Direct simulation of interface dynamics: linking capillary pressure, interfacial area and surface energy

We perform direct numerical simulations of drainage by solving Navier- Stokes equations in the pore space and employing the Volume Of Fluid (VOF) method to track the evolution of the fluid-fluid interface. After demonstrating that the method is able to deal with large viscosity contrasts and to model the transition from stable flow to viscous fingering, we focus on the definition of macroscopic capillary pressure. When the fluids are at rest, the difference between inlet and outlet pressures and the difference between the intrinsic phase average pressure coincide with the capillary pressure. However, when the fluids are in motion these quantities are dominated by viscous forces. In this case, only a definition based on the variation of the interfacial energy provides an accurate measure of the macroscopic capillary pressure and allows separating the viscous from the capillary pressure components.

Radial forearm free flap donor site morbidity: ulnar-based transposition flap vs split-thickness skin graft.

OBJECTIVES: To evaluate morbidity associated with the radial forearm free flap donor site and to compare functional and aesthetic outcomes of ulnar-based transposition flap (UBTF) vs split-thickness skin graft (STSG) closure of the donor site.¦DESIGN: Case-control study.¦SETTING: Tertiary care institution.¦PATIENTS: The inclusion criteria were flap size not exceeding 30 cm(2), patient availability for a single follow-up visit, and performance of surgery at least 6 months previously. Forty-four patients were included in the study and were reviewed. Twenty-two patients had UBTF closure, and 22 had STSG closure.¦MAIN OUTCOME MEASURES: Variables analyzed included wrist mobility, Michigan Hand Outcomes Questionnaire scores, pinch and grip strength (using a dynamometer), and hand sensitivity (using monofilament testing over the radial nerve distribution). In analyses of operated arms vs nonoperated arms, variables obtained only for the operated arms included Vancouver Scar Scale scores and visual analog scale scores for Aesthetics and Overall Arm Function.¦RESULTS: The mean (SD) wrist extension was significantly better in the UBTF group (56.0° [10.4°] for nonoperated arms and 62.0° [9.7°] for operated arms) than in the STSG group (59.0° [7.1°] for nonoperated arms and 58.4° [12.1°] for operated arms) (P = .02). The improvement in wrist range of motion for the UBTF group approached statistical significance (P = .07). All other variables (Michigan Hand Outcomes Questionnaire scores, pinch and grip strength, hand sensitivity, and visual analog scale scores) were significantly better for nonoperated arms vs operated arms, but no significant differences were observed between the UBTF and STSG groups.¦CONCLUSIONS: The radial forearm free flap donor site carries significant morbidity. Donor site UBTF closure was associated with improved wrist extension and represents an alternative method of closure for small donor site defects.

New measurements of radial velocities in clusters of galaxies

Redshifts for 100 galaxies in 10 clusters of galaxies are presented based on data obtained between March 1984 and March 1985 from Calar Alto, La Palma, and ESO, and on data from Mauna Kea. Data for individual galaxies are given, and the accuracy of the velocities of the four instruments is discussed. Comparison with published data shows the present velocities to be shifted by + 4.0 km/s on average, with a standard deviation in the difference of 89.7 km/s, consistent with the rms of redshift measurements which range from 50-100 km/s.

Capillary leak leading to shock in Kawasaki disease without myocardial dysfunction.

Kawasaki disease is an acute vasculitis of childhood. Its clinical presentation is well known, and coronary artery aneurysms are classical complications. Shock and pleural or pericardiac effusion are rare presentations of the disease. In intensive care units, the disease may be mistaken for septic shock or toxic shock syndrome. Owing to the fact that immunoglobulin therapy improves the course of the disease, especially if given early, and thus the diagnosis should not be delayed.

Comparison of radial deformability of stent posts of different aortic bioprostheses.

OBJECTIVES Little is known about the stent deformability required for optimal stented heart valve bioprosthesis design. Therefore, two bioprosthetic valves with known good long-term clinical results were tested. The strain in the radial direction of the stent posts of these valves was compared with contemporary bioprosthetic valves and a native porcine aortic root. METHODS Medtronic Intact and Carpentier-Edwards Standard (CES), and four contemporary bioprostheses, including one self-expanding prosthesis, were tested with three sonomicrometry probes per valve fixed at commissure attachment points. The mean values from 2400 data points from three measurements of the interprobe distances were used to calculate the radius of the circle circumscribed around the three probes. Changes in the radius of the aortic root at pressures 70-90 and 120-140 mmHg (pressure during diastole and systole) and that of the stent posts at 70-90 and 0-10 mmHg (transvalvular pressure gradient during diastole and systole) were compared. RESULTS An increase in radius by 7.3 ± 2.6, 8.7 ± 0.0 and 3.9 ± 0.0% for the porcine aortic root, CES and Intact valves, respectively, was observed during transition from diastolic to systolic pressure and less for contemporary bioprostheses-mean 2.5 ± 0.9%, lowest 1.2 ± 0.0. CONCLUSIONS The results indicate that the radial deformability of bioprosthetic valve stent posts can be as low as 1.2% for xenoaortic and 3.0% for xenopericardial prostheses with no compromise of valve durability. Although these results suggest that valve stent post-deformability might not be of critical importance, a concrete answer to the question of the significance of stent deformability for valve durability can be obtained only by acquiring long-term follow-up results for valve prostheses with rigid stents.

Microvascular changes in late-life schizophrenia and mood disorders: stereological assessment of capillary diameters in anterior cingulate cortex.

AIMS: Previous neuroimaging reports described morphological and functional abnormalities in anterior cingulate cortex (ACC) in schizophrenia and mood disorders. In earlier neuropathological studies, microvascular changes that could affect brain perfusion in these disorders have rarely been studied. Here, we analysed morphological parameters of capillaries in this area in elderly cases affected by these psychiatric disorders. METHODS: We analysed microvessel diameters in the dorsal and subgenual parts of the ACC in eight patients with schizophrenia, 10 patients with sporadic bipolar disorder, eight patients with sporadic major depression, and seven age- and gender-matched control cases on sections stained with modified Gallyas silver impregnation using a stereological counting approach. All individuals were drug-naïve or had received psychotropic medication for less than 6 months, and had no history of substance abuse. Statistical analysis included Kruskal-Wallis group comparisons with Bonferroni correction as well as multivariate regression models. RESULTS: Mean capillary diameter was significantly decreased in the dorsal and subgenual parts of areas 24 in bipolar and unipolar depression cases, both in layers III and V, whereas schizophrenia patients were comparable with controls. These differences persisted when controlling for age, local neuronal densities, and cortical thickness. In addition, cortical thickness was significantly smaller in both layers in schizophrenia patients. CONCLUSIONS: Our findings indicate that capillary diameters in bipolar and unipolar depression but not in schizophrenia are reduced in ACC. The significance of these findings is discussed in the light of the cytoarchitecture, brain metabolism and perfusion changes observed in ACC in mood disorders.

Systematic weakly nonlinear analysis of radial viscous fingering

We present a weakly nonlinear analysis of the interface dynamics in a radial Hele-Shaw cell driven by both injection and rotation. We extend the systematic expansion introduced in [E. Alvarez-Lacalle et al., Phys. Rev. E 64, 016302 (2001)] to the radial geometry, and compute explicitly the first nonlinear contributions. We also find the necessary and sufficient condition for the uniform convergence of the nonlinear expansion. Within this region of convergence, the analytical predictions at low orders are compared satisfactorily to exact solutions and numerical integration of the problem. This is particularly remarkable in configurations (with no counterpart in the channel geometry) for which the interplay between injection and rotation allows that condition to be satisfied at all times. In the case of the purely centrifugal forcing we demonstrate that nonlinear couplings make the interface more unstable for lower viscosity contrast between the fluids.

Preserved capillary density of dorsal finger skin in treated hypertensive patients with or without type 2 diabetes.

OBJECTIVES: Capillary rarefaction is a hallmark of untreated hypertension. Recent data indicate that rarefaction may be reversed by antihypertensive treatment in nondiabetic hypertensive patients. Despite the frequent association of diabetes with hypertension, nothing is known on the capillary density of treated diabetic patients with hypertension. METHODS: We enrolled 21 normotensive healthy, 25 hypertensive only, and 21 diabetic (type 2) hypertensive subjects. All hypertensive patients were treated with a blocker of the renin-angiotensin system, and a majority had a home blood pressure ≤135/85 mmHg. Capillary density was assessed with videomicroscopy on dorsal finger skin and with laser Doppler imaging on forearm skin (maximal vasodilation elicited by local heating). RESULTS: There was no difference between any of the study groups in either dorsal finger skin capillary density (controls 101 ± 11 capillaries/mm(2) , nondiabetic hypertensive 99 ± 16, diabetic hypertensive 96 ± 18, p > 0.5) or maximal blood flow in forearm skin (controls 666 ± 114 perfusion units, nondiabetic hypertensive 612 ± 126, diabetic hypertensive 620 ± 103, p > 0.5). CONCLUSIONS: Irrespective of the presence or not of type 2 diabetes, capillary density is normal in hypertensive patients with reasonable control of blood pressure achieved with a blocker of the renin-angiotensin system.

Major impact of body position on arterial stiffness indices derived from radial applanation tonometry in pregnant and non pregnant woman

Pendant la grossesse, la pression artérielle reste stable malgré une nette augmentation du volume d'éjection systolique et du débit cardiaque. Cette stabilité vient d'un côté d'une vasodilatation périphérique entraînant une diminution des résistances périphériques et d'un autre côté d'une moindre rigidité des principales artères notamment l'aorte. En conséquence, l'amplitude des ondes de pouls est atténuée, de même que leur vitesse de propagation dans le sens tant antérogade que rétrograde (ondes réfléchies). Les ondes réfléchies tendent ainsi à atteindre l'aorte ascendante plus tard durant la systole, voire durant la diastole, ce qui peut contribuer à diminuer la pression puisée. La prééclampsie perturbe massivement ce processus d'adaptation. Il s'agit d'une maladie hypertensive de la grossesse engendrant une importante morbidité et mortalité néonatale et maternelle. Il est à remarquer que la diminution de la rigidité artérielle n'est pas observée chez les patientes atteintes avec pour conséquence une forte augmentation de la pression systolique centrale (aortique) par les ondes réfléchies. Ce fait a été établi grâce à l'existence de la tonométrie d'aplanation, une méthode permettant l'évaluation non invasive de l'onde de pouls centrale. Dans cette méthode, un senseur de pression piézo-électrique permet de capter l'onde de pouls périphérique, le plus souvent sur l'artère radiale. Par la suite, un algorithme validé permet d'en déduire la forme de l'onde de pouls centrale et de visualiser à quel moment du cycle cardiaque s'y ajoutent les ondes réfléchies. Plusieurs études font état d'une forte augmentation de la pression systolique centrale par les ondes réfléchies chez les patientes atteintes de prééclampsie, suggérant l'utilisation de cette méthode pour le diagnostic et le monitoring voire pour le dépistage de ces patientes. Pour atteindre ce but, il est nécessaire d'établir des normes en rapport notamment avec l'âge gestationnel. Dans la littérature, les données pertinentes actuellement disponibles sont variables, voire contradictoires. Par exemple, les ondes réfléchies proéminentes dans la partie diastolique de l'onde de pouls centrale disparaissaient chez des patientes enceintes au 3eme trimestre comparées à des contrôles non enceintes dans une étude lausannoise, alors que deux autres études présentent l'observation contraire. Autre exemple, certains auteurs décrivent une diminution progressive de l'augmentation systolique jusqu'à l'accouchement alors que d'autres rapportent un nadir aux environs du 6ème mois, suivi d'un retour à des valeurs plus élevées en fin de grossesse. Les mesures effectuées dans toutes ces études différaient dans leur exécution, les patientes étant notamment dans des postions corporelles différentes (couchées, semi-couchées, assises, en décubitus latéral). Or nous savons que le status hémodynamique est très sensible aux changements de position, particulièrement durant la grossesse où l'utérus gravide est susceptible d'avoir des interactions mécaniques avec les veines et possiblement les artères abdominales. Ces différences méthodologiques pourraient donc expliquer, au moins en partie, l'hétérogénéité des résultats concernant l'onde de pouls chez la femme enceinte, ce qui à notre connaissance n'a jamais été exploré. Nous avons mesuré l'onde de pouls dans les positions assise et couchée chez des femmes enceintes, au 3eme trimestre d'une grossesse non compliquée, et nous avons effectué une comparaison avec des données similaire obtenues chez des femmes non enceintes en bonne santé habituelle. Les résultats montrent que la position du corps a un impact majeur sur la forme de l'onde de pouls centrale. Comparée à la position assise, la position couchée se caractérise par une moindre augmentation systolique et, par contraste, une augmentation diastolique plus marquée. De manière inattendue, cet effet s'observe aussi bien en présence qu'en l'absence de grossesse, suggérant que la cause première n'en réside pas dans les interactions mécaniques de l'utérus gravide avec les vaisseaux sanguins abdominaux. Nos observations pourraient par contre être expliquées par l'influence de la position du corps, via un phénomène hydrostatique simple, sur la pression transmurale des artères éloignées du coeur, tout particulièrement celles des membres inférieurs et de l'étage abdominal. En position verticale, ces vaisseaux augmenteraient leur rigidité pour résister à la distension de leur paroi, ce qui y accroîtrait la vitesse de propagation des ondes de pression. En l'état, cette explication reste hypothétique. Mais quoi qu'il en soit, nos résultats expliquent certaines discordances entre les études conduites à ce jour pour caractériser l'influence de la grossesse physiologique sur la forme de l'onde de pouls central. De plus, ils indiquent que la position du corps doit être prise en compte lors de toute investigation utilisant la tonométrie d'applanation pour déterminer la rigidité des artères chez les jeunes femmes enceintes ou non. Il sera aussi nécessaire d'en tenir compte pour établir des normes en vue d'une utilisation de la tonométrie d'aplanation pour dépister ou suivre les patientes atteintes de prééclampsie. Il serait enfin intéressant d'évaluer si l'effet de la position sur la forme de l'onde de pouls central existe également dans l'autre sexe et chez des personnes plus âgées.

Bilateral symmetry of radial pulse in high-level tennis players : implications for the validity of central aortic pulse wave analysis

Rapport de synthèse Ce travail de thèse s'articule autour de l'importance de l'évaluation de la fonction vasculaire et des répercussions au niveau central, cardiaque, des perturbations du réseau vasculaire. Les maladies cardiovasculaires sont prédominantes dans notre société et causes de morbidité et mortalité importante. La mesure de la pression artérielle classique reste le moyen le plus utilisé pour suivre la santé des vaisseaux, mais ne reflète pas directement ce qui se passe au niveau du coeur. La tonométrie d'aplanation permet depuis quelques années de mesurer l'onde de pouls radial, et par le biais d'une fonction mathématique de transfert validée, il est possible d'en déduire la forme et Γ amplitude de l'onde de pouls central, donc de la pression aortique centrale. Cette dernière est un reflet bien plus direct de la post-charge cardiaque, et de nombreuses études cliniques actuelles s'intéressent à cette mesure pour stratifier le risque ou évaluer l'effet d'un traitement vasculaire. Toutefois, bien que cet outil soit de plus en plus utilisé, il est rarement précisé si la latéralité de la mesure joue un rôle, sachant que certaines propriétés des membres supérieurs peuvent être affectées par un usage préférentiel (masse musculaire, densité osseuse, diamètre des artères, capillarisation musculaire, et même fonction endothéliale). On a en effet observé que ces divers paramètre étaient tous augmentés sur un bras entraîné. Dès lors on peut se poser la question de l'influence de ces adaptations physiologiques sur la mesure indirecte effectuée par le biais du pouls radial. Nous avons investigué les deux membres supérieurs de sujets jeunes et sédentaires (SED), ainsi que ceux de sujets sportifs avec un développement fortement asymétrique des bras, soit des joueurs de tennis de haut niveau (TEN). Des mesures anthropométriques incluant la composition corporelle et la circonférence des bras et avant-bras ont montré que TEN présente une asymétrie hautement significative aux deux mesures entre le bras dominant (entraîné) et l'autre, ce qui est aussi présent pour la force de serrage (mesurée au dynamomètre de Jamar). L'analyse des courbes centrales de pouls ne montre aucune différence entre les deux membres dans chaque groupe, par contre on peut observer une différence entre SED et TEN, avec un index d'augmentation diastolique qui est 50 % plus élevé chez TEN. Les index d'augmentation systolique sont identiques dans les deux groupes. On peut retenir de cette étude la validité de la méthode de tonométrie d'aplanation quel que soit le bras utilisé (dominant ou non-dominant) et ce même si une asymétrie conséquente est présente. Ces données sont clairement nouvelles et permettent de s'affranchir de cette variable dans la mesure d'un paramètre cardiovasculaire dont l'importance est actuellement grandissante. Les différences d'index diastolique sont expliquées par la fréquence cardiaque et la vitesse de conduction de l'onde de pouls plus basses chez TEN, causant un retard diastolique du retour de l'onde au niveau central, phénomène précédemment bien décrit dans la littérature.

Protocolo de sedo-analgesia para prevención del espasmo radial en hemodinámica cardíaca

Introducción y objetivo: El espasmo es la complicación más habitual en los cateterismos por arteria radial. Su frecuencia oscila entre el 10-30% y puede ser un factor limitante que impida la realización del cateterismo por esa vía. El objetivo de este estudio es evaluar con un nuevo protocolo de sedo-analgesia la reducción de la frecuencia del espasmo radial y la disminución de la ansiedad del paciente. Material y método: Estudio aleatorizado y prospectivo de 300 pacientes sometidos a cateterismo radial. Se randomizaron dos grupos, el Grupo I (n=150) con la pauta de sedación habitual (10mg diazepam sl) y el Grupo II (n=150) con una pauta de sedación con 2 mg de Midazolam + 0,035 mg/kg de Cloruro Mórfico y en caso de procedimientos de más de 45 minutos se añadía Fentanilo a 1 mcgr/kg. Resultados y conclusión: No se observaron diferencias significativas entre los dos grupos estudiados en cuanto a las características basales. La edad media de la población fue de 65 ± 11 años; 223 pacientes (74%) fueron hombres y el índice de masa corporal (IMC) medio 27,7 ± 3,8. Los pacientes del Grupo II presentaron reducción significativa del espasmo respecto a los del Grupo I (9,3% frente a 22,6%; p=0,002). También se objetivó una reducción significativa del dolor (2,05 frente a 2,77; p=0,007). La pauta sedo-analgésica propuesta demostró ser eficaz en la reducción del espasmo radial y del dolor durante el cateterismo.

Experiments on anisotropic radial viscous fingering

We observe dendritic patterns in fluid flow in an anisotropic Hele-Shaw cell and measure the tip shapes and trajectories of individual dendritic branches under conditions where the pattern growth appears to be dominated by surface tension anisotropy and also under conditions where kinetic effects appear dominant. In each case, the tip position depends on a power law in the time, but the exponent of this power law can vary significantly among flow realizations. Averaging many growth exponents a yields a =0.640.09 in the surface tension dominated regime and a =0.660.09 in the kinetic regime. Restricting the analysis to realizations when a is very close to 0.6 shows great regularity across pattern regimes in the coefficient of the temporal dependence of the tip trajectory.