Computational fluid dynamics indicators to improve cardiovascular pathologies

In recent years, the study of computational hemodynamics within anatomically complex vascular regions has generated great interest among clinicians. The progress in computational fluid dynamics, image processing and high-performance computing haveallowed us to identify the candidate vascular regions for the appearance of cardiovascular diseases and to predict how this disease may evolve. Medicine currently uses a paradigm called diagnosis. In this thesis we attempt to introduce into medicine the predictive paradigm that has been used in engineering for many years. The objective of this thesis is therefore to develop predictive models based on diagnostic indicators for cardiovascular pathologies. We try to predict the evolution of aortic abdominal aneurysm, aortic coarctation and coronary artery disease in a personalized way for each patient. To understand how the cardiovascular pathology will evolve and when it will become a health risk, it is necessary to develop new technologies by merging medical imaging and computational science. We propose diagnostic indicators that can improve the diagnosis and predict the evolution of the disease more efficiently than the methods used until now. In particular, a new methodology for computing diagnostic indicators based on computational hemodynamics and medical imaging is proposed. We have worked with data of anonymous patients to create real predictive technology that will allow us to continue advancing in personalized medicine and generate more sustainable health systems. However, our final aim is to achieve an impact at a clinical level. Several groups have tried to create predictive models for cardiovascular pathologies, but they have not yet begun to use them in clinical practice. Our objective is to go further and obtain predictive variables to be used practically in the clinical field. It is to be hoped that in the future extremely precise databases of all of our anatomy and physiology will be available to doctors. These data can be used for predictive models to improve diagnosis or to improve therapies or personalized treatments.En els últims anys, l'estudi de l'hemodinàmica computacional en regions vasculars anatòmicament complexes ha generat un gran interès entre els clínics. El progrés obtingut en la dinàmica de fluids computacional, en el processament d'imatges i en la computació d'alt rendiment ha permès identificar regions vasculars on poden aparèixer malalties cardiovasculars, així com predir-ne l'evolució. Actualment, la medicina utilitza un paradigma anomenat diagnòstic. En aquesta tesi s'intenta introduir en la medicina el paradigma predictiu utilitzat des de fa molts anys en l'enginyeria. Per tant, aquesta tesi té com a objectiu desenvolupar models predictius basats en indicadors de diagnòstic de patologies cardiovasculars. Tractem de predir l'evolució de l'aneurisma d'aorta abdominal, la coartació aòrtica i la malaltia coronària de forma personalitzada per a cada pacient. Per entendre com la patologia cardiovascular evolucionarà i quan suposarà un risc per a la salut, cal desenvolupar noves tecnologies mitjançant la combinació de les imatges mèdiques i la ciència computacional. Proposem uns indicadors que poden millorar el diagnòstic i predir l'evolució de la malaltia de manera més eficient que els mètodes utilitzats fins ara. En particular, es proposa una nova metodologia per al càlcul dels indicadors de diagnòstic basada en l'hemodinàmica computacional i les imatges mèdiques. Hem treballat amb dades de pacients anònims per crear una tecnologia predictiva real que ens permetrà seguir avançant en la medicina personalitzada i generar sistemes de salut més sostenibles. Però el nostre objectiu final és aconseguir un impacte en l¿àmbit clínic. Diversos grups han tractat de crear models predictius per a les patologies cardiovasculars, però encara no han començat a utilitzar-les en la pràctica clínica. El nostre objectiu és anar més enllà i obtenir variables predictives que es puguin utilitzar de forma pràctica en el camp clínic. Es pot preveure que en el futur tots els metges disposaran de bases de dades molt precises de tota la nostra anatomia i fisiologia. Aquestes dades es poden utilitzar en els models predictius per millorar el diagnòstic o per millorar teràpies o tractaments personalitzats.Postprint (published version

On technological and spatial patterns of lithic objects. Evidence from the Middle Paleolithic at Grotte de la Verpillière II, Germolles, France

Sites in Saône-et-Loire were object of early observations about the legacy of stone age people. As early as in the 1860s, first excavations were conducted at Solutré (1866), as well as at Grotte de la Verpillière (1868, that was renamed to Grotte de la Verpillière I in 2006, because of the discovery of another site about 50 m southwards on the same local sub-district Verpillière). Precisely this recently discovered site is object of research in this thesis. This study focusses on lithic objects of three stratified Late Middle Paleolithic layers at Grotte de la Verpillière II in Germolles (municipality of Mellecey, Saône-et-Loire, France) that is a collapsed rock shelter with a corresponding cave tunnel. The analysed assemblages derive from layers sandwiched between the collapsed rock shelter roof and a former collapse of blocks from the ceiling, situated on the transition from the cave tunnel to the rock shelter. All three assemblages are attributed to the Late Middle Paleolithic and preliminary dated by radiometric methods into the early OIS 3. This thesis is a technological and spatial study that deals with these recently excavated lithic assemblages from a site that luckily did not suffer from ancient excavations. The materials studied were recovered during the 2009 to 2014 field season conducted under the auspice of Prof. Harald Floss (University of Tübingen). It includes analyses about lithic raw material, blank production, reduction concepts, metrics and spatial distribution of lithic objects. The results are compared with observed patterns of the surrounding Middle Paleolithic record and place them in the wider geographical context. The aim of this thesis is to find reliable evidence for classifying the lithic assemblage of GH 3, 4x and 4, and to find patterns that can be compared with other observations on other sites. It is demonstrated that the assemblage of the uppermost Middle Paleolithic layer (GH 3) is clearly associated with assemblages from central Europe because of the presence of Keilmesser and other elements that are common in a Keilmessergruppen context. Levallois reduction is the main concept for obtaining blanks. The assemblages of GH 4 and 4x are quite small but yield evidence for the same association. In the beginning of the study the presence of Keilmesser was foremost known from studies of Desbrosse and others in the 1970s about collections from Grotte de la Verpillière I (Méray excavation in 1868) The study at hand discusses the unifacial and bifacial industries and does not exclude coarse-grained materials such as quartzite to get a good overview of all stratified Late Middle Paleolithic lithic assemblages at the site. Lithic objects of mixed colluvial sediments (that are situated on top of the stratified) are only a minor part of this discussion. It further forms a corpus of observations that are as well present in many other Middle Paleolithic assemblages of the surrounding area (Côte chalonnaise). This study clearly deals with the problem of classification systems for the Middle Paleolithic lithic record and tries to find bridges between french and german systems to build chronological and spatial entities in the context of assemblages associated with Neanderthals.Fundstellen in Saône-et-Loire waren Gegenstand früher Beobachtungen über die Hinterlassenschaften steinzeitlicher Menschen. Bereits in den 1860er Jahren fanden erste Ausgrabungen in Solutré (1866), sowie der Grotte de la Verpillière statt (1868, die im Jahre 2006 zu Grotte de la Verpillière I umbenannt wurde, weil 50 m südlich eine neue Fundstelle auf derselben Gemarkung entdeckt wurde). Eben diese kürzlich entdeckte Fundstelle ist Gegenstand dieser Dissertation. Diese Arbeit legt den Fokus auf lithische Objekte aus drei stratifizierten Spät-Mittelpaläolithischen Schichten der Grotte de la Verpillière II in Germolles (Gemeinde Mellecey, Saône-et-Loire, Frankreich), welche aus einem kollabierten Felsüberhang und einem daran angeschlossenen Höhlentunnel besteht. Die analysierten Inventare stammen aus unterhalb des kollabierten Felsdaches befindlichen und auf kollabierten Deckenblöcken abgelagerten Schichten, die am Übergang zwischen dem kollabierten Felsüberhang und dem Höhlentunnel ausgegraben wurden. Alle drei Inventare werden dem späten Mittelpaläolithikum zugerechnet und konnten vorläufig durch radiometrische Methoden in das OIS 3 datiert werden. Diese Dissertation ist eine technologische und räumliche Studie die sich mit kürzlich ausgegrabenen Steininventaren beschäftigt, welche an einer Fundstelle ausgegraben wurden, die glücklicherweise nicht durch Altgrabungen in Mitleidenschaft gezogen wurde. Das studierte Material wurde während der Kampagnen 2009 bis 2014 unter der Leitung von Prof. Harald Floss (Universität Tübingen) geborgen. Sie schließt Analysen zu lithischem Rohmaterial, Grundformproduktion, Abbaukonzepte, Metrik und räumliche Verteilung von Steinartefakten mit ein. Die Ergebnisse werden mit beobachteten Mustern von umgebenen mittelpaläolithischen Fundstellen verglichen und in den weiteren geographischen Kontext gesetzt. Das Ziel dieser Dissertation ist es, glaubhafte Indizien für die Klassifizierungen der Steinartefaktinventare des GH 3, 4x und 4 zu finden, sowie Muster aufzuspüren, die verwendet werden können, um diese Beobachtungen mit solchen anderer Fundstellen vergleichen zu können. Es konnte gezeigt werden, dass das Inventar der obersten mittelpaläolithischen Schicht (GH 3) aufgrund der Präsenz von Keilmessern und anderen Keilmessergruppen-Elementen klar mit Inventaren aus Mitteleuropa assoziiert ist. Levallois ist das vorwiegend angewandte Konzept zu Bereitstellung von Grundformen. Die Inventare des GH 4 und 4x sind recht klein aber zeigen ebenfalls Indizien für dieselbe Assoziation. Zu Beginn der Studien war das Vorhandensein von Keilmessern vorwiegend durch die Arbeiten von Desbrosse und anderen im Laufe der 1970er Jahre an Sammlungen der Grotte de la Verpillière I (Méray-Ausgrabung 1868) bekannt. Die vorliegende Studie diskutiert unifazielle und bifazielle Industrien und schließt grobkörnige Materialien wie Quarzit nicht aus, um einen guten Überblick über die spät-mittelpaläolithischen Inventare der Fundstelle zu erhalten. Steinartefakte aus durchmischten Schichten (diese befinden sich oberhalb der stratifizierten) werden nur am Rande behandelt. Des Weiteren beschreibt diese Arbeit einen Korpus an Beobachtungen, welche sich auch in umliegenden Fundstellen der Côte chalonnaise finden lassen. Diese Studie behandelt deutlich Probleme von Klassifikationssystemen der mittelpaläolithischen Hinterlassenschaften und versucht eine Brücke zwischen französischen und deutschen Systemen zu finden, um chronologische und räumliche Einheiten im Kontext von Inventaren zu schaffen, welche mit Neanderthalern assoziiert sind.Plusieurs sites préhistoriques du département de Saône-et-Loire furent parmi les premiers à permettre des observations sur la vie des hommes du Paléolithique. Dès les années 1860 des fouilles eurent lieu à Solutré (1866), ainsi qu’à la Grotte de la Verpillière (1868). Le nom de cette dernière a été récemment changé en « Grotte de la Verpillière I », en raison de la découverte d’une deuxième grotte en 2006, à 50 m de distance au sud de la première. Cette nouvelle grotte, dite « de la Verpillière II », est précisément l’objet de la présente thèse de doctorat. L’étude repose sur les vestiges lithiques attribuables à un Paléolithique moyen tardif, provenant de trois unités stratigraphiques de la Grotte de la Verpillière II à Germolles (commune de Mellecey, Saône-et-Loire, France). Le site se compose d‘un abri sous roche effondré, suivi d’un couloir de grotte largement comblé. Les assemblages analysés proviennent des couches situées entre les blocs d’effondrement du plafond de la grotte, en partie haute, et une phase d‘effondrement plus ancienne à la base, à la jonction entre l’ancien abri et son prolongement en grotte. Les trois assemblages sont attribués à un Paléolithique moyen tardif, que les premières datations radiométriques rapportent à l’OIS 3. Cette thèse présente l‘étude technologique et spatiale d‘ensembles lithiques récemment fouillés, provenant d‘un site complètement épargné par les fouilles anciennes. Les ensembles étudiés ont été recueillis entre 2009 et 2014, lors de fouilles programmées dirigées par le Prof. Harald Floss (Université de Tübingen). La thèse contient des analyses sur les matières premières, le débitage, les concepts de production, la métrique et la distribution spatiale des vestiges lithiques. Les résultats obtenus sont ensuite comparés à des observations similaires issues de sites du Paléolithique moyen régional, puis replacés dans un contexte géographiquement plus élargi. Le but de cette thèse est de relever des indices crédibles, permettant la classification typo-chronologique des ensembles lithiques des unités stratigraphiques GH 3, 4x et 4, mais aussi d’identifier des modèles aptes à comparer ces observations avec d’autres sites contemporains. Il est ainsi démontré que l’assemblage lithique de la couche supérieure du Paléolithique moyen (GH 3) peut être clairement associé aux assemblages de l’Europe centrale, en raison de la présence de Keilmesser et d’autres éléments communs dans le contexte des Keilmessergruppen. Le concept dominant de débitage est le concept Levallois. Si les ensembles issus des unités des GH 4x et 4 sont quantitativement plus restreints, ils montrent des indices probants d‘une même association. Au début de l’étude, la présence des Keilmesser était surtout connues par les travaux de R. Desbrosse et de quelques autres, au cours des années 1970, à partir des collections anciennes de la Grotte de la Verpillière I (fouille Méray, 1868). La présente étude débat des industries unifaciales et bifaciales, sans exclure l‘utilisation de matières premières plus grenues comme le quartzite, afin d’obtenir une vue globale des industries du Paléolithique moyen tardif présentes sur ce site. Des vestiges lithiques provenant des dépôts perturbés (situés à la partie supérieure de la stratigraphie) ne jouent qu’un rôle mineur dans cette analyse. Cette étude fournit ainsi un corpus détaillé d’observations, qui sont également attestées pour d’autres sites paléolithiques de la Côte chalonnaise. Plus globalement, cette thèse traite des problèmes liés aux systèmes de classification des industries lithiques du Paléolithique moyen et tente de trouver des ponts entre les systèmes français et allemands. Il s‘agit d’établir des unités chronologiques et spatiales bien contextualisées, pour les ensembles lithiques attribués aux néandertaliens

Molecular phylogeny of horseshoe crab using mitochondrial Cox1 gene as a benchmark sequence

An effort to assess the utility of 650 bp Cytochrome C oxidase subunit I (DNA barcode) gene in delineating the members horseshoe crabs (Family: xiphosura) with closely related sister taxa was made. A total of 33 sequences were extracted from National Center for Biotechnological Information (NCBI) which include horseshoe crabs, beetles, common crabs and scorpion sequences. Constructed phylogram showed beetles are closely related with horseshoe crabs than common crabs. Scorpion spp were distantly related to xiphosurans. Phylogram and observed genetic distance (GD) date were also revealed that Limulus polyphemus was closely related with Tachypleus tridentatus than with T.gigas. Carcinoscorpius rotundicauda was distantly related with L.polyphemus. The observed mean Genetic Distance (GD) value was higher in 3rd codon position in all the selected group of organisms. Among the horseshoe crabs high GC content was observed in L.polyphemus (38.32%) and lowest was observed in T.tridentatus (32.35%). We conclude that COI sequencing (barcoding) could be used in identifying and delineating evolutionary relatedness with closely related specie

Crab and cockle shells as heterogeneous catalysts in the production of biodiesel

In the present study, the waste crab and cockle shells were utilized as source of calcium oxide to transesterify palm olein into methyl esters (biodiesel). Characterization results revealed that the main component of the shells are calcium carbonate which transformed into calcium oxide upon activated above 700 °C for 2 h. Parametric studies have been investigated and optimal conditions were found to be catalyst amount, 5 wt.% and methanol/oil mass ratio, 0.5:1. The waste catalysts perform equally well as laboratory CaO, thus creating another low-cost catalyst source for producing biodiesel. Reusability results confirmed that the prepared catalyst is able to be reemployed up to five times. Statistical analysis has been performed using a Central Composite Design to evaluate the contribution and performance of the parameters on biodiesel purity

MC 2019 Berlin Microscopy Conference - Abstracts

Das Dokument enthält die Kurzfassungen der Beiträge aller Teilnehmer an der Mikroskopiekonferenz "MC 2019", die vom 01. bis 05.09.2019, in Berlin stattfand

The HBP1 tumor suppressor is a negative epigenetic regulator of MYCN driven neuroblastoma through interaction with the PRC2 complex

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