Efectos de la inmersión vertical en el agua sobre el sistema nervioso: revisión sistemática / Effects of vertical water immersion on the nervous system: a systematic review

Introducción. La inmersión vertical induce una variedad de respuestas fisiológicas en diferentes sistemas corporales, dependiendo de las propiedades de la mecánica de fluidos, las cuales son la base que sustenta los programas de terapia acuática en diferentes patologías. Objetivo. Realizar una revisión sistemática para analizar y describir los efectos que la inmersión vertical produce en el sistema nervioso en sujetos sanos. Sujetos y métodos. Se llevó a cabo una búsqueda sistemática de la bibliografía existente en las bases de datos BRAIN, PubMed, PEDro y Web of Science. Se evaluó metodológicamente la calidad mediante la guía CASPe y el nivel de evidencia se categorizó mediante la escala Oxford. Se incluyó un total de 12 artículos, con un rango de puntuación de 7-10 según CASPe, niveles de evidencia 1b-2b y grado de recomendación B. Resultados. Todos los estudios mostraron resultados positivos a las diferentes formas de exposición de la inmersión vertical en el agua y a la suma de estímulos empleados, sin referir efectos adversos en ningún caso. Conclusiones. La inmersión vertical en el agua genera efectos positivos sobre los flujos circulatorios cerebrales, la activación cortical, las funciones ejecutivas y la producción de neurotrofinas en sujetos sanos

Introduction. Vertical immersion induces a variety of physiological responses in different body systems, depending on the properties of fluid mechanics, which are the basis that underpins aquatic therapy programs in different pathologies. Aim. To perform a systematic review to analyze and describe the effects that vertical immersion produces on the nervous system in healthy subjects. Subjects and methods. A systematic search of the existing literature was conducted in the databases BRAIN, PubMed, PEDro and Web of Science. Quality was methodologically assessed using the CASPe guideline and the level of evidence was categorized using the Oxford scale. A total of 12 articles were included, with a score range of 7-10 according to CASPe, levels of evidence 1b-2b and grade of recommendation B. Results. All studies showed positive results to the different forms of exposure of vertical immersion in water and the summation of the stimuli used; no adverse effects were reported in any case. Conclusions. The vertical immersion in the water generates positive effects on cerebral blood flows, cortical activation, executive functions and the production of neurotrophins in healthy subjects

Nasal polyposis: more than a chronic inflammatory disorder-a disease of mechanical dysfunction - the São paulo position

Introduction: The importance of our study lies in the fact that we have demonstrated the occurrence ofmechanical dysfunction within polypoid tissues, which promotes the development of polyps in the nasal cavity. Objective: To change the paradigm of nasal polyposis (NP). In this new conception, the chronic nasal inflammatory process that occurs in response to allergies, to pollution, to changes in the epithelial barrier, or to other factors is merely the trigger of the development of the disease in individuals with a genetic predisposition to an abnormal tissue remodeling process, which leads to a derangement of the mechanical properties of the nasal mucosa and, consequently, allows it to grow unchecked. Data: Synthesis We propose a fundamentally new approach to intervening in the pathological process of NP, addressing biomechanical properties, fluid dynamics, and the concept of surface tension. Conclusion: The incorporation of biomechanical knowledge into our understanding of NP provides a new perspective to help elucidate the physiology and the pathology of nasal polyps, and new avenues for the treatment and cure of NP (AU)

Modelagem matemática da fluidodinâmica não-newtoniana e bifásica simplificada da hemólise induzida mecanicamente em sistemas de bombeamento centrífugo de sangue / Simplified two-phase description for the non-Newtonian flow induced hemolysis in centrifugal blood systems

A hemólise induzida mecanicamente em sistemas de bombeamento centrífugo é um processo complexo para o qual ainda se almeja um modelo matemático que possa auxiliar eficazmente o desenvolvimento e otimização destes dispositivos médicos. Este trabalho propõe um equacionamento matemático do escoamento do fluido sanguíneo no interior de bombas centrífugas, levando-se em consideração as variações do campo de tensões através de uma abordagem reológica não-newtoniana. A destruição da fase globular é modelada matematicamente por uma distribuição estatística. Tal modelo bifásico simplificado é utilizado em simulações numéricas de experimentos virtuais propostos e padronizados pela comunidade científica internacional especializada. A validação do modelo é realizada através de comparação com resultados referenciais. Os resultados obtidos demonstram um nova possibilidade de solução numérico-computacional para o problema da hemólise por trauma mecânico.

Aplicación de la mecánica de fluidos y la simulación: tracto urinario y catéteres ureterales / Application of fluid mechanics and simulation: urinary tract and ureteral catheters

El comportamiento de la orina durante su transporte, desde la pelvis renal hasta la vejiga, tiene un gran interés para los urólogos. El conocimiento de las diferentes variables físicas y su interrelación, en movimientos fisiológicos y patologías, ayudará a un mejor diagnóstico y tratamiento. El objetivo de este capítulo es exponer y acercar al mundo clínico los conceptos físicos y sus relaciones básicas más relevantes en el transporte de orina. Para ello, se explica el movimiento de la orina durante una peristalsis, una obstrucción ureteral y un uréter tutorizado con un catéter ureteral. Esta explicación se basa en dos herramientas muy utilizadas en bioingeniería: el análisis teórico a través de la Teoría de los Medios Continuos y la Mecánica de Fluidos y la simulación computacional que ofrece una solución práctica de cada uno de los escenarios. Además, se repasan otras aportaciones de la bioingeniería al campo de la Urología, como la simulación física o las técnicas de fabricación aditiva y sustractiva. Finalmente, se enumeran las limitaciones actuales de estas herramientas y las líneas de desarrollo tecnológico con más proyección. CONCLUSIÓN: Se pretende que este capítulo ayude a los urólogos a comprender algunos conceptos importantes de bioingeniería, fomentando la colaboración multidisciplinar para ofrecer herramientas complementarias que les ayuden en el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades

The mechanics of urine during its transport from the renal pelvis to the bladder is of great interest for urologists. The knowledge of the different physical variables and their interrelationship, both in physiologic movements and pathologies, will help a better diagnosis and treatment. The objective of this chapter is to show the physics principles and their most relevant basic relations in urine transport, and to bring them over the clinical world. For that, we explain the movement of urine during peristalsis, ureteral obstruction and in a ureter with a stent. This explanation is based in two tools used in bioengineering: the theoretical analysis through the Theory of concontinuous media and Ffluid mechanics and computational simulation that offers a practical solution for each scenario. Moreover, we review other contributions of bioengineering to the field of Urology, such as physical simulation or additive and subtractive manufacturing techniques. Finally, we list the current limitations for these tools and the technological development lines with more future projection. CONCLUSIONS: In this chapter we aim to help urologists to understand some important concepts of bioengineering, promoting multidisciplinary cooperation to offer complementary tools that help in diagnosis and treatment of diseases

Utilidad de los fluidos en pacientes con pre-eclampsia/eclampsia: evidencia / Utility fluids in patients with pre-eclampsia-eclampsia: evidence

La preeclampsia/eclampsia se caracteriza por presión arterial elevada durante el embarazo, presentándose en cerca del 8-10% de todos los embarazos. En la mujer embarazada normalmente hay un aumento del volumen plasmático, sin embargo en preeclampsia-eclampsia usualmente dicho volumen esta disminuido. Esta disminución del volumen plasmático ha llevado a la idea de que hay que administrar fluidos para mantener la estabilidad hemodinámica materna...

Meios contínuos em neurocirurgia vascular e neurorradiologia intervencionista. Parte I / Mechanics of continuous media in vascular neurosurgery and endovascular neuroradiological procedures

Os aneurismas e as placas de ateroma compartem não somente um elevado índice de morbimortalidade, como também sua localização. Isso sugere que fatores hemodinâmicos contribuam no seu desenvolvimento. A quantificação de forças hemodinâmicas é complicada, especialmente em vasos intracranianos; porém, avanços recentes em mecânica computacional têm permitido calcular sua magnitude e distribuição em modelos arteriais com ajuda de técnicas de dinâmica de fluidos computacionais. No entanto, a compreensão desses modelos e a verificação de sua validade e limitações dependem do conhecimento de seu desenho e dos parâmetros hemodinâmicos utilizados. Por outro lado, a determinação das propriedades mecânicas das paredes arteriais é crucial, não somente para a compreensão das alterações do sistema cardiovascular no tempo e das causas responsáveis que dão origem às lesões vasculares, bem como para a realização da angioplastia, o planejamento de pontes arteriais e a seleção de próteses endovasculares. Dessa forma, a mais importante contribuição que podemos obter do conhecimento da biomecânica, em geral, e da mecânica dos meios contínuos, em particular, se encontra no melhor entendimento da fisiologia. Nesta revisão, passamos pelos conceitos fundamentais utilizados na formulação dos problemas da mecânica dos meios contínuos, com ênfase na pesquisa biomecânica das lesões vasculares, no intuito de oferecer algumas definições que promovam a análise crítica dos resultados nesse campo.

Cerebral aneurysms and atherosclerosis share not only a high rate of morbidity and mortality, but also its location. It suggests that hemodynamic factors contribute to their development. Quantification of hemodynamic forces is complicated, especially in intracranial arteries. However, recent advances in computational mechanics have allowed calculating the magnitude and distribution of these forces in arterial models with the help of techniques of computational fluid dynamics. However, the understanding of these models and verification of their validity and limitations depend on the knowledge of its design and hemodynamic parameters. Furthermore, the determination of mechanical properties of the arterial walls is crucial, not only for the understanding of the changes of the cardiovascular system in time and the causes of the injuries that they develop, as well as to the realization of angioplasty, planning of arterial bypass or the selection of endovascular prosthesis, for example. Thus, concepts on mechanics of continuous media are needed in the body of knowledge of all interested in cerebrovascular disease. In this review, we look the fundamental concepts used in the formulation of the problems of the mechanics of continuous media, focusing on biomechanics research of vascular lesions, in order to provide some definitions that promote the critical analysis of the results in this . The most important contribution that we can get from the knowledge of biomechanics, in general, and from the mechanics of continuous media, in particular, is a better understanding of physiology.

Bomba sangüínea espiral: concepção, desenvolvimento e aplicação clínica de projeto original / Spiral blood pump: conception, development and clinical application of the original project

INTRODUÇÃO: O trabalho aborda projeto original relativo à concepção, ao desenvolvimento e à aplicação clínica de bomba sangüínea que associa forças centrífuga e axial de propulsão hidráulica, baseada no princípio de Arquimedes, denominada Bomba Espiral (BE), tendo recebido Patente Nacional e Relatório Preliminar Internacional categorizando-a como invento. MÉTODO: Visa avaliar sua capacidade hidrodinâmica e seu impacto aos elementos figurados do sangue por meio de testes "in vitro", como Eficiência Hidrodinâmica, Hemólise Normalizada e Visibilização de Escoamento, e, nos testes "in vivo" experimentais, feitos em carneiros submetidos a Circulação Extracorpórea (CEC), e clínico, em 43 pacientes submetidos a operações cardíacas com CEC, nas quais o elemento propulsor foi a BE. RESULTADOS: Na dependência da distância entre o rotor e a carcaça (fenda) da bomba pôde-se observar que com 1,5 mm gerou escoamento ao redor de 9 L/min, pressão acima de 400mmHg com 1500 rotações por minuto (rpm), índices de Hemólise Normalizada não superiores a 0,0375 g/100l em condições de alto fluxo e pressão, e pelo estudo de Visibilização do Escoamento no interior da bomba não se detectou áreas de estagnação ou turbulência na entrada, saída e junto à extremidade dos fusos. Nas pesquisas "in vivo" experimentais em ovinos em CEC por 6 horas a BE foi capaz de manter parâmetros pressóricos adequados e Hemoglobina Livre entre 16,36 mg por cento e 44,90 mg por cento. Durante sua aplicação em cirurgias cardíacas com CEC, num grupo de 43 pacientes, pôde-se constatar variações pré e pós-CEC, na Hemoglobina Livre de 9,34 a 44,16 mg por cento, no Fibrinogênio, de 236,65 a 547,26 mg por cento, na contagem do número de Plaquetas de 152,465 a 98,139, Desidrogenase Láctica, de 238,12 a 547,26 mg por cento, com tempo de coagulação ativada ao redor de 800 seg. quando em CEC. CONCLUSÕES: A BE mostrou resolutividade por gerar escoamento e pressão adequados, sem causar danos excessivos...

INTRODUCTION: This paper addresses an original project that encompasses the conception, development and clinical application of a helical bypass pump called the Spiral Pump, that uses the association of centrifugal and axial propulsion forces based de the Archimedes principle. This project has obtained a Brazilian Patent and an International Preliminary Report, defining it as an invention. METHODS: The aim of this work was to evaluate the hemodynamic capacity and the impact of its application on blood cells by means of experimental in vitro tests, including hydrodynamic efficiency, effect on hemolysis and flow visualization. Moreover, in vivo experimental tests were carried out on lambs that were submitted to cardiopulmonary bypass for six hours and in 43 patients submitted to heart bypass surgery using the Spiral Pump. RESULTS: When the rotor-plastic casing gap was 1.5mm, the flow generated was nearly 9 L/min, the pressure was greater than 400 mmHg at 1500 rpm, and the normalized hemolytic indexes were not greater than 0.0375 g/100L in high-flow and pressure conditions. Additionally, by the flow visualization techniques, stagnation was not seen inside the pump nor was turbulence identified at the entrance or exit of the pump, or at the ends of the spindles. In the in vivo tests using cardiopulmonary bypasses for 6 hours in lambs, the pump maintained adequate pressure rates and the free hemoglobin levels ranged between 16.36 mg percent and 44.90 mg percent. Evaluating the results of the 43 patients who used this pump in heart bypass operations we observed that the free hemoglobin ranged from 9.34 mg percent before to 44.16 mg percent after surgery, the serum fibrinogen was from 236.65 mg percent to 547.26mg percent, platelet blood count from 152,465 to 98,139 and the lactic dehydrogenase from 238.12mg percent to 547.26mg percent. The Activated Coagulation Time was close to 800 seconds during the bypass. CONCLUSION: The Spiral Pump was...

Análisis del flujo aéreo en la cavidad nasal mediante Mecánica de Fluidos Computacional / Computational fluid dynamics simulations of the airflow in the human nasal cavity

Objetivo: El objetivo de este trabajo es visualizar y analizar el flujo aéreo a través de la cavidad nasal de forma computarizada. Material y métodos: Se utiliza una aproximación alternativa y novedosa llamada Mecánica de Fluidos Computacional (MFC) que ha demostrado ser una herramienta muy poderosa para el estudio de la dinámica de fluidos. Esta técnica consiste en simular cómo se mueve el aire bajo unas determinadas condiciones de contorno. Resultados: Se realiza el modelo numérico de la cavidad nasal anatómicamente exacta basándonos en la anatomía (imágenes de TC) y en la fisiología nasal. Se visualiza el flujo aéreo en las dos fases de la respiración y se observan las líneas de corriente, los perfiles de velocidad y los campos de presión y de intensidad de turbulencia. Conclusiones: Se demuestra el efecto de guiado de los cornetes, la distribución laminar del flujo y la influencia de la fase de la respiración en el patrón del flujo (AU)

Objective: This study represents an attempt to simulate the complex three-dimensional airflow pattern in the human nasal passageways. Materials and methods: In the present study the computational Fluid Dynamics (CFD) have been used. The CFD solved numerically the flow governing quations. The CFD demonstrated to be a very efficient tool for researching on nasal flow. Results: By means of CT scan, an anatomic accurate three-dimensional representation of the human nasal cavity was obtained. Based on this model the influence of the inspiration and at the expiration at the flow pattern has been reviewed. The flow pattern is visualized by the velocity, pressure and turbulence intensity fields. Conclusions: The flow patterns show the channel effect of turbinates and the influence of the breathing phase (AU)

Bomba sagüínea espiral: concepção, desenvolvimento e aplicação clínica de projeto original / Spiral blood pump: conception, development and clinical application of an original project

Este trabalho aborda projeto original relativo à concepção, desenvolvimento e aplicação clínica de omba sangüínea de propulsão centrífuga a partir do princípio do parafuso sem fim, inicialmente com o rotor cilíndrico, seguido de sua modificação para a forma cônica de modo a permitir a asociação das foças centrífuga e axial de propulsão hidráulica, denominada bomba espiral, tendo recebido patente nacional e relatório preliminar internacional categorizando-a como invento. Métodos: buscam avaliar capacidade hidrodinâmica e o impacto de sua aplicação aos elementos figurados do sangue por meio de testes "in vitro", com eficiêcia hidrodinâmica, hemólise normalizada e visualização de fluxo. Os testes "in vivo" experimentais feitos em carneiros submetidos a CEC por período de 6 horas, e clínico em 43 pacientes submetidos a operações cardíacas com CEC nas quais a bomba propulsora foi a BE...

Estudio de los parámetros que afectan la transferencia de calor conjugada en intercambiador de calor de tubos y placas-aleta / Study of the parameters affecting conjugated heat transfer in plate-fin and tube heat exchanger

Se utilizó un método numérico para analizar el efecto conjugado de la conducción de calor a través de las aletas y la convección de calor desde la superficie de las mismas en un intercambiador de calor de tubos y placas-aleta. Las simulaciones se desarrollaron con valores de parámetros similares a los encontrados en intercambiadores de calor comerciales. Se analizó el efecto de varios parámetros en la transferencia de calor conjugada. La superficie de la aleta es dividida en dos regiones: aguas arriba del tubo donde la transferencia de calor es elevada, y aguas debajo del tubo donde la transferencia es limitada. La región aguas arriba del tubo se ve más afectada por la conducción a través de las aletas, con disminución de la transferencia de calor cuando la conducción es considerable. Es posible identificar una región de transferencia de calor inversa aguas abajo del tubo. Los parámetros que afectan mayormente la transferencia de calor conjugada son la conductividad y espesor de la aleta, el número de Reynolds y la excentricidad del tubo respecto a la aleta. Existe la posibilidad de mejorar la transferencia de calor del intercambiador haciendo el tubo excéntrico respecto a la longitud de la aleta. Al mover el tubo más cerca del borde de salida de las aletas el área de baja transferencia de calor detrás de los tubos se reduce en tamaño y, al mismo tiempo, la mayor longitud de la parte frontal de la aleta causa un incremento del área frontal, con una reducción del valor local del coeficiente convectivo. Esto sugiere la existencia de una posición óptima del tubo respecto a la longitud de la aleta

La mecánica de fluidos en Jorge Juan

Se analiza la teoría de Jorge Juan sobre la resistencia fluídica, tal como la expone en el Examen Marítimo. Se estudian las bases teóricas y sus aplicaciones, desde placas planas hasta cacos y velas de buques. Se concluye con una revisión de lo que Juan considera sus fundamentos experimentales y se rastrean los posibles antecedentes de su teoría (AU)