Magnetic resonance imaging and BMB score in the evaluation of bone involvement in Gaucher’s disease patients

AbstractObjective:To evaluate by magnetic resonance imaging changes in bone marrow of patients undergoing treatment for type I Gaucher’s disease.Materials and Methods:Descriptive, cross-sectional study of Gaucher’s disease patients submitted to 3 T magnetic resonance imaging of femurs and lumbar spine. The images were blindly reviewed and the findings were classified according to the semiquantitative bone marrow burden (BMB) scoring system.Results:All of the seven evaluated patients (three men and four women) presented signs of bone marrow infiltration. Osteonecrosis of the femoral head was found in three patients, Erlenmeyer flask deformity in five, and no patient had vertebral body collapse. The mean BMB score was 11, ranging from 9 to 14.Conclusion:Magnetic resonance imaging is currently the method of choice for assessing bone involvement in Gaucher’s disease in adults due to its high sensitivity to detect both focal and diffuse bone marrow changes, and the BMB score is a simplified method for semiquantitative analysis, without depending on advanced sequences or sophisticated hardware, allowing for the classification of the disease extent and assisting in the treatment monitoring.

Sindrome de regresión caudal

El síndrome de regresión caudal o de agenesia sacra se caracteriza por un déficit funcional de los esfínteres y de la muscultatura de los miembros inferiores. Se suele asociar con otras malformaciones, como son las esqueléticas, genitourinarias y del tracto intestinal. La diabetes mellitus materna es uno de los factores predisponentes más destacados. Aquí se presenta un caso de síndrome de regresión caudal con insufiencia renal secundaria a la uropatía malformativa asociada. Se comentan los disrarfismos espinales ocultos y el síndrome de Vater.

Trabecular bone score in kidney transplant recipients.

UNLABELLED: It is uncertain whether bone mineral density (BMD) can accurately predict fracture in kidney transplant recipients. Trabecular bone score (TBS) provides information independent of BMD. Kidney transplant recipients had abnormal bone texture as measured by lumbar spine TBS, and a lower TBS was associated with incident fractures in recipients. INTRODUCTION: Trabecular bone score (TBS) is a texture measure derived from dual energy X-ray absorptiometry (DXA) lumbar spine images, providing information independent of bone mineral density. We assessed characteristics associated with TBS and fracture outcomes in kidney transplant recipients. METHODS: We included 327 kidney transplant recipients from Manitoba, Canada, who received a post-transplant DXA (median 106 days post-transplant). We matched each kidney transplant recipient (mean age 45 years, 39 % men) to three controls from the general population (matched on age, sex, and DXA date). Lumbar spine (L1-L4) DXA images were used to derive TBS. Non-traumatic incident fracture (excluding hand, foot, and craniofacial) (n = 31) was assessed during a mean follow-up of 6.6 years. We used multivariable linear regression models to test predictors of TBS, and multivariable Cox proportional hazard regression was used to estimate hazard ratios (HRs) per standard deviation decrease in TBS to express the gradient of risk. RESULTS: Compared to the general population, kidney transplant recipients had a significantly lower lumbar spine TBS (1.365 ± 0.129 versus 1.406 ± 0.125, P < 0.001). Multivariable linear regression revealed that receipt of a kidney transplant was associated with a significantly lower mean TBS compared to controls (-0.0369, 95 % confidence interval [95 % CI] -0.0537 to -0.0202). TBS was associated with fractures independent of the Fracture Risk Assessment score including BMD (adjusted HR per standard deviation decrease in TBS 1.64, 95 % CI 1.15-2.36). CONCLUSION: Kidney transplant recipients had abnormal bone texture as assessed by TBS and a lower lumbar spine TBS was associated with fractures in recipients.

Ivory vertebra: imaging findings in different diagnoses

Abstract Low back pain is often managed at all levels of healthcare. In general, diagnostic investigation begins with radiography of the lumbar spine. In addition to the most common findings, radiologists can identify increased density of a vertebral body, referred to as ivory vertebra. The objective of this study was to describe the main diseases that can present with this radiologic sign, such as Hodgkin lymphoma, Paget's disease, metastatic prostate cancer, breast cancer, and osteomyelitis. It is extremely important that radiologists be aware of this finding in order to inform the requesting physician of the possible etiologies, given that it can be the initial radiologic presentation for these diseases.

A Meta-Analysis of Trabecular Bone Score in Fracture Risk Prediction and Its Relationship to FRAX.

Trabecular bone score (TBS) is a gray-level textural index of bone microarchitecture derived from lumbar spine dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) images. TBS is a bone mineral density (BMD)-independent predictor of fracture risk. The objective of this meta-analysis was to determine whether TBS predicted fracture risk independently of FRAX probability and to examine their combined performance by adjusting the FRAX probability for TBS. We utilized individual-level data from 17,809 men and women in 14 prospective population-based cohorts. Baseline evaluation included TBS and the FRAX risk variables, and outcomes during follow-up (mean 6.7 years) comprised major osteoporotic fractures. The association between TBS, FRAX probabilities, and the risk of fracture was examined using an extension of the Poisson regression model in each cohort and for each sex and expressed as the gradient of risk (GR; hazard ratio per 1 SD change in risk variable in direction of increased risk). FRAX probabilities were adjusted for TBS using an adjustment factor derived from an independent cohort (the Manitoba Bone Density Cohort). Overall, the GR of TBS for major osteoporotic fracture was 1.44 (95% confidence interval [CI] 1.35-1.53) when adjusted for age and time since baseline and was similar in men and women (p > 0.10). When additionally adjusted for FRAX 10-year probability of major osteoporotic fracture, TBS remained a significant, independent predictor for fracture (GR = 1.32, 95% CI 1.24-1.41). The adjustment of FRAX probability for TBS resulted in a small increase in the GR (1.76, 95% CI 1.65-1.87 versus 1.70, 95% CI 1.60-1.81). A smaller change in GR for hip fracture was observed (FRAX hip fracture probability GR 2.25 vs. 2.22). TBS is a significant predictor of fracture risk independently of FRAX. The findings support the use of TBS as a potential adjustment for FRAX probability, though the impact of the adjustment remains to be determined in the context of clinical assessment guidelines. © 2015 American Society for Bone and Mineral Research.

Uusintamurtumien ehkäisy kaatumisen aiheuttaman yläraajamurtuman kokeneilla yli 50-vuotiailla henkilöillä

Tarkoitus: Tarkoituksena oli selvittää murtumien tehostetun ehkäisyohjelman vaikutuksia yläraajamurtuman saaneiden yli 50-vuotiaiden henkilöiden elämäntapoihin, murtumien riskitekijöihin, kaatumisiin, kaatumisvammoihin ja elämänlaatuun. Aineisto: 219 yli 50-vuotiasta kotona asuvaa, kaatumisen seurauksena yläraajamurtuman saanutta henkilöä satunnaistettiin koe- (n = 105) ja kontrolliryhmiin (n = 114). Menetelmä: Koeohjelma sisälsi yksilöllisen, yhdessä lääkärin, terveydenhoitajan ja tutkittavan kanssa laaditun hoito- ja kuntoutussuunnitelman sekä kutsun murtumien ehkäisyn koulutusohjelmaan. Kontrolliryhmän tutkittavat saivat kehotuksen hakeutua murtumahoitajan ohjaukseen. Seuranta-aika oli 14 kuukautta. Tulokset analysoitiin ryhmissä tapahtuneina muutoksina alkuja loppumittausten välillä sekä ryhmien välisenä erona muutoksissa. Tulokset: Keskimääräinen luun tiheys lannerangassa lisääntyi koeryhmässä (p<0,001) ja kontrolliryhmässä (p = 0,038), ryhmien välinen ero ei ollut tilastollisesti merkitsevä (p = 0,134). Reisiluun kaulassa luun tiheys ei muuttunut kummassakaan ryhmässä. Päivittäinen kalsiumin saanti lisääntyi koeryhmässä keskimäärin 167 mg (p<0,001) ja kontrolliryhmässä 30 mg (p = 0,475), ryhmien välinen ero oli tilastollisesti merkitsevä (p = 0,031). Kala-ateriat ja päivittäinen D-vitamiinilisä sekä kenkien liukuesteiden säännöllinen käyttö liukkaalla lisääntyivät molemmissa ryhmissä, mutta ryhmien välillä ei ollut eroa. Viiteen tuolilta nousukertaan käytetty aika vähentyi koeryhmässä keskimäärin 0,49 sekuntia (p = 0,185) ja lisääntyi kontrolliryhmässä 0,39 (p = 0,475), ero ryhmien välillä oli tilastollisesti merkitsevä (p = 0,02). Kymmenen metrin kävelyssä ei tapahtunut tulosten keskiarvossa muutoksia kummassakaan ryhmässä. Ortostatismi vähentyi kontrolliryhmässä (p = 0,049), ja masentuneisuus vähentyi koeryhmässä (p = 0,041), mutta ryhmien välillä ei näissä ollut merkitsevää eroa. Osteoporoosilääkkeiden käyttö lisääntyi molemmissa ryhmissä, ryhmien välillä ei ollut eroa. Alkoholin käytössä oli vähäisiä mutta ei merkittäviä muutoksia. Muissa testatuissa muuttujissa, kuten liikunnan viikoittainen määrä, tupakointi, näkökyky, tasapaino ja elämänlaatu, ei ollut merkitseviä muutoksia ryhmissä tai ryhmien välillä. Kaatumisten (koeryhmä 33, kontrolliryhmä 35) ja murtumien (koeryhmä 5 ja kontrolliryhmä 3) määrissä ei myöskään ollut merkitseviä eroja ryhmien välillä. Johtopäätökset: Noin neljällä viidestä kaatumisen seurauksena yläraajamurtuman saaneista, yli 50 vuotta täyttäneistä henkilöistä oli alentunut luun tiheys, ja noin joka toisella oli lisääntynyt kaatumisriski. Kaatumisen riskitekijöiden kliiniset mittaukset olivat nopeita toteuttaa ja auttoivat ehkäisytoimenpiteiden suunnittelussa. Murtuman saaneet olivat motivoituneita murtumien riskitekijöiden selvittämiseen ja myös toteuttamaan annettua lääkehoitoa. Elämäntavoissa helpoimmin toteutuivat muutokset ruokailutottumuksissa. Liikuntatottumuksien muuttaminen sen sijaan onnistui melko huonosti. Ryhmien välillä oli merkitsevä ero ainoastaan kalsiumin päivittäisessä käytössä ja tuolilta nousutestissä. Murtumariskien tunnistaminen, niiden syiden selvittäminen ja toimenpiteiden käynnistäminen riskien vähentämiseksi tulisi kuulua jokaisen pienienergisen murtuman saaneen potilaan kokonaisvaltaiseen hyvään hoitoon.

Bioactive Glass in Lumbar Spondylodesis. A Pre-Clinical and Clinical Study

Bioactive glasses (BGs) form a group of synthetic, surface-active, composition-dependent, silica-based biomaterials with osteoconductive, osteopromotive, and even angiogenic, as well as antibacterial, properties. A national interdisciplinary research group, within the Combio Technology Program (2003–2007), developed a porous load-bearing composite for surgical applications made of BG 1–98 and polymer fibers. The pre-clinical part of this thesis focused on the in vitro and in vivo testing of the composite materials in a rabbit femur and spinal posterolateral fusion model. The femur model failed to demonstrate the previously seen positive effect of BG 1–98 on osteogenesis, probably due to the changed resorption properties of BG in the form of fibers. The spine study was terminated early due to adverse events. In vitro cultures showed the growth inhibition of human mesenchymal stems next to BG 1–98 fibers and radical pH changes. A prospective, long-term, follow-up study was conducted on BG–S53P4 and autogenous bone used as bone graft substitutes for instrumented posterolateral spondylodesis in the treatment of degenerative spondylolisthesis (n=17) and unstable burst fractures (n=10) during 1996–1998. The operative outcome was evaluated from X-rays and CT scans, and a clinical examination was also performed. On the BG side, a solid fusion was observed in the CT scans of 12 patients, and a partial fusion was found in 5 patients, the result being a total fusion rate in all fusion sites (n=41) 88% for levels L4/5 and L5/S1 in the spondylolisthesis group. In the spine fracture group, solid fusion was observed in five patients, and partial fusion was found in five resulting in a total fusion rate of 71% of all fusion sites (n=21). The pre-clinical results suggest that under certain conditions the physical form of BG can be more critical than its chemical composition when a clinical application is designed. The first long-term clinical results concerning the use of BG S53P4 as bone graft material in instrumented posterolateral spondylodesis seems to be a safe procedure, associated with a very low complication rate. BG S53P4 used as a stand-alone bone substitute cannot be regarded as being as efficient as AB in promoting solid fusion.

Prevalence of radiographic markers of femoroacetabular impingement in asymptomatic adults

OBJECTIVE: to determine the prevalence of radiographic signs of femoroacetabular impingement (FAI) in asymptomatic adults and correlate them with data from physical examinations. METHODS: We conducted a cross-sectional study with 82 asymptomatic volunteers, 164 hips, between 40 and 60 years of age, selected by convenience. They were submitted to anamnesis and clinical examination of the hip, anteroposterior (AP) pelvis radiographs with three incidences, Dunn 45° and Lequesne false profile of each hip, to measure the variables. We measured the alpha angle, anterior offset of the femoral neck, cervical diaphyseal angle, CE angle of Wiberg, acetabular index, Sharp angle, and the crossing, ischial spine and posterior wall signs. RESULTS: our sample consisted of 66% women, mean age of 50.4 years. The average alpha angle was 45.10°, SD=8.6. One quarter of the hips showed alpha angle greater than or equal to 50°; among men the prevalence was 34%, and among women, 11%. We found indicative radiographic signs of femoroacetabular impingement in 42.6% of hips, whether femoral or acetabular, and the increased alpha angle was related to the decrease in hip internal rotation (p<0.001). CONCLUSION: the radiographic findings of femoroacetabular impingement in asymptomatic patients were frequent in the studied sample. The increase in alpha angle was associated with decreased internal rotation.

Sotilaslentäjän fyysinen suorituskyky sekä työperäiset tuki- ja liikuntaelinoireet

Kirjallisuudesta välittyy useitten vuosikymmenten ajalta tietämys sotilaslentämisen fyysisestä kuormittavuudesta. G-voimista aiheutuva kuormittuminen näyttää johtavan joko akuutisti tai pitkäaikaisesti lentäjän tuki- ja liikuntaelimistön toimintakykyä alentaviin ongelmiin. Erityisesti on selvitetty niskan alueen työperäisten ongelmien syntyä, jolloin on havaittu lentotoiminnan fyysisen kuormittavuuden johtavan ennenaikaiseen rakenteelliseen rappeumaan, haittaa aiheuttavan oireen lisäksi. Kansainvälisen kirjallisuuden mukaan ammatista johtuvista eli työperäisistä oireista kärsii vähintään 2/3 kaikista sotilaslentäjistä. Tietyin edellytyksin lentäjien kaularangan alueen rappeuma on Suomessa hyväksytty ammattitaudiksi vuodesta 1995 alkaen. On arveltu, että hyvästä fyysisestä suorituskyvystä olisi apua tuki- ja liikuntaelin (TULE)-oireilun ennaltaehkäisemisessä ja toimintakyvyn ylläpitämisessä. Tutkimusnäyttö tästä on lentäjien osalta ollut toistaiseksi erittäin niukkaa. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää suomalaisten sotilaslentäjien työperäisen TULE-oireilun esiintyvyyttä, oireista koetun haitan tasoa, lentäjien fyysisen kunnon tasoja virkauran aikana ja näitten kaikkien välisiä yhteyksiä sekä työperäisen TULE-oireen merkitystä sotilaan toimintakykyyn. Tutkimus jakautui kahteen osaan. Poikkileikkauksena lentotoimintaperäisiä TULE-oireita kartoitettiin kyselytutkimuksella, johon vastasi vuositarkastuksen yhteydessä 267 lentäjää vuosina 2004-2005. Joukosta poimittiin ne 195 lentäjää, jotka olivat suorittaneet yleissotilaalliset kuntotestit puolen vuoden sisällä kyselyyn vastaamisesta, ja mitatut testitulokset yhdistettiin kyselytutkimusaineistoon. Tässä aineistossa toteutettiin fyysisesti erilailla kuormittuvien lentäjäryhmien välisiä vertailuja fyysisen kunnon, TULE-esiintyvyyden ja koetun haitan suhteen. Poikkileikkausosassa tutkittiin myös lentäjien virkauran aikaisia tasoeroja yleissotilaallisissa kuntotesteissä (n=195) verrattuna muihin suomalaisiin sotilaisiin. Lisäksi (N=289) selvitettiin ilmailulääketieteellisen tarkastuksen yhteydessä mitattuja, ns. ammatillisia fyysisiä erityisominaisuuksia eri ikäluokissa. Pitkittäisosassa seurattiin 67:n Hawk-suihkuharjoituskoneella aloittaneen Ilmavoimien sotilaslentäjien lentouran aikaista lentotoimintaperäisten TULE-oireitten esiintyvyyttä vuosien 1996 ja 2008 välillä. Lisäksi tutkittiin lentäjien kontakteja työterveyshuoltoon, oireen aiheuttamaa lentokelvottomuusaikaa, työn kuormituksen kumulatiivista kertymää lentotuntien lisääntyessä ja TULE-oireiden esiintyvyyden kannalta kriittisiä ajankohtia lentouran aikana. Tulokset osoittivat, että kaikki seurannassa olleet suomalaiset sotilaslentäjät kokivat jonkinasteisen lentotoimintaperäisen TULE-oireen uransa aikana. Niskan ammattitautiluokituksen tasoisen ongelman esiintyvyys oli 4 % koko lentäjäpopulaatiosta ja 10 % suihkuharjoituskonevaiheen jo läpäisseistä, mutta vastaavanlaisia TULE-ongelmia, ilman riittävää näyttöä ammattitaudista, esiintyi lähes joka kolmannella sotilaslentäjällä. Alaselän osalta lentäjät oireilivat lähes samassa määrin, mutta näitä oireita ei toistaiseksi ole mahdollista määrittää ammattitaudiksi. Lentäjät kävivät varsin vähän valittamassa oireistaan työterveyshuoltoon, jossa käytäneen vasta silloin, kun oire jo selvästi heikentää työtehtävissä vaadittavaa toimintakykyä. Merkittävin lentotoimintaperäisten oireitten esiintymisen kasvu ajoittui 200 Hawk-lentotunnin kohdalle, jolloin koneella saavutetaan eräänlainen optimaalinen G-indeksi eli taktisen liikehtelyn G-tasoylitysten vaihtelu. Tämän jälkeen lentäjät ovat erityisen alttiina akuuteille lennonaikaisille TULE-ongelmille. Oireitten esiintyminen kasvoi eksponentiaalisesti noin 600 lentotuntiin asti. Monimuuttujamallien mukaan työperäisen TULE-oireen esiintyvyysriskiä vähensivät alaraajojen hyvä motoriikka, korkeat valintapisteet ja korkea kaulan fleksion voimataso maksimaalisessa isometrisessä testissä. Yleissotilaallisilla kuntotasoilla ei ollut yhteyttä oireiluun, mutta lihaskunnoltaan voimakkaimmat lentäjät kärsivät tilastollisesti merkittävästi vähemmän haittaa lentotoimintaperäisistä TULE-oireistaan. Yleissotilaallisissa kuntotesteissä lentäjät olivat parempia kuin muut suomalaiset sotilaat. Aktiivisimman lentouran aikana, 30-40-vuotiaina, lentäjien fyysinen suorituskyky oli normaaliväestöön nähden vain keskimääräinen ja urheilijoihin nähden keskimääräistä heikompi. Käytännössä lentäjät eivät kyenneet ylläpitämään valintavaiheen fyysistä suorituskykyään edes kadettivaiheen loppuun asti. Huomattavaa oli lisäksi, että aktiivisen lentouran päätyttyä fyysinen kunto näytti jossain määrin palautuvan kohti lähtötasoa lentäjien ikääntymisestä huolimatta. Lentäjien valintavaiheen aikana mitatun fyysisen suorituskyvyn tason säilyminen aktiivisen lentopalveluksen loppuun asti vaatisi lentäjien fyysisen toimintakyvyn ylläpidon ja kehittämisen tehostamista koulutuksen ja työuran eri vaihessa. Tähän tavoitteeseen nähden Ilmavoimien fyysisen kasvatuksen järjestelyt vaikuttivat alimitoitetuilta. Operatiivisesti huolestuttavaa oli Ilmavoimien ohjaajien fyysisen suorituskyvyn heikentyminen silloin, kun heidän taitojensa puolesta olisi pitänyt olla suorituskykyisimpiä taistelutehtäviinsä. Myös lentäjän terveyttä ja toimintakykyä pitäisi pystyä reaaliaikaisemmin seuraamaan koko lentouran aikana. Ilmavoimille suositellaan moniammatillista lähestymistä sotilaslentäjien toimintakyvyn ylläpitämiseen ja terveysriskien hallintaan yhdessä liikunnan, työterveyshuollon, lentoturvallisuusalan ja operatiivisen suunnittelun asiantuntijoitten kanssa. Lisäksi suositellaan avoimempaa ja eettisesti kestävämpää suhtautumista ammattiin liittyvien terveysongelmien kuvaamiseen sekä fyysisen kunnon kysymyksiin jo lentäjien rekrytointivaiheessa.

Is liver transplantation associated with decreased bone mass in climacteric women?

PURPOSE: To evaluate whether climacteric women undergoing liver transplantation had higher prevalence of decreased bone mass than those without any liver disease. METHODS: A cross-sectional study with 48 women receiving follow-up care at a university hospital in Southeastern Brazil, from February 4th 2009 to January 5th 2011, was conducted. Of these women, 24 were 35 years or older and had undergone liver transplantation at least one year before study entry. The remaining 24 women had no liver disease and their ages and menstrual patterns were similar to those of transplanted patients. Laboratorial tests (follicle-stimulating hormone and estradiol) and bone density measurements of the lumbar spine and femur (equipment Hologic, Discovery WI) were performed. Statistical analysis was carried out by Fisher's exact test, simple Odds Ratio (OR), and multiple logistic regression. RESULTS: Mean age of the women included in the study was 52.8 (±10.7) years-old, 27.1% were premenopausal and 72.9% were peri/postmenopausal. Approximately 14.6% of these women exhibited osteoporosis and 35.4% had low bone mass. The following items were associated with decreased bone mass: being postmenopausal (OR=71.4; 95%CI 3.8 - 1,339.7; p<0.0001), current age over 49 years-old (OR=11.4; 95%CI 2.9 - 44.0; p=0.0002), and serum estradiol levels lower than 44.5 pg/mL (OR=18.3; 95%CI 3.4 - 97.0; p<0.0001). Having a history of liver transplantation was not associated with decreased bone mass (OR=1.4; 95%CI 0.4 - 4.3; p=0.56). CONCLUSION: Liver transplantation was not associated with decreased bone mass in this group of climacteric women.

Comparison of Two- and Three-dimensional Ultrasonography in the Evaluation of Lesion Level in Fetuses with Spina Bifida

Purpose To evaluate the precision of both two- and three-dimensional ultrasonography in determining vertebral lesion level (the first open vertebra) in patients with spina bifida. Methods This was a prospective longitudinal study comprising of fetuses with open spina bifida who were treated in the fetal medicine division of the department of obstetrics of Hospital das Clínicas of the Universidade de São Paulo between 2004 and 2013. Vertebral lesion level was established by using both two- and three-dimensional ultrasonography in 50 fetuses (two examiners in each method). The lesion level in the neonatal period was established by radiological assessment of the spine. All pregnancies were followed in our hospital prenatally, and delivery was scheduled to allow immediate postnatal surgical correction. Results Two-dimensional sonography precisely estimated the spina bifida level in 53% of the cases. The estimate error was within one vertebra in 80% of the cases, in up to two vertebrae in 89%, and in up to three vertebrae in 100%, showing a good interobserver agreement. Three-dimensional ultrasonography precisely estimated the lesion level in 50% of the cases. The estimate error was within one vertebra in 82% of the cases, in up to two vertebrae in 90%, and in up to three vertebrae in 100%, also showing good interobserver agreement. Whenever an estimate error was observed, both two- and three-dimensional ultrasonography scans tended to underestimate the true lesion level (55.3% and 62% of the cases, respectively). Conclusions No relevant difference in diagnostic performance was observed between the two- and three-dimensional ultrasonography. The use of three-dimensional ultrasonography showed no additional benefit in diagnosing the lesion level in the fetuses with spina bifida. Errors in both methods showed a tendency to underestimate lesion level.

The supermassive binary black hole system OJ287

Abstract This doctoral thesis concerns the active galactic nucleus (AGN) most often referred to with the catalogue number OJ287. The publications in the thesis present new discoveries of the system in the context of a supermassive binary black hole model. In addition, the introduction discusses general characteristics of the OJ287 system and the physical fundamentals behind these characteristics. The place of OJ287 in the hierarchy of known types of AGN is also discussed. The introduction presents a large selection of fundamental physics required to have a basic understanding of active galactic nuclei, binary black holes, relativistic jets and accretion disks. Particularly the general relativistic nature of the orbits of close binaries of supermassive black holes is explored with some detail. Analytic estimates of some of the general relativistic effects in such a binary are presented, as well as numerical methods to calculate the effects more precisely. It is also shown how these results can be applied to the OJ287 system. The binary orbit model forms the basis for models of the recurring optical outbursts in the OJ287 system. In the introduction, two physical outburst models are presented in some detail and compared. The radiation hydrodynamics of the outbursts are discussed and optical light curve predictions are derived. The precursor outbursts studied in Paper III are also presented, and tied into the model of OJ287. To complete the discussion of the observable features of OJ287, the nature of the relativistic jets in the system, and in active galactic nuclei in general, is discussed. Basic physics of relativistic jets are presented, with additional detail added in the form of helical jet models. The results of Papers II, IV and V concerning the jet of OJ287 are presented, and their relation to other facets of the binary black hole model is discussed. As a whole, the introduction serves as a guide, though terse, for the physics and numerical methods required to successfully understand and simulate a close binary of supermassive black holes. For this purpose, the introduction necessarily combines a large number of both fundamental and specific results from broad disciplines like general relativity and radiation hydrodynamics. With the material included in the introduction, the publications of the thesis, which present new results with a much narrower focus, can be readily understood. Of the publications, Paper I presents newly discovered optical data points for OJ287, detected on archival astronomical plates from the Harvard College Observatory. These data points show the 1900 outburst of OJ287 for the first time. In addition, new data points covering the 1913 outburst allowed the determination of the start of the outburst with more precision than was possible before. These outbursts were then successfully numerically modelled with an N-body simulation of the OJ287 binary and accretion disc. In Paper II, mechanisms for the spin-up of the secondary black hole in OJ287 via interaction with the primary accretion disc and the magnetic fields in the system are discussed. Timescales for spin-up and alignment via both processes are estimated. It is found that the secondary black hole likely has a high spin. Paper III reports a new outburst of OJ287 in March 2013. The outburst was found to be rather similar to the ones reported in 1993 and 2004. All these outbursts happened just before the main outburst season, and are called precursor outbursts. In this paper, a mechanism was proposed for the precursor outbursts, where the secondary black hole collides with a gas cloud in the primary accretion disc corona. From this, estimates of brightness and timescales for the precursor were derived, as well as a prediction of the timing of the next precursor outburst. In Paper IV, observations from the 2004–2006 OJ287 observing program are used to investigate the existence of short periodicities in OJ287. The existence of a _50 day quasiperiodic component is confirmed. In addition, statistically significant 250 day and 3.5 day periods are found. Primary black hole accretion of a spiral density wave in the accretion disc is proposed as the source of the 50 day period, with numerical simulations supporting these results. Lorentz contracted jet re-emission is then proposed as the reason for the 3.5 day timescale. Paper V fits optical observations and mm and cm radio observations of OJ287 with a helical jet model. The jet is found to have a spine–sheath structure, with the sheath having a much lower Lorentz gamma factor than the spine. The sheath opening angle and Lorentz factor, as well as the helical wavelength of the jet are reported for the first time. Tiivistelmä Tässä väitöskirjatutkimuksessa on keskitytty tutkimaan aktiivista galaksiydintä OJ287. Väitöskirjan osana olevat tieteelliset julkaisut esittelevät OJ287-systeemistä saatuja uusia tuloksia kaksoismusta-aukkomallin kontekstissa. Väitöskirjan johdannossa käsitellään OJ287:n yleisiä ominaisuuksia ja niitä fysikaalisia perusilmiöitä, jotka näiden ominaisuuksien taustalla vaikuttavat. Johdanto selvittää myös OJ287-järjestelmän sijoittumisen aktiivisten galaksiytimien hierarkiassa. Johdannossa käydään läpi joitakin perusfysiikan tuloksia, jotka ovat tarpeen aktiivisten galaksiydinten, mustien aukkojen binäärien, relativististen suihkujen ja kertymäkiekkojen ymmärtämiseksi. Kahden toisiaan kiertävän mustan aukon keskinäisen radan suhteellisuusteoreettiset perusteet käydään läpi yksityiskohtaisemmin. Johdannossa esitetään joitakin analyyttisiä tuloksia tällaisessa binäärissä havaittavista suhteellisuusteoreettisista ilmiöistä. Myös numeerisia menetelmiä näiden ilmiöiden tarkempaan laskemiseen esitellään. Tuloksia sovelletaan OJ287-systeemiin, ja verrataan havaintoihin. OJ287:n mustien aukkojen ratamalli muodostaa pohjan systeemin toistuvien optisten purkausten malleille. Johdannossa esitellään yksityiskohtaisemmin kaksi fysikaalista purkausmallia, ja vertaillaan niitä. Purkausten säteilyhydrodynamiikka käydään läpi, ja myös ennusteet purkausten valokäyrille johdetaan. Johdannossa esitellään myös Julkaisussa III johdettu prekursoripurkausten malli, ja osoitetaan sen sopivan yhteen OJ287:n binäärimallin kanssa. Johdanto esittelee myös relativististen suihkujen fysiikkaa sekä OJ287- systeemiin liittyen että aktiivisten galaksiydinten kontekstissa yleisesti. Relativististen suihkujen perusfysiikka esitellään, kuten myös malleja kierteisistä suihkuista. Julkaisujen II, IV ja V OJ287-systeemin suihkuja koskevat tulokset esitellään binäärimallin kontekstissa. Kokonaisuutena johdanto palvelee suppeana oppaana, joka esittelee tarvittavan fysiikan ja tarpeelliset numeeriset menetelmät mustien aukkojen binäärijärjestelmän ymmärtämiseen ja simulointiin. Tätä tarkoitusta varten johdanto yhdistää sekä perustuloksia että joitakin syvällisempiä tuloksia laajoilta fysiikan osa-alueilta kuten suhteellisuusteoriasta ja säteilyhydrodynamiikasta. Johdannon sisältämän materiaalin avulla väitöskirjan julkaisut, ja niiden esittämät tulokset, ovat hyvin ymmärrettävissä. Väitöskirjan julkaisuista ensimmäinen esittelee uusia OJ287-systeemistä saatuja havaintopisteitä, jotka on paikallistettu Harvardin yliopiston observatorion arkiston valokuvauslevyiltä. OJ287:n vuonna 1900 tapahtunut purkaus nähdään ensimmäistä kertaa näissä havaintopisteissä. Uudet havaintopisteet mahdollistivat myös vuoden 1913 purkauksen alun ajoittamisen tarkemmin kuin aiemmin oli mahdollista. Havaitut purkaukset mallinnettiin onnistuneesti simuloimalla OJ287-järjestelmän mustien aukkojen paria ja kertymäkiekkoa. Julkaisussa II käsitellään mekanismeja OJ287:n sekundäärisen mustan aukon spinin kasvamiseen vuorovaikutuksessa primäärin kertymäkiekon ja systeemin magneettikenttien kanssa. Julkaisussa arvioidaan maksimispinin saavuttamisen ja spinin suunnan vakiintumisen aikaskaalat kummallakin mekanismilla. Tutkimuksessa havaitaan sekundäärin spinin olevan todennäköisesti suuri. Julkaisu III esittelee OJ287-systeemissä maaliskuussa 2013 tapahtuneen purkauksen. Purkauksen havaittiin muistuttavan vuosina 1993 ja 2004 tapahtuneita purkauksia, joita kutsutaan yhteisnimityksellä prekursoripurkaus (precursor outburst). Julkaisussa esitellään purkauksen synnylle mekanismi, jossa OJ287-systeemin sekundäärinen musta aukko osuu primäärisen mustan aukon kertymäkiekon koronassa olevaan kaasupilveen. Mekanismin avulla johdetaan arviot prekursoripurkausten kirkkaudelle ja aikaskaalalle. Julkaisussa johdetaan myös ennuste seuraavan prekursoripurkauksen ajankohdalle. Julkaisussa IV käytetään vuosina 2004–2006 kerättyjä havaintoja OJ287- systeemistä lyhyiden jaksollisuuksien etsintään. Julkaisussa varmennetaan systeemissä esiintyvä n. 50 päivän kvasiperiodisuus. Lisäksi tilastollisesti merkittävät 250 päivän ja 3,5 päivän jaksollisuudet havaitaan. Julkaisussa esitetään malli, jossa primäärisen mustan aukon kertymäkiekossa oleva spiraalitiheysaalto aiheuttaa 50 päivän jaksollisuuden. Mallista tehty numeerinen simulaatio tukee tulosta. Systeemin relativistisen suihkun emittoima aikadilatoitunut säteily esitetään aiheuttajaksi 3,5 päivän jaksollisuusaikaskaalalle. Julkaisussa V sovitetaan kierresuihkumalli OJ287-systeemistä tehtyihin optisiin havaintoihin ja millimetri- sekä senttimetriaallonpituuden radiohavaintoihin. Suihkun rakenteen havaitaan olevan kaksijakoinen ja koostuvan ytimestä ja kuoresta. Suihkun kuorella on merkittävästi pienempi Lorentzin gamma-tekijä kuin suihkun ytimellä. Kuoren avautumiskulma ja Lorentztekijä sekä suihkun kierteen aallonpituus raportoidaan julkaisussa ensimmäistä kertaa.

Vitamin D receptor alleles and bone mineral density in a normal premenopausal Brazilian female population

Studies on the association between vitamin D receptor (VDR) polymorphism and bone mineral density (BMD) in different populations have produced conflicting results probably due to ethnic differences in the populations studied. The Brazilian population is characterized by a very broad genetic background and a high degree of miscegenation. Of an initial group of 164, we studied 127 women from the city of São Paulo, aged 20 to 47 years (median, 31 years), with normal menses, a normal diet and no history of diseases or use of any medication that could alter BMD. VDR genotype was assessed by PCR amplification followed by BsmI digestion of DNA isolated from peripheral leukocytes. BMD was measured using dual energy X-ray absorptiometry (Lunar DPX) at the lumbar site (L2-L4) and femoral neck. Most of the women (77.6%) were considered to be of predominantly European ancestry (20.6% of them reported also native American ancestry), 12.8% were of African-Brazilian ancestry and 9.6% of Asian ancestry, 41.0% (52) were classified as bb, 48.8% (62) as Bb and 10.2% (13) as BB. The BB, Bb and bb groups did not differ in age, height, weight, body mass index or age at menarche. Lumbar spine BMD was significantly higher in the bb group (1.22 ± 0.16 g/cm²) than in the BB group (1.08 ± 0.14; P<0.05), and the Bb group presented an intermediate value (1.17 ± 0.15). Femoral neck BMD was higher in the bb group (0.99 ± 0.11 g/cm²) compared to Bb (0.93 ± 0.12) and BB (0.90 ± 0.09) (P<0.05). These data indicate that there is a significant correlation between the VDR BsmI genotype and BMD in healthy Brazilian premenopausal females.

Risk factors for decreased bone density in premenopausal women

Osteoporosis is a major health problem. Little is known about the risk factors in premenopause. Sixty 40-50-year old patients with regular menses were studied cross-sectionally. None of the patients were on drugs known to interfere with bone mass. Patients answered a dietary inquiry and had their bone mineral density (BMD) measured. The Z scores were used for the comparisons. A blood sample was taken for the determination of FSH, SHBG, estradiol, testosterone, calcium and alkaline phosphatase. Calcium and creatinine were measured in 24-h urine. A Z score less than -1 was observed for the lumbar spine of 14 patients (23.3%), and for the femur of 24 patients (40%). Patients with a Z score less than -1 for the lumbar spine were older than patients with a Z score ³-1 (45.7 vs 43.8 years) and presented higher values of alkaline phosphatase (71.1 ± 18.2 vs 57.1 ± 14.3 IU/l). Multiple regression analysis showed that a lower lumbar spine BMD was associated with higher values of alkaline phosphatase, lower calcium ingestion, a smaller body mass index (BMI), less frequent exercising, and older age. The patients with a Z score less than -1 for the femur were shorter than patients with a Z score ³-1 (158.2 vs 161.3 cm). Multiple regression analysis showed that a lower femoral BMD was associated with lower BMI, higher alkaline phosphatase and caffeine intake, and less frequent exercising. A lower than expected BMD was observed in a significant proportion of premenopausal women and was associated with lower calcium intake, relatively lower physical activity and lower BMI. We conclude that the classical risk factors for osteoporosis may be present before ovarian failure, and their effect may be partly independent of estrogen levels.

Reduced bone mineral density in men after heart transplantation

Heart transplantation is associated with rapid bone loss and an increased prevalence and incidence of fractures. The aim of the present study was to compare the bone mineral density (BMD) of 30 heart transplant (HT) recipients to that of 31 chronic heart failure (CHF) patients waiting for transplantation and to determine their biochemical markers of bone resorption and hormone levels. The BMD of lumbar spine and proximal femur was determined by dual-energy X-ray absorptiometry. Anteroposterior and lateral radiographs of the thoracic and lumbar spine were also obtained. The mean age of the two groups did not differ significantly. Mean time of transplantation was 25.4 ± 21.1 months (6 to 88 months). Except for the albumin levels, which were significantly higher, and magnesium levels, which were significantly lower in HT patients when compared to CHF patients, all other biochemical parameters and hormone levels were within the normal range and similar in the two groups. Both groups had lower BMD of the spine and proximal femur compared to young healthy adults. However, the mean BMD of HT patients was significantly lower than in CHF patients at all sites studied. Bone mass did not correlate with time after transplantation or cumulative dose of cyclosporine A. There was a negative correlation between BMD and the cumulative dose of prednisone. These data suggest that bone loss occurs in HT patients mainly due to the use of corticosteroids and that in 30% of the patients it can be present before transplantation. It seems that cyclosporine A may also play a role in this loss.