Diagnosis of muscular dystrophies at the nanometer scale

The diagnosis of muscular dystrophies or the assessment of the functional benefit of gene or cell therapies can be difficult, especially for poorly accessible muscles, and it often lacks a singlefiber resolution. In the present study, we evaluated whether muscle diseases can be diagnosed from small biopsies using atomic force microscopy (AFM). AFM was shown to provide a sensitive and quantitative description of the resistance of normal and dystrophic myofibers within live muscle tissues explanted from Duchenne mdx mice. The rescue of dystrophin expression by gene therapy approaches led to the functional recovery of treated dystrophic muscle fibers, as probed using AFM and by in situ wholemuscle strength measurements. Comparison of muscles treated with viral or non-viral vectors indicated that the efficacy of the gene transfer approaches could be distinguished with a single myofiber resolution. This indicated full correction of the resistance to deformation in nearly all of the muscle fibers treated with an adeno-associated viral vector that mediates exon-skipping on the dystrophin mRNA. Having shown that AFM can provide a quantitative assessment of the expression of muscle proteins and of the muscular function in animal models, we assessed myofiber resistance in the context of human muscular dystrophies and myopathies. Thus, various forms of human Becker syndrome can also be detected using AFM in blind studies of small frozen biopsies from human patients. Interestingly, it also allowed the detection of anomalies in a fraction of the muscle fibers from patients showing a muscle weakness that could not be attributed to a known molecular or genetic defect. Overall, we conclude that AFM may provide a useful method to complement current diagnosis tools of known and unknown muscular diseases, in research and in a clinical context.

Swain: Stata module to correct the SEM chi-square overidentification test in small sample sizes or complex models. Statistical Software Components S457617, Boston College Department of Economics.

Swain corrects the chi-square overidentification test (i.e., likelihood ratio test of fit) for structural equation models whethr with or without latent variables. The chi-square statistic is asymptotically correct; however, it does not behave as expected in small samples and/or when the model is complex (cf. Herzog, Boomsma, & Reinecke, 2007). Thus, particularly in situations where the ratio of sample size (n) to the number of parameters estimated (p) is relatively small (i.e., the p to n ratio is large), the chi-square test will tend to overreject correctly specified models. To obtain a closer approximation to the distribution of the chi-square statistic, Swain (1975) developed a correction; this scaling factor, which converges to 1 asymptotically, is multiplied with the chi-square statistic. The correction better approximates the chi-square distribution resulting in more appropriate Type 1 reject error rates (see Herzog & Boomsma, 2009; Herzog, et al., 2007).

Imaging for clarification of accusation of treatment error

In the assessment of medical malpractice imaging methods can be used for the documentation of crucial morphological findings which are indicative for or against an iatrogenically caused injury. The clarification of deaths in this context can be usefully supported by postmortem imaging (primarily native computed tomography, angiography, magnetic resonance imaging). Postmortem imaging offers significant additional information compared to an autopsy in the detection of iatrogenic air embolisms and documentation of misplaced medical aids before dissection with an inherent danger of relocation. Additional information is supplied by postmortem imaging in the search for sources of bleeding as well as the documentation of perfusion after cardiovascular surgery. Key criteria for the decision to perform postmortem imaging can be obtained from the necessary preliminary inspection of clinical documentation.

Méthodes sismiques actives adaptées à l'étude de milieux hétérogènes : application aux glissements de terrain

Résumé Les glissements de terrain représentent un des principaux risques naturels dans les régions montagneuses. En Suisse, chaque année les glissements de terrains causent des dégâts qui affectent les infrastructures et ont des coûts financiers importants. Une bonne compréhension des mécanismes des glissements peut permettre d'atténuer leur impact. Celle-ci passe notamment par la connaissance de la structure interne du glissement, la détermination de son volume et de son ou ses plans de glissement. Dans un glissement de terrain, la désorganisation et la présence de fractures dans le matériel déplacé engendre un changement des paramètres physiques et en particulier une diminution des vitesses de propagation des ondes sismiques ainsi que de la densité du matériel. Les méthodes sismiques sont de ce fait bien adaptées à l'étude des glissements de terrain. Parmi les méthodes sismiques, l'analyse de la dispersion des ondes de surface est une méthode simple à mettre en oeuvre. Elle présente l'avantage d'estimer les variations des vitesses de cisaillement avec la profondeur sans avoir spécifiquement recours à l'utilisation d'une source d'onde S et de géophones horizontaux. Sa mise en oeuvre en trois étapes implique la mesure de la dispersion des ondes de surface sur des réseaux étendus, la détermination des courbes de dispersion pour finir par l'inversion de ces courbes. Les modèles de vitesse obtenus à partir de cette procédure ne sont valides que lorsque les milieux explorés ne présentent pas de variations latérales. En pratique cette hypothèse est rarement vérifiée, notamment pour un glissement de terrain dans lequel les couches remaniées sont susceptibles de présenter de fortes hétérogénéités latérales. Pour évaluer la possibilité de déterminer des courbes de dispersion à partir de réseaux de faible extension des mesures testes ont été effectuées sur un site (Arnex, VD) équipé d'un forage. Un profil sismique de 190 m de long a été implanté dans une vallée creusée dans du calcaire et remplie par des dépôts glacio-lacustres d'une trentaine de mètres d'épaisseur. Les données acquises le long de ce profil ont confirmé que la présence de variations latérales sous le réseau de géophones affecte l'allure des courbes de dispersion jusqu'à parfois empêcher leur détermination. Pour utiliser l'analyse de la dispersion des ondes de surface sur des sites présentant des variations latérales, notre approche consiste à déterminer les courbes de dispersions pour une série de réseaux de faible extension, à inverser chacune des courbes et à interpoler les différents modèles de vitesse obtenus. Le choix de la position ainsi que de l'extension des différents réseaux de géophones est important. Il tient compte de la localisation des hétérogénéités détectées à partir de l'analyse de sismique réfraction, mais également d'anomalies d'amplitudes observées sur des cartes qui représentent dans le domaine position de tir - position du récepteur, l'amplitude mesurée pour différentes fréquences. La procédure proposée par Lin et Lin (2007) s'est avérée être une méthode efficace permettant de déterminer des courbes de dispersion à partir de réseaux de faible extension. Elle consiste à construire à partir d'un réseau de géophones et de plusieurs positions de tir un enregistrement temps-déports qui tient compte d'une large gamme de distances source-récepteur. Au moment d'assembler les différentes données une correction de phase est appliquée pour tenir compte des hétérogénéités situées entre les différents points de tir. Pour évaluer cette correction nous suggérons de calculer pour deux tir successif la densité spectrale croisée des traces de même offset: Sur le site d'Arnex, 22 courbes de dispersions ont été déterminées pour de réseaux de géophones de 10 m d'extension. Nous avons également profité du forage pour acquérir un profil de sismique verticale en ondes S. Le modèle de vitesse S déduit de l'interprétation du profil de sismique verticale est utilisé comme information à priori lors l'inversion des différentes courbes de dispersion. Finalement, le modèle en deux dimension qui a été établi grâce à l'analyse de la dispersion des ondes de surface met en évidence une structure tabulaire à trois couches dont les limites coïncident bien avec les limites lithologiques observées dans le forage. Dans celui-ci des argiles limoneuses associées à une vitesse de propagation des ondes S de l'ordre de 175 m/s surmontent vers 9 m de profondeur des dépôts de moraine argilo-sableuse caractérisés par des vitesses de propagation des ondes S de l'ordre de 300 m/s jusqu'à 14 m de profondeur et supérieur ou égal à 400 m/s entre 14 et 20 m de profondeur. Le glissement de la Grande Combe (Ballaigues, VD) se produit à l'intérieur du remplissage quaternaire d'une combe creusée dans des calcaires Portlandien. Comme dans le cas du site d'Arnex les dépôts quaternaires correspondent à des dépôts glacio-lacustres. Dans la partie supérieure la surface de glissement a été localisée à une vingtaine de mètres de profondeur au niveau de l'interface qui sépare des dépôts de moraine jurassienne et des dépôts glacio-lacustres. Au pied du glissement 14 courbes de dispersions ont été déterminées sur des réseaux de 10 m d'extension le long d'un profil de 144 m. Les courbes obtenues sont discontinues et définies pour un domaine de fréquence de 7 à 35 Hz. Grâce à l'utilisation de distances source-récepteur entre 8 et 72 m, 2 à 4 modes de propagation ont été identifiés pour chacune des courbes. Lors de l'inversion des courbes de dispersion la prise en compte des différents modes de propagation a permis d'étendre la profondeur d'investigation jusqu'à une vingtaine de mètres de profondeur. Le modèle en deux dimensions permet de distinguer 4 couches (Vs1 < 175 m/s, 175 m/s < Vs2 < 225 m/s, 225 m/s < Vs3 < 400 m/s et Vs4 >.400 m/s) qui présentent des variations d'épaisseur. Des profils de sismiques réflexion en ondes S acquis avec une source construite dans le cadre de ce travail, complètent et corroborent le modèle établi à partir de l'analyse de la dispersion des ondes de surface. Un réflecteur localisé entre 5 et 10 m de profondeur et associé à une vitesse de sommation de 180 m/s souligne notamment la géométrie de l'interface qui sépare la deuxième de la troisième couche du modèle établi à partir de l'analyse de la dispersion des ondes de surface. Abstract Landslides are one of the main natural hazards in mountainous regions. In Switzerland, landslides cause damages every year that impact infrastructures and have important financial costs. In depth understanding of sliding mechanisms may help limiting their impact. In particular, this can be achieved through a better knowledge of the internal structure of the landslide, the determination of its volume and its sliding surface or surfaces In a landslide, the disorganization and the presence of fractures in the displaced material generate a change of the physical parameters and in particular a decrease of the seismic velocities and of the material density. Therefoe, seismic methods are well adapted to the study of landslides. Among seismic methods, surface-wave dispersion analysis is a easy to implement. Through it, shearwave velocity variations with depth can be estimated without having to resort to an S-wave source and to horizontal geophones. Its 3-step implementation implies measurement of surface-wave dispersion with long arrays, determination of the dispersion curves and finally inversion of these curves. Velocity models obtained through this approach are only valid when the investigated medium does not include lateral variations. In practice, this assumption is seldom correct, in particular for landslides in which reshaped layers likely include strong lateral heterogeneities. To assess the possibility of determining dispersion curves from short array lengths we carried out tests measurements on a site (Arnex, VD) that includes a borehole. A 190 m long seismic profile was acquired in a valley carved into limestone and filled with 30 m of glacio-lacustrine sediments. The data acquired along this profile confirmed that the presence of lateral variations under the geophone array influences the dispersion-curve shape so much that it sometimes preventes the dispersion curves determination. Our approach to use the analysis of surface-wave dispersion on sites that include lateral variations consists in obtaining dispersion curves for a series of short length arrays; inverting each so obtained curve and interpolating the different obtained velocity model. The choice of the location as well as the geophone array length is important. It takes into account the location of the heterogeneities that are revealed by the seismic refraction interpretation of the data but also, the location of signal amplitude anomalies observed on maps that represent, for a given frequency, the measured amplitude in the shot position - receiver position domain. The procedure proposed by Lin and Lin (2007) turned out to be an efficient one to determine dispersion curves using short extension arrays. It consists in building a time-offset from an array of geophones with a wide offset range by gathering seismograms acquired with different source-to-receiver offsets. When assembling the different data, a phase correction is applied in order to reduce static phase error induced by lateral variation. To evaluate this correction, we suggest to calculate, for two successive shots, the cross power spectral density of common offset traces. On the Arnex site, 22 curves were determined with 10m in length geophone-arrays. We also took advantage of the borehole to acquire a S-wave vertical seismic profile. The S-wave velocity depth model derived from the vertical seismic profile interpretation is used as prior information in the inversion of the dispersion-curves. Finally a 2D velocity model was established from the analysis of the different dispersion curves. It reveals a 3-layer structure in good agreement with the observed lithologies in the borehole. In it a clay layer with a shear-wave of 175 m/s shear-wave velocity overlies a clayey-sandy till layer at 9 m depth that is characterized down to 14 m by a 300 m/s S-wave velocity; these deposits have a S-wave velocity of 400 m/s between depths of 14 to 20 m. The La Grand Combe landslide (Ballaigues, VD) occurs inside the Quaternary filling of a valley carved into Portlandien limestone. As at the Arnex site, the Quaternary deposits correspond to glaciolacustrine sediments. In the upper part of the landslide, the sliding surface is located at a depth of about 20 m that coincides with the discontinuity between Jurassian till and glacio-lacustrine deposits. At the toe of the landslide, we defined 14 dispersion curves along a 144 m long profile using 10 m long geophone arrays. The obtained curves are discontinuous and defined within a frequency range of 7 to 35 Hz. The use of a wide range of offsets (from 8 to 72 m) enabled us to determine 2 to 4 mode of propagation for each dispersion curve. Taking these higher modes into consideration for dispersion curve inversion allowed us to reach an investigation depth of about 20 m. A four layer 2D model was derived (Vs1< 175 m/s, 175 m/s <Vs2< 225 m/s, 225 m/s < Vs3 < 400 m/s, Vs4> 400 m/s) with variable layer thicknesses. S-wave seismic reflection profiles acquired with a source built as part of this work complete and the velocity model revealed by surface-wave analysis. In particular, reflector at a depth of 5 to 10 m associated with a 180 m/s stacking velocity image the geometry of the discontinuity between the second and third layer of the model derived from the surface-wave dispersion analysis.

Detection of Optimal Models in Parameter Space with Support Vector Machines

The paper proposes an approach aimed at detecting optimal model parameter combinations to achieve the most representative description of uncertainty in the model performance. A classification problem is posed to find the regions of good fitting models according to the values of a cost function. Support Vector Machine (SVM) classification in the parameter space is applied to decide if a forward model simulation is to be computed for a particular generated model. SVM is particularly designed to tackle classification problems in high-dimensional space in a non-parametric and non-linear way. SVM decision boundaries determine the regions that are subject to the largest uncertainty in the cost function classification, and, therefore, provide guidelines for further iterative exploration of the model space. The proposed approach is illustrated by a synthetic example of fluid flow through porous media, which features highly variable response due to the parameter values' combination.

Décret de la Convention nationale, du 31 janvier 1793... relatif à la réparation des prisons de l'Abbaye, à l'exécution des loix concernant les maisons de justice, d'arrêt et de correction, et au jugement de ceux qui sont prévenus de délits militaires

[Acte. 1793-01-31]

Error and attack tolerance of layered complex networks.

Many complex systems may be described by not one but a number of complex networks mapped on each other in a multi-layer structure. Because of the interactions and dependencies between these layers, the state of a single layer does not necessarily reflect well the state of the entire system. In this paper we study the robustness of five examples of two-layer complex systems: three real-life data sets in the fields of communication (the Internet), transportation (the European railway system), and biology (the human brain), and two models based on random graphs. In order to cover the whole range of features specific to these systems, we focus on two extreme policies of system's response to failures, no rerouting and full rerouting. Our main finding is that multi-layer systems are much more vulnerable to errors and intentional attacks than they appear from a single layer perspective.

Evolution à long terme après correction d'une tétralogie de Fallot

Contexte La tétralogie de Fallot est la cardiopathie congénitale cyanogène la plus courante. Elle se présente avec une prévalence de 1/3000 naissances et sa proportion dans les malformations cardiaques congénitales est de 6.8% (Baltimore-Washington Infant Study). La correction, qui doit être chirurgicale, est généralement faite dans la première année de vie avec une intervention à coeur ouvert qui permet la réparation des différentes malformations. Dans certains cas on effectue d'abord une intervention de type palliatif, qui sera suivie d'une deuxième pour la réparation complète. Objectifs Les objectifs de ce travail sont de présenter les différentes stratégies de correction cardio-chirurgicale pratiquées actuellement et les raisons du choix; d'évaluer les complications rencontrées à long terme et leur prise en charge; ainsi que d'analyser les possibles différences dans l'évolution clinique à long terme de patients ayant subi une réparation unique vs. en deux stades. Méthode Revue de la littérature spécialisée, avec une attention particulière aux études qui traitent du decours clinique à long terme et des complications rencontrées après correction chirurgicale de la tétralogie de Fallot. Comparaison des informations récoltées concernant les deux stratégies pratiquées actuellement: réparation complète précédée ou non d'un traitement palliatif néonatal. Conclusions Ce travail résumera les connaissances actuelles sur le traitement chirurgical de cette anomalie cardiaque. Il permettra d'avoir une analyse récente des dernières études concernant l'évolution à long terme après sa correction et offrira une base de comparaison entre les différentes stratégies de réparation.

Regional cortical volumes and congenital heart disease: a MRI study in 22q11.2 deletion syndrome.

Children with congenital heart disease (CHD) who survive surgery often present impaired neurodevelopment and qualitative brain anomalies. However, the impact of CHD on total or regional brain volumes only received little attention. We address this question in a sample of patients with 22q11.2 deletion syndrome (22q11DS), a neurogenetic condition frequently associated with CHD. Sixty-one children, adolescents, and young adults with confirmed 22q11.2 deletion were included, as well as 80 healthy participants matched for age and gender. Subsequent subdivision of the patients group according to CHD yielded a subgroup of 27 patients with normal cardiac status and a subgroup of 26 patients who underwent cardiac surgery during their first years of life (eight patients with unclear status were excluded). Regional cortical volumes were extracted using an automated method and the association between regional cortical volumes, and CHD was examined within a three-condition fixed factor. Robust protection against type I error used Bonferroni correction. Smaller total cerebral volumes were observed in patients with CHD compared to both patients without CHD and controls. The pattern of bilateral regional reductions associated with CHD encompassed the superior parietal region, the precuneus, the fusiform gyrus, and the anterior cingulate cortex. Within patients, a significant reduction in the left parahippocampal, the right middle temporal, and the left superior frontal gyri was associated with CHD. The present results of global and regional volumetric reductions suggest a role for disturbed hemodynamic in the pathophysiology of brain alterations in patients with neurodevelopmental disease and cardiac malformations.

Individual Classification of Mild Cognitive Impairment Subtypes by Support Vector Machine Analysis of White Matter DTI.

BACKGROUND AND PURPOSE: MCI was recently subdivided into sd-aMCI, sd-fMCI, and md-aMCI. The current investigation aimed to discriminate between MCI subtypes by using DTI. MATERIALS AND METHODS: Sixty-six prospective participants were included: 18 with sd-aMCI, 13 with sd-fMCI, and 35 with md-aMCI. Statistics included group comparisons using TBSS and individual classification using SVMs. RESULTS: The group-level analysis revealed a decrease in FA in md-aMCI versus sd-aMCI in an extensive bilateral, right-dominant network, and a more pronounced reduction of FA in md-aMCI compared with sd-fMCI in right inferior fronto-occipital fasciculus and inferior longitudinal fasciculus. The comparison between sd-fMCI and sd-aMCI, as well as the analysis of the other diffusion parameters, yielded no significant group differences. The individual-level SVM analysis provided discrimination between the MCI subtypes with accuracies around 97%. The major limitation is the relatively small number of cases of MCI. CONCLUSIONS: Our data show that, at the group level, the md-aMCI subgroup has the most pronounced damage in white matter integrity. Individually, SVM analysis of white matter FA provided highly accurate classification of MCI subtypes.

L'erreur en médecine ambulatoire: comment l'aborder. [Error in ambulatory medicine: how to deal with it?]

Medical errors compromise patient safety in ambulatory practice. These errors must be faced in a framework that reduces to a minimum their consequences for the patients. This approach relies on the implementation of a new culture without stigmatization and where errors are disclosed to the patients; this culture implies the build up of a system for reporting errors associated to an in-depth analysis of the system, looking for root causes and insufficient barriers with the aim to fix them. A useful education tool is the "critical situations" meeting during which physicians are encouraged to openly present adverse events and "near misses". Their analysis, with supportive attitude towards involved staff members, allows to reveal systems failures within the institution or the private practice.