Atrial fibrillation (AF) confers an independent increased risk of stroke and death. The stroke risk is very heterogeneous and current risk stratification models based on clinical variables, such as the CHADS2 and CHA2DS2VASc score, only offer a modest discriminating value. The aims of this thesis were to study cardiac biomarkers, cardiac troponin and natriuretic peptides e.g. N-terminal prohormone-B-type natriuretic peptide (NT-proBNP), and describe levels in AF patients, investigate the association with stroke or systemic embolism, cardiovascular event, major bleeding and mortality, and to assess how levels of cardiac biomarkers change over time. Cardiac troponin was analyzed with contemporary assays and high sensitivity assays. The study populations consisted of patients with atrial fibrillation and one risk factor for stroke included in the RE-LY (n=6189) and the ARISTOTLE (n=14892) biomarker substudies. Median follow-up time was 2.2 years and 1.9 years, respectively. In a subset of participants (n=2514) data from repeated measurements was available at three months. Cardiac troponin was detectable in 57.0% with the contemporary assay and 99.4% with the high sensitivity assay. NT-proBNP was elevated in approximately three quarters of the participants. In Cox models adjusted for established risk factors the cardiac biomarkers levels was independently associated with stroke or systemic embolism, cardiovascular events, and mortality. Only cardiac troponin was associated with major bleeding. In ROC analyses the prediction of stroke or systemic embolism, cardiovascular events, and mortality increased significantly by addition of cardiac troponin or NT-proBNP to the models. Persistent detectable cardiac troponin (contemporary assay) and elevated NT-proBNP levels were found in a large number of participants. Persistent detectable or elevated levels conferred significantly higher risk for stroke or systemic embolism, cardiovascular events, and mortality. By using both cardiac biomarkers simultaneously the risk stratification improved even further for all outcomes. In conclusion the analyses for the first time display that elevation of troponin I and NT-proBNP are common in patients with AF and independently related to increased risks of stroke, cardiovascular events and mortality. Persistent elevation of troponin and NT-proBNP indicate a worse prognosis than transient elevations or no elevations of either marker. The cardiac biomarkers added substantial improvements to existing risk stratification models.

Die hier vorliegende Studie stellt die Früh- und Langzeitergebnisse der chirurgischen Vorhofablation zur Behandlung des ischämischen Vorhofflimmerns (VHF) in Kombination mit einer aortokoronaren Bypass-Anlage vor. Dabei wurden die epikardiale Pulmonalvenenisolation mittels Radiofrequenzenergie (RF) und die endokardiale Kryoablation inklusive einer Box-Läsion und Mitralisthmuslinie miteinander verglichen. Im Zeitraum von 2002 bis 2009 wurden die prä- und postoperativen Daten von 262 Patienten mit paroxysmalem oder lang-persistierendem VHF prospektiv erhoben und anschließend eine Nachbeobachtung von durchschnittlich 2,30 Jahren durchgeführt. Die Kryoablation war im Vergleich zur RF-Ablation mit einer signifikant höheren perioperativen Invasivität und Morbidität verbunden. Die Operations- und Ischämiezeit sowie die postoperative intensivmedizinische Betreuung waren nach der Kryoablation signifikant länger. Die Rate an Schrittmacherimplantationen (4,8 % vs. 0,0 %), kardialen bzw. zerebralen Komplikationen (22,9 % vs. 12,3 %) und die Krankenhausmortalität (8,4 % vs. 2,2 %) lagen ebenfalls signifikant höher. Hingegen waren die Langzeitergebnisse ohne signifikante Unterschiede zwischen den Ablationsmethoden. Sowohl das Überleben (81,9 % vs. 86,0 %) als auch die Konversionsrate in den Sinusrhythmus (55,6 % vs. 61,5 %), die Lebensqualität der Patienten und die Komplikations- und Reinterventionsraten zeigten im Langzeitverlauf vergleichbare Ergebnisse. Auf der Basis der oben erhobenen Befunde kann die endokardiale Kryoablation nicht als Standardverfahren zur Therapie des paroxysmalen und lang-persistierenden ischämischen VHFs begleitend zu einer aortokoronaren Bypass-Anlage empfohlen werden. Die epikardiale RF-Ablation ist hier aufgrund der geringeren operativen Invasivität bei vergleichbaren Früh- und Langzeitergebnissen der endokardialen Ablation vorzuziehen.

ABSTRACT In the modern era, the most common post-operative complications following cardiopulmonary bypass (CPB) are neurocognitive deficits (NCD) and atrial fibrillation (AF). Both morbidities have been linked to inflammation resulting from surgery, anesthesia and CPB. Microemboli, inadequate oxygen delivery and the inflammatory response consequent to blood contacting artificial components of the CPB circuit have all been linked to postoperative NCD and to a lesser extent post-operative AF. The artificial components of the CPB circuit consist of stainless steel, polyvinylchloride (PVC), polycarbonate and other carbon-based plastics. In order to attenuate the negative sequelae of blood-circuit contact related inflammatory response, industry developed the biocompatible circuit (BCC) coating for the disposable CPB circuits. Four such coatings were studied and compared to an uncoated control group in a total of 101 patients undergoing routine CPB-assisted cardiac surgical procedures. Soluble adhesion molecule (SAM) activation was studied at different time points and common clinical outcomes such as white blood cell activation, serum renal function parameters urea and creatinine, postoperative bleeding, transfusion requirements, intensive care and hospital length of stay, CPB pump volume balances, changes in weight, postoperative serum lactate and glucose and the development of AF postoperatively, were compared. Additionally, postoperative neurocognitive testing was performed using a simple bedside neurocognitive test called the antisaccadic eye movement test. The patients in all groups were tested for comparison preoperatively and 72 hr postoperatively. Results: The mandate of BCC coating development and manufacture is to attenuate the well-documented and demonstrated inflammatory response consequent to the contact of blood with artificial CPB surfaces. The studied BCCs significantly decreased platelet transfusions in females. In addition, the BCCs decreased the concentrations of 2 SAMs when measured 6 hours after surgery and CPB. The difference in SAM expression seen between the coated and uncoated groups at 6 hr was no longer apparent at 72 hr. Very little difference was noted between the four BCC groups. Patients who developed AF postoperatively seemed predisposed to do so as the serum levels of soluble vascular cell adhesion molecule was significantly higher at baseline and remained so at 6 and 72 hr. The decreased platelet transfusions in females resulting from BCC use is a highly significant finding within this high-risk group of patients. As most platelet transfusions occur soon after the patient is disconnected from CPB, the short-term decrease in SAM activation can be linked to this improved clinical finding. The studied BCC coatings have achieved limited success in their intended mandate to attenuate inflammatory response in terms of improved clinical and laboratory desired outcomes.

Polymer modified bitumen is a binder obtained by the incorporation of various types of polymers in bitumen using mechanical mixing or chemical reactions. There are several factors affecting the properties of polymer modified bituminous composites such as / chemical composition of bitumen, kind of polymer and filler, compatibility of bitumen and polymer, amount of bitumen, polymer and filler, particle size of filler and process conditions. The main objective of this study is to determine the effects of polymer type and concentration on mechanical, thermal, properties and morphologies of bitumen based composites. It was also aimed to determine the effect of process temperature on mechanical and thermal properties of bituminous composites. Bituminous composites were prepared by using Brabender Plastic Coder, PLV 151. Mixing was made at two different temperatures (150 &ordm / C and 180 &ordm / C) at 60 rpm for 20 minutes. Three different kinds of polymer and four different polymer concentrations were used to understand the effect of polymer type and polymer concentration on bituminous composites properties. Low density polyethylene (LDPE), styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS) and ethylene-vinyl-acetate (EVA) were chosen as polymer. The compositions were adjusted as the polymer volumes were equal to 5%, 10%, 20% and 50% of bitumen volume. According to the test results, addition of polymer increases the mechanical properties, reduces the melt flow index and thermal conductivity values of bituminous composites. Morphological analysis results show that, fibrillation occurs at tensile fractured surfaces of composites which contain LDPE and EVA when the polymer concentration reaches 20% of bitumen volume.

When excitable cardiac tissue is electrically paced at a sufficiently high rate, the duration of excitation can alternate from beat to beat despite a constant stimulation period. This rhythm, known as alternans, has been identified as an early stage in a sequence of increasingly complex instabilities leading to the lethal arrhythmia ventricular fibrillation (VF). This connection served as as a motivation for research into the control of alternans as a strategy to prevent VF. Control methods that do not use a model of the dynamics have been used for the suppression of alternans. However, these methods possess limitations. In this thesis we study theoretically model-based control techniques with the goal of developing protocols that would overcome the shortcomings of non model-based approaches. We consider one dimensional tissue in two different geometrical configurations: a ring and a fiber with free ends (open fiber). We apply standard control methods for linear time invariant systems to a stroboscopic map of the linearized dynamics around the normal rhythm. We found that, in the ring geometry, model-based control is able to suppress alternans faster and with lower current, thereby reducing the risk of tissue damage, compared with non-model-based control. In the open fiber, model-based control is able to suppress alternans for longer fibers and higher pacing frequencies in comparison with non-model-based control. The methodology presented here can be extended to two- and three-dimensional tissue, and could eventually lead to the suppression of alternans on the entire ventricles.

Le travail s'inscrit dans l'analyse des troubles du rythme cardiaque, et plus particulièrement ceux issus de disfonctionnements des ventricules. Deux problèmes ont été abordés qui demandent des méthodes spécifiques en traitement du signal. Le premier concerne l'étude d'épisodes de Fibrillation Ventriculaire (VF) obtenus chez l'homme par des enregistrements endocavitaires indiqués par l'implantation de défibrillateurs (au Service de Cardiologie du CHU de Nice). Le processus générant la FV n'étant pas encore clairement identifié, deux hypothèses ont été proposées : signal modélisé par un fondamental et des harmoniques stables ou dépendant du temps. On montre que l'on peut mettre en évidence sur des épisodes courts (5 à 15 secondes) des fluctuations significatives du fondamental grâce à des algorithmes adaptatifs ou évolutifs. Un résultat pratique, établi pour la première fois chez l'homme, est la corrélation entre le fondamental de l'épisode de FV et la période réfractaire que mesure le médecin pour différentes fréquences de stimulation. Le second problème concerne des enregistrements de l'ECG haute résolution à l'aide d'un système à 64 électrodes, en collaboration avec l'Institut de Biocybernétique de Varsovie. L'idée originale est de proposer une mesure de la dispersion spatiale des formes des ondes ECG. On montre la pertinence de l'information apportée par cette mesure en comparant un groupe de sujets ayant eu un infarctus du myocarde avec un groupe témoin sain. La mesure de la dispersion est calculée, pour chaque colonne d'électrodes, à partir des différences de forme entre chaque signal et un signal de référence. Pour cette référence, nous proposons un signal de forme moyenne obtenu par une technique de moyennage invariante par translation et changement d'échelle : Integral Shape Averaging, (ISA). On peut attribuer à cette référence une position moyenne sur le thorax permettant de définir « un chemin moyen ». Un résultat intéressant observé sur les signaux réels utilisés est que ce chemin est un invariant, indépendant du type d'onde ECG ainsi que du sujet sain ou pathologique. Les retombées pratiques de ce travail se trouvent dans l'aide au diagnostic et la modélisation de l'électrophysiologie cardiaque. On peut citer comme perspectives immédiates : (i) Concernant le premier problème, on prévoit une amélioration de la technique de défibrillation (instant du choc et intensité) ainsi qu'une analyse plus fine de l'évolution des fréquences dans le cas où des épisodes de FV plus longs peuvent être enregistrés (chez l'animal). Les mêmes algorithmes pourraient être appliqués à des épisodes de fibrillation auriculaire et comparés aux résultats de la littérature.(ii) Pour le deuxième problème, l'étude de la dispersion spatiale des formes d'onde devrait être étendue à des populations ayant eu des fibrillations auriculaires. On peut aussi envisager une étude simultanée de la dispersion des formes (QRS ou T) et de la corrélation de la fréquence fondamentale observée dans un épisode de FV avec la période réfractaire.

Bedingt durch die zunehmende Prävalenz der Rhythmusstörung Vorhofflimmern mit den assoziierten Morbiditäts- und Mortalitätsrisiken ist die Entwicklung und Etablierung kurativer Therapieverfahren von klinischem und wissenschaftlichem Interesse. Entsprechend dem pathophysiologischen Verständnis der Arrhythmie-induzierenden Triggeraktivität und des Arrhythmie-erhaltenden Flimmersubstrat mit der vorrangigen anatomisch-strukturellen Lokalisation beider Entitäten im Übergangsbereich der großen Pulmonalvenentrichter in den posterioren linken Vorhof wurden katheterinterventionelle Ablationskonzepte als potentiell kurative Therapien entwickelt. Limitationen der praktischen Umsetzung theoretischer Linienkonzepte ergeben sich aus komplexen anatomischen Gegebenheiten und instabilen Zugangsbedingungen infolge Atmung und kardialer Mobilität. Aufbauend auf non-fluoroskopischen Navigationssystemen wurden Verfahren für vollständig Modell-integrierte Ansätze der Ablationslinienplatzierung entwickelt, bei denen Planung, Durchführung und Validierung der Ablation an anatomisch korrekten dreidimensionalen CT-Modellen des linken Vorhofes erfolgen. Zur Verbesserung instabiler Zugangsbedingungen wurden Verfahren der Katheternavigation mittels steuerbaren Schleusensystemen eingeführt und in entsprechenden Studien mit klinischen Endpunkten validiert. Zu objektivierbaren Erfassung von Energietransfer und myokardialer Läsionsbildung während der Ablation wurden katheterinterventionelle Kontakttechnologien, die auf der Messung lokaler komplexer Impedanzen zwischen Katheter und Gewebe beruhen, in der ersten klinischen Anwendung erprobt und validiert. Mit diesen technologischen Entwicklungen gelangen eine zunehmend akkuratere klinische Umsetzung theoretischer Ablationskonzepte und damit eine Etablierung des Therapiekonzeptes als klinisches Standardverfahren. Eine zur Abschätzung des Nutzen/Risiko-Profils nötige detaillierte Komplikationsanalyse stellte die Ösophagusverletzung als schwerste Komplikation heraus, die mit 0,3% selten auftrat, aber für nahezu alle langfristigen Folgeschäden verantwortlich war. Entwicklungen zur periprozeduralen Visualisierung des Ösophagus mit paralleler intraösophagealer Temperaturmessung sind Ansätze zur Vermeidung dieser Komplikation in der Zukunft. Bedingt durch das Auftreten und die postinterventionelle Zunahme asymptomatischer Flimmerrezidive ist die Frage eines objektiven Vorhofflimmermonitorings von entscheidender Bedeutung für die Beurteilung der Effektivität der Ablation sowie weitergehende klinische und wissenschaftliche Fragestellungen; wie die Indikation zur Antikoagulation oder den Vergleich von Rhythmus- und Frequenzkontrolle. 7-Tage-LzEKGs und transtelephonische EKGs wurden als Standard zum Monitoring innerhalb klinischer Vorhofflimmerstudien etabliert. Entwicklungen im Bereich implantierbarer kontinuierlicher Rhythmusmonitore werden in Zukunft das Netz zur Erfassung asymptomatischen Vorhofflimmerns weiter verdichten.

Thesis (M.S.)--East Carolina University, 2009. / Presented to the faculty of the Department of Exercise and Sport Science. Advisor: Timothy P. Gavin. Title from PDF t.p. (viewed May 5, 2010). Includes bibliographical references.

Prieširdžių virpėjimas (PV) dažniausiai klinikinėje praktikoje pasitaikanti širdies aritmija. PV dažnis populiacijoje – 0,4–1 proc. ir su amžiumi didėja, o tarp vyresnių nei 80 metų žmonių išauga iki 8 proc. Per pastaruosius 20 metų hospitalizavimo dėl PV atvejų padaugėjo 66 proc. PV metu išnyksta normali prieširdžių sistolė, vyksta prieširdžių remodeliavimasis, širdies ertmėse susidaro trombai, trinka hemodinamika. Tai susiję su sunkiomis komplikacijomis: širdies funkcijos nepakankamumu, insultu ir padidėjusiu mirštamumu. Veiksmingiausias PV nutraukimo būdas – elektrinė kardioversija, kuri klinikinėje praktikoje taikoma nuo 1962 m. Darbo tikslas – įvertinti prieširdžių virpėjimo gydymą elektrine kardioversija ir veiksnius, sąlygojančius jos efektyvumą. Darbo uždaviniai: 1. Nustatyti veiksnius, turinčius įtakos elektrinės kardioversijos efektyvumui. 2. Nustatyti ir įvertinti optimalią pradinio elektros impulso energiją, reikalingą prieširdžių virpėjimui nutraukti. 3. Nustatyti veiksnius, turinčius įtakos ankstyvajam prieširdžių virpėjimo atkryčiui po elektrinės kardioversijos. 4. Įvertinti veiksnius, nulemiančius elektrinės kardioversijos komplikacijas. Kauno medicinos universiteto Kardiologijos klinikos Kardiologijos intensyviosios terapijos skyriuje 2005–2007 m. atliktas prospektyvusis atsitiktinių imčių klinikinis tyrimas. Ištirta 224 prieširdžių virpėjimu sergančių pacientų, kuriems nuspręsta taikyti elektrinę kardioversiją sinusinio ritmo atkūrimui. Atsitiktinai... [toliau žr. visą tekstą] / Atrial fibrillation (AF) is the most common cardiac arrhythmia in clinical practice. AF occurs in 0.4 – 1 % of population and its frequency increases with age and reaches 8 % above 80 years age. During the last 20 years hospitalization for AF rate increased by 66 %. In AF normal atrial systole does not occur, atrial remodeling starts, intracardiac thrombi start forming, haemodynamics becomes compromised. That leads serious complications – heart failure, stroke and increased mortality rate. The most effective AF termination method is direct current cardioversion, which has been used in clinical practice since 1962. The aim of the study was to evaluate the treatment of atrial fibrillation by direct current cardioversion and to identify the factors, contributing to its effectiveness. The objectives of the study: 1. To identify the factors, contributing to the effectiveness of direct current cardioversion. 2. To estimate and to evaluate the optimal energy of the initial electrical impulse required to terminate atrial fibrillation. 3. To identify the factors, contributing to immediate recurrence of atrial fibrillation after successful direct current cardioversion. 4. To evaluate the factors, influencing complications after direct current cardioversion. A prospective randomized clinical trial has been held in Intensive Care Unit of the Department of Cardiology of Kaunas Medical University Hospital between 2005 and 2007. We examined 224 patients with AF, selected for electrical... [to full text]

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