Characterization of SH-SY5Y neurons subject to 92kHz ultrasound stimulation / Caracterización de neuronas SH-SY5Y sujetas a estimulación por ultrasonido de 92 kHz

SUMMARY: Cellular microstructural changes due to ultrasound exposure are critical to understand and characterize in order to further the establishment of ultrasonics in cell and tissue engineering and medicine. In this study, neurite length, nuclear morphology, and cellular toxicity are assessed at varying intensities of 92 kHz ultrasound provided by a piezoceramic disk element and incident upon SH- SY5Y neurons in vitro. Findings suggest that stimulation increases neurite length up to 2.73 fold tested at α = 0.05 in an intensity dependent manner. Additionally, stimulation causes a statistically significant (α = 0.05) decrease in nuclear area and less elongated nuclei, by 1.78 fold and 1.38 fold respectively, also in an intensity dependent manner. For maximum transducer surface intensities ranging from 0 to 39.11 W/cm2, the toxicity of 92 kHz ultrasound is assessed and a nontoxic range is determined using Caspase-3 and Annexin V staining, in addition to Calcium imaging via Calcein-AM staining. Intensities of up to 1.6 W/cm2 are found to be nontoxic for the cells under the parameters used in this study.

RESUMEN: Los cambios micro estructurales celulares debidos a la exposición a los ultrasonidos son fundamentales para comprender y caracterizar el establecimiento de los ultrasonidos en la ingeniería y la medicina de células y tejidos. En este estudio, la longitud de las neuritas, la morfología nuclear y la toxicidad celular se evalúan a intensidades variables de ultrasonido de 92 kHz proporcionado por un elemento de disco piezocerámico e incidente sobre las neuronas SH-SY5Y in vitro. Los resultados sugieren que la estimulación aumenta la longitud de las neuritas hasta 2,73 veces probada a α = 0,05 de una manera dependiente de la intensidad. Además, la estimulación provoca una disminución estadísticamente significativa (α = 0,05) en el área nuclear y núcleos menos alargados, en 1,78 veces y 1,38 veces, respectivamente y también de una manera dependiente de la intensidad. Para intensidades máximas de la superficie del transductor que oscilan entre 0 y 39,11 W / cm2, se evaluó la toxicidad del ultrasonido de 92 kHz y se determinó un rango no tóxico mediante tinción con Caspasa-3 y Anexina V, además de imágenes de calcio mediante tinción con Calceína-AM. Se encontró que las intensidades de hasta 1.6 W / cm2 no son tóxicas para las células bajo los parámetros usados en este estudio.

Variabilidad de micrófonos utilizados para análisis acústico de la voz en los últimos veinte años / Variability of microphones used for acoustic analysis of the voice in the last twenty years

Se realizó una reflexión sobre la selección, durante los últimos 20 años, de los micró-fonos utilizados en estudios científicos que consideran análisis acústico y que son he-chos por profesionales de la voz. Se revisaron los equipos escogidos en 21 artículos ­a través del motor de búsqueda de Google, principalmente Google Scholar­ en los que la metodología consideraba el análisis acústico. Solo 4 de los 21 documentos elegidos realizaron una selección acertada según los estándares actuales de microfonía para fines de muestreo. Se determinó que los procesos de estandarización deben continuar con su perfeccionamiento

A reflection was made on the selection of microphones used in scientific studies, per-formed in the last 20 years, that consider acoustic analysis and are made by voice spe-cialists. The selected equipment was reviewed in 21 articles ­found through the Goo-gle engine, mainly Google Scholar­ in which the methodology considered acoustic analysis. Only 4 of the 21 chosen articles made an accurate selection according to the most recent microphone standards for sampling purposes. It was determined that the standardization processes should continue to be refined

Reclasificación de la severidad de la estenosis aórtica con la utilización del enfoque paraesternal derecho con transductor ciego / Reclassification of the severity of aortic stenosis obtaining gradients from right parasternal view with Pedof transducer

La severidad de la estenosis aórtica (EA) es uno de los pilares que decide la sustitución valvular. El ecocardiograma Doppler (ED) es de elección para el diagnóstico y cuantificación mediante la determinación de la velocidad máxima (VMáx), gradiente medio (GM) y área valvular (AV). VMáx y GM se obtienen desde múltiples enfoques, pero la utilización del enfoque paraesternal derecho (PED) es poco frecuente. Objetivo: determinar la magnitud de la reclasificación de la EA con la utilización del enfoque PED con transductor ciego. Método: se estudian prospectivamente pacientes con EA moderada o severa por ED desde cualquier enfoque. Se considera EA moderada: VMáx 3 a 3,9 m/s, GM 20 a 39 mmHg o AV 1,1 a 1,5 cm2. EA severa: VMáx ³4 m/s, GM ³40 mmHg o AV ?1 cm2. Criterios de exclusión: fracción de eyección de ventrículo izquierdo (FEVI) <50%, insuficiencia valvular aórtica o mitral ³ moderada, hemoglobina (Hb) <11 g/dl. Se utilizan enfoques apical (ÁPEX), PED y subxifoideo con transductores convencional y ciego. Resultado: se incluyen 100 pacientes de 74,0 ±12 años, sexo femenino 49%, FEVI 69,1±8,4%. Por ÁPEX EA severa 56% y no severa 44%. Enfoque con gradiente más alto: ÁPEX 33/100, PED 48/100, más de un enfoque 19/100; las EA moderadas por ÁPEX son severas por PED: 18/33 (54,6%, IC 95% 36,4-71,9); leves por ÁPEX son severas por PED: 3/11 (27,3% IC 95% 6,0-61,0). PED reclasifica como severas 21 de las 44 consideradas moderadas o leves por ÁPEX (47,7% IC 95% 32,5-63,3). Conclusión: el enfoque PED obtiene los valores de gradiente más altos en 48% de los casos. En EA no severa por ÁPEX, el PED reclasifica como severa una de cada dos.

The severity of aortic stenosis (AS) is one of the main issues for the decision of valve replacement. Doppler echocardiography (DE) is the modality of choice for diagnosis and quantification by maximum velocity (MV), medium gradient (MG), and valve area (VA). MV and MG can be obtained from multiple views, but the use of right parasternal (RPS) view is not frequent. Objective: to know the magnitude of reclassification of AS with the use of right parasternal view with blind transducer. Method: patients with moderate or severe AS from any view by DE are prospectively studied. Moderate AS is considered with MV 3-3.9 m/s, MG 20-39 mmHg or VA 1.1-1.5 cm2. Severe AS: MV ³ 4 m/s, MG ³ 40 mm Hg or VA ? 1 cm2. Exclusion criteria: left ventricular ejection fraction (LVEF)<50%, ³ moderate aortic or mitral valve regurgitation, hemoglobin < 11 g/dl. Apical (ÁPEX), right para-sternal (RPS) and subxyfoid views are used with conventional and Pedof transducers. Results: We included 100 patients with age 74.0±12 years, 49% women, LVEF 69.1±8.4%. View with highest gradient: apex 33/100, RPS 48/100, more than one view 19/100; moderate by apex and severe by RPS: 18/33 (54,6%, IC 95% 36,4-71,9; mild by APEX and severe by RPS 3/11 (27.3% IC 95% 6.0-61.0). RPS reclassifies as severe 21 of the 44 evaluated as moderate or mild by ÁPEX (47.7% IC95% 32.5-63.3). Conclusion: RPS obtains the highest gradients in 48% of patients. In non-severe AS by apical, RPS reclassifies as severe one out of two.

Método manométrico alternativo de calibración de transductores de presión para la monitorización hemodinámica invasiva / Alternative manometric method of calibration of pressure transducers for invasive hemodynamic monitoring

Introducción: La calibración de los transductores tiene gran importancia para la medición precisa de las presiones, durante la monitorización hemodinámica invasiva de los pacientes que requieren observación estrecha en las unidades de atención al grave y en el quirófano. Objetivo: Desarrollar y validar un método de calibración para transductores de presión, sencillo, eficaz y de bajo costo. Métodos: Se desarrolló un método manométrico alternativo, basado en la ley de Pascal, para la calibración de los transductores de presión durante la monitorización hemodinámica invasiva que se realiza en la Unidad de Cuidados Intensivos de Cirugía Cardiovascular del Hospital Clínico-Quirúrgico Hermanos Ameijeiras. Este método fue validado mediante la comparación con el estándar recomendado en un total de 215 pacientes que requirieron monitorización hemodinámica invasiva entre los meses de enero y junio del 2015. Resultados: Con el método manométrico alternativo creado se obtiene el mismo resultado que con el método hidráulico recomendado por la literatura. Conclusiones: El método alternativo creado es preciso, eficaz y costo-efectivo(AU)

Introduction: Transducer calibration is very important for the accurate measurement of pressures during invasive hemodynamic monitoring of patients requiring close observation in the primary care units and in the operating room. Objective: To develop and validate a method of calibration of pressure transducers, which is simple, efficient and low-cost. Methods: An alternative manometric method, based on Pascal's law, was developed for the calibration of pressure transducers during invasive hemodynamic monitoring performed at the intensive care unit of the cardiovascular surgery department at Hermanos Ameijeiras Clinical-Surgical Hospital. This method was validated by its comparison with the recommended standard in a total of 215 patients who required invasive hemodynamic monitoring between January and June 2015. Results: With the alternative manometric method created, the same result was obtained as with the hydraulic method recommended by the literature. Conclusions: The alternative method created is accurate, efficient and cost-effective(AU)

DEVELOPMENT OF A MATLAB ENVIRONMENT SOFTWARE FOR SIMULATION OF ULTRASONIC FIELD / DESARROLLO DE UN SOFTWARE EN MATLAB PARA LA SIMULACIÓN DE CAMPO ULTRASÓNICO

The study of the acoustic field generated by an ultrasonic transducer is fundamental to its construction and characterization, because it defines how it will behave before being built. It also defines whether it is feasible or not, for the application to which it was designed. It can also lead to modifications to the project so it behaves as expected. In this work, a software was implemented in MATLAB®, for computational simulation of acoustic fields generated by ultrasonic transducers of different configurations. Two models were used, Zemanek and Stepanishen. Transducers with focus and apodization and transmission medium with attenuation may also be simulated. For the simulation of Zemanek's model, the mathematical method of discretization was used. The Stepanishen's model used an analytical solution for the impulse response. The developed programs were aggregated into a computer package, named FSIM, and a graphic interface was created. The user can choose among some of the transducer configurations and simulation parameters already implemented. FSIM has a modular architecture and allows further simulation modules to be added. The simulations were validated comparing results to those previously published in classical papers from Zemanek, and from Lockwood and Willete, in addition to prior results from research studies conducted at the Biomedical Engineering Department of the School of Electrical and Computing Engineering at the Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP).

El estudio del campo acústico generado por un transductor ultrasónico es fundamental para su construcción y caracterización, ya que define cómo se comportará antes de ser construido. También define si realmente es factible para la aplicación a la que fue diseñado, y también puede sugerir modificaciones al proyecto, para que se comporte como se espera. En este trabajo un software fue implementado en MATLAB®, para la simulación computacional de los campos acústicos generados por los transductores ultrasónicos de diferentes configuraciones. Dos modelos fueran usados, Zemanek y Stepanishen. Transductores con el enfoque y apodización y medios con atenuación también pueden ser simulados. Para la simulación del modelo de Zemanek, se utilizó el método matemático de discretización y para el modelo de Stepanishen, se empleó una solución analítica para la respuesta impulsiva. Los programas desarrollados fueron agregados en un paquete computacional, llamado FSIM, y una interfaz gráfica fue creada. El usuario puede elegir entre algunas configuraciones del transductor y parámetros de simulación ya implementados; FSIM tiene una arquitectura modular y permite que otros módulos de simulación sean añadidos. Las simulaciones fueron validadas comparando resultados obtenidos previamente por otros trabajos de investigación del Departamento de Ingeniería Biomédica de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Computación de la UNICAMP y por los artículos clásicos de Zemanek y Lockwood y Willette.