Intrapulmonary percussive ventilation superimposed on spontaneous breathing: a physiological study in patients at risk for extubation failure

Purpose: Intrapulmonary percussive ventilation (IPV) is a high-frequency ventilation modality that can be superimposed on spontaneous breathing. IPV may diminish respiratory muscle loading and help to mobilize secretions. The aim of this prospective study was to assess the short-term effects of IPV in patients at high risk for extubation failure who were receiving preventive non-invasive ventilation (NIV) after extubation. Methods: Respiratory rate, work of breathing, and gas exchange were evaluated in 17 extubated patients during 20min of IPV and 20min of NIV delivered via a facial mask, separated by periods of spontaneous breathing. The pressure-support level during NIV was adjusted until tidal volume reached 6-8ml/kg and positive end-expiratory pressure (PEEP) 4-5cmH2O. For IPV, the pressurisation frequency was set at 250cycles/min and driving pressure at 1.2bar. The pressure-time product of the diaphragm (PTPdi/min) was measured using an oesophageal and gastric double-balloon catheter. Results: Transdiaphragmatic pressure and PTPdi/min improved significantly (p<0.01), from a median [25th-75th percentiles] of 264 [190-300] to 192 [152-221]cmH2Os/min with IPV and from 273 [212-397] to 176 [120-216]cmH2Os/min with NIV. Respiratory rate decreased significantly from 23 [19-27] to 22 [17-24] breaths/min for IPV and from 25 [19-28] to 20 [18-22] breaths/min for NIV (p<0.01). Mean PaCO2 decreased after NIV (from 46 [42-48] to 41 [36-42]mmHg, p<0.01) but not after IPV. There was no noticeable effect on oxygenation. Conclusions: IPV is an interesting alternative to NIV in patients at risk for post-extubation respiratory failure. Both NIV and IPV diminished the respiratory rate and work of breathing, but IPV was less effective in improving alveolar ventilatio

Patient-ventilator asynchrony during non-invasive ventilation for acute respiratory failure: a multicenter study

Objective : To determine the prevalence of patient-ventilator asynchrony in patients receiving non-invasive ventilation (NIV) for acute respiratory failure. Design : Prospective multicenter observation study. Setting : Intensive care units in three university hospitals. Methods: Patients consecutively admitted to ICU were included. NIV, performed with an ICU ventilator, was set by the clinician. Airway pressure, flow, and surface diaphragmatic electromyography were recorded continuously for 30min. Asynchrony events and the asynchrony index (AI) were determined from visual inspection of the recordings and clinical observation. Results: A total of 60 patients were included, 55% of whom were hypercapnic. Auto-triggering was present in 8 (13%) patients, double triggering in 9 (15%), ineffective breaths in 8 (13%), premature cycling 7 (12%) and late cycling in 14 (23%). An AI>10%, indicating severe asynchrony, was present in 26 patients (43%), whose median (25-75 IQR) AI was 26 (15-54%). A significant correlation was found between the magnitude of leaks and the number of ineffective breaths and severity of delayed cycling. Multivariate analysis indicated that the level of pressure support and the magnitude of leaks were weakly, albeit significantly, associated with an AI>10%. Patient comfort scale was higher in pts with an AI<10%. Conclusion: Patient-ventilator asynchrony is common in patients receiving NIV for acute respiratory failure. Our results suggest that leaks play a major role in generating patient-ventilator asynchrony and discomfort, and point the way to further research to determine if ventilator functions designed to cope with leaks can reduce asynchrony in the clinical settin

In vitro effects of nanoparticles on renal cells

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>The ability of nanoparticles to cross the lung-blood barrier suggests that they may translocate to blood and to targets distant from their portal of entry. Nevertheless, nanotoxicity in organs has received little attention. The purpose of this study was to evaluate nanotoxicity in renal cells using <it>in vitro </it>models. Various carbon black (CB) (FW2–13 nm, Printex60-21 nm and LB101-95 nm) and titanium dioxide (TiO₂-15 and TiO₂-50 nm) nanoparticles were characterized on size by electron microscopy. We evaluated theirs effects on glomerular mesangial (IP15) and epithelial proximal tubular (LLC-PK₁) renal cells, using light microscopy, WST-1 assay, immunofluorescence labeling and DCFH-DA for reactive oxygen species (ROS) assay.</p> <p>Results</p> <p>Nanoparticles induced a variety of cell responses. On both IP15 and LLC-PK₁cells, the smallest FW2 NP was found to be the most cytotoxic with classic dose-behavior. For the other NPs tested, different cytotoxic profiles were found, with LLC-PK₁cells being more sensitive than IP15 cells. Exposure to FW2 NPs, evidenced in our experiments as the most cytotoxic particle type, significantly enhanced production of ROS in both IP15 and LLC-PK₁cells. Immunofluorescence microscopy using latex beads indicated that depending on their size, the cells internalized particles, which accumulated in the cell cytoplasm. Additionally using transmission electronic microscope micrographs show nanoparticles inside the cells and trapped in vesicles.</p> <p>Conclusion</p> <p>The present data constitute the first step towards determining <it>in vitro </it>dose effect of manufactured CB and TiO₂NPs in renal cells. Cytotoxicological assays using epithelial tubular and glomerular mesangial cell lines rapidly provide information and demonstrated that NP materials exhibit varying degrees of cytotoxicity. It seems clear that <it>in vitro </it>cellular systems will need to be further developed, standardized and validated (relative to <it>in vivo </it>effects) in order to provide useful screening data about the relative toxicity of nanoparticles.</p

P17-16. Anti-Langerin-HIV Gag p24 fusion protein targeting Langerhans cells as a new anti-HIV vaccine strategy

International audiencen.

Caractérisation des instabilités à basse fréquence dans une colonne de plasma magnétisé et étude de leur transition à la turbulence

Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de LorraineThis work is devoted to the experimental study of low frequency instabilities that occur in a magnetized plasma column. By using a limiter at the entry of the column, a transition between the Kelvin-Helmholtz instability and drift waves is observed when the magnetic field is increased. The Rayleigh-Taylor (or centrifugal) instability, can also be observed in between. With a view to to improve the efficiency of control methods, within the framework of controlled thermonuclear fusion research, we then studied the transitions to turbulence of these various instabilities. For each of them, a similar transition scenario is observed, in which spatio-temporal chaos results from the nonlinear interaction between two modes of incommensurable frequencies.Ce travail est consacré à l'étude expérimentale des instabilités à basse fréquence pouvant survenir dans une colonne de plasma magnétisé. En utilisant un limiteur à l'entrée de la colonne, nous avons observé que l'élévation du champ magnétique provoquait la transition entre un régime dominé par l'instabilité de Kelvin-Helmholtz et un régime d'ondes de dérive. Il a également été possible d'observer l'instabilité de Rayleigh-Taylor au cours de cette transition. Dans la perspective d'améliorer l'efficacité des méthodes de contrôle, dans le cadre de la recherche sur la fusion thermonucléaire contrôlée, nous avons ensuite étudié les transitions à la turbulence de ces différentes instabilités. Il apparaît pour chacune d'elles un scénario de transition similaire, dans lequel le chaos spatio-temporel résulte de l'interaction non linéaire entre deux modes de fréquences incommensurables

Caractérisation des instabilités à basse fréquence dans une colonne de plasma magnétisé et étude de leur transition à la turbulence

Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de LorraineThis work is devoted to the experimental study of low frequency instabilities that occur in a magnetized plasma column. By using a limiter at the entry of the column, a transition between the Kelvin-Helmholtz instability and drift waves is observed when the magnetic field is increased. The Rayleigh-Taylor (or centrifugal) instability, can also be observed in between. With a view to to improve the efficiency of control methods, within the framework of controlled thermonuclear fusion research, we then studied the transitions to turbulence of these various instabilities. For each of them, a similar transition scenario is observed, in which spatio-temporal chaos results from the nonlinear interaction between two modes of incommensurable frequencies.Ce travail est consacré à l'étude expérimentale des instabilités à basse fréquence pouvant survenir dans une colonne de plasma magnétisé. En utilisant un limiteur à l'entrée de la colonne, nous avons observé que l'élévation du champ magnétique provoquait la transition entre un régime dominé par l'instabilité de Kelvin-Helmholtz et un régime d'ondes de dérive. Il a également été possible d'observer l'instabilité de Rayleigh-Taylor au cours de cette transition. Dans la perspective d'améliorer l'efficacité des méthodes de contrôle, dans le cadre de la recherche sur la fusion thermonucléaire contrôlée, nous avons ensuite étudié les transitions à la turbulence de ces différentes instabilités. Il apparaît pour chacune d'elles un scénario de transition similaire, dans lequel le chaos spatio-temporel résulte de l'interaction non linéaire entre deux modes de fréquences incommensurables

Caractérisation des instabilités à basse fréquence dans une colonne de plasma magnétisé et étude de leur transition à la turbulence

Ce travail est consacré à l'étude expérimentale des instabilités à basse fréquence pouvant survenir dans une colonne de plasma magnétisé. En utilisant un limiteur à l'entrée de la colonne, nous avons observé que l'élévation du champ magnétique provoquait la transition entre un régime dominé par l'instabilité de Kelvin-Helmholtz et un régime d'ondes de dérive. Il a également été possible d'observer l'instabilité de Rayleigh-Taylor au cours de cette transition. Dans la perspective d'améliorer l'efficacité des méthodes de contrôle, dans le cadre de la recherche sur la fusion thermonucléaire contrôlée, nous avons ensuite étudié les transitions à la turbulence de ces différentes instabilités. Il apparaît pour chacune d'elles un scénario de transition similaire, dans lequel le chaos spatio-temporel résulte de l'interaction non linéaire entre deux modes de fréquences incommensurables.This work is devoted to the experimental study of low frequency instabilities that occur in a magnetized plasma column. By using a limiter at the entry of the column, a transition between the Kelvin-Helmholtz instability and drift waves is observed when the magnetic field is increased. The Rayleigh-Taylor (or centrifugal) instability, can also be observed in between. With a view to to improve the efficiency of control methods, within the framework of controlled thermonuclear fusion research, we then studied the transitions to turbulence of these various instabilities. For each of them, a similar transition scenario is observed, in which spatio-temporal chaos results from the nonlinear interaction between two modes of incommensurable frequencies.NANCY1-SCD Sciences & Techniques (545782101) / SudocSudocFranceF

Etude des interactions plasma-paroi par imagerie rapide (application aux plasmas de laboratoire et de tokamak)

La nécessité de trouver une nouvelle source d'énergie a mené les scientifiques à explorer la voie de la fusion thermonucléaire par confinement magnétique. Cependant la réalisation de tels plasmas de fusion dans les tokamaks actuels pose de nombreux défis tels que les interactions entre le plasma et les parois à l'origine de la création de poussières pouvant être néfastes au bon fonctionnement des futurs réacteurs à fusion. Une bonne connaissance de la quantité de poussières produites, de leur localisation et de leur transport durant la phase plasma est donc d'une importance fondamentale pour l'exploitation d'ITER. Un algorithme, développé et validé par l'expérience, est utilisé pour détecter et suivre les poussières dans ASDEX Upgrade (AUG) durant la phase plasma. Il permet d'analyser automatiquement des vidéos enregistrées par caméras rapides. Une large statistique sur la quantité de poussières micrométriques détectées en fonction du temps cumulé de décharge plasma est réalisée. Les premières analyses effectuées sur les cinq dernières campagnes montrent que la quantité de poussières est significativement faible voire nulle dans la plupart des décharges effectuées dans AUG, excepté pour des conditions spécifiques de décharges correspondant à des phases anormales de fonctionnement (disruptions, ELMs, déplacements du plasma vers les CFPs et absorption inefficace de la puissance de chauffage). Ces observations par caméra rapide et l'analyse via l'algorithme peuvent ainsi permettre, avec l'utilisation d'autres diagnostics plasmas, d'identifier les décharges plasmas à risque, pouvant aider à sélectionner les scénarios de fonctionnement les plus efficaces pour ITERThe necessity to find a new energy source has lead scientists to explore the way of thermonuclear fusion by magnetic confinement considered as one of the most promising possibility. However the production of such plasmas in the current tokamaks lies to several challenges like the interactions between the plasma and the first wall which spark off the creation of a lot of dust in the plasma which could be problematic for the operation of the next fusion reactors. The knowledge of dust production rates, localisation and transport through the vacuum vessel during plasma phases is of primary importance and must be investigated in preparation of ITER. A time and resource efficient algorithm named TRACE, validated thanks to a dedicated laboratory experiment, is used to detect and track dust particles in ASDEX Upgrade during plasma phase. It allows for automatically analyzing videos originating from fast framing cameras. A statistic about micron sized dust detection rate as a function of cumulated discharge duration is made on a large number of discharges (1470). First analyses covering five last campaigns clearly confirm that the amount of dust is significantly low in most of discharges realized in ASDEX Upgrade, excepted for specific conditions corresponding to off-normal plasma phases (disruptions, strong plasma fluctuations including ELMs, plasma displacement toward PFCs and inefficient absorption of heating power). These observations allow to identify the risky plasma discharges and choose the most efficient plasmas scenarios for ITER. It seems to also confirm the applicability of an all tungsten first wall for future fusion reactors as ITERMETZ-SCD (574632105) / SudocNANCY1-Bib. numérique (543959902) / SudocNANCY2-Bibliotheque electronique (543959901) / SudocNANCY-INPL-Bib. électronique (545479901) / SudocSudocFranceF

Etude de la turbulence et du transport par sondes électrostatiques et imagerie rapide dans une colonne de plasma magnétisé

Cette thèse s'inscrit dans le cadre des recherches visant à caractériser les structures turbulentes dans les plasmas et le transport que celles-ci peuvent engendrer. En complément des mesures par sondes de Langmuir, utilisées pour étudier localement le transport généré par les instabilités, une caractérisation spatiale des structures turbulentes est réalisée dans une section droite de la colonne de plasma grâce à l'utilisation de l'imagerie rapide. L'intensité lumineuse a été reliée à la densité électronique du plasma par la comparaison avec des mesures de sondes et l'utilisation conjointe de filtres interférentiels. Des outils de traitement de données ont été adaptés aux spécificités de l'imagerie (filtrage, extraction de séries temporelles, vélocimétrie). Il a été montré qu'une détection des couplages non-linéaires entre modes est possible à partir des données de caméra. Des couplages simultanés à différents rayons ont ainsi pu être étudiés et leur intensité a pu être reliée à l'évolution temporelle des spectres grâce au calcul de bicohérence en ondelettesThis work is devoted to the caracterization of turbulent structures and the induced transport in a magnetized plasma column. Complementary to Langmuir probe measurements, used for local investigation of instability induced turbulent transport, an accurate spatial caracterization of structures is achieved using fast imaging of the plasma column's cross-section. The fluctuating light intensity has been linked to density fluctuations of plasma electrons by comparisons with probe measurements and the combined use of interference filters. Processing techniques have been adapted to image data (filtering, extraction of time series, velocimetry). It could be shown that detection of non-linear mode couplings is possible via fast imaging. Simultaneous couplings could be studied at different radii and using wavelet bicoherence, the temporal evolution of power spectra could be linked with the coupling intensitiesNANCY1-Bib. numérique (543959902) / SudocSudocFranceF