Detection of millimetric deformation using a terrestrial laser scanner: experiment and application to a rockfall event

Terrestrial laser scanning (TLS) is one of the most promising surveying techniques for rockslope characterization and monitoring. Landslide and rockfall movements can be detected by means of comparison of sequential scans. One of the most pressing challenges of natural hazards is combined temporal and spatial prediction of rockfall. An outdoor experiment was performed to ascertain whether the TLS instrumental error is small enough to enable detection of precursory displacements of millimetric magnitude. This consists of a known displacement of three objects relative to a stable surface. Results show that millimetric changes cannot be detected by the analysis of the unprocessed datasets. Displacement measurement are improved considerably by applying Nearest Neighbour (NN) averaging, which reduces the error (1¿) up to a factor of 6. This technique was applied to displacements prior to the April 2007 rockfall event at Castellfollit de la Roca, Spain. The maximum precursory displacement measured was 45 mm, approximately 2.5 times the standard deviation of the model comparison, hampering the distinction between actual displacement and instrumental error using conventional methodologies. Encouragingly, the precursory displacement was clearly detected by applying the NN averaging method. These results show that millimetric displacements prior to failure can be detected using TLS.

Rockfall monitoring by Terrestrial Laser Scanning ¿ case study of the basaltic rock face at Castellfollit de la Roca (Catalonia, Spain)

This case study deals with a rock face monitoring in urban areas using a Terrestrial Laser Scanner. The pilot study area is an almost vertical, fifty meter high cliff, on top of which the village of Castellfollit de la Roca is located. Rockfall activity is currently causing a retreat of the rock face, which may endanger the houses located at its edge. TLS datasets consist of high density 3-D point clouds acquired from five stations, nine times in a time span of 22 months (from March 2006 to January 2008). The change detection, i.e. rockfalls, was performed through a sequential comparison of datasets. Two types of mass movement were detected in the monitoring period: (a) detachment of single basaltic columns, with magnitudes below 1.5 m3 and (b) detachment of groups of columns, with magnitudes of 1.5 to 150 m3. Furthermore, the historical record revealed (c) the occurrence of slab failures with magnitudes higher than 150 m3. Displacements of a likely slab failure were measured, suggesting an apparent stationary stage. Even failures are clearly episodic, our results, together with the study of the historical record, enabled us to estimate a mean detachment of material from 46 to 91.5 m3 year¿1. The application of TLS considerably improved our understanding of rockfall phenomena in the study area.

Experimental photodynamic therapy for malignant pleural mesothelioma with pegylated mTHPC.

BACKGROUND AND OBJECTIVES: Experimental assessment of photodynamic therapy (PDT) for malignant pleural mesothelioma using a polyethylene glycol conjugate of meta-tetrahydroxyphenylchlorin (PEG-mTHPC). STUDY DESIGN/MATERIALS AND METHODS: (a) PDT was tested on H-meso-1 xenografts (652 nm laser light; fluence 10 J/cm(2); 0.93, 9.3, or 27.8 mg/kg of PEG-mTHPC; drug-light intervals 3-8 days). (b) Intraoperative PDT with similar treatment conditions was performed in the chest cavity of minipigs (n = 18) following extrapleural pneumonectomy (EPP) using an optical integrating balloon device combined with in situ light dosimetry. RESULTS: (a) PDT using PEG-mTHPC resulted in larger extent of tumor necrosis than in untreated tumors (P < or = 0.01) without causing damage to normal tissue. (b) Intraoperative PDT following EPP was well tolerated in 17 of 18 animals. Mean fluence and fluence rates measured at four sites of the chest cavity ranged from 10.2 +/- 0.2 to 13.2 +/- 2.3 J/cm(2) and 5.5 +/- 1.2 to 7.9 +/- 1.7 mW/cm(2) (mean +/- SD). Histology 3 months after light delivery revealed no PDT related tissue injury in all but one animal. CONCLUSIONS: PEG-mTHPC mediated PDT showed selective destruction of mesothelioma xenografts without causing damage to intrathoracic organs in pigs at similar treatment conditions. The light delivery system afforded regular light distribution to different parts of the chest cavity.

Non-contact microdrilling of mouse zona pellucida with an objective-delivered 1.48-microns diode laser.

BACKGROUND and OBJECTIVE: A non-touch laser-induced microdrilling procedure is studied on mouse zona pellucida (ZP). STUDY DESIGN/MATERIALS and METHODS: A 1.48-microns diode laser beam is focused in a 8-microns spot through a 45x objective of an inverted microscope. Mouse zygotes, suspended in a culture medium, are microdrilled by exposing their ZP to a short laser irradiation and allowed to develop in vitro. RESULTS: Various sharp-edged holes can be generated in the ZP with a single laser irradiation. Sizes can be varied by changing irradiation time (3-100 ms) or laser power (22-55 mW). Drilled zygotes present no signs of thermal damage under light and scanning electron microscopy and develop as expected in vitro, except for a distinct eight-shaped hatching behavior. CONCLUSION: The microdrilling procedure can generate standardized holes in mouse ZP, without any visible side effects. The hole formation can be explained by a local photothermolysis of the protein matrix.

Aplicaciones del laser de baja potencia en odontologia

La utilización de la tecnología láser en Odontología ha tenido una constante evolución y desarrollo. Con este trabajo se pretende hacer una actualización desde un punto de vista crítico, científico y objetivo de los avances y aplicaciones que se han publicado sobre el láser de baja potencia en el ámbito de cada una de las especialidades odontológicas. Asimismo, se exponen sus características, las normas de seguridad necesarias para su utilización, sus efectos secundarios y sus contraindicaciones.

Aplicaciones del laser de diodo en odontologia

El láser de diodo tiene numerosas aplicaciones en la especialidad de Cirugía Bucal siendo utilizado preferentemente para realizar intervenciones quirúrgicas sobre los tejidos blandos siempre que no impliquen un excesivo sangrado. En Endodoncia, Implantología Bucofacial y Periodoncia se emplea por su importante efecto bactericida. También se utiliza en procedimientos de blanqueamiento dentario. Es importante controlar adecuadamente el tiempo de aplicación y la potencia de trabajo para evitar el sobrecalentamiento de los tejidos vecinos, lo que produciría su necrosis. Siempre que se utilice el láser de diodo se debe efectuar la protección ocular recomendada tanto para el profesional, sus ayudantes y personal auxiliar, como para el paciente.

Aplicaciones del laser de CO2 en odontologia

La incorporación de las nuevas tecnologías en las ciencias de la salud es, hoy en día, una realidad, ante la cual los profesionales sanitarios deben estar preparados. La tecnología láser ofrece numerosas ventajas en casi la totalidad de las especialidades odontológicas. De la amplia gama de láseres disponibles, el láser de CO2 destaca por sus aplicaciones en el ámbito de la cirugía bucal, especialmente en la cirugía de los tejidos blandos, aunque su uso también ha sido estudiado en otras disciplinas como la odontología conservadora y la endodoncia. Su uso no está exento de riesgos, y el odontólogo especializado en cirugía bucal debe poseer los conocimientos y las habilidades pertinentes para su utilización. Las características del láser de CO2 permiten una cirugía rápida y cómoda para el profesional y unas molestias postoperatorias mínimas para el paciente.

Aplicaciones de los láseres de Er:YAG y de Er,Cr:YSGG en odontologia

Los láseres de Er:YAG y de Er,Cr:YSGG por su longitud de onda son bien absorbidos, tanto por el agua que contienen los tejidos blandos como por los cristales de hidroxiapatita presentes en los tejidos duros. Estas características hacen posible que estos láseres puedan ser absorbidos por los tejidos duros. Se presentan los múltiples usos y aplicaciones que tiene esta tecnología en Odontología, tanto en cirugía de tejidos blandos, como sus aplicaciones sobre tejidos duros, como por ejemplo los tratamientos de la caries o la cirugía ósea reemplazando en ambos casos al instrumental rotatorio. Desde la incorporación de estos láseres en los tratamientos odontológicos, se ha abierto una nueva perspectiva en relación con el uso de la anestesia local. Con la utilización de esta tecnología se pueden realizar tratamientos quirúrgicos poco extensos sin necesidad de aplicar anestesia locorregional, si bien su uso más común es para diversos procedimientos de terapéutica dental.

Aplicaciones del láser en odontologia

Existen diferentes tipos de láseres que pueden tener aplicación en Odontología, y éstos pueden ser utilizados con diferentes fines. El propósito de este artículo es comentar, de forma genérica, el empleo de diferentes tipos de láseres en diversos tipos de tratamientos habituales en la práctica odontológica. No todos los láseres producen los mismos efectos; tampoco un mismo láser produce el mismo efecto sobre diferentes tejidos, y, según sean los parámetros de emisión utilizados, incluso el mismo láser puede producir diferentes efectos sobre el mismo tejido. Para poder incorporar el láser a la praxis diaria, el profesional debe conocer, entre otros extremos, las indicaciones, las contraindicaciones y la forma de utilización del tipo o tipos de láseres que desee utilizar, antes de su aplicación en clínica.

Aplicaciones del láser blando en odontología

Las principales aplicaciones del láser blando en Odontología son como analgésico, antiinflamatorio, cicatrizante y hemostático. Algunos estudios in vitro parecen demostrar que el láser blando modifica ciertas reacciones a nivel bioquímico, pero a la hora de su aplicación clínica no hay unanimidad respecto a su efectividad ya que, frente a los estudios cuyos resultados son positivos, están los que no los obtienen y lo relacionan a un posible efecto placebo. A esta controversia se suma el hecho de que los estudios sobre el láser blando son difíciles de evaluar, porque en la mayoría falta la especificación de alguno de los parámetros que intervienen en la emisión láser. Otra aplicación del láser blando en Odontología se realiza sobre células marcadas con un fotosensibilizador para obtener un efecto destructivo selectivo de dichas células. Este procedimiento parece ser útil sobre células cancerosas y microorganismos patógenos.

Utilización de otros láseres en odontología: Argón, Nd:YAP y Ho:YAG

Las ventajas que la incorporación del láser ha proporcionado a la Odontología abarcan todos los ámbitos. Así, los láseres de Argón, de Nd:YAP y de Ho:YAG, tienen aplicaciones muy concretas y de gran interés tanto en el campo de la terapéutica dental como en la especialida de cirugía bucal. Las aplicaciones principales del láser de Argón se centran en la polimerización de los materiales de restauración, en la endodoncia y dentro del ámbito de la cirugía bucal, en el corte de tejidos blandos, principalmente para la exéresis de lesiones vasculares y pigmentadas. El láser de Nd:YAP se utiliza principalmente en el campo de la endodoncia y la periodoncia, y el láser de Ho:YAG se emplea en cirugía periapical y en la cirugía artroscópica de la articulación temporomandibular.

Roles of astrocytic sodium dynamics in the neurometabolic coupling : a study by cellular imaging

RESUME LARGE PUBLIC Le système nerveux central est principalement composé de deux types de cellules :les neurones et les cellules gliales. Ces dernières, bien que l'emportant en nombre sur les neurones, ont longtemps été considérées comme des cellules sans intérêts par les neuroscientifiques. Hors, les connaissances modernes à leurs sujets indiquent qu'elles participent à la plupart des tâches physiologiques du cerveau. Plus particulièrement, elles prennent part aux processus énergétiques cérébraux. Ceux-ci, en plus d'être vitaux, sont particulièrement intrigants puisque le cerveau représente seulement 2 % de la masse corporelle mais consomme environ 25 % du glucose (substrat énergétique) corporel. Les astrocytes, un type de cellules gliales, jouent un rôle primordial dans cette formidable utilisation de glucose par le cerveau. En effet, l'activité neuronale (transmission de l'influx nerveux) est accompagnée d'une augmentation de la capture de glucose, issu de la circulation sanguine, par les astrocytes. Ce phénomène est appelé le «couplage neurométabolique » entre neurones et astrocytes. L'ion sodium fait partie des mécanismes cellulaires entrant en fonction lors de ces processus. Ainsi, dans le cadre de cette thèse, les aspects dynamiques de la régulation du sodium astrocytaire et leurs implications dans le couplage neurométabolique ont été étudiés par des techniques d'imagerie cellulaires. Ces études ont démontré que les mitochondries, machineries cellulaires convertissant l'énergie contenue dans le glucose, participent à la régulation du sodium astrocytaire. De plus, ce travail de thèse a permis de découvrir que les astrocytes sont capables de se transmettre, sous forme de vagues de sodium se propageant de cellules en cellules, un message donnant l'ordre d'accroître leur consommation d'énergie. Cette voie de signalisation leur permettrait de fournir de l'énergie aux neurones suite à leur activation. RESUME Le glutamate libéré dans la fente synaptique pendant l'activité neuronale, est éliminé par les astrocytes environnants. Le glutamate est co-transporté avec des ions sodiques, induisant une augmentation intracellulaire de sodium (Na+i) dans les astrocytes. Cette élévation de Na+i déclenche une cascade de mécanismes moléculaires qui aboutissent à la production de substrats énergétiques pouvant être utilisés par les neurones. Durant cette thèse, la mesure simultanée du sodium mitochondrial (Na+mit) et cytosolique par des techniques d'imagerie utilisant des sondes fluorescentes spécifiques, a indiqué que les variations de Na+i induites par le transport du glutamate sont transmises aux mitochondries. De plus, les voies d'entrée et de sortie du sodium mitochondrial ont été identifiées. L'échangeur de Na+ et de Ca2+ mitochondrial semble jouer un rôle primordial dans l'influx de Na+mit, alors que l'efflux de Na+mit est pris en charge par l'échangeur de Na+ et de H+ mitochondrial. L'étude du Na+mit a nécessité l'utilisation d'un système de photoactivation. Les sources de lumière ultraviolette (UV) classiques utilisées à cet effet (lasers, lampes à flash) ayant plusieurs désavantages, une alternative efficace et peu coûteuse a été développée. Il s'agit d'un système compact utilisant une diode électroluminescente (LED) à haute puissance et de longueur d'onde de 365nm. En plus de leurs rôles dans le couplage neurométabolique, les astrocytes participent à la signalisation multicellulaire en transmettant des vagues intercellulaires de calcium. Ce travail de thèse démontre également que des vagues intercellulaires de sodium peuvent être évoquées en parallèle à ces vagues calciques. Le glutamate, suite à sa libération par un mécanisme dépendent du calcium, est réabsorbé par les transporteurs au glutamate. Ce mécanisme a pour conséquence la génération de vagues sodiques se propageant de cellules en cellules. De plus, ces vagues sodiques sont corrélées spatialement avec une consommation accrue de glucose par les astrocytes. En conclusion, ce travail de thèse a permis de montrer que le signal sodique astrocytaire, déclenché en réponse au glutamate, se propage à la fois de façon intracellulaire aux mitochondries et de façon intercellulaire. Ces résultats suggèrent que les astrocytes fonctionnent comme un réseau de cellules nécessaire au couplage énergétique concerté entre neurones et astrocytes et que le sodium est un élément clé dans les mécanismes de signalisations cellulaires sous-jacents. SUMMARY Glutamate, released in the synaptic cleft during neuronal activity, is removed by surrounding astrocytes. Glutamate is taken-up with Na+ ions by specific transporters, inducing an intracellular Na+ (Na+i) elevation in astrocytes which triggers a cascade of molecular mechanisms that provides metabolic substrates to neurons. Thus, astrocytic Na+i homeostasis represents a key component of the so-called neurometabolic coupling. In this context, the first part of this thesis work was aimed at investigating whether cytosolic Na+ changes are transmitted to mitochondria, which could therefore influence their function and contribute to the overall intracellular Na+ regulation. Simultaneous monitoring of both mitochondrial Na+ (Na+mit) and cytosolic Na+ changes with fluorescent dyes revealed that glutamate-evoked cytosolic Na+ elevations are indeed transmitted to mitochondria. The mitochondrial Na+/Ca2+ exchangers have a prominent role in the regulation of Na+mit influx pathway, and Na+mit extrusion appears to be mediated by Na+/H+ exchangers. To demonstrate the implication of Na+/Ca2+ exchangers, this study has required the technical development of an UV-flash photolysis system. Because light sources for flash photolysis have to be powerful and in the near UV range, the use of UV lasers or flash lamps is usually required. As an alternative to these UV sources that have several drawbaks, we developped a compact, efficient and lowcost flash photolysis system which employs a high power 365nm light emitting diode. In addition to their role in neurometabolic coupling, astrocytes participate in multicellular signaling by transmitting intercellular Ca2+ waves. The third part of this thesis show that intercellular Na+ waves can be evoked in parallel to Ca2+ waves. Glutamate released by a Ca2+ wave-dependent mechanism is taken up by glutamate transporters, resulting in a regenerative propagation of cytosolic Na+ increases. Na+ waves in turn lead to a spatially correlated increase in glucose uptake. In conclusion, the present thesis demonstrates that glutamate-induced Na+ changes occurring in the cytosol of astrocytes propagate to both the mitochondrial matrix and the astrocytic network. These results furthermore support the view that astrocytic Na+ is a signal coupled to the brain energy metabolism.

Traitement des varices et des télangiectasies [Treatment of varicose veins and telangiectasias].

Dermatologic surgery has evolved enormously within the past few years especially for the treatment of varicose veins and telangiectasias. New minimally-invasive techniques have been developed: lasers, echo-sclerosis, surgery with tumescent anesthesia and endovascular treatment of saphenous veins. Most interventions can be performed with local anesthesia in the office setting. These new treatments are intended to decrease the risks of surgery, reduce medical costs and the necessity for hospitalization, and improve functional and esthetic results.

Reconditioning of the trabeculo-descemet's membrane with the 532-nm Nd : YAG (SLT) laser after deep sclerectomy.

The purpose of this study was to evaluate the intraocular pressure (IOP)-lowering effect of modified goniopuncture with the 532-nm Nd : YAG selective laser trabeculoplasty (SLT) laser on eyes after deep sclerectomy with collagen implant (DSCI). This was an interventional cased series. The effects of modified goniopuncture on eyes with insufficient IOP-lowering after DSCI were observed. Goniopuncture was performed using a Q-switched, frequency-doubled 532-nm Nd : YAG laser (SLT-goniopuncture, SLT-G). Outcome measures were amount of IOP-lowering and rapidity of decrease after laser intervention. In all, 10 eyes of 10 patients with a mean age of 71.0±7.7 (SD) years were treated with SLT-G. The mean time of SLT-G after DSCI procedure was 7.1±10.9 months. SLT-G decreased IOP from an average of 16.1±3.4 mm Hg to 14.2±2.8 mm Hg (after 15 min), 13.6±3.9 mm Hg (at 1 day), 12.5±4.1 mm Hg (at 1 month), and 12.6±2.5 (at 6 months) (P<0.0125). There were no complications related to the intervention. Patients in this series achieved an average 22.5% of IOP reduction after SLT-G. The use of the SLT laser appears to be an effective and safe alternative to the traditional Nd : YAG laser for goniopuncture in eyes after DSCI, with potential advantages related to non-perforation of trabeculo-descemet's membrane (TDM).

[(18)F]Fluoroethyltyrosine- positron emission tomography-guided radiotherapy for high-grade glioma.

BACKGROUND: To compare morphological gross tumor volumes (GTVs), defined as pre- and postoperative gadolinium enhancement on T1-weighted magnetic resonance imaging to biological tumor volumes (BTVs), defined by the uptake of (18)F fluoroethyltyrosine (FET) for the radiotherapy planning of high-grade glioma, using a dedicated positron emission tomography (PET)-CT scanner equipped with three triangulation lasers for patient positioning. METHODS: Nineteen patients with malignant glioma were included into a prospective protocol using FET PET-CT for radiotherapy planning. To be eligible, patients had to present with residual disease after surgery. Planning was performed using the clinical target volume (CTV = GTV union or logical sum BTV) and planning target volume (PTV = CTV + 20 mm). First, the interrater reliability for BTV delineation was assessed among three observers. Second, the BTV and GTV were quantified and compared. Finally, the geometrical relationships between GTV and BTV were assessed. RESULTS: Interrater agreement for BTV delineation was excellent (intraclass correlation coefficient 0.9). Although, BTVs and GTVs were not significantly different (p = 0.9), CTVs (mean 57.8 +/- 30.4 cm(3)) were significantly larger than BTVs (mean 42.1 +/- 24.4 cm(3); p < 0.01) or GTVs (mean 38.7 +/- 25.7 cm(3); p < 0.01). In 13 (68%) and 6 (32%) of 19 patients, FET uptake extended >or= 10 and 20 mm from the margin of the gadolinium enhancement. CONCLUSION: Using FET, the interrater reliability had excellent agreement for BTV delineation. With FET PET-CT planning, the size and geometrical location of GTVs and BTVs differed in a majority of patients.