Master of Science / Department of Kinesiology / Timothy I. Musch / Both cardiac and peripheral vasculature dysfunction likely contribute, in part, to elevations in TNF-[alpha] and exercise intolerance in chronic heart failure (CHF). The pharmaceutical TNF-[alpha] synthesis suppressor pentoxifylline (PTX) reduces plasma [TNF-[alpha]] and improves left ventricular (LV) function in CHF rats, but the effects of PTX on skeletal muscle blood flow (BF) and vascular conductance (VC) during exercise are unknown. We tested the hypothesis that PTX would elevate skeletal muscle BF and VC at rest and during submaximal treadmill exercise in CHF rats (coronary artery ligation). CHF rats received i.p. injections of 30 mg·kg[superscript]-[superscript]1·day[superscript]-[superscript]1 of PTX (CHF+PTX, n=13) or saline (CHF, n=8) for 21 days. Mean arterial pressure (MAP) and BF (radiolabeled microsphere infusions) were measured at rest and during treadmill exercise (20 m/min, 5% grade). Myocardial infarct (MI) size was not different between groups (CHF: 37±4, CHF+PTX: 37±3% of LV wall; p>0.05). Resting and exercising MAP was greater in CHF+PTX compared to CHF (p<0.05 for both). At rest, total hindlimb skeletal muscle BF and VC were not different between groups (p>0.05). However, during exercise PTX increased total hindlimb BF (CHF: 83±9, CHF+PTX: 114±8 ml·min[superscript]-[superscript]1·100g[superscript]-[superscript]1, p<0.05) and VC (CHF: 0.75±0.08, CHF+PTX: 0.88±0.06 ml·min[superscript]-[superscript]1·100g[superscript]-[superscript]1·mmHg[superscript]-[superscript]1, p<0.05). Furthermore, exercising BF was increased in 21, and VC in 11, of the 28 individual hindlimb muscles or muscle parts with no apparent fiber-type specificity. Thus, PTX administration augments skeletal muscle BF and VC during locomotory exercise in CHF rats, which carries important therapeutic implications for CHF patients.

Orientador: Marcelo Carbone Carneiro / Banca: Regina André Rebollo / Banca: Ana Maria de Andrade Caldeira / Resumo: Muitas das vezes, o Ensino de Ciências e Biologia não apresenta os determinantes e contextos que estão envolvidos na construção de um conceito, mostrando-o de modo dogmático e memorístico. A perpetuação deste modelo deve-se, principalmente, ao processo de formação dos atuais professores, e a forma como o conteúdo presente no material didático utilizado por estes é apresentado. Visto que os conceitos são construídos de forma lenta, gradual, com avanços e recuos, pois expressam as tentativas de argumentação elaboradas ao longo da história; os fatores no Ensino de Ciências e Biologia acima citados tornam-se obstáculos para a inserção da História da Ciência no Ensino de Ciências e Biologia. O processo de construção dos conceitos sobre circulação sanguínea não expressa tentativa de entendimento do movimento do sangue no corpo humano. Além disso, o levantamento e pesquisa bibliográfica que realizamos caracteriza de forma exemplar, a construção de uma explicação científica e a influência do contexto social e religioso na produção de um conhecimento científico e, também, a resistência às mudanças por parte principalmente de indivíduos respeitados da época, evidenciam os percalços pelos quais a ciência passa. Enfrentamos diversas dificuldades ao realizar esse levantamento e pesquisa bibliográfica. Entre algumas, podemos citar a dificuldade de acesso às fontes primárias, barreiras lingüísticas e problemas na interpretação dos determinantes históricos. Essas barreiras são também enfrentadas por autores de livros didáticos e professores que desejam inserir a História da Ciência, respectivamente, no material didático e na prática docente. Assim, esse trabalho tem por objetivo produzir um texto didático para o ensino, apontando o dinamismo e a não neutralidade da ciência e, com isso... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Frequently, Science and Biology teaching does not present the determinants and contexts involved in the building of a concept, showing it so dogmatic and rote. The perpetuation of such a model is due, mainly, to the process of training of current teachers, and how the content in the teaching material used by them is presented. Since the concepts are built on a slow, gradual, with advances and setbacks, because attempts to express the arguments made throughout history, factors in the Teaching of Science and Biology mentioned above become obstacles to the insertion of the History of Science in the Teaching of Science and Biology. The process of concepts construction expressed on blood circulation does not attempt to understanding the movement of blood in the human body. Moreover, the lifting and literature search conducted in this study features in an exemplary fashion, the construction of a scientific explanation and the influence of social and religious context in the production of scientific knowledge and also the resistance to change, mainly from respected individuals of the time , highlighting the mishaps faced by science. Various difficulties were faced to achieve this survey and literature search. Among some, we can cite the difficulty of access to primary sources, language barriers and problems in the interpretation of historical determinants. These barriers are also faced by authors of textbooks and teachers who wish to enter the History of Science, respectively, in the educational materials and teaching practice. Thus, this work aims to produce a teaching text for teaching, indicating the dynamism and non-neutrality of science and thereby, helping to minimize some of the difficulties found in integrating the History of Science in Science and Biology teaching. / Mestre

Arterial spin labeling é uma técnica completamente não invasiva que permite o monitoramento quantitativo da perfusão cerebral e, juntamente com outras técnicas de ressonância magnética, tem se estabelecido como uma excelente ferramenta para estudos relacionados à hemodinâmica e problemas vasculares cerebrais. Dentre as possíveis implementações da técnica, a abordagem contínua, combinada a uma bobina de marcação dedicada, apresenta algumas vantagens com relação à relação sinal-ruído e à deposição de potência de RF. No presente trabalho, estas vantagens foram exploradas na implementação de uma metodologia que permite a obtenção de mapas quantitativos de fluxo sanguíneo cerebral, bem como dos territórios vasculares das principais artérias suprindo o cérebro. Os resultados obtidos em humanos e animais revelam a robustez e aplicabilidade da técnica em estudos da hemodinâmica cerebral. Aplicações em hipertensão comprovam que a técnica é capaz de fornecer informações que podem auxiliar na compreensão de diferentes patologias. A implementação da variante dinâmica da técnica ASL demonstra a versatilidade da metodologia fornecendo ferramentas para uma maior compreensão das características espaciais e temporais da hemodinâmica cerebral. Os resultados demonstram isto tanto em condições de fluxo sanguíneo basal como em hiperemia causada por estímulos funcionais. / Arterial spin labeling techniques allow to obtain quantitative maps of perfusion non-invasively. Along with other MRI techniques, it has proven useful for diagnosis of a variety of cerebrovascular diseases. Amongst the available basic implementations, the continuous approach employing a dedicated labeling RF coil has the advantages of presenting high signal-to-noise ratio and lower RF power deposition. In the present work, these advantages were explored in order to implement a methodology to obtain quantitative maps of cerebral blood flow and the vascular territories of the major cerebral feeding arteries. Human and animal results reveal the robustness and applicability of the technique in cerebral hemodynamic studies. Applications in hypertension show that the technique can provide complimentary information to improve the understanding of neurovascular diseases. The dynamic ASL technique shows the method versatility for studying the spatial and temporal characteristics of cerebral hemodynamics. The results unravel that both under basal and functional hyperemia conditions.

Foram analisados os efeitos da manobra de preensão manual (PM) na autorregulação encefálica (AE) dinâmica, através de um método não estacionário que utiliza o modelo de autorregressão de médias móveis. Doze indivíduos saudáveis foram orientados a realizar a manobra de PM durante 11 minutos com contração muscular constante e carga de 30% da força máxima. Registraram-se continuamente as medidas da velocidade do fluxo sanguíneo nas artérias cerebrais médias, pressão parcial de CO2 (PCO2) no ar expirado e pressão arterial (PA) não invasiva, durante o repouso (5 min), PM (3 min) e recuperação (3 min). A pressão crítica de fechamento (PCrF) e o produto área-resistência (PAR) foram obtidos empregando-se o método do primeiro harmônico. O índice de autorregulação encefálica (IAE) variável no tempo foi calculado através do modelo da autorregressão de médias móveis. As variáveis foram expressas em porcentagem de variação em relação aos valores obtidos no repouso (30 s previamente ao início da manobra de PM). Não houve alteração significativa da PCO2 do ar expirado durante MP. A PA aumentou continuamente durante a manobra (27% dos valores basais), enquanto que a velocidade do fluxo sanguíneo encefálico elevou-se inicialmente e alcançou um platô (15% dos valores basais). A elevação da PA aumentou o PAR, possivelmente devido à vasoconstricção arteriolar encefálica, o que refletiria a atuação do componente miogênico na regulação do fluxo sanguíneo encefálico; por outro lado, a PCrF reduziu-se, o que representa a ação do mecanismo metabólico. O IAE apresentou diminuição tanto no início quanto ao fim da manobra de PM; este achado pode estar relacionado à reação de alerta e/ou à diferença no tempo de resposta dos mecanismos envolvidos na adaptação neurovascular (mecanismos miogênico, metabólico e neurogênico). Conclui-se que o estudo da AE dinâmica com o modelo da autorregressão de médias móveis, durante a manobra de PM, pode ampliar os conhecimentos acerca das modificações hemodinâmicas encefálicas durante o exercício e elucidar aspectos ainda pouco conhecidos da resposta fisiológica do organismo / We investigated the effect of handgrip (HG) maneuver on time-varying estimates of dynamic cerebral autoregulation (CA), using the autoregressive moving average (ARMA) technique. Twelve healthy subjects were recruited to perform HG maneuver during 3 minutes with 30% of maximum contraction force. Cerebral blood flow velocity, end-tidal CO2 pressure (PETCO2), and noninvasive arterial blood pressure (ABP) were continuously recorded during baseline, HG and recovery. Critical closing pressure (CrCP), resistance areaproduct (RAP), and time-varying autoregulation index (ARI) were obtained. PETCO2 did not show significant changes during HG maneuver. Whilst ABP increased continuously during the maneuver, to reach 27% of its baseline value, CBFV raised to a plateau approximately 15% above baseline. This was sustained by a parallel increase in RAP, suggestive of myogenic vasoconstriction, and a reduction in CrCP that could be associated with metabolic vasodilation. The time-varying ARI index dropped at the beginning and end of the maneuver (p<0.005), which could be related to corresponding alert reactions or to different time constants of the myogenic, metabolic and/or neurogenic mechanisms. Changes in dynamic CA during HG suggest a complex interplay of regulatory mechanisms during static exercise that should be considered when assessing the determinants of cerebral blood flow and metabolism

O sinal de fluxo cutâneo obtido via fluxometria Laser Doppler (SFLD) tem flutuações de baixas frequências que estão relacionadas a mecanismos de controle do fluxo microvascular. Análises espectrais, via transformada de Fourier e transformada de wavelet, têm sido usadas para correlacionar as flutuações de SFLD com os seguintes mecanismos de controle de fluxo: metabólico, metabólico NO-dependente, neurogênico e miogênico, nos respectivos intervalos de frequência 0,005-0,0095 Hz, 0,0095-0,02 Hz, 0,02-0,05 Hz e 0,05-0,15 Hz. A potência do sinal, em cada intervalo de frequência, geralmente é usada como uma medida da atividade do mecanismo de controle microvascular relacionado. Uma vez que os métodos usados de análise são espectrais, as características das flutuações do SFLD, em cada intervalo de frequência, no domínio do tempo são desconhecidas. Como consequência, há ausência de critérios objetivos para medir adequadamente, em cada intervalo de frequência, os parâmetros hemodinâmicos relacionados. O objetivo deste trabalho foi caracterizar e quantificar flutuações temporais, espaciais e espaço-temporais do SFLD em cada faixa de frequência, usando um método no domínio do tempo. Os fluxos basais (320C) e termicamente estimulados à (420C) das regiões volares de antebraços de 20 voluntários saudáveis foram coletados em duas regiões próximas e analisados. As análises dos dados obtidos indicam que janelas temporais pequenas (1 minuto) são aceitáveis para a quantificação do fluxo médio, e que janelas temporais maiores são necessários para quantificar as flutuações de fluxo. A análise espaço-temporal revelou uma forte correlação entre sinais (em todas as bandas, exceto na banda B5) das duas regiões investigadas, durante longos intervalos de tempo, quando as duas regiões estudadas foram termicamente estimuladas, e menor variabilidade intragrupo quando comparada à obtida para os valores médios das flutuações, sugerindo que o intervalo de tempo de correlação é um parâmetro promissor para estudar mecanismos de controle do fluxo microvascular. / The laser Doppler flow signal from the skin (LDFS) has low-frequency fluctuations which are related to microvascular mechanisms of flow control. The Fourier and the wavelet spectral analysis has been used to correlate fluctuations in the LDFS with the metabolic, metabolic NO-dependent, neurogenic and myogenic mechanisms of control in the frequency intervals 0.005-0.0095 Hz, 0.0095-0.02 Hz, 0.02-0.05 Hz and 0.05-0.15 Hz, respectively. The signal power, in each frequency interval, is generally used as a measure of the activity of the related mechanism of microvascular control. Since spectral analysis methods have been used, the time-domain characteristics of the fluctuations in the LDFS in each frequency interval are unknown. As a consequence, there is a lack of objective criteria to properly measure, in each frequency interval, the related hemodynamic parameters. The aim of this work was characterizing and quantifying temporal, spatial and spatial-temporal fluctuations in the LDFS in each frequency band, using a time-domain method. Baseline (320C) and thermally stimulated (420C) LDFS of volar forearms from 20 healthy volunteers were collected from two close regions and analyzed. The data obtained indicate that short-time windows (1 minute) are acceptable for quantifying the mean flow, and that larger time-windows are needed for quantifying the flow fluctuations. The spatialtemporal analysis revealed strong correlations between signals (all bands, except B5) from the two investigated regions, during large time intervals when thermally stimulated, and lower intragroup variability than the ones obtained for the mean values of fluctuations, suggesting that the time interval of correlation is a promising parameter for studying mechanisms of microvascular flow control.

O objetivo do presente estudo foi avaliar as características de dinâmica ovariana, aspectos do processo de involução uterina e características da hemodinâmica uterina e ovariana em éguas durante o período pós-parto (n = 10). Para isso, o conteúdo apresentado nesta dissertação está dividido em dois capítulos. No primeiro capítulo, os aspectos do processo de involução uterina e características de vascularização endometrial e mesometrial foram avaliados. Uma drástica redução (P<0,05) no diâmetro uterino foi observada durante os primeiros 7 dias pós-parto, com subsequente diminuição nas taxas de involução uterina, sendo que este processo se completou em torno de 21 dias para o corno anteriormente não gravídico (CNG) e 24 dias para o corno anteriormente gravídico (CG). Em relação às quantidades de fluido intrauterino, foi observado aumento nas quantidades entre os dias 1 e 2 pós-parto (d1 e d2), com significativa redução entre o d4 e d7, sendo que nenhuma quantidade de fluido foi observada em nenhum animal após o d16, ou após o terceiro dia pós-ovulação (D3). Nenhuma diferença (P>0,05) foi observada entre os cornos uterinos (CG e CNG) em relação às características de vascularização. Neste contexto, foi observado aumento (P<0,05) nos escores de vascularização endometrial entre d1 e d4, permanecendo semelhante até o d13, assim como aumento (P<0,05) de vascularização mesometrial entre o d1 e d2. No entanto, houve redução (P<0,05) nos escores de vascularização mesometrial do d2 ao d10. Após a ovulação, foi observado aumento de vascularização endometrial do D0 ao D5, com redução dos escores do D5 ao D11 e um novo aumento entre o D11 e o D14. De forma semelhante, o padrão de vascularização mesometrial foi similar ao observado no endométrio. No segundo capítulo, foram avaliados os aspectos de desenvolvimento e vascularização folicular durante o primeiro estro pós-parto, assim como as características de desenvolvimento e vascularização do corpo lúteo (CL) e níveis séricos de progesterona (P4) durante os 16 dias após a primeira ovulação pós-parto. Adicionalmente, os animais foram divididos em dois grupos, sendo o grupo precoce (ovulação antes do d10) ou tardia (ovulação após o d10). Em relação ao desenvolvimento folicular, nenhuma diferença foi observada entre os grupos nos dias relativos à primeira ovulação pós-parto, no entanto, quando avaliados os dias relativos ao parto, diferenças foram observadas entre os grupos. Neste contexto, o grupo precoce apresentou maior diâmetro (P<0,05) do folículo dominante (F1) em todos os dias no período pós-parto inicial (d1-d7), assim como apresentou um maior número de folículos (P<0,05) na classe > 25 mm durante os primeiros dias pós-parto (d1-d3). Adicionalmente, os animais do grupo tardia apresentaram maior número de folículos (P<0,05) na classe de 20-25 mm durante período pós-parto inicial (d4-d7). Em relação às características de vascularização, nenhuma diferença (P>0,05) foi observada entre os grupos quanto a vascularização do F1, pedículo ovariano ipsilateral ao F1, área e vascularização do CL ou níveis séricos de P4. Portanto, no período pós-parto inicial, padrões distintos nas características de vascularização uterina foram observados, porém, após a primeira ovulação pós-parto, os padrões observados assemelham-se aos de éguas não prenhes, possivelmente refletindo um retorno às características uterinas pré-gestacionais. Em relação às características de desenvolvimento folicular, não foram observadas diferenças entre os grupos em relação aos dias precedendo a primeira ovulação pós-parto, assim como as características de dinâmica folicular se assemelham aos resultados obtidos em ciclos de éguas não gestantes. No entanto, quando avaliadas as características em relação ao pós-parto imediato, diferenças no perfil de desenvolvimento folicular foram observadas entre os grupos, devido ao maior desenvolvimento folicular no grupo precoce durante a primeira semana pós-parto. Portanto, apesar do número reduzido de animais, os resultados observados sugerem que eventos cruciais ocorrem antes do parto, levando ao maior desenvolvimento folicular em alguns animais, principalmente os que apresentam rápido desenvolvimento folicular e ovulação pós-parto. / The aim of this study was to evaluate the characteristics of ovarian dynamics, aspects of the uterine involution process and characteristics of uterine and ovarian hemodynamic during the postpartum period in mares (n = 10). Thus, the content presented in this thesis is divided into two chapters. In the first chapter, the aspects of the uterine involution process and characteristics of endometrial and mesometrial vascularization were evaluated. A rapid reduction (P<0,05) in uterine diameter was observed during the first 7 days postpartum, with subsequent decrease in the rate of uterine involution, and this process was completed in about 21 days for formerly nongravid horn (CNG) and 24 days for the formerly gravid horn (CG). For intrauterine fluid accumulations, an increase (P<0,05) was observed between days 1 and 2 postpartum (d1 and d2), with a significant reduction between d4 and d7, and no amount of fluid collections was observed in the animals after d16 or after the third day post-ovulation (D3). No differences (P>0,05) was observed between the uterine horns (CG and CNG) in relation to vascular perfusion characteristics. In this context, an increase (P<0,05) in the endometrial vascularity scores was observed between d1 and d4, remaining similar until d13, as well as an increase (P<0,05) in mesometrial vascularization occurred between d1 and d2. However, a reduction (P<0,05) in scores of mesometrial vasculature was observed from d2 to d10. After ovulation, an increase of endometrial vascularization was observed from D0 to D5, with reduction in scores from D5 to D11 and a further increase between D11 and D14. Similarly, the pattern of mesometrial vascularization was similar to that observed in the endometrium. In the second chapter, follicular development and vascularization were assessed during the first postpartum estrus, as well the characteristics of development and vascular perfusion of the corpus luteum (CL) and serum progesterone (P4) during the 16 days after the first postpartum ovulation. Additionally, the animals were divided into two groups: the group early (ovulation before the d10) or late (ovulation after d10). With regard to follicular development, no difference was observed between groups in days relative to the first postpartum ovulation, however, when evaluated on the day of parturition, differences were observed between groups. In this respect, the early group had a larger diameter (P<0,05) of the dominant follicle (F1) each day in the early postpartum period (d1-d7) and had a greater number of follicles (P<0,05) in the > 25 mm class during the first days postpartum (d1-d3). Additionally, the animals in the late group showed a greater number of follicles (P<0,05) in the 20-25 mm class during early postpartum period (d4-d7). Regarding the characteristics of vascular perfusion, no difference (P>0,05) was observed between groups regarding the vascularization of F1, ipsilateral ovarian pedicle blood flow, area and vascularization of the CL or serum P4. Therefore, in the initial postpartum period, distinct patterns in the characteristics of uterine vascularization was observed, however, after the first ovulation postpartum, the observed patterns resemble those observed in non-pregnant mares, possibly reflecting a return to nonpregnant uterine characteristics. Regarding the characteristics of follicular development, no differences were observed between groups in relation to the days prior to the first postpartum ovulation, as well the characteristics of follicular dynamics are similar to the results obtained in cycles of non-pregnant mares. However, when the characteristics were evaluated concerning the immediate postpartum period, differences in the profile of follicular development were observed between groups, due to increased follicular development in the early group during the first week postpartum. Therefore, although a small number of animals, the results suggest that critical events occur before foaling, leading to increased follicle development in some animals, particularly those with rapid follicular development and postpartum ovulation.

INTRODUÇÃO: Exercícios físicos são utilizados como terapia nãofarmacológica para o tratamento da hipertensão arterial e o treinamento físico (TF) por natação é reconhecido por produzir remodelamento cardíaco em animais experimentais. Entretanto, a ação vasodilatadora da adenosina (ado) resultante do exercício físico como prevenção e tratamento da hipertensão é pouco explorada. OBJETIVO: Avaliar remodelamento cardíaco e papel da adenosina na distribuição do fluxo sanguíneo para o miocárdio após treinamento físico em SHR. MÉTODO: 28 SHR machos babies e adultos foram submetidos ao TF aeróbio de natação, durante 10 semanas (5x/sem - 1h/dia). Foram utilizados protocolos de microesferas coloridas para avaliar fluxo sanguíneo, técnicas de morfologia para avaliar hipertrofia cardíaca e análises bioquímicas para verificar atividade de enzimas envolvidas na formação de adenosina. RESULTADOS: TF por natação atenuou a evolução da HA em SHR babies (S: 145±2; T: 140±2 mmHg), promoveu bradicardia de repouso em SHR adultos (S: 340±4; T: 321±6 bpm) e desenvolveu HC nos dois grupos (TB: 12%; TA: 10%). Na condição basal, o TF aumentou o FS coronário em SHR babies (S: 4745±2145; T: 6970±2374 mi/coração) e maior resposta vasodilatadora à infusão de adenosina foi observada (S: 18946±6685; T: 25045±7031 mi/coração). Nesse grupo o TF promoveu maior atividade da enzima 5-nucleotidase, levando à maior formação de adenosina (S: 0.45±0.09; T: 1.01±0.05). CONCLUSÃO: O TF de natação, além de desenvolver HC e apresentar maior hidrólise de AMP, promoveu aumento no FS coronário, sendo mostrado que desempenha um importante papel na regulação da hipertensão / ABSTRACT: Exercise training (ET) has been used as non-pharmacological therapy for hypertension treatment and the swimming physical training is recognized for yield cardiac remodeling in experiments. However, little is known on the effects of adenosine (Ado) resulting from ET as hypertension prevention and treatment. OBJECTIVE: To evaluate cardiac remodeling and the role of adenosine in cardiac blood flow distribution (BF) to the myocardium after aerobic ET on SHR. METHODS: 28 male SHR, babies and adults, were submitted to swimming training protocol during 10 weeks (5 times a week 1 h a day). Colored micro spheres protocols were used to evaluate blood flow, morphological techniques were used to evaluate cardiac hypertrophy and biochemical analysis were performed to verify enzyme activity in the adenosine formation. RESULTS: ET attenuated the evolution of hypertension in babies SHR group (S: 145±2; T: 140±2 mmHg), HR was lower in adults SHR (S: 340±4; T: 321±6 bpm) and CH increased in both groups (TB: 12%; TA: 10%). At basal condition, BF was increased in trained babies (S: 4745±2145; T: 6970±2374 mi/heart) and higher vasodilatation response were observed due to adenosine infusion (S: 18946±6685; T: 25045±7031 mi/heart). In this group, the ET promoted a higher 5- nucleotidase enzyme activity leading to a higher adenosine formation (S: 0.45±0.09; T: 1.01±0.05). CONCLUSION: The swimming training developed CH as well as increased adenosine formation, leading to higher coronary blood flow, being demonstrated its important role in hypertension regulation

by Leung Chung-chu. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 1993. / Includes bibliographical references (leaves 101-107). / ABSTRACT --- p.i / ACKNOWLEDGEMENTS --- p.iii / LIST OF ABBREVIATIONS --- p.iv / LIST OF PUBLICATIONS --- p.v / TABLE OF CONTENTS --- p.vi / Chapter CHAPTER 1 --- Introduction / Chapter 1.1 --- Background of the Rheopneumograph --- p.1 / Chapter 1.2 --- The Electrical Bio-impedance (EBI) technique used in Rheopneumography --- p.2 / Chapter 1.3 --- Problems with analysis of Rheopneumograph --- p.6 / Chapter 1.4 --- The EBI measurement unit --- p.8 / Chapter 1.5 --- Data analysis in Rheopneumography and the electrode design --- p.8 / Chapter 1.6 --- Modelling analysis in Rheopneumography --- p.9 / Chapter 1.7 --- Thesis outline --- p.10 / Chapter CHAPTER 2 --- Improvement to the impedance measurement system / Chapter 2.1 --- Introduction --- p.13 / Chapter 2.1.1 --- The Coherent Detection method in EBI signal --- p.13 / Chapter 2.1.2 --- To discuss the problem in Coherent Detection method --- p.16 / Chapter 2.1.3 --- To discuss the problem in Costas Receiver method --- p.16 / Chapter 2.2 --- The concept of the Amplitude Modulation Receiver --- p.17 / Chapter 2.3 --- EBI measurement unit design using AM receiver technique --- p.18 / Chapter 2.3.1 --- The C-Y receiver --- p.18 / Chapter 2.3.2 --- A simple DC offset adjust circuit --- p.23 / Chapter 2.3.3 --- 555KHz local oscillator and constant current source --- p.25 / Chapter 2.3.4 --- Selection of the low pass filter --- p.29 / Chapter 2.4 --- The characteristic of the whole circuit and performance --- p.32 / Chapter 2.5 --- Discussion --- p.36 / Chapter CHAPTER 3 --- Data analysis in Rheopneumogram / Chapter 3.1 --- Introduction --- p.38 / Chapter 3.2 --- The 5-10 electrode array method applied in Thorax Montage --- p.39 / Chapter 3.2.1 --- The definition of the 5-10 electrode array method --- p.39 / Chapter 3.2.2 --- The advantage of the 5-10 electrode array method --- p.41 / Chapter 3.3 --- Signal analysis in subject-to-subject comparison --- p.41 / Chapter 3.3.1 --- The relationship between the ECG and Rheopneumogram --- p.45 / Chapter 3.4 --- Identification of the best electrode location in Rheopneumograph using Pump-jet model --- p.51 / Chapter 3.4.1 --- The fluid mechanical model device (Pump-jet model) --- p.51 / Chapter 3.4.2 --- Result and discussion --- p.57 / Chapter 3.5 --- Electrical conductivity studies in Silicon fluid-Graphite composites applied in EBI electrode array system --- p.62 / Chapter 3.5.1 --- Experimental procedure and results --- p.63 / Chapter 3.6 --- Discussion --- p.73 / Chapter CHAPTER 4 --- Model analysis for the Impedance Rheopneumogram / Chapter 4.1 --- Introduction --- p.76 / Chapter 4.2 --- Blood flow phenomenon study in Rheopneumogram using Pipeline model --- p.78 / Chapter 4.2.1 --- Model derivation --- p.79 / Chapter 4.2.2 --- Result and discussion --- p.86 / Chapter 4.3 --- Blood velocity study in Rheopneumogram using Pump-jet model --- p.94 / Chapter 4.3.1 --- Result and discussion --- p.94 / Chapter 4.4 --- Conclusion --- p.96 / Chapter CHAPTER 5 --- General discussion and Conclusion --- p.97 / Chapter CHAPTER 6 --- Reference --- p.101 / APPENDICES / Chapter I --- Measurement method in the study --- p.107 / Chapter II --- The simplification of an equation in pump-jet model --- p.109 / Chapter III --- The simplification of an equation in pipeline model --- p.111 / Chapter IV --- Impedance relation between body and electrode --- p.112 / Chapter V --- The procedure of the curve fitting --- p.113

A personalized cardiovascular lumped parameter model of the left-sided heart and thesystemic circulation has been developed by the cardiovascular medicine research groupat Linköping University. It provides information about hemodynamics, some of whichcould otherwise only have been retrieved by invasive measurements. The framework forpersonalizing the model is made using 4D Flow MRI data, containing volumes describinganatomy and velocities in three directions. Thus far, the inputs to this model have beengenerated manually for each subject. This is a slow and tedious process, unpractical touse clinically, and unfeasible for many subjects.This project aims to develop a tool to calculate the inputs and run the model for mul-tiple subjects in an automatic way. It has its basis in 4D Flow MRI data sets segmentedto identify the locations of left atrium (LA), left ventricle (LV), and aorta, along with thecorresponding structures on the right side.The process of making this tool started by calculation of the inputs. Planes were placedin the relevant positions, at the mitral valve, aortic valve (AV) and in the ascending aortaupstream the brachiocephalic branches, and flow rates were calculated through them. TheAV plane was used to calculate effective orifice area of AV and aortic cross-sectional area,while the LV end systolic and end diastolic volumes were extracted form the segmentation.The tool was evaluated by comparison with manually created inputs and outputs,using 9 healthy volunteers and one patient deemed to have normal left ventricular func-tion. The patient was chosen from a subject group diagnosed with chronic ischemic heartdisease, and/or a history of angina, together with fulfillment of the high risk score ofcardiovascular diseases of the European Society of Cardiology. This data was evaluatedusing coefficient of variation, Bland-Altman plots and sum squared error. The tool wasalso evaluated visually on some subjects with pathologies of interest.This project shows that it is possible to calculate inputs fully automatically fromsegmented 4D Flow MRI and run the cardiovascular avatar in an automatic way, withoutuser interaction. The method developed seems to be in good to moderate agreement withthose obtained manually, and could be the basis for further development of the model.

The enzymatic method for ethanol measurement can detect very low concentration of ethanol at samples, consequently it can’t be applied for samples with high concentration and implies as very sensitive method at limited range of detection.The alcohol dehydrogenase method is based on oxidation of alcohol in the presence of ADH as enzyme and NAD+ as coenzyme and formation of acetaldehyde and NADH that can be monitored by spectrophotometric measurement at 334,340 or 365 nm wavelengths.Ethanol +NAD+ ADH↔ Acetaldehyde +NADH+H+For optimum conditions of measurements all the parameters that affect the enzymatic reaction including temperature, pH, trapping agent for product and proper mixing need to be optimized.In order to calculate the unknown concentration of ethanol in a sample based on this method,it is crucial to find right mathematical model to calculate the unknown concentrations of ethanol in the sample using a mathematical equation that generalizes relationships among the reactants in the reaction including the reaction products. In most enzymatic reactions many parameters are involved meaning that the reaction seldom follows simple linear relation between concentration and signal. Four-parameter logistic model is well suited for modeling sigmoid relationships frequently found in biology.The aim of this project is determination of ethanol at microdialysis samples and the fundamental reason for developing the present measurement method was to study changes in blood flow in living tissues using wash out of the very dissolvable ethanol as a flow marker using the Microdialysis technique.Result from this measurement technique for microdialysis samples shows that ethanol can be detected at range of 0,5-16mmol/L and whole detected concentration for different samples during one microdialysis test follows the inverse relation of blood flow changes in tissue.Also the reported result from Urea test as general method for studying blood flow changes and ethanol test for microdialysis sample has been compared and leads to this conclusion that ethanol techniques is as reliable tool for studying blood flow changes. / Uppsatsnivå: D