Left ventricular torsion abnormalities in septic shock and corrective effect of volume loading: a pilot study

BACKGROUND Ventricular torsion is an important component of cardiac function. The effect of septic shock on left ventricular torsion is not known. Because torsion is influenced by changes in preload, we compared the effect of fluid loading on left ventricular torsion in septic shock with the response in matched healthy control subjects. METHODS We assessed left ventricular torsion parameters using transthoracic echocardiography in 11 patients during early septic shock and in 11 age- and sex-matched healthy volunteers before and after rapid volume loading with 250 mL of a Ringer's lactate solution. RESULTS Peak torsion and peak apical rotation were reduced in septic shock (10.2 ± 5.2° and 5.6 ± 5.4°) compared with healthy volunteers (16.3 ± 4.5° and 9.6 ± 1.5°; P = 0.009 and P = 0.006 respectively). Basal rotation was delayed and diastolic untwisting velocity reached its maximum later during diastole in septic shock patients than in healthy volunteers (104 ± 16% vs 111 ± 14% and 13 ± 5% vs 21 ± 10%; P = 0.03 and P = 0.034, respectively). Fluid challenge increased peak torsion in both groups (septic shock, 10.2 ± 5.3° vs 12.6 ± 3.9°; healthy volunteers, 16.3 ± 4.5° vs 18.1 ± 6°; P = 0.01). Fluid challenge increased left ventricular stroke volume in septic shock patients (P = 0.003). CONCLUSIONS Compared with healthy volunteers, left ventricular torsion is impaired in septic shock patients. Fluid loading attenuates torsion abnormalities in parallel with increasing stroke volume. Reduced torsional motion might constitute a relevant component of septic cardiomyopathy, a notion that merits further testing in larger populations.

Diseño basado en técnicas de fiabilidad del tratamiento de mejora del terreno mediante columnas de grava

El proyecto geotécnico de columnas de grava tiene todas las incertidumbres asociadas a un proyecto geotécnico y además hay que considerar las incertidumbres inherentes a la compleja interacción entre el terreno y la columna, la puesta en obra de los materiales y el producto final conseguido. Este hecho es común a otros tratamientos del terreno cuyo objetivo sea, en general, la mejora “profunda”. Como los métodos de fiabilidad (v.gr., FORM, SORM, Monte Carlo, Simulación Direccional) dan respuesta a la incertidumbre de forma mucho más consistente y racional que el coeficiente de seguridad tradicional, ha surgido un interés reciente en la aplicación de técnicas de fiabilidad a la ingeniería geotécnica. Si bien la aplicación concreta al proyecto de técnicas de mejora del terreno no es tan extensa. En esta Tesis se han aplicado las técnicas de fiabilidad a algunos aspectos del proyecto de columnas de grava (estimación de asientos, tiempos de consolidación y aumento de la capacidad portante) con el objetivo de efectuar un análisis racional del proceso de diseño, considerando los efectos que tienen la incertidumbre y la variabilidad en la seguridad del proyecto, es decir, en la probabilidad de fallo. Para alcanzar este objetivo se ha utilizado un método analítico avanzado debido a Castro y Sagaseta (2009), que mejora notablemente la predicción de las variables involucradas en el diseño del tratamiento y su evolución temporal (consolidación). Se ha estudiado el problema del asiento (valor y tiempo de consolidación) en el contexto de la incertidumbre, analizando dos modos de fallo: i) el primer modo representa la situación en la que es posible finalizar la consolidación primaria, parcial o totalmente, del terreno mejorado antes de la ejecución de la estructura final, bien sea por un precarga o porque la carga se pueda aplicar gradualmente sin afectar a la estructura o instalación; y ii) por otra parte, el segundo modo de fallo implica que el terreno mejorado se carga desde el instante inicial con la estructura definitiva o instalación y se comprueba que el asiento final (transcurrida la consolidación primaria) sea lo suficientemente pequeño para que pueda considerarse admisible. Para trabajar con valores realistas de los parámetros geotécnicos, los datos se han obtenido de un terreno real mejorado con columnas de grava, consiguiendo, de esta forma, un análisis de fiabilidad más riguroso. La conclusión más importante, obtenida del análisis de este caso particular, es la necesidad de precargar el terreno mejorado con columnas de grava para conseguir que el asiento ocurra de forma anticipada antes de la aplicación de la carga correspondiente a la estructura definitiva. De otra forma la probabilidad de fallo es muy alta, incluso cuando el margen de seguridad determinista pudiera ser suficiente. En lo que respecta a la capacidad portante de las columnas, existen un buen número de métodos de cálculo y de ensayos de carga (tanto de campo como de laboratorio) que dan predicciones dispares del valor de la capacidad última de las columnas de grava. En las mallas indefinidas de columnas, los resultados del análisis de fiabilidad han confirmado las consideraciones teóricas y experimentales existentes relativas a que no se produce fallo por estabilidad, obteniéndose una probabilidad de fallo prácticamente nula para este modo de fallo. Sin embargo, cuando se analiza, en el contexto de la incertidumbre, la capacidad portante de pequeños grupos de columnas bajo zapatas se ha obtenido, para un caso con unos parámetros geotécnicos típicos, que la probabilidad de fallo es bastante alta, por encima de los umbrales normalmente admitidos para Estados Límite Últimos. Por último, el trabajo de recopilación sobre los métodos de cálculo y de ensayos de carga sobre la columna aislada ha permitido generar una base de datos suficientemente amplia como para abordar una actualización bayesiana de los métodos de cálculo de la columna de grava aislada. El marco bayesiano de actualización ha resultado de utilidad en la mejora de las predicciones de la capacidad última de carga de la columna, permitiendo “actualizar” los parámetros del modelo de cálculo a medida que se dispongan de ensayos de carga adicionales para un proyecto específico. Constituye una herramienta valiosa para la toma de decisiones en condiciones de incertidumbre ya que permite comparar el coste de los ensayos adicionales con el coste de una posible rotura y , en consecuencia, decidir si es procedente efectuar dichos ensayos. The geotechnical design of stone columns has all the uncertainties associated with a geotechnical project and those inherent to the complex interaction between the soil and the column, the installation of the materials and the characteristics of the final (as built) column must be considered. This is common to other soil treatments aimed, in general, to “deep” soil improvement. Since reliability methods (eg, FORM, SORM, Monte Carlo, Directional Simulation) deals with uncertainty in a much more consistent and rational way than the traditional safety factor, recent interest has arisen in the application of reliability techniques to geotechnical engineering. But the specific application of these techniques to soil improvement projects is not as extensive. In this thesis reliability techniques have been applied to some aspects of stone columns design (estimated settlements, consolidation times and increased bearing capacity) to make a rational analysis of the design process, considering the effects of uncertainty and variability on the safety of the project, i.e., on the probability of failure. To achieve this goal an advanced analytical method due to Castro and Sagaseta (2009), that significantly improves the prediction of the variables involved in the design of treatment and its temporal evolution (consolidation), has been employed. This thesis studies the problem of stone column settlement (amount and speed) in the context of uncertainty, analyzing two failure modes: i) the first mode represents the situation in which it is possible to cause primary consolidation, partial or total, of the improved ground prior to implementation of the final structure, either by a pre-load or because the load can be applied gradually or programmed without affecting the structure or installation; and ii) on the other hand, the second mode implies that the improved ground is loaded from the initial instant with the final structure or installation, expecting that the final settlement (elapsed primary consolidation) is small enough to be allowable. To work with realistic values of geotechnical parameters, data were obtained from a real soil improved with stone columns, hence producing a more rigorous reliability analysis. The most important conclusion obtained from the analysis of this particular case is the need to preload the stone columns-improved soil to make the settlement to occur before the application of the load corresponding to the final structure. Otherwise the probability of failure is very high, even when the deterministic safety margin would be sufficient. With respect to the bearing capacity of the columns, there are numerous methods of calculation and load tests (both for the field and the laboratory) giving different predictions of the ultimate capacity of stone columns. For indefinite columns grids, the results of reliability analysis confirmed the existing theoretical and experimental considerations that no failure occurs due to the stability failure mode, therefore resulting in a negligible probability of failure. However, when analyzed in the context of uncertainty (for a case with typical geotechnical parameters), results show that the probability of failure due to the bearing capacity failure mode of a group of columns is quite high, above thresholds usually admitted for Ultimate Limit States. Finally, the review of calculation methods and load tests results for isolated columns, has generated a large enough database, that allowed a subsequent Bayesian updating of the methods for calculating the bearing capacity of isolated stone columns. The Bayesian updating framework has been useful to improve the predictions of the ultimate load capacity of the column, allowing to "update" the parameters of the calculation model as additional load tests become available for a specific project. Moreover, it is a valuable tool for decision making under uncertainty since it is possible to compare the cost of further testing to the cost of a possible failure and therefore to decide whether it is appropriate to perform such tests.

Análise biomecânica de resistência à fratura em dentes caninos artificiais de cães, com restauração metálica fundida e retentores intrarradiculares retos e curvos com núcleo - Estudo comparativo com análise por elementos finitos

Os cães, por fatores diversos, acabam por apresentar dentes fraturados com ou sem exposição de polpa. Estas fraturas basicamente são identificadas como fraturas recuperáveis não complicadas, recuperáveis complicadas ou irrecuperáveis. As fraturas recuperáveis (localizadas apenas no esmalte e dentina) são tratadas com dentística restauradora. As recuperáveis complicadas (com lesões em esmalte, dentina e exposição do canal radicular) passam por tratamento endodôntico, podendo ser seguidas de restaurações metálicas. Os dentes mais comumente acometidos são os dentes caninos, superiores ou inferiores. Este trabalho em dentes artificiais simulando considerável destruição de sua porção coronal objetivou testar, após a adaptação da restauração metálica fundida, a resistência às fraturas no dente canino. Os dentes artificiais foram padronizados com uma técnica de replicação de raízes artificiais em molde de resina acrílica quimicamente ativada. Oitenta réplicas iguais de resina composta fotopolimerizável, padronizadas em tamanho e forma, foram construídas a partir desta técnica. Antes da reconstrução protética, aplicou-se o tratamento endodôntico, desobturação, preparo do canal radicular e moldagem. Proteticamente, um pino intrarradicular reto e outro curvo, ambos com núcleo para sustentar a coroa metálica fundida foram cimentados na porção coronal de cada raiz-réplica. Os núcleos e coroa metálica foram ambos ferulados ou estojados. Avaliou-se os dois tipos de restauração com pino intrarradicular curvos ou retos cimentados com cimento de fosfato de zinco ou resinoso para identificar o melhor conjunto restaurador. Os testes de resistência biomecânica de 80 raízes-réplicas foram divididos em 4 grupos com 20 corpos de prova para cada um dos grupos. Grupo 1: das raízes-réplicas com pino intrarradicular curvo cimentados com cimento resinoso. Grupo 2: das raízes-réplicas com pino intrarradicular curvo cimentados com cimento de fosfato de zinco. Grupo 3: das raízes-réplicas com pino intrarradicular reto cimentados com cimento resinoso. Grupo 4: das raízes-réplicas com pino intrarradicular reto cimentados com cimento de fosfato de zinco. Estes grupos foram submetidos a teste de força com pré-carga de 1,5 N, com velocidade de avanço constante de 0,05 mm por minuto em ponto pré- determinado (mésio-lateral vestibularizada) até ocorrência de fratura do conjunto ou parte dele em uma Máquina Universal Kratos. Com a avaliação biomecânica e estudo estatístico de Kruskall-Wallis, identificou-se que os dados obtidos não seguiram distribuição normal. Esta diferença mostrou-se com o p<0,05 na interpretação do teste. No caso de dados não paramétricos o post-hoc do Kruskal-Wallis foi o teste de U de Mann-Withney. Paralelamente, um estudo com análise de elementos finitos comparou os resultados obtidos. Não houve diferença significativa sobre o tipo de cimento utilizado ou que favorecesse o uso do pino reto ou do pino curvo, recaindo a escolha para o operador decidir de acordo com a melhor indicação para cada caso clínico

Delamination Arrestment in Bonded-Bolted Composite Structures by Fasteners

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Antibacterial dosing in intensive care: Pharmacokinetics, degree of disease and pharmacodynamics of sepsis

Treatment of sepsis remains a significant challenge with persisting high mortality and morbidity. Early and appropriate antibacterial therapy remains an important intervention for such patients. To optimise antibacterial therapy, the clinician must possess knowledge of the pharmacokinetic and pharmacodynamic properties of commonly used antibacterials and how these parameters may be affected by the constellation of pathophysiological changes occurring during sepsis. Sepsis, and the treatment thereof, increases renal preload and, via capillary permeability, leads to 'third-spacing', both resulting in higher antibacterial clearances. Alternatively, sepsis can induce multiple organ dysfunction, including renal and/or hepatic dysfunction, causing a decrease in antibacterial clearance. Aminoglycosides are concentration-dependent antibacterials and they display an increased volume of distribution (V-d) in sepsis, resulting in decreased peak serum concentrations. Reduced clearance from renal dysfunction would increase the likelihood of toxicity. Individualised dosing using extended interval dosing, which maximises the peak serum drug concentration (C-max)/minimum inhibitory concentration ratio is recommended. beta-Lactams and carbapenems are time-dependent antibacterials. An increase in Vd and renal clearance will require increased dosing or administration by continuous infusion. If renal impairment occurs a corresponding dose reduction may be required. Vancomycin displays predominantly time-dependent pharmacodynamic properties and probably requires higher than conventionally recommended doses because of an increased V-d and clearance during sepsis without organ dysfunction. However, optimal dosing regimens remain unresolved. The poor penetration of vancomycin into solid organs may require alternative therapies when sepsis involves solid organs (e.g. lung). Ciprofloxacin displays largely concentration-dependent kill characteristics, but also exerts some time-dependent effects. The V-d of ciprofloxacin is not altered with fluid shifts or over time, and thus no alterations of standard doses are required unless renal dysfunction occurs. In order to optimise antibacterial regimens in patients with sepsis, the pathophysiological effects of systemic inflammatory response syndrome need consideration, in conjunction with knowledge of the different kill characteristics of the various antibacterial classes. In conclusion, certain antibacterials can have a very high V-d, therefore leading to a low C-max and if a high peak is needed, then this would lead to underdosing. The Vd of certain antibacterials, namely aminoglycosides and vancomycin, changes over time, which means dosing may need to be altered over time. Some patients with serum creatinine values within the normal range can have very high drug clearances, thereby producing low serum drug levels and again leading to underdosing. Copyright © 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

The compressive creep and load relaxation properties of a series of high aluminium zinc-based alloys

A new family of commercial zinc alloys designated as ZA8, ZA12, and ZA27 and high damping capacity alloys including Cosmal and Supercosmal and aluminium alloy LM25 were investigated for compressive creep and load relaxation behaviour under a series of temperatures and stresses. A compressive creep machine was designed to test the sand cast hollow cylindrical test specimens of these alloys. For each compressive creep experiment the variation of creep strain was presented in the form of graphs plotted as percentage of creep strain () versus time in seconds (s). In all cases, the curves showed the same general form of the creep curve, i.e. a primary creep stage, followed by a linear steady-state region (secondary creep). In general, it was observed that alloy ZA8 had the least primary creep among the commercial zinc-based alloys and ZA27 the greatest. The extent of primary creep increased with aluminium content to that of ZA27 then declined to Supercosmal. The overall creep strength of ZA27 was generally less than ZA8 and ZA12 but it showed better creep strength than ZA8 and ZA12 at high temperature and high stress. In high damping capacity alloys, Supercosmal had less primary creep and longer secondary creep regions and also had the lowest minimum creep rate among all the tested alloys. LM25 exhibited almost no creep at maximum temperature and stress used in this research work. Total creep elongation was shown to be well correlated using an empirical equation. Stress exponent and activation energies were calculated and found to be consistent with the creep mechanism of dislocation climb. The primary α and β phases in the as-cast structures decomposed to lamellar phases on cooling, with some particulates at dendrite edges and grain boundaries. Further breakdown into particulate bodies occurred during creep testing, and zinc bands developed at the highest test temperature of 160°C. The results of load relaxation testing showed that initially load loss proceeded rapidly and then deminished gradually with time. Load loss increased with temperature and almost all the curves approximated to a logarithmic decay of preload with time. ZA alloys exhibited almost the same load loss at lower temperature, but at 120°C ZA27 improved its relative performance with the passage of time. High damping capacity alloys and LM25 had much better resistance to load loss than ZA alloys and LM25 was found to be the best against load loss among these alloys. A preliminary equation was derived to correlate the retained load with time and temperature.

Ultrasound imaging in teaching cardiac physiology

This laboratory session provides hands-on experience for students to visualize the beating human heart with ultrasound imaging. Simple views are obtained from which students can directly measure important cardiac dimensions in systole and diastole. This allows students to derive, from first principles, important measures of cardiac function, such as stroke volume, ejection fraction, and cardiac output. By repeating the measurements from a subject after a brief exercise period, an increase in stroke volume and ejection fraction are easily demonstrable, potentially with or without an increase in left ventricular end-diastolic volume (which indicates preload). Thus, factors that affect cardiac performance can readily be discussed. This activity may be performed as a practical demonstration and visualized using an overhead projector or networked computers, concentrating on using the ultrasound images to teach basic physiological principles. This has proved to be highly popular with students, who reported a significant improvement in their understanding of Frank-Starling's law of the heart with ultrasound imaging.

Projeto de aplicação de cuidados anestésicos na monitorização de situações clínicas de hipoperfusão orgânica

Apesar dos avanços na sua abordagem terapêutica, a hemorragia severa continua a ser a principal causa de morbilidade e mortalidade em animais vítimas de trauma ou sujeitos a intervenção cirúrgica. O aparecimento de lesões decorrentes, ou da morte consequente, deve-se ao deficit de volume de fluidos intravasculares e subsequente desenvolvimento do estado hipovolémico. Em termos fisiológicos, a consequência mais devastadora desta condição é a diminuição, absoluta ou relativa, da pré-carga cardíaca, resultando num baixo débito cardíaco, perfusão tecidular inadequada e diminuição do aporte de oxigénio aos tecidos, o qual compromete, inequivocamente, a função celular. O controlo da hipovolémia passa pela resolução da hemorragia e pela correção do deficit de volume intravascular causado e envolve, obrigatoriamente, o recurso à administração de fluidos intravenosos. A escolha do tipo de fluido mais adequado para a terapia intravenosa, em cada ocorrência, é uma tarefa que exige reflexão e ponderação. A seleção dos fluidos apropriados é da responsabilidade do médico veterinário, sendo, no entanto, fundamental que o enfermeiro veterinário detenha conhecimentos básicos sobre as diferenças entre os fluidos disponíveis para a fluidoterapia. O objetivo deste projeto é determinar qual o tipo de fluido mais adequado para ajudar a preservar a integridade e funcionalidade hepática, em situações de hipoperfusão, e assim ajudar a padronizar a sua escolha no momento da decisão pela fluidoterapia. Para atingir este objetivo recorreu-se ao modelo suíno, a fim de recrear a situação de hipoperfusão e posteriormente avaliar os efeitos de dois fluidos diferentes administrados na reposição volémica, o lactato de Ringer e hidroxietilamido 130/0,4. Os animais foram sujeitos a uma hemorragia controlada, após a qual foi reposta a volémia com os respetivos fluidos. Após esta reposição volémica os animais foram eutanaziados e foram obtidas amostras de vários órgãos, incluindo fígado, objeto do presente estudo, alvo de diversas técnicas histopatológicas, nomeadamente o estudo histopatológico de rotina, através de hematoxilina e eosina, e diversos métodos para deteção de eventos apoptóticos, incluindo citocromo c, TUNEL e M30.Após a avaliação exaustiva dos resultados obtidos através das técnicas realizadas, foi possível concluir que o lactato de Ringer confere uma maior proteção contra a lesão de reperfusão, quando comparado com o hidroxietilamido 130/0,4.

Seguridad del monitoreo hemodinámico invasivo versus mínimamente invasivo en pacientes con choque cardiogénico en cuidado intensivo adultos. Revisión sistemática

Introducción: El monitoreo hemodinámico es una herramienta para diagnosticar el choque cardiogénico y monitorear la respuesta al tratamiento; puede ser invasivo, mínimamente invasivo o no invasivo. Se realiza rutinariamente con catéter de arteria pulmonar (CAP) o catéter de Swan Ganz; nuevas técnicas de monitoreo hemodinámico mínimamente invasivo tienen menor tasa de complicaciones. Actualmente se desconoce cuál técnica de monitoreo cuenta con mayor seguridad en el paciente con choque cardiogénico. Objetivo: Evaluar la seguridad del monitoreo hemodinámico invasivo comparado con el mínimamente invasivo en pacientes con choque cardiogénico en cuidado intensivo adultos. Diseño: Revisión sistemática de la literatura. Búsqueda en Pubmed, EMBASE, OVID - Cochrane Library, Lilacs, Scielo, registros de ensayos clínicos, actas de conferencias, repositorios, búsqueda de literatura gris en Google Scholar, Teseo y Open Grey hasta agosto de 2016, publicados en inglés y español. Resultados: Se identificó un único estudio con 331 pacientes críticamente enfermos que comparó el monitoreo hemodinámico con CAP versus PiCCO que concluyó que después de la corrección de los factores de confusión, la elección del tipo de monitoreo no influyó en los resultados clínicos más importantes en términos de complicaciones y mortalidad. Dado que se incluyeron otros diagnósticos, no es posible extrapolar los resultados sólo a choque cardiogénico. Conclusión: En la literatura disponible no hay evidencia de que el monitoreo hemodinámico invasivo comparado con el mínimamente invasivo, en pacientes adultos críticamente enfermos con choque cardiogénico, tenga diferencias en cuanto a complicaciones y mortalidad.