Diffusion of the synthetic pyrethroid permethrin into bed-sediments

Bed-sediments are a sink for many micro-organic contaminants in aquatic environments. The impact of toxic contaminants on benthic fauna often depends on their spatial distribution, and the fate of the parent compounds and their metabolites. The distribution of a synthetic pyrethroid, permethrin, a compound known to be toxic to aquatic invertebrates, was studied using river bed-sediments in lotic flume channels. trans/cis-Permethrin diagnostic ratios were used to quantify the photoisomerization of the trans isomer in water. Rates were affected by the presence of sediment particles and colloids when compared to distilled water alone. Two experiments in dark/light conditions with replicate channels were undertaken using natural sediment, previously contaminated with permethrin, to examine the effect of the growth of an algal biofilm at the sediment-water interface on diffusive fluxes of permethrin into the sediment. After 42 days, the bulk water was removed, allowing a fine sectioning of the sediment bed (i.e., every mm down to 5 mm and then 5-10 mm, then every 10 mm down to 50 mm). Permethrin was detected in all cases down to a depth of 5-10 mm, in agreement with estimates by the Millington and Quirk model, and measurements of concentrations in pore water produced a distribution coefficient (K-d) for each section, High K-d's were observed for the top layers, mainly as a result of high organic matter and specific surface area. Concentrations in the algal biofilm measured at the end of the experiment under light conditions, and increases in concentration in the top 1 mm of the sediment, demonstrated that algal/bacterial biofilm material was responsible for high K-d's at the sediment surface, and for the retardation of permethrin diffusion. This specific partition of permethrin to fine sediment particles and algae may enhance its threat to benthic invertebrates. In addition,the analysis of trans/cis-permethrin isomer ratios in sediment showed greater losses of trans-permethrin in the experiment under light conditions, which may have also resulted from enhanced biological activity at the sediment surface.

Convergence analysis of stochastic diffusion search

In this paper we present a connectionist searching technique - the Stochastic Diffusion Search (SDS), capable of rapidly locating a specified pattern in a noisy search space. In operation SDS finds the position of the pre-specified pattern or if it does not exist - its best instantiation in the search space. This is achieved via parallel exploration of the whole search space by an ensemble of agents searching in a competitive cooperative manner. We prove mathematically the convergence of stochastic diffusion search. SDS converges to a statistical equilibrium when it locates the best instantiation of the object in the search space. Experiments presented in this paper indicate the high robustness of SDS and show good scalability with problem size. The convergence characteristic of SDS makes it a fully adaptive algorithm and suggests applications in dynamically changing environments.

Superfast non-linear diffusion: capillary transport in particulate porous media

The migration of liquids in porous media, such as sand, has been commonly considered at high saturation levels with liquid pathways at pore dimensions. In this letter we reveal a low saturation regime observed in our experiments with droplets of extremely low volatility liquids deposited on sand. In this regime the liquid is mostly found within the grain surface roughness and in the capillary bridges formed at the contacts between the grains. The bridges act as variable-volume reservoirs and the flow is driven by the capillary pressure arising at the wetting front according to the roughness length scales. We propose that this migration (spreading) is the result of interplay between the bridge volume adjustment to this pressure distribution and viscous losses of a creeping flow within the roughness. The net macroscopic result is a special case of non-linear diffusion described by a superfast diffusion equation (SFDE) for saturation with distinctive mathematical character. We obtain solutions to a moving boundary problem defined by SFDE that robustly convey a time power law of spreading as seen in our experiments.

Assessment of a high-order finite difference upwind scheme for the simulation of convection-diffusion problems

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Coordinate and time-dependent diffusion dynamics in protein folding

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Diffusion coefficients during osmotic dehydration of tomatoes in ternary solutions

The apparent diffusion coefficients for sucrose, NaCl and water during osmotic dehydration of tomatoes in ternary solutions were determined. Long time experiments (up to 60 h) were carried out in order to determine equilibrium concentrations inside tomatoes, whereas short time experiments (up to 4 h) were performed to provide detailed information on kinetics of water loss and solids gain at the beginning of osmotic treatment. The mass transfer rates for water and solutes showed to be dependent of NaCl and sucrose concentrations in osmotic solution and simple regression models as functions of solutes concentration were determined for diffusion coefficients. Salt and sucrose diffusivities showed to be interdependent, with increasing NaCl concentration causing the enhancement of water loss, at the same time that higher sucrose contents hindered the excessive salt penetration. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

An Informatics Technical Note on Interaction of DNA - Graphene Chemical Sensor System as Reaction-Diffusion Wave-Based Computing System in Ionised Gaseous environments and their Applications Using Theoretical Studies and Scientific Computation Overview

The physics of plasmas encompasses basic problems from the universe and has assured us of promises in diverse applications to be implemented in a wider range of scientific and engineering domains, linked to most of the evolved and evolving fundamental problems. Substantial part of this domain could be described by R–D mechanisms involving two or more species (reaction–diffusion mechanisms). These could further account for the simultaneous non-linear effects of heating, diffusion and other related losses. We mention here that in laboratory scale experiments, a suitable combination of these processes is of vital importance and very much decisive to investigate and compute the net behaviour of plasmas under consideration. Plasmas are being used in the revolution of information processing, so we considered in this technical note a simple framework to discuss and pave the way for better formalisms and Informatics, dealing with diverse domains of science and technologies. The challenging and fascinating aspects of plasma physics is that it requires a great deal of insight in formulating the relevant design problems, which in turn require ingenuity and flexibility in choosing a particular set of mathematical (and/or experimental) tools to implement them.

Tank experiments with borehole self-potential data

Despite their importance in the evaluation of petroleum and gas reservoirs, measurements of self-potential data under borehole conditions (well-logging) have found only minor applications in aquifer and waste-site characterization. This can be attributed to lower signals from the diffusion fronts in near-surface environments because measurements are made long after the drilling of the well, when concentration fronts are already disappearing. Proportionally higher signals arise from streaming potentials that prevent using simple interpretation models that assume signals from diffusion only. Our laboratory experiments found that dual-source self-potential signals can be described by a simple linear model, and that contributions (from diffusion and streaming potentials) can be isolated by slightly perturbing the borehole conditions. Perturbations are applied either by changing the concentration of the borehole-filling solution or its column height. Parameters useful for formation evaluation can be estimated from data measured during perturbations, namely, pore water resistivity, pressure drop across the borehole wall, and electrokinetic coupling parameter. These are important parameters to assess, respectively, water quality, aquifer lateral continuity, and interfacial properties of permeable formations.

Pattern formation for a reaction-diffusion system: Catalytic-dependent diffusion coefficients

[ES]Se considera un modelo de reacción-difusión para dos reactantes en presencia de un tercero, que actúa de catalizador. La escala temporal para el catalizador se compara con la de los reactantes y los coeficientes de difusión dependen solamente de la concentración en el estado de equilibrio del catalizador. Se realizan experimentos para diferentes cinéticas

Valutazione dei disturbi cognitivi nei pazienti sottoposti a Rivascolarizzazione Carotidea (Endoarterectomia vs Stenting) mediante dosaggio di marker di danno neuronale, Mini Mental State Examination e Risonanza Magnetica

Scopo del nostro studio è quello di valutare i disturbi cognitivi in relazione al tasso di microembolia cerebrale in due gruppi di pazienti trattati per lesione carotidea asintomatica con endoarterectomia (CEA) o stenting (CAS). Comparando le due metodiche mediante l’utilizzo di risonanza magnetica in diffusione (DW-MRI), neuromarkers (NSE e S100β) e test neuropsicometrici. MATERIALE E METODI: 60 pazienti sono stati sottoposti a rivascolarizzazione carotidea (CEA n=32 e CAS n=28). Sono stati tutti valutati con DW-MRI e Mini-Mental State Examination (MMSE) test nel preoperatorio, a 24 ore, a 6 ed a 12 mesi dall’intervento. In tutti sono stati dosati i livelli sierici di NSE e S100β mediante 5 prelievi seriati nel tempo, quello basale nel preoperatorio, l’ultimo a 24 ore. L’ananlisi statistica è stata effettuata con test t di Student per confronti multipli per valori continui e con test χ2 quadro e Fisher per le variabili categoriche. Significatività P <0,05. RISULTATI: Non vi è stato alcun decesso. Un paziente del gruppo CAS ha presentato un ictus ischemico. In 6 pazienti CAS ed in 1 paziente CEA si sono osservate nuove lesioni subcliniche alla RMN-DWI post-operatoria (21,4% vs 3% p=0,03). Nel gruppo CAS le nuove lesioni presenti alla RMN sono risultate significativamente associate ad un declino del punteggio del MMSE (p=0,001). L’analisi dei livelli di NSE e S100β ha mostrato un significativo aumento a 24 ore nei pazienti CAS (P = .02). A 12 mesi i pazienti che avevano presentato nuove lesioni ischemiche nel post-operatorio hanno mostrato minor punteggio al MMSE, non statisticamente significativo. CONCLUSIONI: I neuromarkers in combinazione con MMSE e RMN-DWI possono essere utilizzati nella valutazione del declino cognitivo correlato a lesioni silenti nell’immediato postoperatorio di rivascolarizzazione carotidea. Quest’ultime dovrebbero essere valutate quindi non solo rispetto al tasso di mortalità e ictus, ma anche rispetto al tasso di microembolia.

Diffusion of laser polarized gases in MRI

The use of Magnetic Resonance Imaging (MRI) as a diagnostic tool is increasingly employing functional contrast agents to study or contrast entire mechanisms. Contrast agents in MRI can be classified in two categories. One type of contrast agents alters the NMR signal of the protons in its surrounding, e.g. lowers the T1 relaxation time. The other type enhances the Nuclear Magnetic Resonance (NMR) signal of specific nuclei. For hyperpolarized gases the NMR signal is improved up to several orders of magnitude. However, gases have a high diffusivity which strongly influences the NMR signal strength, hence the resolution and appearance of the images. The most interesting question in spatially resolved experiments is of course the achievable resolution and contrast by controlling the diffusivity of the gas. The influence of such diffusive processes scales with the diffusion coefficient, the strength of the magnetic field gradients and the timings used in the experiment. Diffusion may not only limit the MRI resolution, but also distort the line shape of MR images for samples, which contain boundaries or diffusion barriers within the sampled space. In addition, due to the large polarization in gaseous 3He and 129Xe, spin diffusion (different from particle diffusion) could play a role in MRI experiments. It is demonstrated that for low temperatures some corrections to the NMR measured diffusion coefficient have to be done, which depend on quantum exchange effects for indistinguishable particles. Physically, if these effects can not change the spin current, they can do it indirectly by modifying the velocity distribution of the different spin states separately, so that the subsequent collisions between atoms and therefore the diffusion coefficient can eventually be affected. A detailed study of the hyperpolarized gas diffusion coefficient is presented, demonstrating the absence of spin diffusion (different from particle diffusion) influence in MRI at clinical conditions. A novel procedure is proposed to control the diffusion coefficient of gases in MRI by admixture of inert buffer gases. The experimental measured diffusion agrees with theoretical simulations. Therefore, the molecular mass and concentration enter as additional parameters into the equations that describe structural contrast. This allows for setting a structural threshold up to which structures contribute to the image. For MRI of the lung this allows for images of very small structural elements (alveoli) only, or in the other extreme, all airways can be displayed with minimal signal loss due to diffusion.

Kinetic modeling and experiments on gas uptake and chemical transformation of organic aerosol in the atmosphere

Aerosolpartikel beeinflussen das Klima durch Streuung und Absorption von Strahlung sowie als Nukleations-Kerne für Wolkentröpfchen und Eiskristalle. Darüber hinaus haben Aerosole einen starken Einfluss auf die Luftverschmutzung und die öffentliche Gesundheit. Gas-Partikel-Wechselwirkunge sind wichtige Prozesse, weil sie die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Aerosolen wie Toxizität, Reaktivität, Hygroskopizität und optische Eigenschaften beeinflussen. Durch einen Mangel an experimentellen Daten und universellen Modellformalismen sind jedoch die Mechanismen und die Kinetik der Gasaufnahme und der chemischen Transformation organischer Aerosolpartikel unzureichend erfasst. Sowohl die chemische Transformation als auch die negativen gesundheitlichen Auswirkungen von toxischen und allergenen Aerosolpartikeln, wie Ruß, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und Proteine, sind bislang nicht gut verstanden.rn Kinetische Fluss-Modelle für Aerosoloberflächen- und Partikelbulk-Chemie wurden auf Basis des Pöschl-Rudich-Ammann-Formalismus für Gas-Partikel-Wechselwirkungen entwickelt. Zunächst wurde das kinetische Doppelschicht-Oberflächenmodell K2-SURF entwickelt, welches den Abbau von PAK auf Aerosolpartikeln in Gegenwart von Ozon, Stickstoffdioxid, Wasserdampf, Hydroxyl- und Nitrat-Radikalen beschreibt. Kompetitive Adsorption und chemische Transformation der Oberfläche führen zu einer stark nicht-linearen Abhängigkeit der Ozon-Aufnahme bezüglich Gaszusammensetzung. Unter atmosphärischen Bedingungen reicht die chemische Lebensdauer von PAK von wenigen Minuten auf Ruß, über mehrere Stunden auf organischen und anorganischen Feststoffen bis hin zu Tagen auf flüssigen Partikeln. rn Anschließend wurde das kinetische Mehrschichtenmodell KM-SUB entwickelt um die chemische Transformation organischer Aerosolpartikel zu beschreiben. KM-SUB ist in der Lage, Transportprozesse und chemische Reaktionen an der Oberfläche und im Bulk von Aerosol-partikeln explizit aufzulösen. Es erforder im Gegensatz zu früheren Modellen keine vereinfachenden Annahmen über stationäre Zustände und radiale Durchmischung. In Kombination mit Literaturdaten und neuen experimentellen Ergebnissen wurde KM-SUB eingesetzt, um die Effekte von Grenzflächen- und Bulk-Transportprozessen auf die Ozonolyse und Nitrierung von Protein-Makromolekülen, Ölsäure, und verwandten organischen Ver¬bin-dungen aufzuklären. Die in dieser Studie entwickelten kinetischen Modelle sollen als Basis für die Entwicklung eines detaillierten Mechanismus für Aerosolchemie dienen sowie für das Herleiten von vereinfachten, jedoch realistischen Parametrisierungen für großskalige globale Atmosphären- und Klima-Modelle. rn Die in dieser Studie durchgeführten Experimente und Modellrechnungen liefern Beweise für die Bildung langlebiger reaktiver Sauerstoff-Intermediate (ROI) in der heterogenen Reaktion von Ozon mit Aerosolpartikeln. Die chemische Lebensdauer dieser Zwischenformen beträgt mehr als 100 s, deutlich länger als die Oberflächen-Verweilzeit von molekularem O3 (~10-9 s). Die ROIs erklären scheinbare Diskrepanzen zwischen früheren quantenmechanischen Berechnungen und kinetischen Experimenten. Sie spielen eine Schlüsselrolle in der chemischen Transformation sowie in den negativen Gesundheitseffekten von toxischen und allergenen Feinstaubkomponenten, wie Ruß, PAK und Proteine. ROIs sind vermutlich auch an der Zersetzung von Ozon auf mineralischem Staub und an der Bildung sowie am Wachstum von sekundären organischen Aerosolen beteiligt. Darüber hinaus bilden ROIs eine Verbindung zwischen atmosphärischen und biosphärischen Mehrphasenprozessen (chemische und biologische Alterung).rn Organische Verbindungen können als amorpher Feststoff oder in einem halbfesten Zustand vorliegen, der die Geschwindigkeit von heterogenen Reaktionenen und Mehrphasenprozessen in Aerosolen beeinflusst. Strömungsrohr-Experimente zeigen, dass die Ozonaufnahme und die oxidative Alterung von amorphen Proteinen durch Bulk-Diffusion kinetisch limitiert sind. Die reaktive Gasaufnahme zeigt eine deutliche Zunahme mit zunehmender Luftfeuchte, was durch eine Verringerung der Viskosität zu erklären ist, bedingt durch einen Phasenübergang der amorphen organischen Matrix von einem glasartigen zu einem halbfesten Zustand (feuchtigkeitsinduzierter Phasenübergang). Die chemische Lebensdauer reaktiver Verbindungen in organischen Partikeln kann von Sekunden bis zu Tagen ansteigen, da die Diffusionsrate in der halbfesten Phase bei niedriger Temperatur oder geringer Luftfeuchte um Größenordnungen absinken kann. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen wie halbfeste Phasen die Auswirkung organischeer Aerosole auf Luftqualität, Gesundheit und Klima beeinflussen können. rn

Speziation von Plutonium bei der Sorption und Diffusion in Opalinuston

Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen des BMWi-Verbundprojektes Wechselwirkung und Transport von Aktiniden im natürlichen Tongestein unter Berücksichtigung von Huminstoffen und Tonorganika – Wechselwirkung von Neptunium und Plutonium mit natürlichem Tongestein“ durchgeführt. Um die langfristige Sicherheit der nuklearen Endlager beurteilen zu können, muss eine mögliche Migration der radiotoxischen Abfälle in die Umwelt betrachtet werden. Wegen seiner langen Halbwertszeit (24000 a) leistet Pu-239 einen wesentlichen Beitrag zur Radiotoxizität abgebrannter Kernbrennstoffe in einem Endlager. Das redox-sensitive Pu tritt in Lösung unter umweltrelevanten Bedingungen in den Oxidationsstufen +III bis +VI auf und kann nebeneinander in bis zu vier Oxidationsstufen vorliegen. Tonsteinformationen werden als mögliches Wirtsgestein für Endlager hoch-radioaktiver Abfälle betrachtet. Deshalb sind ausführliche Informationen zur Mobilisierung und Immobilisierung des Pu durch/in das Grundwasser aus einem Endlager von besonderer Bedeutung. In dieser Arbeit wurden neue Erkenntnisse über die Wechselwirkung zwischen Pu und dem natürlichen Tongestein Opalinuston (OPA, Mont Terri, Schweiz) mit Hinblick auf die Endlagerung wärmeentwickelnder radioaktiver Abfälle in einem geologischen Tiefenlager gewonnen.rnDer Fokus der Arbeit lag dabei auf der Bestimmung der Speziation von Pu an der Mineraloberfläche nach Sorptions- und Diffusionsprozessen mittels verschiedener synchrotronbasierter Methoden (µ-XRF, µ-XANES/EXAFS, µ-XRD, XANES/EXAFS). rnDie Wechselwirkung zwischen Pu und OPA wurde zunächst in Batch- und Diffusionsexperimenten in Abhängigkeit verschiedener experimenteller Parameter (u.a. pH, Pu-Oxidationsstufe) untersucht. In Sorptionsexperimenten konnte gezeigt werden, dass einige Parameter (z.B. Temperatur, Huminsäure) einen deutlichen Einfluss auf die Sorption von Pu haben.rnDie Speziationsuntersuchungen wurden zum einen an Pulverproben aus Batchexperimenten und zum anderen an OPA-Dünnschliffen bzw. Diffusionsproben in Abhängigkeit verschiedener experimenteller Parameter durchgeführt. Die EXAFS-Messungen an der Pu LIII-Kante der Pulverproben ergaben, dass eine innersphäriche Sorption von Pu(IV) an Tongestein unabhängig von dem Ausgangsoxidationszustand des Plutoniums in Lösung stattgefunden hat. Durch die Kombination der ortsaufgelösten Methoden wurde erstmalig mittels μ-XRF die Verteilung von Pu und anderen in OPA enthaltenen Elementen bestimmt. µ-XANES-Spektren an Pu-Anreicherungen auf OPA-Dünnschliffen und in Diffusionsproben bestätigen, dass das weniger mobile Pu(IV) die dominierende Spezies nach den Sorptions- und Diffusionsprozessen ist. Darüber hinaus wurde zum ersten Mal ein Diffusionsprofil von Pu in OPA mittels µ-XRF gemessen. Die Speziationsuntersuchungen mittels μ-XANES zeigten, dass das eingesetzte Pu(V) entlang seines Diffusionspfades zunehmend zu Pu(IV) reduziert wird. Mit µ-XRD wurde Illit als dominierende Umgebung, in der Pu angereichert wurde, identifiziert und Siderit als eine redoxaktive Phase auftreten kann. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Sicherheit von OPA als Wirtsgestein eines Endlagers hoch-radioaktiver Abfälle positiv zu bewerten ist. rn

Signalling mechanisms affecting regulated neurotrophin secretion in hippocampal neurons

Die Neurotrophine aus Säugetiere BDNF und NT-3 sind von Neuronen sekretierte Wachstumsfaktoren. Ferner sind Neurotrophine in verschiedene Formen der aktivitätsabhängigen synaptische Plastizität involviert. Obwohl die Ausschüttung von Neurotrophine aus Synapsen beschrieben worden ist, sind die intrazellulären Signalkaskaden, die die synaptische Ausschüttung von Neurotrophine regulieren, bei weitem nicht verstanden. Deswegen ist die Analyse der Sekretion von Neurotrophine auf subzellulärer Ebene erforderlich, um die genaue Rolle von präsynaptische und postsynaptische NT-Sekretion in der synaptischen Plastizität aufzudecken. In der vorliegenden Arbeit wurden die Kulturen von dissoziierten hippocampalen Neuronen aus Ratten mit grün fluoreszierenden Protein-markierten Konstrukten von BDNF und NT-3 transfiziert und Neurotrophine-enthaltenden Vesikeln durch die Colokalisierung mit dem cotransfizierten postsynaptischen Marker PSD-95-DsRed an glutamatergen Synapsen identifiziert. Depolarisationsinduzierte Sekretion von BDNF und NT-3 wurde per Direktaufnahme am Fluoreszenzmikroskop beobachtet. Die unvermittelte postsynaptische Depolarisation mit erhöhtem Kalium, in Gegenwart von Inhibitoren der synaptischen Transmission, erlaubte die Untersuchung der Signalwege, die am postsynaptischen Sekretionsprozess der Neurotrophinvesikel beteiligt sind. Es konnte gezeigt werden, dass die depolarisationsinduzierte postsynaptische Ausschüttung der Neurotrophine durch Calcium-Einstrom ausgelöst wird, entweder über L-Typ-spannungsabhängige Calcium-Kanäle oder über NMDA-Rezeptoren. Eine anschließende Freisetzung von Calcium aus intrazellulären Speichern über Ryanodin-Rezeptoren ist für den Sekretionsprozess erforderlich. Die postsynaptische Neurotrophinausschüttung wird durch KN-62 und KN-93 gehemmt, was auf eine unmittelbare Abhängigkeit von aktiver alpha-Calcium-Calmodulin-abhängige Proteinkinase II (CaMKII) hinweist. Der Inhibitor der cAMP/Proteinkinase A (PKA), Rp-cAMP-S, sowie der NO-Donor, SNP, minderten die Neurotrophinausschüttung. Hingegen blieben die Erhöhung des intrazellulären cAMP und der NO-Synthase-Inhibitor L-NMMA ohne Wirkung. Mit dem Trk-Inhibitor K252a konnte gezeigt werden, dass autokrine Neurotrophin-induzierte Neurotrophinausschüttung nicht an der synaptischen Freisetzung der Neurotrophine beiträgt und, dass BDNF seine eigene postsynaptische Sekretion nicht auslöst. Freisetzungsexperimente mit dem Fluoreszenz-Quencher Bromphenolblau konnten den Nachweis erbringen, dass asynchrone und anhaltende Fusionsporenöffnung von Neurotrophinvesikeln während der Sekretion stattfindet. Wegen der im Vergleich zum komplexen Sekretionsprozess schnellen Fusionsporenöffnung, scheint die Freisetzungsgeschwindigkeit von Neurotrophine durch ihre Diffusion aus dem Vesikel begrenzt. Zusammenfassend zeigen diese Ergebnisse eine starke Abhängigkeit der aktivitätsabhängigen postsynaptischen Neurotrophinausschüttung vom Calcium-Einstrom, von der Freisetzung von Calcium aus internen Speichern, von der Aktivierung der CaMKII und einem intakten Funktion der PKA, während der Trk-Signalweg, die Aktivierung von Natrium-Kanäle und NO-Signale nicht erforderlich sind.

A novel marker for heart failure: Cross sectional area assessment in a large vein by conductance catheter.

The present study investigates the feasibility of a new application able to check the heart failure status in a patient through the estimation of the venous distension. In this way it would be possible to follow up patients, avoiding invasive or expensive exams such as cardiac catheterization and echocardiography. Moreover, the devices would also be able to diagnose the decline of the disease, in order to allow a new adaptation to therapy, and vice versa to check the improvement in the patient’s conditions after the CRT device implant. This thesis is essentially divided into three parts: an analytical model was used to obtain an estimation of the error committed for the calculation of the CSA and to understand how the accuracy and sensitivity depend on the different configurations of the electrodes and the catheter position inside the vein; secondly, an in-vitro experiment was carried out in order to verify the practical feasibility for these kinds of measurements, in a very simplified model; in the end, several animal experiments were done to test the in-vivo practicability of the proposed method. The obtained results showed the feasibility of this approach. In fact, the error committed in the estimation of CSA, during the animal experiments, can be considered acceptable (CSAerror_max ≈ -14%). Moreover, it has been demonstrated that the conductance catheter allows assessing, not only the vein CSA, but also the breathing of the animal.