Η μακροπρόθεσμη έκθεση της περιτοναϊκής μεμβράνης σε μη βιοσυμβατά περιτοναϊκά διαλύματα οδηγεί σε δομικές αλλαγές και στην απώλεια της υπερδιήθησης. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι να περιγράψουμε τις ιστολογικές αλλαγές της περιτοναϊκής μεμβράνης που παρατηρούνται: α) σε ουραιμικούς ασθενείς που ξεκινούν θεραπεία υποκατάστασης της νεφρικής λειτουργίας με περιτοναϊκή κάθαρση και β) σε ασθενείς που ήδη υποβάλλονται στη μέθοδο για ικανό χρονικό διάστημα. Επίσης να καθορίσουμε κατά πόσο οι μορφολογικές αυτές αλλαγές επηρεάζουν τα λειτουργικά χαρακτηριστικά του περιτοναίου. Μέθοδος: Στη μελέτη περιλήφθηκαν 19 ασθενείς (ομάδα Α) οι οποίοι υποβλήθηκαν σε βιοψία περιτοναίου κατά την τοποθέτηση του περιτοναϊκού καθετήρα και πριν την έναρξη της περιτοναϊκής κάθαρσης (CAPD) και 18 ασθενείς οι οποίοι υποβλήθηκαν σε βιοψία περιτοναίου μετά από 4 χρόνια σε CAPD (ομάδα Β). Οι ιστολογικές παράμετροι που ελέχθησαν ήταν η μεσοθηλιακή επιφάνεια, η υπομεσοθηλιακή ζώνη, η κατάσταση του συνδετικού ιστού και η κατάσταση των αγγείων. Για την εκτίμηση των λειτουργικών χαρακτηριστικών του περιτοναίου και της επάρκειας της μεθόδου εφαρμόσθηκαν η δοκιμασία εξισορρόπησης της περιτοναϊκής μεμβράνης (PET), η συνολική εβδομαδιαία κάθαρση κρεατινίνης (wClcr) και το συνολικό εβδομαδιαίο KT/V της ουρίας (wKT/V). Αποτελέσματα: Οι κύριες ιστολογικές αλλαγές και στις δύο ομάδες ασθενών ήταν η απώλεια των μεσοθηλιακών κυττάρων, η πάχυνση της υπομεσοθηλιακής ζώνης και η υαλίνωση των αγγείων. Το πάχος της υπομεσοθηλιακής ζώνης και στις δύο ομάδες ασθενών ήταν σημαντικά υψηλότερο έναντι φυσιολογικών μαρτύρων (630μm και 1140μm vs. 50μm αντίστοιχα, p <0.05). Αν και δε βρέθηκε σημαντική διαφορά μεταξύ των μορφολογικών αλλαγών του περιτοναίου στους ασθενείς της ομάδας Α και στους ασθενείς της ομάδας Β, υπήρξε μια τάση για σοβαρότερου βαθμού βλάβες στους τελευταίους. Το PET, η wClcr και το wKT/V δεν παρουσίασαν στατιστικά σημαντικές διαφορές στις δύο ομάδες ασθενών, ούτε στους ασθενείς της ομάδας Β κατά την έναρξη και μετά από 4 χρόνια εφαρμογής της μεθόδου. Κανένας σημαντικός συσχετισμός δεν παρατηρήθηκε μεταξύ των ιστολογικών αλλαγών και των λειτουργικών δοκιμασιών και στις δύο ομάδες ασθενών. Συμπεράσματα: Σημαντικές δομικές αλλαγές του περιτοναίου παρατηρούνται στους ουραιμικούς ασθενείς και αυτές οι αλλαγές επιδεινώνονται με την εφαρμογή της CAPD. Οι δομικές αυτές αλλαγές δεν ακολουθούνται από λειτουργικές αλλαγές κατά τη διάρκεια των πρώτων τεσσάρων ετών σε CAPD. / The long-term exposure of peritoneal membrane to bioincompatible dialysis solutions leads to structural changes and loss of ultrafiltration capability. Objective: The aim of the present study is to describe the histological changes of peritoneum that are observed: a) in uremic patients and b) in patients that are in peritoneal dialysis for a period of time. Also to determine the possible relation of histological changes with the transport characteristics of peritoneal membrane and with adequacy of dialysis. Method: Thirty nine patients (M/F=18/19) that underwent a peritoneal biopsy in the initiation of treatment (group A, N=19) or after 4 years in continous ambulatory peritoneal dialysis (CAPD) (group B, N=18) were included in the study. The morphological changes of mesothelial cells and vascular compartment as well as the thickness of submesothelial collagenous zone were estimated. The relations of these changes to peritoneal equilibration test (PET) and to adequacy of dialysis (total weekly creatinine clearance (wClcr) and urea KT/V) were also investigated. Results: The main histological changes in both groups of patients were loss of mesothelial cells and decrease of normal mesothelial surface, thickening of submesothelial collagenous zone and presence of vascular hyalinosis. The thickness of submesothelial collagenous zone in both groups of patients was significantly higher compared to that of controls (630μm and 1140μm vs.50 μm respectively, p <0.05). Although no significant difference was found between morphologic changes of peritoneal membrane in uremic patients starting on CAPD and those on peritoneal dialysis for a mean period of 4 years, there was a trend towards more severe lesions in the latter. The PET, Clcr and urea KT/V were not significantly different in the two groups of patients. These parameters also showed no significant changes when examined in the initiation of CAPD and after four years in peritoneal dialysis in the same patients (group B). No significant correlations were observed between histological changes and PET, Clcr and KT/V in both groups of patients. Conclusions: Significant structural changes of peritoneal membrane are observed in uremic patients and these changes are deteriorated with CAPD treatment. Structural changes are not followed by functional changes during the first four years on CAPD.

Στην εργασία εξετάζονται εφαρμογές της πρόσφατα αναπτυχθείσας τεχνικής επεξεργασίας σήματος με βάση τα κυματίδια. Εισάγεται η μεθοδολογία κυματιδίων, και παρουσιάζεται μια πλήρης διαδικασία μεθόδων ανάλυσης ακουστικής εκπομπής (ΑΕ) με βάση τα κυματίδια. Σε μία μελέτη συμπεριφοράς της θραύσης υλικών καταδεικνύεται το πλεονέκτημα των τεχνικών ΑΕ που βασίζονται στα κυματίδια, καθώς παρέχεται επίσης η συμβατική ανάλυση ΑΕ παράλληλα για σύγκριση. Σήματα ΑΕ από ενισχυμένα με ίνες γυαλιού (GFR) σύνθετα υλικά συλλέγονται κατά τη διάρκεια των τυπικών οιονεί στατικών δοκιμών εφελκυσμού και μετασχηματίζονται από τα διακριτά κυματίδια Daubechies. Τα αποτελέσματα επαληθεύουν ότι η μέθοδος που βασίζεται στα κυματίδια προσεγγίζει καλύτερα την παραμένουσα αντοχή σε σχέση με τις κλασσικές τεχνικές ΑΕ. Στη συνέχεια παρουσιάζεται μια νέα προσέγγιση για την ανάλυση των μεταβατικών κυμάτων διασποράς πλάκας που διαδίδονται σε σύνθετα ελάσματα βασισμένη επίσης στα κυματίδια. Δείχνεται ότι οι κορυφές του μεγέθους του WT του κυματιδίου Gabor στο πεδίο χρόνου-συχνότητας σχετίζονται με τους χρόνους άφιξης της ταχύτητας ομάδας. Παρουσιάζονται πειράματα πραγματοποιημένα σε ελάσματα γραφίτη/εποξειδίου των οποίων τα αποτελέσματα συγκρίνονται με τη θεωρία των πλακών Mindlin. Τέλος, εξετάζεται το πρόβλημα του εντοπισμού της θέσης της επίπεδης πηγής για ανισότροπα ελάσματα, χρησιμοποιώντας τους εξαρτώμενους από τη συχνότητα χρόνους άφιξης και την κατευθυντική εξάρτηση των ταχυτήτων καμπτικής κατάστασης. / --

The current research work aims at the development of Biomedical Neuroengineering tools (Biotechnologies) for the in-depth functional study, rapid diagnosis, continuous monitoring and well-timed management of acute and chronic brain disorders, of individuals that are subjected to or suffer from any kind of systemic hypoxaemia or more localized brain hypoxia; as well as the functional assessment and continuous control of adaptability during the training of “altinauts” and generally of individuals that practice activities and function within environments of increased visual-cognitive-motor response demands (a type of brain “stress test”). For this purpose, we subject the entire visuocognitive system, from the elementary sensory to the most complex cognitive level, to an experimental test of categorical discrimination of complex visuocognitive stimuli, following ultra-rapid visual stimulation that leads to a motor response upon categorization of targets (images of animals elicit productive responses) and to its suppression upon categorization of nontargets (images of nonanimals elicit inhibitory responses). The oscillatory electro-physiological responses that are concurrently recorded at the occipital-temporal-parietal brain areas are analyzed in the time-domain (<20Hz) and in the joint time-frequency domain broadband (1-60Hz) with the Continuous Wavelet Transform that optimizes the multiresolution analysis of the high frequency (≥20Hz) γ-band oscillatory activity. This visuocognitive categorization test takes place in normoxaemic as well as hypoxaemic conditions (monitored reduction in the blood oxygen saturation from ≥97% to around 80% under conditions of hypobaric hypoxia within a hypobaric chamber), in order to assess electrophysiological markers that can detect and capture in the most sensitive and dynamic way even so transient, short-living and rather mild changes in brain function. The statistical parametric analysis of the time-frequency maps and the generalized, statistically safer, method of analysis of variance have established as the most sensitive and reliable the following markers: the major deflections of the evoked potentials, the phase-coherence factor of the oscillations across single-trials and the elicited energy of the evoked/phase-locked and the induced/total oscillatory activity. These electrophysiological markers in conjunction with psychometric tests allow for the investigation of the stages/levels of the decline as well as of the compensatory reserves in the visual-perceptive and cognitive-mental brain functions in order to determine the functional sensitivity thresholds of different brain functions to hypoxia. They open up the way for the functional characterization, the diagnosis and monitoring of brain insults or other acute and chronic pathological brain conditions. / Η παρούσα ερευνητική εργασία στοχεύει στην ανάπτυξη εργαλείων Βιοϊατρικής Νευρομηχανικής (Βιοτεχνολογίες) για την σε βάθος λειτουργική μελέτη, ταχεία διάγνωση, συνεχή παρακολούθηση και έγκαιρη αντιμετώπιση οξέων και χρόνιων εγκεφαλικών διαταραχών, ατόμων που υπόκεινται σε ή πάσχουν από οιαδήποτε μορφή συστηματικής υποξαιμίας ή πιο εντοπισμένης εγκεφαλικής υποξίας, καθώς και για την λειτουργική αξιολόγηση και το συνεχή έλεγχο της προσαρμοστικότητας κατά την εξάσκηση των «υψιβατών», και γενικότερα ατόμων που ασκούν δραστηριότητες και λειτουργούν μέσα σε περιβάλλοντα αυξημένων οπτικο-γνωστικο-κινητικών απαιτήσεων (ένα είδος «στρες τεστ» για τον εγκέφαλο). Για το σκοπό αυτό υποβάλλουμε ολόκληρο το οπτικογνωστικό σύστημα, από το στοιχειώδες αισθητηριακό έως το πιο πολύπλοκο νοητικό επίπεδο, σε μια πειραματική δοκιμασία κατηγορικής διάκρισης σύνθετων οπτικογνωστικών ερεθισμάτων, μετά από υπερταχεία οπτική διέγερση που οδηγεί στην έκλυση κινητικής απάντησης κατά την κατηγοριοποίηση στόχων (εικόνες «ζώων» εκλύουν παραγωγικές αποκρίσεις) και στην καταστολή της κατά την κατηγοριοποίηση μη-στόχων (εικόνες «μη-ζώων» εκλύουν ανασταλτικές αποκρίσεις). Οι ταλαντωτικές ηλεκτροφυσιολογικές αποκρίσεις που συγχρόνως καταγράφονται στις ινιακές-κροταφικές-βρεγματικές περιοχές του εγκεφάλου αναλύονται στο πεδίο του χρόνου (<20Hz) και στο συζευγμένο χρονοφασματικό πεδίο ευρυζωνικά (1-60Hz) με το συνεχή μετασχηματισμό του κυματίου που βελτιστοποιεί την πολυφασματική ανάλυση της υψίσυχνης (≥20Hz) γ-ταλαντωτικής δραστηριότητας. Αυτή η δοκιμασία οπτικογνωστικής κατηγοριοποίησης λαμβάνει χώρα τόσο σε νορμοξαιμικές όσο και υποξαιμικές συνθήκες (ελεγχόμενη μείωση στον κορεσμό του αίματος σε οξυγόνο από ≥97% γύρω στο 80% για 15 λεπτά κάτω από συνθήκες υποβαρικής υποξίας μέσα σε υποβαρικό θάλαμο), προκειμένου να ελέγξουμε ηλεκτροφυσιολογικούς δείκτες που μπορούν να ανιχνεύσουν και να συλλάβουν με τον πιο ευαίσθητο και δυναμικό τρόπο ακόμη και τόσο βραχύβιες και σχετικά ήπιες μεταβολές της εγκεφαλικής λειτουργίας. Η στατιστική παραμετρική ανάλυση των χρονοφασματικών χαρτών και η γενικευμένη, στατιστικά πιο ασφαλής, μέθοδος ανάλυσης των διακυμάνσεων ανέδειξαν ως πλέον ευαίσθητους και αξιόπιστους τους ακόλουθους δείκτες: τις κύριες αιχμές των προκλητών δυναμικών, τον παράγοντα φασικής συνάφειας των ταλαντώσεων μεταξύ των μοναδιαίων καταγραφών και την εκλυόμενη ενέργεια των προκλητών/φασικά-κλειδωμένων και επαγόμενων/ολικών ταλαντώσεων. Οι ηλεκτροφυσιολογικοί αυτοί δείκτες σε συνδυασμό με ψυχομετρικές δοκιμασίες επιτρέπουν τη διερεύνηση των σταδίων/επιπέδων κάμψης καθώς και των αποθεμάτων αντιρρόπησης των οπτικο-αντιληπτικών και γνωστικών-νοητικών λειτουργιών του εγκεφάλου για τον καθορισμό των λειτουργικών ουδών ευαισθησίας διάφορων εγκεφαλικών λειτουργιών στην υποξία. Ανοίγουν μάλιστα το δρόμο. για το λειτουργικό χαρακτηρισμό, τη διάγνωση και την παρακολούθηση εγκεφαλικών προσβολών ή άλλων οξέων και χρόνιων παθολογικών καταστάσεων του εγκεφάλου.