Virtual simulation of the biomechanics of the abdominal wall with different stoma locations

An ostomy is a surgical procedure by which an artificial opening in the abdominal wall, known as a stoma, is created. We assess the effects of stoma location on the abdominal wall mechanics. We perform three-dimensional finite element simulations on an anatomy model which was generated on the basis of medical images. Our simulation methodology is entirely based on open source software. We consider seventeen different locations for the stoma incision (trephine) and we simulate the mechanical response of the abdominal wall when an intraabdominal pressure as high as 20 kPa is applied. We focus on factors related to the risk of parastomal hernia development such as the deformation experienced by the abdominal wall, the stress levels supported by its tissues and the corresponding level of trephine enlargement. No significant dependence was found between stoma location and the levels of abdominal wall deformations or stress supported by tissues, except for the case with a stoma located on the linea alba. Trephine perimeter and area respectively increased by as much as 44% and 85%. The level of trephine deformation depends on stoma location with considerably higher trephine enlargements found in stomas laterally located with respect to the rectus abdominis muscle.Peer ReviewedPostprint (published version

Trombosi venosa profunda: Estudi dels efectes del caminar i de la implantació de filtres de vena cava amb simulacions biomecàniques

"Trombosi venosa profunda: Estudi dels efectes del caminar i de la implantació de filtres de vena cava amb simulacions biomecàniques". Aquesta tesi descriu una recerca que s'ha dut a terme mitjançant simulacions per ordinador. L'objectiu ha estat estudiar aspectes concrets relacionats amb la trombosi venosa profunda. Aquests aspectes han estat estudiats des d'un punt de vista purament mecànic, en dues situacions: quins efectes té sobre una vena poplítia trombòtica el fet de caminar, i quins efectes comparatius té la implantació de quatre filtres diversos de vena cava. L'aproximació al problema ha estat doncs calcular mitjançant simulacions els valors de les magnituds físiques que descriuen els aspectes més rellevants. S'han desenvolupat un seguit de metodologies per dissenyar i implementar les simulacions, que s'han dut a terme usant un conjunt de paquets de programari lliure i tot un volum de codi generat específicament. Pel que fa als efectes del caminar sobre la vena poplítia s'ha conclòs que l'extensió/compressió del múscul semimembranós porta a un augment quantificat del diàmetre de la vena i a una millora de la circulació. També s'ha conclòs i quantificat que aquesta millora de la circulació desapareix si en paral·lel es produeix un augment del cabal sanguini. Pel que fa als filtres de vena cava, les conclusions més rellevants són relatives a l'efecte del flux sanguini sobre els filtres mateixos. S'han quantificat les forces de fricció i pressió exercides sobre els filtres en condicions de cabals o viscositats sanguinis diverses. Quatre filtres diversos s'han pogut comparar quantitativament ateses les forces i a més s'han pogut obtenir per tots ells unes estimacions fiables de les forces totals exercides quan hi ha variacions en el cabal/ritme cardíac i/o en la viscositat sanguínia."Trombosis venosa profunda: Estudio de los efectos de caminar i de la implantación de filtros d evena cava con simulaciones biomecánicas" Esta tesis describe una investigación que se ha llevado a cabo mediante simulaciones por ordenador. El objetivo ha sido estudiar aspectos concretos relacionados con la trombosis venosa profunda. Estos aspectos han sido estudiados desde un punto de vista puramente mecánico, en dos situaciones: qué efectos tiene sobre una vena poplítea trombótica el caminar, y qué efectos comparativos tiene la implantación de cuatro filtros distintos de vena cava. La aproximación al problema ha sido pues calcular mediante simulaciones los valores de las magnitudes físicas que describen los aspectos más relevantes. Se han desarrollado una serie de metodologías para diseñar e implementar las simulaciones, que se han llevado a cabo usando un conjunto de paquetes de software libre y un volumen de código generado específicamente. En cuanto a los efectos de caminar sobre la vena poplítea se ha concluido que la extensión/compresión del músculo semimembranoso lleva a un aumento cuantificado del diámetro de la vena y a una mejora de la circulación. También se ha concluido y cuantificado que esta mejora de la circulación desaparece si en paralelo se produce un aumento del caudal sanguíneo. En cuanto a los filtros de vena cava, las conclusiones más relevantes son relativas a los efectos del flujo sanguíneo sobre los propios filtros. Se han cuantificado las fuerzas de fricción y presión ejercidas sobre los filtros en condiciones de caudales o viscosidades sanguíneos diversas. Cuatro filtros distintos se han podido comparar cuantitativamente dadas las fuerzas y además se han podido obtener para todos ellos unas estimaciones fiables de las fuerzas totales ejercidas cuando hay variaciones en el caudal/ritmo cardíaco y/o en la viscosidad sanguínea"Deep vein thrombosis: Study of the effects of walking and of the implantation of vena cava filters through biomechanical simulations". This thesis describes a research that was carried out through computer simulations. The objective was to study specific aspects related to deep vein thrombosis. These aspects were studied from a purely mechanical point of view, in two different situations: effects of walking on a thrombotic popliteal vein, and effects of the implantation of four different vena cava filters. The problem was approached by calculating the values of the physical magnitudes that describe the most relevant aspects by means of numerical simulations. Several methodologies were developed to design and implement these simulations. For these purposes some taylor-made codes were created to be used along with a set of open source software packages. Regarding the effects of walking on the popliteal vein it was concluded that the extension/compression of the semimembranous muscle yields an increase of the vein diameter and an improvement in the blood flow. It was also concluded and quantified to what extent this improvement in blood flow is reduced when blood flow is increased. Regarding vena cava filters, the most relevant conclusions are related to the effect of blood flow on the filters themselves. The forces of friction and pressure exerted on the filters in different conditions of flow rates or blood viscosities have been quantified. Four different filters could be compared quantitatively with respect to the forces exerted on them. In addition reliable estimates of the total forces exerted for all filters when there are variations in flow/heart rate and/or blood viscosity were obtained

Trombosi venosa profunda: Estudi dels efectes del caminar i de la implantació de filtres de vena cava amb simulacions biomecàniques

"Trombosi venosa profunda: Estudi dels efectes del caminar i de la implantació de filtres de vena cava amb simulacions biomecàniques". Aquesta tesi descriu una recerca que s'ha dut a terme mitjançant simulacions per ordinador. L'objectiu ha estat estudiar aspectes concrets relacionats amb la trombosi venosa profunda. Aquests aspectes han estat estudiats des d'un punt de vista purament mecànic, en dues situacions: quins efectes té sobre una vena poplítia trombòtica el fet de caminar, i quins efectes comparatius té la implantació de quatre filtres diversos de vena cava. L'aproximació al problema ha estat doncs calcular mitjançant simulacions els valors de les magnituds físiques que descriuen els aspectes més rellevants. S'han desenvolupat un seguit de metodologies per dissenyar i implementar les simulacions, que s'han dut a terme usant un conjunt de paquets de programari lliure i tot un volum de codi generat específicament. Pel que fa als efectes del caminar sobre la vena poplítia s'ha conclòs que l'extensió/compressió del múscul semimembranós porta a un augment quantificat del diàmetre de la vena i a una millora de la circulació. També s'ha conclòs i quantificat que aquesta millora de la circulació desapareix si en paral·lel es produeix un augment del cabal sanguini. Pel que fa als filtres de vena cava, les conclusions més rellevants són relatives a l'efecte del flux sanguini sobre els filtres mateixos. S'han quantificat les forces de fricció i pressió exercides sobre els filtres en condicions de cabals o viscositats sanguinis diverses. Quatre filtres diversos s'han pogut comparar quantitativament ateses les forces i a més s'han pogut obtenir per tots ells unes estimacions fiables de les forces totals exercides quan hi ha variacions en el cabal/ritme cardíac i/o en la viscositat sanguínia."Trombosis venosa profunda: Estudio de los efectos de caminar i de la implantación de filtros d evena cava con simulaciones biomecánicas" Esta tesis describe una investigación que se ha llevado a cabo mediante simulaciones por ordenador. El objetivo ha sido estudiar aspectos concretos relacionados con la trombosis venosa profunda. Estos aspectos han sido estudiados desde un punto de vista puramente mecánico, en dos situaciones: qué efectos tiene sobre una vena poplítea trombótica el caminar, y qué efectos comparativos tiene la implantación de cuatro filtros distintos de vena cava. La aproximación al problema ha sido pues calcular mediante simulaciones los valores de las magnitudes físicas que describen los aspectos más relevantes. Se han desarrollado una serie de metodologías para diseñar e implementar las simulaciones, que se han llevado a cabo usando un conjunto de paquetes de software libre y un volumen de código generado específicamente. En cuanto a los efectos de caminar sobre la vena poplítea se ha concluido que la extensión/compresión del músculo semimembranoso lleva a un aumento cuantificado del diámetro de la vena y a una mejora de la circulación. También se ha concluido y cuantificado que esta mejora de la circulación desaparece si en paralelo se produce un aumento del caudal sanguíneo. En cuanto a los filtros de vena cava, las conclusiones más relevantes son relativas a los efectos del flujo sanguíneo sobre los propios filtros. Se han cuantificado las fuerzas de fricción y presión ejercidas sobre los filtros en condiciones de caudales o viscosidades sanguíneos diversas. Cuatro filtros distintos se han podido comparar cuantitativamente dadas las fuerzas y además se han podido obtener para todos ellos unas estimaciones fiables de las fuerzas totales ejercidas cuando hay variaciones en el caudal/ritmo cardíaco y/o en la viscosidad sanguínea"Deep vein thrombosis: Study of the effects of walking and of the implantation of vena cava filters through biomechanical simulations". This thesis describes a research that was carried out through computer simulations. The objective was to study specific aspects related to deep vein thrombosis. These aspects were studied from a purely mechanical point of view, in two different situations: effects of walking on a thrombotic popliteal vein, and effects of the implantation of four different vena cava filters. The problem was approached by calculating the values of the physical magnitudes that describe the most relevant aspects by means of numerical simulations. Several methodologies were developed to design and implement these simulations. For these purposes some taylor-made codes were created to be used along with a set of open source software packages. Regarding the effects of walking on the popliteal vein it was concluded that the extension/compression of the semimembranous muscle yields an increase of the vein diameter and an improvement in the blood flow. It was also concluded and quantified to what extent this improvement in blood flow is reduced when blood flow is increased. Regarding vena cava filters, the most relevant conclusions are related to the effect of blood flow on the filters themselves. The forces of friction and pressure exerted on the filters in different conditions of flow rates or blood viscosities have been quantified. Four different filters could be compared quantitatively with respect to the forces exerted on them. In addition reliable estimates of the total forces exerted for all filters when there are variations in flow/heart rate and/or blood viscosity were obtained

Understanding polyoxometalates as water oxidation catalysts through iron vs. cobalt reactivity

International audienceCobalt polyoxometalates (Co-POMs) have emerged as promising water oxidation catalysts (WOCs), with the added advantage of their molecular nature despite being metal oxide fragments. In comparison with metal oxides, that do not offer well-defined active surfaces, POMs have a controlled, discrete structure that allows for precise correlations between experiment and computational analyses. Thus, beyond highly active WOCs, POMs are also model systems to gain deeper mechanistic understanding on the oxygen evolution reaction (OER). The tetracobalt Weakley sandwich [CoII4(H2O)2(B-α-PW9O34)2]10− (Co4-WS) has been one of the most extensively studied. We have compared its activity with that of the iron analog [FeIII4(H2O)2(B-α-PW9O34)2]6− (Fe4-WS) looking for the electronic effects determining their activity. Furthermore, the effect of POM nuclearity was also investigated by comparison with the iron- and cobalt-monosubstituted Keggin clusters. Electrocatalytic experiments employing solid state electrodes containing the POMs and the corresponding computational calculations demonstrate that CoII-POMs display better WOC activity than the FeIII derivatives. Moreover, the activity of POMs is less influenced by their nuclearity, thus Weakley sandwich moieties show slightly improved WOC characteristics than Keggin clusters. In good agreement with the experimental data, computational methods, including pKa values, confirm that the resting state for Fe-POMs in neutral media corresponds to the S1 (FeIII–OH) species. Overall, the proposed reaction mechanism for Fe4-WS is analogous to that found for Co4-WS, despite their electronic differences. The potential limiting step is a proton-coupled electron transfer event yielding the active S2 (FeIV[double bond, length as m-dash]O) species, which receives a water nucleophilic attack to form the O–O bond. The latter has activation energies slightly higher than those computed for the Co-POMs, in good agreement with experimental observations. These results provide new insights for the accurate understanding of the structure–reactivity relationships of polyoxometalates in particular, and or metal oxides in general, which are of utmost importance for the development of new bottom-up synthetic approaches to design efficient, robust and non-expensive earth-abundant water oxidation catalyst

Estat de l'exclusió residencial : impactes de la Llei 24/2015 i altres mesures de resposta : Emergència habitacional, lluita dels moviments socials i avaluació de les respostes dels poders públics als desnonaments i la pobresa energètica

Accedir a l'habitatge i fer front a les despeses derivades dels subministraments bàsics són problemàtiques que actualment pateixen moltes famílies catalanes. En aquest informe s'exposa quin ha estat el paper de moviments socials com la PAH i l'APE com a identificadors del problema de l'emergència habitacional i pobresa energètica i l'impuls de noves legislacions que hi puguin donar resposta. En concret, l'informe es centra en la Llei 24/2015 de mesures urgents per fer front a l'emergència habitacional i la pobresa energètica, una gran fita aconseguida gràcies a la mobilització social. Tanmateix, es pretén explicar aquestes problemàtiques i les seves relacions amb la salut de qui les pateix. Els resultats i conclusions de la investigació han permès generar unes recomanacions que, si s'apliquessin, permetrien reduir aquestes problemàtiques i els seus efectes.Acceder a la vivienda y hacer frente a los gastos derivados de los suministros básicos son problemas que actualmente sufren muchas familias catalanas. En este informe se expone cuál ha sido el papel de movimientos sociales como la PAH y la APE como identificadores del problema de la emergencia habitacional y pobreza energética y el impulso de nuevas legislaciones que puedan dar respuesta. En concreto, el informe se centra en la Ley 24/2015 de medidas urgentes para hacer frente a la emergencia habitacional y la pobreza energética, un gran hito conseguido gracias a la movilización social. Sin embargo, se pretende explicar estas problemáticas y sus relaciones con la salud de quien las sufre. Los resultados y conclusiones de la investigación han permitido generar unas recomendaciones que, de aplicarse, permitirían reducir estas problemáticas y sus efectos