Training and accreditation in cardiovascular magnetic resonance in Europe: a position statement of the working group on cardiovascular magnetic resonance of the European Society of Cardiology.

Cardiovascular magnetic resonance (CMR) has become an established imaging modality which provides often unique information on a wide range of cardiovascular diseases. The European Society of Cardiology (ESC) training curriculum reflects the emerging role of CMR by recommending that all trainees obtain a minimum level of training in CMR and by defining criteria for subspecialty training in CMR. 1 The wider use of CMR requires the definition of standards for data acquisition, reporting, and training in CMR across Europe. At the same time, training and accreditation in all cardiac imaging methods should be harmonized and integrated to promote the training of cardiac imaging specialists. The recommendations presented in this document are intended to inform the discussion about standards for accreditation and certification in CMR in Europe and the discussion on integrated imaging training. At present, the recommendations in this position statement are not to be interpreted as guidelines. Until such guidelines are available and nationally ratified, physicians will be able to train and practice CMR according to current national regulations.

Quality of assessement of CMR images in the setting of the European cardiovascular magnetic resonance registry : description and validation of standardized criteria

l'imagerie par résonance magnétique (IRMC) est une technologie utilisée depuis les aimées quatre¬-vingts dans le monde de la cardiologie. Cette technique d'imagerie non-invasive permet d'acquérir Ses images du coeur en trois dimensions, dans n'importe quel, plan, sans application de radiation, et en haute résolution. Actuellement, cette technique est devenue un référence dans l'évaluation et 'l'investigation de différentes pathologies cardiaques. La morphologie cardiaque, la fonction des ventricules ainsi que leur contraction, la perfusion tissulaire ainsi que la viabilité tissulaire peuvent être caractérisés en utilisant différentes séquences d'imagerie. Cependant, cette technologie repose sur des principes physiques complexes et la mise en pratique de cette technique se heurte à la difficulté d'évaluer un organe en mouvement permanent. L'IRM cardiaque est donc sujette à différents artefacts qui perturbent l'interprétation des examens et peuvent diminuer la précision diagnostique de cette technique. A notre connaissance, la plupart des images d'IRMC sont analysées et interprétées sans évaluation rigoureuse de la qualité intrinsèque de l'examen. Jusqu'à présent, et à notre connaissance, aucun critère d'évaluation de la qualité des examens d'IRMC n'a été clairement déterminé. L'équipe d'IRMC du CHUV, dirigée par le Prof J. Schwitter, a recensé une liste de 35 critères qualitatifs et 12 critères quantitatifs évaluant la qualité d'un examen d'IRMC et les a introduit dans une grille d'évaluation. L'objet de cette étude est de décrire et de valider la reproductibilité des critères figurant dans cette grille d'évaluation, par l'interprétation simultanée d'examens IRMC par différents observateurs (cardiologues spécialisés en IRM, étudiant en médecine, infirmière spécialisée). Notre étude a permis de démontrer que les critères définis pour l'évaluation des examens d'IRMC sont robustes, et permettent une bonne reproductibilité intra- et inter-observateurs. Cette étude valide ainsi l'utilisation de ces critères de qualité dans le cadre de l'imagerie par résonance magnétique cardiaque. D'autres études sont encore nécessaires afin de déterminer l'impact de la qualité de l'image sur la précision diagnostique de cette technique. Les critères standardisés que nous avons validés seront utilisés pour évaluer la qualité des images dans le cadre d'une étude à échelle européenne relative à l'IRMC : "l'EuroCMR registry". Parmi les autres utilités visées par ces critères de qualité, citons notamment la possibilité d'avoir une référence d'évaluation de la qualité d'examen pour toutes les futures études cliniques utilisant la technologie d'IRMC, de permettre aux centres d'IRMC de quantifier leur niveau de qualité, voire de créer un certificat de standard de qualité pour ces centres, d'évaluer la reproductibilité de l'évaluation des images par différents observateurs d'un même centre, ou encore d'évaluer précisément la qualité des séquences développées à l'avenir dans le monde de l'IRMC.

A modular magnetic anastomotic device for minimally invasive digestive anastomosis: proof of concept and preliminary data in the pig model.

BACKGROUND: The aim of our study was to assess the feasibility of minimally invasive digestive anastomosis using a modular flexible magnetic anastomotic device made up of a set of two flexible chains of magnetic elements. The assembly possesses a non-deployed linear configuration which allows it to be introduced through a dedicated small-sized applicator into the bowel where it takes the deployed form. A centering suture allows the mating between the two parts to be controlled in order to include the viscerotomy between the two magnetic rings and the connected viscera. METHODS AND PROCEDURES: Eight pigs were involved in a 2-week survival experimental study. In five colorectal anastomoses, the proximal device was inserted by a percutaneous endoscopic technique, and the colon was divided below the magnet. The distal magnet was delivered transanally to connect with the proximal magnet. In three jejunojejunostomies, the first magnetic chain was injected in its linear configuration through a small enterotomy. Once delivered, the device self-assembled into a ring shape. A second magnet was injected more distally through the same port. The centering sutures were tied together extracorporeally and, using a knot pusher, magnets were connected. Ex vivo strain testing to determine the compression force delivered by the magnetic device, burst pressure of the anastomosis, and histology were performed. RESULTS: Mean operative time including endoscopy was 69.2 ± 21.9 min, and average time to full patency was 5 days for colorectal anastomosis. Operative times for jejunojejunostomies were 125, 80, and 35 min, respectively. The postoperative period was uneventful. Burst pressure of all anastomoses was ≥ 110 mmHg. Mean strain force to detach the devices was 6.1 ± 0.98 and 12.88 ± 1.34 N in colorectal and jejunojejunal connections, respectively. Pathology showed a mild-to-moderate inflammation score. CONCLUSIONS: The modular magnetic system showed enormous potential to create minimally invasive digestive anastomoses, and may represent an alternative to stapled anastomoses, being easy to deliver, effective, and low cost.

Skeletal muscle mitochondria in the elderly: effects of physical fitness and exercise training.

Context: Sarcopenia is thought to be associated with mitochondrial (M) loss. It is unclear whether the decrease in M content is consequent to aging per se or to decreased physical activity. Objectives: To examine the influence of fitness on M content and function, and to assess whether exercise could improve M function in older adults. Design and subjects: Three distinct studies were conducted: 1) a cross-sectional observation comparing M content and fitness in a large heterogeneous cohort of older adults; 2) a case-control study comparing chronically endurance-trained older adults (A) and sedentary (S) subjects matched for age and gender; 3) a 4-month exercise intervention in S. Setting: University-based clinical research center Outcomes: M volume density (Mv) was assessed by electron microscopy from vastus lateralis biopsies, electron transport chain proteins (ETC) by western blotting, mRNAs for transcription factors involved in M biogenesis by qRT-PCR and in-vivo oxidative capacity (ATPmax) by (31)P-MR spectroscopy. Peak oxygen uptake (VO2peak) was measured by GXT. Results: VO2peak was strongly correlated with Mv in eighty 60-80 yo adults. Comparison of A vs. S revealed differences in Mv, ATPmax and some ETC complexes. Finally, exercise intervention confirmed that S are able to recover Mv, ATPmax and specific transcription factors. Conclusions: These data suggest that 1) aging per se is not the primary culprit leading to M dysfunction, 2) an aerobic exercise program, even at an older age, can ameliorate the loss in skeletal muscle M content and may prevent aging muscle comorbidities and 3) the improvement of M function is all about content.

Size effects in the magneto-optical response of Co nanoparticles

A study of the magneto-optical (MO) spectral response of Co nanoparticles embedded in MgO as a function of their size and concentration in the spectral range from 1.4 to 4.3 eV is presented. The nanoparticle layers were obtained by sputtering at different deposition temperatures. Transmission electron microscopy measurements show that the nanoparticles have a complex structure which consists of a crystalline core having a hexagonal close-packed structure and an amorphous crust. Using an effective-medium approximation we have obtained the MO constants of the Co nanoparticles. These MO constants are different from those of continuous Co layers and depend on the size of the crystalline core. We associate these changes with the size effect of the intraband contribution to the MO constants, related to a reduction of the relaxation time of the electrons into the nanoparticles.

Cheminformatic studies of molecular properties and their influence on bioactivity in the context of drug discovery

Molecular shape has long been known to be an important property for the process of molecular recognition. Previous studies postulated the existence of a drug-like shape space that could be used to artificially bias the composition of screening libraries, with the aim to increase the chance of success in Hit Identification. In this work, it was analysed to which extend this assumption holds true. Normalized Principal Moments of Inertia Ratios (NPRs) have been used to describe the molecular shape of small molecules. It was investigated, whether active molecules of diverse targets are located in preferred subspaces of the NPR shape space. Results illustrated a significantly stronger clustering than could be expected by chance, with parts of the space unlikely to be occupied by active compounds. Furthermore, a strong enrichment of elongated, rather flat shapes could be observed, while globular compounds were highly underrepresented. This was confirmed for a wide range of small molecule datasets from different origins. Active compounds exhibited a high overlap in their shape distributions across different targets, making a purely shape­ based discrimination very difficult. An additional perspective was provided by comparing the shapes of protein binding pockets with those of their respective ligands. Although more globular than their ligands, it was observed that binding sites shapes exhibited a similarly skewed distribution in shape space: spherical shapes were highly underrepresented. This was different for unoccupied binding pockets of smaller size. These were on the contrary identified to possess a more globular shape. The relation between shape complementarity and exhibited bioactivity was analysed; a moderate correlation between bioactivity and parameters including pocket coverage, distance in shape space, and others could be identified, which reflects the importance of shape complementarity. However, this also suggests that other aspects are of relevance for molecular recognition. A subsequent analysis assessed if and how shape and volume information retrieved from pocket or respective reference ligands could be used as a pre-filter in a virtual screening approach. ln Lead Optimization compounds need to get optimized with respect to a variety of pararneters. Here, the availability of past success stories is very valuable, as they can guide medicinal chemists during their analogue synthesis plans. However, although of tremendous interest for the public domain, so far only large corporations had the ability to mine historical knowledge in their proprietary databases. With the aim to provide such information, the SwissBioisostere database was developed and released during this thesis. This database contains information on 21,293,355 performed substructural exchanges, corresponding to 5,586,462 unique replacements that have been measured in 35,039 assays against 1,948 molecular targets representing 30 target classes, and on their impact on bioactivity . A user-friendly interface was developed that provides facile access to these data and is accessible at http//www.swissbioisostere.ch. The ChEMBL database was used as primary data source of bioactivity information. Matched molecular pairs have been identified in the extracted and cleaned data. Success-based scores were developed and integrated into the database to allow re-ranking of proposed replacements by their past outcomes. It was analysed to which degree these scores correlate with chemical similarity of the underlying fragments. An unexpectedly weak relationship was detected and further investigated. Use cases of this database were envisioned, and functionalities implemented accordingly: replacement outcomes are aggregatable at the assay level, and it was shawn that an aggregation at the target or target class level could also be performed, but should be accompanied by a careful case-by-case assessment. It was furthermore observed that replacement success depends on the activity of the starting compound A within a matched molecular pair A-B. With increasing potency the probability to lose bioactivity through any substructural exchange was significantly higher than in low affine binders. A potential existence of a publication bias could be refuted. Furthermore, often performed medicinal chemistry strategies for structure-activity-relationship exploration were analysed using the acquired data. Finally, data originating from pharmaceutical companies were compared with those reported in the literature. It could be seen that industrial medicinal chemistry can access replacement information not available in the public domain. In contrast, a large amount of often-performed replacements within companies could also be identified in literature data. Preferences for particular replacements differed between these two sources. The value of combining different endpoints in an evaluation of molecular replacements was investigated. The performed studies highlighted furthermore that there seem to exist no universal substructural replacement that always retains bioactivity irrespective of the biological environment. A generalization of bioisosteric replacements seems therefore not possible. - La forme tridimensionnelle des molécules a depuis longtemps été reconnue comme une propriété importante pour le processus de reconnaissance moléculaire. Des études antérieures ont postulé que les médicaments occupent préférentiellement un sous-ensemble de l'espace des formes des molécules. Ce sous-ensemble pourrait être utilisé pour biaiser la composition de chimiothèques à cribler, dans le but d'augmenter les chances d'identifier des Hits. L'analyse et la validation de cette assertion fait l'objet de cette première partie. Les Ratios de Moments Principaux d'Inertie Normalisés (RPN) ont été utilisés pour décrire la forme tridimensionnelle de petites molécules de type médicament. Il a été étudié si les molécules actives sur des cibles différentes se co-localisaient dans des sous-espaces privilégiés de l'espace des formes. Les résultats montrent des regroupements de molécules incompatibles avec une répartition aléatoire, avec certaines parties de l'espace peu susceptibles d'être occupées par des composés actifs. Par ailleurs, un fort enrichissement en formes allongées et plutôt plates a pu être observé, tandis que les composés globulaires étaient fortement sous-représentés. Cela a été confirmé pour un large ensemble de compilations de molécules d'origines différentes. Les distributions de forme des molécules actives sur des cibles différentes se recoupent largement, rendant une discrimination fondée uniquement sur la forme très difficile. Une perspective supplémentaire a été ajoutée par la comparaison des formes des ligands avec celles de leurs sites de liaison (poches) dans leurs protéines respectives. Bien que plus globulaires que leurs ligands, il a été observé que les formes des poches présentent une distribution dans l'espace des formes avec le même type d'asymétrie que celle observée pour les ligands: les formes sphériques sont fortement sous­ représentées. Un résultat différent a été obtenu pour les poches de plus petite taille et cristallisées sans ligand: elles possédaient une forme plus globulaire. La relation entre complémentarité de forme et bioactivité a été également analysée; une corrélation modérée entre bioactivité et des paramètres tels que remplissage de poche, distance dans l'espace des formes, ainsi que d'autres, a pu être identifiée. Ceci reflète l'importance de la complémentarité des formes, mais aussi l'implication d'autres facteurs. Une analyse ultérieure a évalué si et comment la forme et le volume d'une poche ou de ses ligands de référence pouvaient être utilisés comme un pré-filtre dans une approche de criblage virtuel. Durant l'optimisation d'un Lead, de nombreux paramètres doivent être optimisés simultanément. Dans ce contexte, la disponibilité d'exemples d'optimisations réussies est précieuse, car ils peuvent orienter les chimistes médicinaux dans leurs plans de synthèse par analogie. Cependant, bien que d'un extrême intérêt pour les chercheurs dans le domaine public, seules les grandes sociétés pharmaceutiques avaient jusqu'à présent la capacité d'exploiter de telles connaissances au sein de leurs bases de données internes. Dans le but de remédier à cette limitation, la base de données SwissBioisostere a été élaborée et publiée dans le domaine public au cours de cette thèse. Cette base de données contient des informations sur 21 293 355 échanges sous-structuraux observés, correspondant à 5 586 462 remplacements uniques mesurés dans 35 039 tests contre 1948 cibles représentant 30 familles, ainsi que sur leur impact sur la bioactivité. Une interface a été développée pour permettre un accès facile à ces données, accessible à http:/ /www.swissbioisostere.ch. La base de données ChEMBL a été utilisée comme source de données de bioactivité. Une version modifiée de l'algorithme de Hussain et Rea a été implémentée pour identifier les Matched Molecular Pairs (MMP) dans les données préparées au préalable. Des scores de succès ont été développés et intégrés dans la base de données pour permettre un reclassement des remplacements proposés selon leurs résultats précédemment observés. La corrélation entre ces scores et la similarité chimique des fragments correspondants a été étudiée. Une corrélation plus faible qu'attendue a été détectée et analysée. Différents cas d'utilisation de cette base de données ont été envisagés, et les fonctionnalités correspondantes implémentées: l'agrégation des résultats de remplacement est effectuée au niveau de chaque test, et il a été montré qu'elle pourrait également être effectuée au niveau de la cible ou de la classe de cible, sous réserve d'une analyse au cas par cas. Il a en outre été constaté que le succès d'un remplacement dépend de l'activité du composé A au sein d'une paire A-B. Il a été montré que la probabilité de perdre la bioactivité à la suite d'un remplacement moléculaire quelconque est plus importante au sein des molécules les plus actives que chez les molécules de plus faible activité. L'existence potentielle d'un biais lié au processus de publication par articles a pu être réfutée. En outre, les stratégies fréquentes de chimie médicinale pour l'exploration des relations structure-activité ont été analysées à l'aide des données acquises. Enfin, les données provenant des compagnies pharmaceutiques ont été comparées à celles reportées dans la littérature. Il a pu être constaté que les chimistes médicinaux dans l'industrie peuvent accéder à des remplacements qui ne sont pas disponibles dans le domaine public. Par contre, un grand nombre de remplacements fréquemment observés dans les données de l'industrie ont également pu être identifiés dans les données de la littérature. Les préférences pour certains remplacements particuliers diffèrent entre ces deux sources. L'intérêt d'évaluer les remplacements moléculaires simultanément selon plusieurs paramètres (bioactivité et stabilité métabolique par ex.) a aussi été étudié. Les études réalisées ont souligné qu'il semble n'exister aucun remplacement sous-structural universel qui conserve toujours la bioactivité quel que soit le contexte biologique. Une généralisation des remplacements bioisostériques ne semble donc pas possible.

Multipole modes and spin features in the Raman spectrum of nanoscopic quantum rings

We present a systematic study of ground state and spectroscopic properties of many-electron nanoscopic quantum rings. Addition energies at zero magnetic field (B) and electrochemical potentials as a function of B are given for a ring hosting up to 24 electrons. We find discontinuities in the excitation energies of multipole spin and charge density modes, and a coupling between the charge and spin density responses that allow to identify the formation of ferromagnetic ground states in narrow magnetic field regions. These effects can be observed in Raman experiments, and are related to the fractional Aharonov-Bohm oscillations of the energy and of the persistent current in the ring

Magnetic susceptibility to identify landscape segments on a detailed scale in the region of Jaboticabal, São Paulo, Brazil

The agricultural potential is generally assessed and managed based on a one-dimensional vision of the soil profile, however, the increased appreciation of sustainable production has stimulated studies on faster and more accurate evaluation techniques and methods of the agricultural potential on detailed scales. The objective of this study was to investigate the possibility of using soil magnetic susceptibility for the identification of landscape segments on a detailed scale in the region of Jaboticabal, São Paulo State. The studied area has two slope curvatures: linear and concave, subdivided into three landscape segments: upper slope (US, concave), middle slope (MS, linear) and lower slope (LS, linear). In each of these segments, 20 points were randomly sampled from a database with 207 samples forming a regular grid installed in each landscape segment. The soil physical and chemical properties, CO2 emissions (FCO2) and magnetic susceptibility (MS) of the samples were evaluated represented by: magnetic susceptibility of air-dried fine earth (MS ADFE), magnetic susceptibility of the total sand fraction (MS TS) and magnetic susceptibility of the clay fraction (MS Cl) in the 0.00 - 0.15 m layer. The principal component analysis showed that MS is an important property that can be used to identify landscape segments, because the correlation of this property within the first principal component was high. The hierarchical cluster analysis method identified two groups based on the variables selected by principal component analysis; of the six selected variables, three were related to magnetic susceptibility. The landscape segments were differentiated similarly by the principal component analysis and by the cluster analysis using only the properties with higher discriminatory power. The cluster analysis of MS ADFE, MS TS and MS Cl allowed the formation of three groups that agree with the segment division established in the field. The grouping by cluster analysis indicated MS as a tool that could facilitate the identification of landscape segments and enable the mapping of more homogeneous areas at similar locations.

Magnetic field effect on quantum corrections to the low-temperature conductivity in mettalic perovskite oxides

The transport and magnetotransport properties of the metallic and ferromagnetic SrRuO3 (SRO) and the metallic and paramagnetic LaNiO3 (LNO) epitaxial thin films have been investigated in fields up to 55 T at temperatures down to 1.8 K . At low temperatures both samples display a well-defined resistivity minimum. We argue that this behavior is due to the increasing relevance of quantum corrections to the conductivity (QCC) as temperature is lowered; this effect being particularly relevant in these oxides due to their short mean free path. However, it is not straightforward to discriminate between contributions of weak localization and renormalization of electron-electron interactions to the QCC through temperature dependence alone. We have taken advantage of the distinct effect of a magnetic field on both mechanisms to demonstrate that in ferromagnetic SRO the weak-localization contribution is suppressed by the large internal field leaving only renormalized electron-electron interactions, whereas in the nonmagnetic LNO thin films the weak-localization term is relevant.