Les différences d'index diastolique sont expliquées par la fréquence cardiaque et la vitesse de conduction de l'onde de pouls plus basses chez TEN, causant un retard diastolique du retour de l'onde au niveau central, phénomène précédemment bien décrit dans la littérature.

Processus de reconnaissance et d'identification de personnes décédées

Recognition and identification processes for deceased persons. Determining the identity of deceased persons is a routine task performed essentially by police departments and forensic experts. This thesis highlights the processes necessary for the proper and transparent determination of the civil identities of deceased persons. The identity of a person is defined as the establishment of a link between that person ("the source") and information pertaining to the same individual ("identifiers"). Various identity forms could emerge, depending on the nature of the identifiers. There are two distinct types of identity, namely civil identity and biological identity. The paper examines four processes: identification by witnesses (the recognition process) and comparisons of fingerprints, dental data and DNA profiles (the identification processes). During the recognition process, the memory function is examined and helps to clarify circumstances that may give rise to errors. To make the process more rigorous, a body presentation procedure is proposed to investigators. Before examining the other processes, three general concepts specific to forensic science are considered with regard to the identification of a deceased person, namely, matter divisibility (Inman and Rudin), transfer (Locard) and uniqueness (Kirk). These concepts can be applied to the task at hand, although some require a slightly broader scope of application. A cross comparison of common forensic fields and the identification of deceased persons reveals certain differences, including 1 - reverse positioning of the source (i.e. the source is not sought from traces, but rather the identifiers are obtained from the source); 2 - the need for civil identity determination in addition to the individualisation stage; and 3 - a more restricted population (closed set), rather than an open one. For fingerprints, dental and DNA data, intravariability and intervariability are examined, as well as changes in these post mortem (PM) identifiers. Ante-mortem identifiers (AM) are located and AM-PM comparisons made. For DNA, it has been shown that direct identifiers (taken from a person whose civil identity has been alleged) tend to lead to determining civil identity whereas indirect identifiers (obtained from a close relative) direct towards a determination of biological identity. For each process, a Bayesian model is presented which includes sources of uncertainty deemed to be relevant. The results of the different processes combine to structure and summarise an overall outcome and a methodology. The modelling of dental data presents a specific difficulty with respect to intravariability, which in itself is not quantifiable. The concept of "validity" is, therefore, suggested as a possible solution to the problem. Validity uses various parameters that have an acknowledged impact on teeth intravariability. In cases where identifying deceased persons proves to be extremely difficult due to the limited discrimination of certain procedures, the use of a Bayesian approach is of great value in bringing a transparent and synthetic value. RESUME : Titre: Processus de reconnaissance et d'identification de personnes décédées. L'individualisation de personnes décédées est une tâche courante partagée principalement par des services de police, des odontologues et des laboratoires de génétique. L'objectif de cette recherche est de présenter des processus pour déterminer valablement, avec une incertitude maîtrisée, les identités civiles de personnes décédées. La notion d'identité est examinée en premier lieu. L'identité d'une personne est définie comme l'établissement d'un lien entre cette personne et des informations la concernant. Les informations en question sont désignées par le terme d'identifiants. Deux formes distinctes d'identité sont retenues: l'identité civile et l'identité biologique. Quatre processus principaux sont examinés: celui du témoignage et ceux impliquant les comparaisons d'empreintes digitales, de données dentaires et de profils d'ADN. Concernant le processus de reconnaissance, le mode de fonctionnement de la mémoire est examiné, démarche qui permet de désigner les paramètres pouvant conduire à des erreurs. Dans le but d'apporter un cadre rigoureux à ce processus, une procédure de présentation d'un corps est proposée à l'intention des enquêteurs. Avant d'entreprendre l'examen des autres processus, les concepts généraux propres aux domaines forensiques sont examinés sous l'angle particulier de l'identification de personnes décédées: la divisibilité de la matière (Inman et Rudin), le transfert (Locard) et l'unicité (Kirk). Il est constaté que ces concepts peuvent être appliqués, certains nécessitant toutefois un léger élargissement de leurs principes. Une comparaison croisée entre les domaines forensiques habituels et l'identification de personnes décédées montre des différences telles qu'un positionnement inversé de la source (la source n'est plus à rechercher en partant de traces, mais ce sont des identifiants qui sont recherchés en partant de la source), la nécessité de devoir déterminer une identité civile en plus de procéder à une individualisation ou encore une population d'intérêt limitée plutôt qu'ouverte. Pour les empreintes digitales, les dents et l'ADN, l'intra puis l'inter-variabilité sont examinées, de même que leurs modifications post-mortem (PM), la localisation des identifiants ante-mortem (AM) et les comparaisons AM-PM. Pour l'ADN, il est démontré que les identifiants directs (provenant de la personne dont l'identité civile est supposée) tendent à déterminer une identité civile alors que les identifiants indirects (provenant d'un proche parent) tendent à déterminer une identité biologique. Puis une synthèse des résultats provenant des différents processus est réalisée grâce à des modélisations bayesiennes. Pour chaque processus, une modélisation est présentée, modélisation intégrant les paramètres reconnus comme pertinents. À ce stade, une difficulté apparaît: celle de quantifier l'intra-variabilité dentaire pour laquelle il n'existe pas de règle précise. La solution préconisée est celle d'intégrer un concept de validité qui intègre divers paramètres ayant un impact connu sur l'intra-variabilité. La possibilité de formuler une valeur de synthèse par l'approche bayesienne s'avère d'une aide précieuse dans des cas très difficiles pour lesquels chacun des processus est limité en termes de potentiel discriminant.

Origin and expansion of the allotetraploid Aegilops geniculata, a wild relative of wheat.

*This study reconstructs the phylogeography of Aegilops geniculata, an allotetraploid relative of wheat, to discuss the impact of past climate changes and recent human activities (e.g. the early expansion of agriculture) on the genetic diversity of ruderal plant species. *We combined chloroplast DNA (cpDNA) sequencing, analysed using statistical parsimony network, with nonhierarchical K-means clustering of amplified fragment length polymorphism (AFLP) genotyping, to unravel patterns of genetic structure across the native range of Ae. geniculata. The AFLP dataset was further explored by measurement of the regional genetic diversity and the detection of isolation by distance patterns. *Both cpDNA and AFLP suggest an eastern Mediterranean origin of Ae. geniculata. Two lineages have spread independently over northern and southern Mediterranean areas. Northern populations show low genetic diversity but strong phylogeographical structure among the main peninsulas, indicating a major influence of glacial cycles. By contrast, low genetic structuring and a high genetic diversity are detected in southern Mediterranean populations. Finally, we highlight human-mediated dispersal resulting in substantial introgression between resident and migrant populations. *We have shown that the evolutionary trajectories of ruderal plants can be similar to those of wild species, but are interfered by human activities, promoting range expansions through increased long-distance dispersal and the creation of suitable habitats.