Bubble Behavior in a Taylor Vortex

We present an experimental study on the behavior of bubbles captured in a Taylor vortex. The gap between a rotating inner cylinder and a stationary outer cylinder is filled with a Newtonian mineral oil. Beyond a critical rotation speed (ω[subscript c]), Taylor vortices appear in this system. Small air bubbles are introduced into the gap through a needle connected to a syringe pump. These are then captured in the cores of the vortices (core bubble) and in the outflow regions along the inner cylinder (wall bubble). The flow field is measured with a two-dimensional particle imaging velocimetry (PIV) system. The motion of the bubbles is monitored by using a high speed video camera. It has been found that, if the core bubbles are all of the same size, a bubble ring forms at the center of the vortex such that bubbles are azimuthally uniformly distributed. There is a saturation number (N[subscript s]) of bubbles in the ring, such that the addition of one more bubble leads eventually to a coalescence and a subsequent complicated evolution. Ns increases with increasing rotation speed and decreasing bubble size. For bubbles of non-uniform size, small bubbles and large bubbles in nearly the same orbit can be observed to cross due to their different circulating speeds. The wall bubbles, however, do not become uniformly distributed, but instead form short bubble-chains which might eventually evolve into large bubbles. The motion of droplets and particles in a Taylor vortex was also investigated. As with bubbles, droplets and particles align into a ring structure at low rotation speeds, but the saturation number is much smaller. Moreover, at high rotation speeds, droplets and particles exhibit a characteristic periodic oscillation in the axial, radial and tangential directions due to their inertia. In addition, experiments with non-spherical particles show that they behave rather similarly. This study provides a better understanding of particulate behavior in vortex flow structures.

Diagnóstico de apendicitis aguda en la edad pedíatrica en la Fundación Cardio Infantil : utilidad de la ultrasonografía

Los niños que presentan dolor abdominal agudo representan una de las principales demandas de atención en los servicios de Urgencias Pediátricas, convirtiéndose en un reto para quien realiza la valoración inicial la decisión de que paciente amerita realizar estudios adicionales, para descartar una patología quirúrgica. Considerando que la apendicitis es la primera emergencia quirúrgica en niños, y que sus complicaciones son un problema frecuente, es imprescindible que el clínico conozca cual es la utilidad y beneficio que le brindan las herramientas diagnósticas disponibles para realizar un diagnóstico más certero. Objetivo: Describir el manejo de los pacientes menores de 18 años con sospecha de apendicitis en la FCI y determinar la sensibilidad y especificidad de la ecografía en esta población. Métodos: Estudio de Prueba Diagnóstica. Revisión expedita de los niños valorados en la FCI con sospecha clínica de apendicitis aguda durante un periodo de 4 meses. Se tomaron datos de hallazgos ecográficos para apendicitis (positivos, negativos o indeterminados) y del desenlace de tener o no apendicitis. Posteriormente se realizó una inferencia mediante una tabla de contingencia, teniendo en cuenta intervalos de confianza para determinar la sensibilidad, especificidad, VPP, VPN y exactitud de la prueba basados en el diagnóstico final. Resultados: En 52% de pacientes que consultaron por dolor abdominal se sospecho patología quirúrgica, grupo en el que se utilizó la ecografía abdominal como herramienta diagnóstica para descartar apendicitis encontrando: sensibilidad: 63%(IC 95%, 48.6-75.5), especificidad: 82,7%(IC 95%, 76- 87.8) y exactitud: 78,2%(IC 95%, 72-83,4). La prevalencia de la enfermedad fue 22,8%, con probabilidad postprueba positiva de 88.3%(IC 95%, 82,1-92.6). Conclusiones: Los resultados de este estudio evidencian un menor rendimiento de la ecografía como prueba diagnóstica para apendicitis en pediatría en nuestro medio comparado al descrito en la literatura. Dicha discordancia probablemente se encuentra determinada por los sesgos propios de un estudio histórico como este, en el que básicamente la falta de uniformidad en el registro de datos en la historia clínica por los observadores (clínicos y radiólogos), así como las limitaciones para determinar el seguimiento de todos los pacientes que no fueron operados, pueden alterar la capacidad operativa real de la prueba. De ahí la importancia de realizar a futuro un estudio concurrente.

PAPP-A y β-hCG libre como predictores de preeclampsia y bajo peso al nacer en una población latina

Introducción: La Preeclampsia ocurre entre el 2-7% de los embarazos. Previos estudios han sugerido la asociación entre los niveles alterados de PAPP-A y la β-hCG libre con el desarrollo de Preeclampsia (PE) y/o Bajo Peso al Nacer (BPN). Metodología: El diseño del estudio es de Prueba Diagnóstica con enfoque de casos y controles. Las mediciones séricas de PAPP-A y la β-hCG libre, fueron realizadas entre la semana 11-13.6 días durante 2 años. Resultados: La cohorte incluyó 399 pacientes, la incidencia de PE fue de 2,26% y de BPN fue de 14.54%. El punto de corte del percentil 10 fue MoM PAPP-A: 0,368293 y MoM β-hCG libre: 0,412268; la especificidad en PE leve fue de 90,5 y para BPN de 90. Los MoM de la β-hCG libre, la edad y el peso materno se comportan como factores de riesgo, mientras que mayores valores de MoM de la PAPP-A y mayor número de partos factores de protección. Para el BPEG severo la edad materna y la paridad se comportan como factores de riesgo, mientras que un aumento promedio de los valores de los MoM de la PAPP-A y la β-hCG libre, como factores de protección en el desarrollo de BPEG Severo. Conclusiones: Existe una relación significativa entre los valores alterados de PAPP-A y de β-hCG libre, valorados a la semana 11 a 13 con la incidencia de Preeclampsia y de Bajo Peso al nacer en fetos cromosómicamente normales, mostrando unos niveles significativamente más bajos a medida que aumentaba la severidad de la enfermedad.

Resultado postnatal de fetos con malformación adenomatoide quística pulmonar en la unidad maternofetal Clínica Colombia

Introducción La Malformación Adenomatoide Quística Pulmonar es una patología que se desarrolla durante estadíos tempranos de desarrollo embriológico y su pronóstico depende del tamaño de la lesión pulmonar. Existen muy pocos estudios que caractericen esta patología, ninguno en nuestro país. Metodología Se realizó una serie de casos para describir el resultado postnatal de los casos registrados en la Clínica Colombia entre 2005 hasta 2013. Resultados: Se incluyeron un total de 20 casos. La malformación más frecuente fue MAQ III con 45% de los casos, de localización izquierda (75%), el 65% nacieron después de la semana 35 y con un peso mayor de 2500 g. Tan solo 30 % desarrollaron hidrops asociado. Hubo una mortalidad de 35% (7 casos). Discusion La MAQ es un patología infrecuente que genera una alta morbimortalidad en la vida perinatal. Se requieren estudios con muestras más amplias para determinar los factores pronósticos para la ocurrencia de los desenlaces adversos como la necesidad de cirugía de urgencia, deterioro respiratorio o mortalidad.

Aislamiento de venas pulmonares en el Centro Internacional de Arritmias ‘Andrea Natale’ - Fundación Cardio infantil

Introducción: El Aislamiento de Venas Pulmonares (AVP) es un procedimiento de alto costo al cual son sometidos pacientes con riesgo cardiovascular elevado. Requiere un alto grado de especialización en el personal médico y paramédico que lo ejecuta, con curvas de aprendizaje que sobrepasan los dos años de formación académica y entrenamiento específico. Metodología: Se realizó un estudio de cohorte retrospectivo, donde se incluyeron 88 sujetos sometidos al procedimiento en el lapso comprendido entre el 1º de enero y el 31 de diciembre de 2013, con el objetivo de evaluar su proceso de atención en el Centro Internacional de Arritmias ‘Andrea Natale’ de la FCI – Instituto de Cardiología. Se realizó análisis de regresión lineal y logística múltiple. Resultados: Se encontró que en el 97,73%% de los pacientes el diagnóstico principal era algún tipo de Fibrilación Auricular (FA); a su vez, la comorbilidad más frecuente fue HTA en el 30,68% y ningún paciente presentaba enfermedad coronaria, no hubo diferencias significativas por sexo. La complicación peri operatoria tuvo una incidencia del 3,41%, el 22,73% requirió ingreso a UCI con un promedio de días estancia 0,25+0,51. El 98,86% de la población estudiada recibió educación pos procedimiento acerca de sus cuidados y signos de alarma. Los factores encontrados en el estudio que afectan la duración del procedimiento y la estancia hospitalaria son las interconsultas pre procedimiento, el manejo médico de la cardiomiopatía de base y el uso de anti agregantes plaquetarios pre procedimiento; los cuales, son puntos por mejorar previo al ingreso o programación del paciente para ser llevado a AVP. Discusión: Como recomendaciones específicas se destacan: La necesidad de incluir en el protocolo de preparación para ablación de venas pulmonares la realización de interconsultas a las especialidades requeridas, antes de su ingreso para la realización del procedimiento. Es importante que el paciente que lo amerite haga parte de un programa de falla cardiaca previamente al procedimiento

Caracterizacion de nódulos tiroideos: concordancia entre estudio citopatologico y ecografia en la detección de nódulos malignos

: Los métodos imagenológicos para evaluar los nódulos tiroideos han sido motivo de estudio en las últimas décadas, especialmente la ecografía sobresale sobre las otras modalidades diagnósticas por su accesibilidad, portabilidad, y seguridad. A pesar de ello, las características ecográficas de cada nódulo han sido objeto de controversia en cuanto a su potencial detección de malignidad o benignidad. Se presenta un estudio de concordancia entre el estudio citopatológico y la ecografía para la caracterización nódulos tiroideos de naturaleza maligna y benigna, y su análisis de pruebas diagnósticas. Metodología: Se realizó un estudio descriptivo de concordancia con estudio de pruebas diagnósticas anidado. Se escogieron todos los pacientes con nódulos tiroideos a quienes se les realizó ecografía y estudio citopatológico de la lesión y se estudiaron los hallazgos ecográficos para evaluar su potencial diagnóstico para malignidad. Se incluyeron un total de 100 pacientes con nódulos tiroideos potencialmente malignos. La concordancia entre la ecografía en modo B y el estudio citopatológico fue moderada (índice kappa 0.55). La característica con mayor potencial para detectar malignidad fue la presencia de Microcalcificaciones (sensibilidad 75%, especificidad 92%).

Anestesia regional y periférica guiada por ultrasonido en el paciente critico

El presente trabajo es un capítulo de libro titulado “Anestesia Regional y Periférica Guiada por Ultrasonido en el Paciente Crítico” que será incluido en la última edición del libro “Manual de Ultrasonido en Terapia Intensiva y Emergencias” cuyo editor es el Doctor José de Jesús Rincón Salas y que será publicado por la Editorial Prado de México para distribución latinoamericana desde dicho país. Por solicitud del editor y teniendo en cuenta el enfoque del libro, el presente trabajo está dirigido a estudiantes de formación, médicos graduados y especialistas en las áreas de cuidado intensivo, anestesiología, dolor, medicina interna y medicina de urgencias. Tiene como propósito empapar de conocimientos necesarios y prácticos en anestesia regional a personas que usualmente no han tenido contacto con la anestesia regional, pues desafortunadamente sólo en los últimos años ha sido posible que la anestesia regional haya comenzado a salir de las salas de cirugía, ámbito donde ha estado confinada tradicionalmente. El lenguaje utilizado es sencillo y el capítulo ha sido escrito para que sea fácil de leer y consultar, dejando así mensajes muy claros sobre la utilidad, viabilidad e implicaciones que tiene el uso de anestesia regional guiada por ultrasonido en cuidado intensivo. Los autores esperamos que de esta manera, el presente capítulo permita continuar superando los obstáculos que se interponen entre los invaluables beneficios de la anestesia regional y los pacientes de cuidado intensivo que necesitan de ella.

Structure of turbulent flow over arrays of cubical roughness

The structure of turbulent flow over large roughness consisting of regular arrays of cubical obstacles is investigated numerically under constant pressure gradient conditions. Results are analysed in terms of first- and second-order statistics, by visualization of instantaneous flow fields and by conditional averaging. The accuracy of the simulations is established by detailed comparisons of first- and second-order statistics with wind-tunnel measurements. Coherent structures in the log region are investigated. Structure angles are computed from two-point correlations, and quadrant analysis is performed to determine the relative importance of Q2 and Q4 events (ejections and sweeps) as a function of height above the roughness. Flow visualization shows the existence of low-momentum regions (LMRs) as well as vortical structures throughout the log layer. Filtering techniques are used to reveal instantaneous examples of the association of the vortices with the LMRs, and linear stochastic estimation and conditional averaging are employed to deduce their statistical properties. The conditional averaging results reveal the presence of LMRs and regions of Q2 and Q4 events that appear to be associated with hairpin-like vortices, but a quantitative correspondence between the sizes of the vortices and those of the LMRs is difficult to establish; a simple estimate of the ratio of the vortex width to the LMR width gives a value that is several times larger than the corresponding ratio over smooth walls. The shape and inclination of the vortices and their spatial organization are compared to recent findings over smooth walls. Characteristic length scales are shown to scale linearly with height in the log region. Whilst there are striking qualitative similarities with smooth walls, there are also important differences in detail regarding: (i) structure angles and sizes and their dependence on distance from the rough surface; (ii) the flow structure close to the roughness; (iii) the roles of inflows into and outflows from cavities within the roughness; (iv) larger vortices on the rough wall compared to the smooth wall; (v) the effect of the different generation mechanism at the wall in setting the scales of structures.

Equatorial waves in the lower stratosphere. I: A novel detection method

Wavenumber-frequency spectral analysis and linear wave theory are combined in a novel method to quantitatively estimate equatorial wave activity in the tropical lower stratosphere. The method requires temperature and velocity observations that are regularly spaced in latitude, longitude and time; it is therefore applied to the ECMWF 15-year re-analysis dataset (ERA-15). Signals consistent with idealized Kelvin and Rossby-gravity waves are found at wavenumbers and frequencies in agreement with previous studies. When averaged over 1981-93, the Kelvin wave explains approximately 1 K-2 of temperature variance on the equator at 100 hPa, while the Rossby-gravity wave explains approximately 1 m(2)s(-2) of meridional wind variance. Some inertio-gravity wave and equatorial Rossby wave signals are also found; however the resolution of ERA-15 is not sufficient for the method to provide an accurate climatology of waves with high meridional structure.

A multispacecraft analysis of a small-scale transient entrained by solar wind streams

The images taken by the Heliospheric Imagers (HIs), part of the SECCHI imaging package onboard the pair of STEREO spacecraft, provide information on the radial and latitudinal evolution of the plasma compressed inside corotating interaction regions (CIRs). A plasma density wave imaged by the HI instrument onboard STEREO-B was found to propagate towards STEREO-A, enabling a comparison between simultaneous remotesensing and in situ observations of its structure to be performed. In situ measurements made by STEREO-A show that the plasma density wave is associated with the passage of a CIR. The magnetic field compressed after the CIR stream interface (SI) is found to have a planar distribution. Minimum variance analysis of the magnetic field vectors shows that the SI is inclined at 54° to the orbital plane of the STEREO-A spacecraft. This inclination of the CIR SI is comparable to the inclination of the associated plasma density wave observed by HI. A small-scale magnetic cloud with a flux rope topology and radial extent of 0.08 AU is also embedded prior to the SI. The pitch-angle distribution of suprathermal electrons measured by the STEREO-A SWEA instrument shows that an open magnetic field topology in the cloud replaced the heliospheric current sheet locally. These observations confirm that HI observes CIRs in difference images when a small-scale transient is caught up in the compression region.

Application of constrained predictive control on a 3D crane system

This paper describes the SIMULINK implementation of a constrained predictive control algorithm based on quadratic programming and linear state space models, and its application to a laboratory-scale 3D crane system. The algorithm is compatible with Real Time. Windows Target and, in the case of the crane system, it can be executed with a sampling period of 0.01 s and a prediction horizon of up to 300 samples, using a linear state space model with 3 inputs, 5 outputs and 13 states.

Simplifying Bode's maximum available feedback design

Bode's method for obtaining 'maximum obtainable feedback' is a good example of a nontrivial feedback system design technique, but it is largely overlooked. This paper shows how the associated mathematics can be simplified and linear elements used in its implementation, so as to make it accessible for teaching to undergraduates.

Single trial BCI operation via Wackermann parameters

Accurate single trial P300 classification lends itself to fast and accurate control of Brain Computer Interfaces (BCIs). Highly accurate classification of single trial P300 ERPs is achieved by characterizing the EEG via corresponding stationary and time-varying Wackermann parameters. Subsets of maximally discriminating parameters are then selected using the Network Clustering feature selection algorithm and classified with Naive-Bayes and Linear Discriminant Analysis classifiers. Hence the method is assessed on two different data-sets from BCI competitions and is shown to produce accuracies of between approximately 70% and 85%. This is promising for the use of Wackermann parameters as features in the classification of single-trial ERP responses.

Self-tuning regulators—a state space approach

This paper employs a state space system description to provide a pole placement scheme via state feedback. It is shown that when a recursive least squares estimation scheme is used, the feedback employed can be expressed simply in terms of the estimated system parameters. To complement the state feedback approach, a method employing both state feedback and linear output feedback is discussed. Both methods arc then compared with the previous output polynomial type feedback schemes.

Generalised Dirichelt-to-Neumann map in time dependent domains

We study the heat, linear Schrodinger and linear KdV equations in the domain l(t) < x < ∞, 0 < t < T, with prescribed initial and boundary conditions and with l(t) a given differentiable function. For the first two equations, we show that the unknown Neumann or Dirichlet boundary value can be computed as the solution of a linear Volterra integral equation with an explicit weakly singular kernel. This integral equation can be derived from the formal Fourier integral representation of the solution. For the linear KdV equation we show that the two unknown boundary values can be computed as the solution of a system of linear Volterra integral equations with explicit weakly singular kernels. The derivation in this case makes crucial use of analyticity and certain invariance properties in the complex spectral plane. The above Volterra equations are shown to admit a unique solution.