Orientador: Eugenio Spano Rosa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T10:38:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mazza_RicardoAugusto_M.pdf: 24943190 bytes, checksum: bbead42234f22c9a283f30321b17c4fb (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Mecanismos pulso duplicadores são importantes em aplicações biomédicas. Podemos utiliza-los no estudo in vitro do escoamento hemodinâmicoe suas possíveis perturbações, tais como estenoses, aneurismas, bifurcações, vaso elasticidade entre outras. A proposta deste trabalho é desenvolver um ferramental matemáticas para modelar e analisar mecanismos pulso duplicadores e propor um novo mecanismo pulso duplicador. O modelo matemático unidimensional é fundamentado nas equações de conservação de massa, quantidade de movimento e energia. Uma analise de escala do sistema é feita, tomando a equação adimensional e formando os grupos adimensionais, representando parâmetros do escoamento, geométricos e dinâmicos. A solução é obtida por meio de dois métodos: um analítico, utilizando a teoria das perturbações e um numérico, desenvolvido no software Mathematica ¿MARCA REGISTRADA¿. As ferramentas matemáticas são aplicadas para analisar o comportamento dinâmico do novo mecanismo pulso duplicador, sem válvulas. O princípio de funcionamento, baseia-se no fato de podermos decompor uma onda em duas componentes, uma constante, representando a média temporal e uma de flutuação, representando os níveis de oscilação. O responsável pela componente constante é um tanque de nível constante e pela componente de flutuação é o deslocamento oscilatório de um pistão, que é controlado por microcomputador / Abstract: Pulse duplicators simulators are useful devices in biomedical applications. They can simulate in vitro flow phenomena related to arterial blood flow such as: stenosis, aneurysms, bifurcations, vessel elasticity among others. The purpose of this work is two-fold: develop mathematicaltools to model and analyze pulse duplicators simulators and the propose a new conceptual design of pulse duplicator. The one-dimensional mathematical model is founded on the conservations equations of mass, momentum and energy. A scale analysisis performed on the system rendering the equations in dimensionless form plus dimensional groups representing geometric and dynamic flow parameters. The solution is obtained by means of two methods: one analytical approximated method with the use of perturbation theory and the other a numericalmethod developed in the Mathematicaâ. The mathematicaltools were applied to analyzethe dynamicbehavior of a new valveless pulse duplicator designoThe pulse duplicator concept relies on the decomposition of a given waveform in twO components: DC and AC levels which represent, respectively, the waveform time average and fluctuatingcomponents. The waveformDC component is supplied by a constant head tank while the AC component is given by a reciprocating piston pump controlled by a computer / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Die Arbeit umfasst die Auswertung der klinischen Daten von 108 konsekutiv am Kopf- und Schädelbasis-Zentrum, Klinikum Fulda, zwischen Juli 2013 und September 2015 nachuntersuchten Patienten mit pulssynchronen Ohrgeräuschen. Die Patienten waren gemäß eines einheitlichen, strukturierten und routinemäßigen Diagnose- und Behandlungspfads untersucht worden. Die notwendige Bildgebung umfasste die Computertomographie, die Magnetresonanztomographie sowie die Magnetresonanzangiographie und die Sonographie der Halsgefäße. Eine digitale Subtraktionsangiographie wurde nach strenger Indikationsstellung in ausgewählten Fällen vorgenommen. Ziel war es, zugrundeliegende Ursachen und Diagnosen für das Symptom pulssynchrones Ohrgeräusch festzumachen. Die erhobenen Befunde wurden je nach Plausibilitätsgrad in 4 Gruppen klassifiziert: eindeutig, wahrscheinlich, plausibel, und unklar. Zusätzlich erfolgte die Auswertung der angewandten therapeutischen Behandlungsansätze und ihrer Ergebnisse. Die häufigsten Ursachen waren ein hochstehender Bulbus der Vena jugularis interna mit 19%, eine Schleife der Arteria cerebelli inferior anterior im inneren Gehörgang mit 15% gefolgt von einer arteriovenösen Fistel mit 10% und Gefäßstenosen mit 9%. Bei ca. 30% unseres Patientenkollektivs konnte keine Quelle für das pulsierende Ohrgeräusch eruiert werden. Bei 29% der Patienten konnte die Ursache als eindeutig klassifiziert werden, bei 25% als plausible Ursache und bei 17% als wahrscheinlich. Bei den insgesamt 14 Patienten, die entweder eine konservative oder eine interventionell/chirurgische Behandlung erhielten, kam es bei 71% zu einer Beseitigung des Ohrgeräusches. 5 von 7 Patienten mit einer a.v. Fistel waren, nach einer erfolgreichen endovaskulären Intervention, postoperativ beschwerdefrei. Eine angioplastische Intervention mittels Stenting führte bei zwei Patienten mit einer ACI Stenose (>70%) zur Beseitigung des Ohrgeräusches. Jeweils ein Patient profitierte von der Behandlung einer Bogengangsdehiszenz, einer intrakraniellen Hypertension sowie einer chirurgischen Sanierung eines Paraganglioms, nach vorgegangener endovaskulärer Embolisation, mit der daraus resultierenden Auslöschung des Ohrgeräusches. Bei den restlichen Patienten persistierte es trotz Behandlung. Ein pulssynchrones Ohrgeräusch hat viele äußerst unterschiedliche Ursachen. Für eine sachgerechte Evaluation und adäquate Behandlung von Patienten mit pulssynchronem Ohrgeräusch ist eine enge multidisziplinäre Zusammenarbeit unabdingbar. Eine eindeutige Diagnose kann oft nur gestellt werden, wenn alle klinischen sowie alle bildmorphologischen Befunde, die auf einem einheitlichen, routinemäßigen Untersuchungsprotokoll basieren, zusammengetragen und kritisch abgestimmt werden. / This thesis summarizes the clinical data of 108 consecutive patients with pulsatile tinnitus that had been diagnosed and treated at the Head and Skull Base Center, Klinikum Fulda, between July 2013 and September 2015. Patients‘ data had been examined retrospectively according to a systematic, standardized, structured diagnostic and treatment protocol. Necessary imaging included computed tomography, magnetic resonance imaging, magnetic resonance angiography and sonography of the neck vessels. Digital subtraction angiography was performed in selected cases under strict indication. The aim was to establish underlying causes and diagnoses for the symptom of pulsatile tinnitus. The findings were classified into four groups depending on the degree of plausibility: definite, probable, plausible, and unclear. In addition, the applied therapeutic treatment approaches and their results were evaluated. The most frequent cause was a high-riding jugular bulb in 19%, a loop of the inferior cerebellar artery into the internal auditory canal in 15%, followed by a dural arteriovenous fistula in 10% and vascular stenoses in 9%. No cause for the pulsatile tinnitus could be identified in approximately 30% of the examined patients. In 29% the cause could be classified as definite, in 17% as probable and in 25% as plausible. An elimination of the pulsatile tinnitus was achieved in 71% of the fourteen patients who received either conservative or interventional/surgical treatment. Five patients with a dural a.v. fistula were symptom-free after successful endovascular intervention. Two patients with pulsatile tinnitus caused by ACI stenosis (>70%) were successfully treated with vascular stenting. One patient each benefited from treatment of semicircular canal dehiscence, intracranial hypertension and surgery of a paraganglioma following endovascular embolization. In few patients the pulsatile tinnitus persisted despite treatment. Pulsatile tinnitus has many various underlying causes. Interdisciplinary teamwork is essential for a proper evaluation and adequate treatment.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen der Herz-Lungen-Maschine auf das Gewebe des Hippocampus in einem Ferkelmodell. Die Tiere untereilte man in 5 Gruppen: „Kontrolle“, „Kontrolle mit Minozyklin“, „HLM pulsatil“, „HLM nicht-pulsatil“, sowie „HLM nicht-pulsatil mit Minozyklin“. Es wurde untersucht, ob eine pulsatile Perfusion Schäden in den Zellen des Hippocampus gegenüber eines nicht-pulsatilen Blutflusses während der extrakorporalen Zirkulation abmildern kann. Des Weiteren überprüfte man neuroprotektive Effekte des Tetrazyklin-Derivates Minozyklin während eines kardiochirurgischen Eingriffes mit Herz-Lungen-Maschine. Während der Operation wurde bei allen Ferkeln eine Hypothermie von 28 °C durchgeführt und die HLM-Zeit betrug 90 Minuten. Die Rekonvaleszenzzeit umfasste 120 Minuten. Minozyklin verabreichte man in den entsprechenden Gruppen sowohl zu Beginn des Versuches (4 mg/kg KM) und nach Abkopplung von der Herz-Lungen-Maschine (2 mg/kg KM) intravenös. Hauptbestandteil der Arbeit waren histologische und immunhistochemische Färbemethoden zur Untersuchung des Hippocampus. Mithilfe eines Mikroskops wurden Veränderungen auf zellulärer Ebene im CA1- und CA3-Areal des Cornu ammonis im Hippocampus ausgewertet. Für die Ergebnisse betrachtet man die Pyramidenzellen des Stratum pyramidale. In der Hämatoxylin-Eosin-Färbung wurden Zellen mit den Eigenschaften „Ödem“, „Eosinophilie“ und „Pyknose“ für jedes Versuchstier gezählt. Mit den immunhistochemischen Färbungen sollten Faktoren für den programmierten Zelltod, für Hypoxie (HIF 1-alpha) und für oxidativen Stress (3-Nitrotyrosin) detektiert werden. Als Marker für Apoptose wählte man den Apoptose-induzierenden Faktor (AIF), cleaved Caspase 3 und Poly(ADP)Ribose (PAR).

Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen der Herz-Lungen-Maschine auf das Gewebe des Hippocampus in einem Ferkelmodell. Die Tiere untereilte man in 5 Gruppen: „Kontrolle“, „Kontrolle mit Minozyklin“, „HLM pulsatil“, „HLM nicht-pulsatil“, sowie „HLM nicht-pulsatil mit Minozyklin“. Es wurde untersucht, ob eine pulsatile Perfusion Schäden in den Zellen des Hippocampus gegenüber eines nicht-pulsatilen Blutflusses während der extrakorporalen Zirkulation abmildern kann. Des Weiteren überprüfte man neuroprotektive Effekte des Tetrazyklin-Derivates Minozyklin während eines kardiochirurgischen Eingriffes mit Herz-Lungen-Maschine. Während der Operation wurde bei allen Ferkeln eine Hypothermie von 28 °C durchgeführt und die HLM-Zeit betrug 90 Minuten. Die Rekonvaleszenzzeit umfasste 120 Minuten. Minozyklin verabreichte man in den entsprechenden Gruppen sowohl zu Beginn des Versuches (4 mg/kg KM) und nach Abkopplung von der Herz-Lungen-Maschine (2 mg/kg KM) intravenös. Hauptbestandteil der Arbeit waren histologische und immunhistochemische Färbemethoden zur Untersuchung des Hippocampus. Mithilfe eines Mikroskops wurden Veränderungen auf zellulärer Ebene im CA1- und CA3-Areal des Cornu ammonis im Hippocampus ausgewertet. Für die Ergebnisse betrachtet man die Pyramidenzellen des Stratum pyramidale. In der Hämatoxylin-Eosin-Färbung wurden Zellen mit den Eigenschaften „Ödem“, „Eosinophilie“ und „Pyknose“ für jedes Versuchstier gezählt. Mit den immunhistochemischen Färbungen sollten Faktoren für den programmierten Zelltod, für Hypoxie (HIF 1-alpha) und für oxidativen Stress (3-Nitrotyrosin) detektiert werden. Als Marker für Apoptose wählte man den Apoptose-induzierenden Faktor (AIF), cleaved Caspase 3 und Poly(ADP)Ribose (PAR).:Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 1.1 Kinderherzchirurgie 1.2 Herz-Lungen-Maschine 1.3 Pathophysiologie der HLM 1.3.1 Inflammationsreaktion 1.3.2 Ischämie 1.3.3 Reperfusion 1.4 HLM und Folgen für das Gehirn 1.5 Neuroprotektive Strategien 1.5.1 Pulsatile Perfusion 1.5.2 Minozyklin 1.6 Hippocampus 2 Aufgabenstellung 3 Tiere, Material und Methoden 3.1 Versuchstiere 3.2 Versuch Teil 1: Operation 3.2.1 Gruppeneinteilung und Versuchsaufbau 3.2.2 Anästhesie 3.2.3 Operation 3.2.3.1 Vorbereitungszeit 3.2.3.2 Kardioplegie 3.2.3.3 Herz-Lungen-Maschine mit nicht-pulsatilen Blutfluss/ pulsatilen Blutfluss 3.2.3.4 Medikation mit Minozyklin 3.2.4 Intraoperatives Monitoring 3.2.4.1 Vitalparameter 3.2.4.2 Arterielle Blut-Gas-Analyse 3.2.4.3 Elektrolyt-Haushalt 3.2.4.4 Laktat- und Glukose-Haushalt 3.3. Versuch Teil 2: Laboruntersuchungen 3.3.1 Einbetten der Proben und Herstellung der Schnittpräparate 3.3.2 Histologie 3.3.2.1 Hämatoxylin-Eosin-Färbung 3.3.3 Immunhistochemie 3.3.3.1 Allgemeines Prinzip 3.3.3.2 Nachweis: Apoptose-induzierender Faktor 3.3.3.3 Nachweis: Hypoxie-induzierter Faktor 1- alpha 3.3.3.4 Nachweis: cleaved Caspase 3 3.3.3.5 Nachweis: 3-Nitrotyrosin 3.3.3.6 Nachweis: Poly(ADP)Ribose 3.3.4 RP-HPLC – Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography 3.4 Blutgasanalyse 3.5 Auswertung am Mikroskop 3.6 Statistik 4 Ergebnisse 4.1 Intraoperatives Monitoring 4.2 Arterielle Blutproben 4.3 Arterielles Blut: Laktat-Haushalt 4.4 Ergebnisse der RP-HPLC 4.5 Ergebnisse der Hämatoxylin-Eosin-Färbung 4.6 Ergebnisse der immunhistochemischen Färbungen 4.6.1 Apoptose-induzierender Faktor 4.6.2 Hypoxie-induzierter Faktor 1-alpha 4.6.3 3-Nitrotyrosin 4.6.4 Cleaved Caspase 3 4.6.5 Poly-(ADP)-Ribose 5 Diskussion 5.1 Tiermodell und Versuchsaufbau 5.2 Blutproben 5.3 Herz-Lungen-Maschine und nicht-pulsatiler Blutfluss versus pulsatiler Blutfluss 5.4 Extrakorporale Zirkulation und die Gabe von Minozyklin 5.5 Beantwortung der Fragestellungen 6 Zusammenfassung 7 Literaturverzeichnis 8 Anhang 8.1 Einführung 8.1.1 Kinderherzchirurgie 8.1.2 Pathophysiologie der HLM 8.2 Tiere, Material und Methoden 8.2.1 Operation 8.2.2 Intraoperatives Monitoring 8.2.3 Laboruntersuchungen 8.3 Ergebnisse 8.3.1 Intraoperatives Monitoring 8.3.2 Arterielles Blut 8.3.3 Arterielles Blut – Laktat-Haushalt 8.3.4 RP-HPLC 8.3.5 Hämatoxylin-Eosin-Färbung 8.3.6 Immunhistochemie 9 Selbständigkeitserklärung 10 Lebenslauf 11 Koautorenschaft 12 Danksagung

Orientador: Reinaldo Wilson Vieira / Tese (doutorado)- Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-14T08:18:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VieiraJunior_FranciscoUbaldo_D.pdf: 9716061 bytes, checksum: 94d31e9715d7d77c249963888ed77562 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Introdução: Dentre os equipamentos utilizados em circulação extracorpórea, as bombas de roletes têm grande importância, com modelos disponíveis de vários fabricantes. O ajuste dos roletes é um fator importante nas taxas de hemólise e o potencial hemolítico difere em cada um deles. Pesquisadores nem sempre abordam detalhes sobre os perfis do leito rígido supondo que as formas padronizadas de ajuste garantem valores iguais e comparáveis para todos os modelos de bombas de roletes. Dispomos principalmente de dois métodos para o ajuste de bombas de roletes e nenhum deles considera as características de impulsão do fluido, definida pelo perfil do leito rígido. Objetivo: O objetivo desse trabalho é analisar o perfil hidrodinâmico de três diferentes modelos de bombas de roletes comercializados no Brasil e sua influência no fluxo e refluxo. Materiais e Métodos: Foram utilizados tubos de silicone de 9,5x1,6; 9,5x2,4; 13x2,4 mm de diâmetro de dois fornecedores diferentes. Os testes foram realizados em solução fisiológica e solução análoga ao sangue. O perfil hidrodinâmico de três bombas de roletes foi realizado por medidas de velocidade de queda e calibração dinâmica. Foi investigada a variação das medidas de velocidade de queda com o tempo e testes de compressão em equipamento servo-hidráulico. Os refluxos foram visualizados em aspirador de sangue e reservatório de cardiotomia com medidas simultâneas. Resultados: Os perfis hidrodinâmicos apresentaram diferenças em suas variâncias para medidas de velocidade de queda (P<0,01) e calibração dinâmica (P<0,0001). A tensão residual nos tubos de silicone ocasionou redução nas medidas de velocidade de queda com o tempo (P<0,0002) e foram confirmadas pelos testes de compressão (P<0,0001). Conclusão: Os ajustes realizados pelos métodos de velocidade de queda e calibração dinâmica são dependentes da forma do leito rígido. Comparações envolvendo bombas de roletes devem ser feitas com cautela. A tensão residual em tubos de silicone compromete a repetitividade dos ajustes feitos pelo método de velocidade de queda. / Abstract: Introduction: Among the equipment used in cardiopulmonary bypass, roller pumps have great importance, with models available from several manufacturers. The roller adjustment is an important factor in the rates of hemolysis and the hemolytic potential differs in adjustment. Researchers do not always address details on the profiles of the raceway accepting that the forms of standardized settings ensure equal and comparable values for all models of roller pumps. There are two methods for setting roller pumps and none considers the dynamic characteristics of the fluid, defined by the profile of the raceway. Objective: The aim of this study is to analyze the hydrodynamic profile of three different models of roller pumps commercialized in Brazil and its influence on the flow and back flow. Materials and methods: We used silicone tubes of 9.5x1.6, 9.5 x2.4 and 13x2.4 mm in diameter from two different suppliers. The tests were performed in saline and solution analogous to blood. The hydrodynamic profile in three roller pumps was achieved by measurements of drop rate and dynamic calibration. The drop rate variations were investigated in silicone tubes by measurements of drop rate and the compression tests in servo-hydraulic equipment. Retrograde flows were viewed in blood aspirator and cardiotomy reservoir. Results: The hydrodynamic profiles showed differences in their variances for measurements of drop rate (P <0.01) and dynamic calibration (P <0.0001). The residual stress in the silicone tubes caused reduction in drop rate with time (P<0.0002) and were confirmed by compression tests (P <0.0001). Conclusion: The adjustments made by the methods of drop rate and dynamic calibration are dependent on the raceway profile. Comparisons involving roller pumps must be made with caution. The residual stress in the silicone tubes compromises repeatability of adjustments made by the drop rate method. / Doutorado / Pesquisa Experimental / Doutor em Cirurgia

Les troubles cognitifs postopératoires sont fréquents après une chirurgie cardiaque, variant entre 26 % à 70 %. Bien que diverses hypothèses expliquent leur pathogenèse, la congestion veineuse représente une hypothèse prometteuse. Des études ont associé le délirium à des signes échographiques de congestion veineuse tels que la pulsatilité du Doppler de la veine porte et rénale. Détecter la congestion veineuse pourrait potentiellement prédire le trouble cognitif, facilitant ainsi sa gestion. Une technique prometteuse, mais peu explorée, est l’évaluation de la congestion veineuse par le Doppler de la veine fémorale. Les objectifs de ce mémoire sont : (1) synthétiser les évidences sur la relation entre le Doppler de la veine fémorale et la congestion veineuse chez les adultes ; et (2) caractériser l’existence d’une association entre les trouble cognitifs et le Doppler pulsatile de la veine fémorale après une chirurgie cardiaque. Afin d’atteindre ces objectifs, nous avons effectué une revue rapide de littérature portant sur la corrélation entre le Doppler de la veine fémorale et la congestion veineuse. De plus, nous avons complété une étude (NCT05038267) dont l’objectif secondaire était de déterminer la corrélation entre un Doppler anormal de la veine fémorale et le délirium. Les résultats ont montré une association entre la congestion veineuse et Doppler pulsatile de la veine fémorale, ainsi qu’entre les troubles cognitifs et le Doppler anormal de la veine fémorale. Toutefois, des études approfondies sont nécessaires. En conclusion, un lien entre le Doppler de la veine fémorale, la congestion veineuse, et les troubles cognitifs après une chirurgie cardiaque a été démontré. Ces observations ouvrent la voie à des recherches approfondies sur ce lien et à de potentielles applications cliniques et thérapeutiques. / Postoperative cognitive disorders are common after cardiac surgery, ranging from 26% to 70%. While various hypotheses explain their pathogenesis, venous congestion emerges as a promising hypothesis. Studies have linked delirium to ultrasound signs of venous congestion, such as pulsatility in the Doppler of the portal and renal veins. Detecting venous congestion could potentially predict cognitive disorders, thus facilitating their management. A promising yet underexplored technique is the assessment of venous congestion using the Doppler of the femoral vein. The objectives of this thesis are: (1) to synthesize evidence on the relationship between FV Doppler characteristics and venous congestion in adults; and (2) to characterize the existence of an association between cognitive disorders and pulsatility in femoral vein Doppler after cardiac surgery. To achieve these objectives, we conducted a rapid literature review focusing on the correlation between femoral vein Doppler and venous congestion. Additionally, we completed a study (NCT05038267) with the secondary objective of determining the correlation between abnormal femoral vein Doppler and delirium. The results showed an association between venous congestion and pulsatility in the FV Doppler, as well as between cognitive disorders and abnormal FV Doppler. However, in-depth studies are needed. In conclusion a connection has been demonstrated between femoral vein Doppler, venous congestion, and cognitive disorders after cardiac surgery. These findings open the way for in-depth research on this link and potential clinical and therapeutic applications.

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