Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-04-03T15:39:07Z No. of bitstreams: 2 Tese - Francisco Weliton Rodrigues - 2016.pdf: 2820619 bytes, checksum: af037c3015b0edc5e8691d768f2d6194 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-04-03T15:39:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Francisco Weliton Rodrigues - 2016.pdf: 2820619 bytes, checksum: af037c3015b0edc5e8691d768f2d6194 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-03T15:39:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Francisco Weliton Rodrigues - 2016.pdf: 2820619 bytes, checksum: af037c3015b0edc5e8691d768f2d6194 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-07-19 / Keratoconus is a chronic non-inflammatory ocular disorder characterized by central thinning, protrusion and conical shape of the cornea. The progression of this disorder cause a significant decrease in visual acuity. It has been suggested that the development of keratoconus has a genetic component. Therefore, the aim of this study was to evaluate the frequency of single nucleotide polymorphisms (SNP) mutations associated with keratoconus in unrelated Brazilian patients compared to healthy subjects. This was a case-control clinical study with 108 participants, 46 patients with keratoconus and 62 healthy subjects (controls). Peripheral blood, collected from all participants, was used to extract DNA samples. Subsequently, genotyping of three single nucleotide polymorphisms, TGFBI rs4669 and rs2072239 and VSX1 rs6138482, was performed through real-time polymerase chain reactions (qPCR). Single nucleotide polymorphisms were observed in both keratoconus patients and healthy subjects. For the VSX1 gene, allelic frequency and discrimination was similar for keratoconus patients and controls. Conversely, the frequency of the mutant allele was significantly higher for two SNPs on the TGFBI gene in patients with keratoconus. For the SNP rs4669, the patients with keratoconus had 15 % higher frequency of the mutated allele, while for the SNP rs2072239 the patients had 11 % higher frequency of the mutated allele compared to the controls. Individuals carrying the mutant allele had two-times more risk in developing the disease. The allelic discrimination of genotypes (homozygous and heterozygous) was also significantly different for both SNPs on the TGFBI gene. This study has demonstrated, for the first time, an association of SNP mutations and the development of keratoconus in Brazilian patients. The frequency of the mutant and potentially pathogenic allele on the TGFBI gene was significantly higher in patients compared to controls. Finally, these findings contribute to the advance of molecular knowledge of the pathogenesis, development of early diagnostic tools and therapeutics options for patients with keratoconus. / O ceratocone é uma desordem ocular caracterizada pelo afinamento central, protrusão e formato cônico da córnea. A progressão desta desordem causa diminuição significativa da acuidade visual. Existem evidências de que o ceratocone apresenta componente genético. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a frequência de mutações de polimorfismo de nucleotídeo único (SNP) associados a ocorrência do ceratocone em pacientes brasileiros sem parentesco conehcido em comparação à voluntários saudáveis. Este foi um estudo clínico do tipo caso-controle com um total de 108 participantes, 46 pacientes com ceratocone e 62 voluntários saudáveis (controles). Amostras de sangue periférico foram coletadas e utilizadas para extração do DNA. Subsequentemente, o genótipo de três polimorfismos de nucleotídeo único, TGFBI rs4669 e rs2072239 e VSX1 rs6138482, foram determinados através de reações em cadeia polimerizada em tempo real (qPCR). Polimorfismos de nucleotídeo único foram observados em ambos os pacientes e controles. Para o gene VSX1 (SNP rs6138482) a frequência e discriminação alélica não houve diferenças estatisticamente significantes (p<0,005) em pacientes e controles. No entanto, para o gene TGFBI, existiram diferenças significativas em relação a frequência e discriminação alélica. Para o SNP rs4669 a frequência do alelo mutante foi 15 % maior e para o SNP rs2072239 uma frequência 11 % maior em pacientes com ceratocone comparado aos controles. Além disso, os indivíduos que apresentaram o alelo mutante têm um risco (razão de probabilidade) duas vezes maior de desenvolver a doença. Este estudo demostrou, pela primeira vez, que existe uma associação entre dois SNP e o desenvolvimento do ceratocone em pacientes brasileiros. A frequência do alelo mutante e potencialmente patogênico no gene TGFBI foi significativamente maior pacientes comparado aos controles. Concluindo, os resultados deste estudo contribuem para o conhecimento molecular da patogênese, o desenvolvimento de técnicas de diagnóstico precoce e consequentemente mais opções de tratamento para pacientes com ceratocone.

Objetivo: Comparar as características inflamatórias da superfície ocular de pacientes com ceratocone (CE) às de pacientes com alergia ocular (AO). Métodos: Realizou-se um estudo transversal, envolvendo 134 participantes, divididos em três grupos: alergia ocular (AO)(n=55), ceratocone com ou sem alergia ocular associada (CE) (n=61) e controle (CO) (n=18). Os participantes do estudo foram recrutados e avaliados em clínica privada na cidade de Chapecó-SC, no período de polinização, em dezembro de 2013 e de outubro de 2014 a janeiro de 2015. Para análise dos grupos, todos os pacientes foram avaliados clinicamente por especialistas em alergia e oftalmologia e submetidos a exame de tomografia de córnea com tecnologia de Scheimpflug (Pentacam HRR), medida da osmolaridade da lágrima por impedanciometria (TearLabR) em ambos os olhos e preenchimento de questionários padronizados para alergia ocular (QA) e para doença de superfície ocular (OSDI). Em 107 de 134 pacientes (CE=50, AO=42, CO=15) foram dosadas as citocinas IL-1beta, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-12p70, IL-13, IL-15, IL-31, IL-33, IL-17 A, IL-23, TNF-alfa, TNF-beta e INF-gama na lágrima, por meio de tecnologia multiplex com beads magnéticas. A coleta das amostras de lágrimas (5 microlitros no mínimo) foi realizada por meio de aspiração no menisco lacrimal temporal inferior, com capilares de vidro em um único olho. As amostras foram congeladas imediatamente após coleta e mantidas a -80 oC, até o momento da dosagem e análise em agosto de 2016. Resultados: Constatou-se alta prevalência de alergia no grupo com ceratocone 68,85% (42/61), sendo que 42,62% (26/61) dos pacientes desse grupo apresentaram alergia ocular. A intensidade do prurido ocular foi maior nos pacientes AO e no grupo CE, do que no grupo controle (p < 0,001 e p=0,047) e maior no grupo AO do que no CE (p < 0,001). As citocinas INF-gama, IL-13, IL-15, IL-17A, IL-1beta, IL-2, IL-4, IL-5, IL-31, TNF-beta foram estatisticamente mais elevadas no grupo AO, quando comparadas ao grupo CE. No grupo controle, houve correlação direta da diferença absoluta da osmolaridade (delta osmol) com o nível encontrado para todas as citocinas dosadas. Observou-se, ainda, correlação direta entre níveis de IL-1beta, IL-6 e TNF-alfa com OSDI (p=0,044, p=0,010 e p=0,047) no grupo CE. A osmolaridade foi maior no grupo CE, quando comparado ao AO (p=0,043). Conclusões: Pacientes com ceratocone apresentaram alterações inflamatórias na superfície ocular, tais como: correlação direta do índice OSDI com IL-1beta, IL-6 e TNF-alfa na lágrima; intensidade de prurido mais elevada que no grupo controle e osmolaridade maior que no grupo com AO. No grupo AO, observou-se índices OSDI maiores que no grupo controle e aumento de várias citocinas dosadas, quando comparadas ao grupo CE. Nos pacientes controle, a instabilidade no filme lacrimal (delta osmol), correlacionou-se diretamente com a inflamação ocular (citocinas dosadas). Observou-se alta prevalência de formas leves de alergia ocular no grupo CE (40,98%) e apenas um caso de alergia ocular grave (ceratoconjuntivite atópica [1,3%]), esses dados estão em desacordo com a maior parte da literatura disponível sobre o assunto. Em conjunto, os achados do presente estudo podem estar relacionados a características específicas da região estudada / Purpose: To compare the inflammatory profile of the ocular surface of patients with keratoconus with that of patients with ocular allergy. Methods: A cross sectional study was carried out and involved 134 participants, divided into three groups: ocular allergy group (OA) (N=55), keratoconus with or without ocular allergy (KC) (N=61) and a control group (CO) (N=18). The study participants were recruited and evaluated in a private clinic in the city of Chapecó-SC, during the pollination period in 2013 (December) and from 2014 to 2015 (October to January). In order to analyze the three groups, all patients were evaluated clinically by allergy and ophthalmology specialists, submitted to a corneal tomography exam with Scheimpflug technology (Pentacam HRR), to impedanciociometry to assess tear osmolarity (Tear LabR) of both eyes and to standardized questionnaire rates for ocular allergy (AQ) and for ocular surface disease index (OSDI). Cytokines (IL-1beta, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-12p70, IL-13, IL-15, IL-31, IL-33, IL-17 A, IL-23, TNF-alfa, TNF-beta and INF-gama) levels were assessed in 107 out of 134 patients using multiplex technology with magnetic beads. Tear collection of at least 5 microliters was carried out on a single eye by suction in the inferior temporal lacrimal meniscus with glass capillaries. The samples were frozen at -800C, immediately after collection to the time of dosing and analysis in August 2016. Results: The prevalence of allergy in the keratoconus group was 68.85% (42/61), within the same group 42.62% (26/61) of the patients had ocular allergy. Ocular pruritus intensity was higher in the OA group and in the KC group than in the control group (p < 0,001 e p=0,047), and higher in the OA group than in the KC group (p < 0,001). Cytokines INF-gama, IL-13, IL-15, IL-17A, IL-1beta, IL-2, IL-4, IL-5, IL-31, TNF-beta were statiscally higher in the OA group in comparision to the KC group. In the control group, there was a positive correlation of the difference measurement of osmolarity (osmol delta) between the eyes with all cytokines dosed. In the KC group, IL-1beta, IL-6 e TNF-alfa correlated positively with OSDI (p=0,044, p=0,010 e p=0,047). Tear osmolarity was higher in the KC group than in the OA group (p=0,043). Conclusions: Patients with keratoconus had inflammatory changes in the ocular surface, such as: direct correlation between OSDI and tear IL-1beta, IL-6 and TNF-alpha levels; higher pruritus intensity than the control group and higher osmolarity than the OA group. In the OA group, OSDI levels were higher than in the control group and some cytokines had higher levels than the KC group. In the control patients, tear film instability (delta osmol) was direct correlated to ocular inflammation (dosed cytokines). In the KC group, there was a high prevalence of mild forms of ocular allergy (40.98%) and only one case of severe ocular allergy (atopic keratoconjunctivitis [1.3%]). However, most studies avaiable have associated keratoconus with severe forms of ocular allergy. Together, these findings may be related to specific characteristics of the region of study

This study aimed to create computer models to aid the diagnosis of keratoconus using an edge segmentation algorithm, wavelet transforms and machine-learning techniques based on biomechanical parameters of the cornea derived from Corvis ST. 102 normal eyes, and 73 eyes with keratoconus grade I and II for training and validation of the models were included. Initially the 31 original equipment parameters were studied to assess its power in separating the control groups and research group. Then, it was used the Canny algorithm for edges segmentation of the selected images, so that 400 central points of these images could be processed with the wavelet transforms and later with machine learning techniques. The best result was achieved using the Haar wavelet transform and a Multilayer Perceptron Neural Network, reaching the sensitivity of 84.93%, a specificity of 89.22% and an Area Under the ROC Curve (AUC) of 0932. It concludes that the developed models can help make the diagnosis of early keratoconus. / O presente trabalho objetivou criar modelos computacionais de auxílio ao diagnóstico de ceratocone, utilizando um algoritmo de segmentação de borda, transformadas de wavelet e técnicas de aprendizagem de máquina, baseados em parâmetros biomecânicos da córnea derivados do CorVis ST. Foram incluídos 102 olhos normais, e 73 olhos com ceratocone grau I e II para o treinamento e validação dos modelos criados. Inicialmente foram estudados os 31 parâmetros originais do equipamento, para avaliar seu poder em separar os grupos de controle e pesquisa. Foi então utilizado o algoritmo Canny para segmentação das bordas das imagens selecionadas, para que 400 pontos centrais extraídos dessas imagens pudessem ser processados com as transformadas de wavelet e posteriormente com técnicas de aprendizado de máquina. O melhor resultado foi alcançado utilizando a transformada de Wavelet do tipo Haar e uma Rede Neural Multilayer Perceptron, alcançando a sensibilidade de 84.93%, uma especificidade de 89.22% e uma Area Under de ROC Curve (AUC) de 0.932. Conclui-se que os modelos desenvolvidos podem contribuir para tornar o diagnóstico de ceratocone mais precoce.

Objetivo: Comparar as características inflamatórias da superfície ocular de pacientes com ceratocone (CE) às de pacientes com alergia ocular (AO). Métodos: Realizou-se um estudo transversal, envolvendo 134 participantes, divididos em três grupos: alergia ocular (AO)(n=55), ceratocone com ou sem alergia ocular associada (CE) (n=61) e controle (CO) (n=18). Os participantes do estudo foram recrutados e avaliados em clínica privada na cidade de Chapecó-SC, no período de polinização, em dezembro de 2013 e de outubro de 2014 a janeiro de 2015. Para análise dos grupos, todos os pacientes foram avaliados clinicamente por especialistas em alergia e oftalmologia e submetidos a exame de tomografia de córnea com tecnologia de Scheimpflug (Pentacam HRR), medida da osmolaridade da lágrima por impedanciometria (TearLabR) em ambos os olhos e preenchimento de questionários padronizados para alergia ocular (QA) e para doença de superfície ocular (OSDI). Em 107 de 134 pacientes (CE=50, AO=42, CO=15) foram dosadas as citocinas IL-1beta, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-12p70, IL-13, IL-15, IL-31, IL-33, IL-17 A, IL-23, TNF-alfa, TNF-beta e INF-gama na lágrima, por meio de tecnologia multiplex com beads magnéticas. A coleta das amostras de lágrimas (5 microlitros no mínimo) foi realizada por meio de aspiração no menisco lacrimal temporal inferior, com capilares de vidro em um único olho. As amostras foram congeladas imediatamente após coleta e mantidas a -80 oC, até o momento da dosagem e análise em agosto de 2016. Resultados: Constatou-se alta prevalência de alergia no grupo com ceratocone 68,85% (42/61), sendo que 42,62% (26/61) dos pacientes desse grupo apresentaram alergia ocular. A intensidade do prurido ocular foi maior nos pacientes AO e no grupo CE, do que no grupo controle (p < 0,001 e p=0,047) e maior no grupo AO do que no CE (p < 0,001). As citocinas INF-gama, IL-13, IL-15, IL-17A, IL-1beta, IL-2, IL-4, IL-5, IL-31, TNF-beta foram estatisticamente mais elevadas no grupo AO, quando comparadas ao grupo CE. No grupo controle, houve correlação direta da diferença absoluta da osmolaridade (delta osmol) com o nível encontrado para todas as citocinas dosadas. Observou-se, ainda, correlação direta entre níveis de IL-1beta, IL-6 e TNF-alfa com OSDI (p=0,044, p=0,010 e p=0,047) no grupo CE. A osmolaridade foi maior no grupo CE, quando comparado ao AO (p=0,043). Conclusões: Pacientes com ceratocone apresentaram alterações inflamatórias na superfície ocular, tais como: correlação direta do índice OSDI com IL-1beta, IL-6 e TNF-alfa na lágrima; intensidade de prurido mais elevada que no grupo controle e osmolaridade maior que no grupo com AO. No grupo AO, observou-se índices OSDI maiores que no grupo controle e aumento de várias citocinas dosadas, quando comparadas ao grupo CE. Nos pacientes controle, a instabilidade no filme lacrimal (delta osmol), correlacionou-se diretamente com a inflamação ocular (citocinas dosadas). Observou-se alta prevalência de formas leves de alergia ocular no grupo CE (40,98%) e apenas um caso de alergia ocular grave (ceratoconjuntivite atópica [1,3%]), esses dados estão em desacordo com a maior parte da literatura disponível sobre o assunto. Em conjunto, os achados do presente estudo podem estar relacionados a características específicas da região estudada / Purpose: To compare the inflammatory profile of the ocular surface of patients with keratoconus with that of patients with ocular allergy. Methods: A cross sectional study was carried out and involved 134 participants, divided into three groups: ocular allergy group (OA) (N=55), keratoconus with or without ocular allergy (KC) (N=61) and a control group (CO) (N=18). The study participants were recruited and evaluated in a private clinic in the city of Chapecó-SC, during the pollination period in 2013 (December) and from 2014 to 2015 (October to January). In order to analyze the three groups, all patients were evaluated clinically by allergy and ophthalmology specialists, submitted to a corneal tomography exam with Scheimpflug technology (Pentacam HRR), to impedanciociometry to assess tear osmolarity (Tear LabR) of both eyes and to standardized questionnaire rates for ocular allergy (AQ) and for ocular surface disease index (OSDI). Cytokines (IL-1beta, IL-2, IL-4, IL-5, IL-6, IL-10, IL-12p70, IL-13, IL-15, IL-31, IL-33, IL-17 A, IL-23, TNF-alfa, TNF-beta and INF-gama) levels were assessed in 107 out of 134 patients using multiplex technology with magnetic beads. Tear collection of at least 5 microliters was carried out on a single eye by suction in the inferior temporal lacrimal meniscus with glass capillaries. The samples were frozen at -800C, immediately after collection to the time of dosing and analysis in August 2016. Results: The prevalence of allergy in the keratoconus group was 68.85% (42/61), within the same group 42.62% (26/61) of the patients had ocular allergy. Ocular pruritus intensity was higher in the OA group and in the KC group than in the control group (p < 0,001 e p=0,047), and higher in the OA group than in the KC group (p < 0,001). Cytokines INF-gama, IL-13, IL-15, IL-17A, IL-1beta, IL-2, IL-4, IL-5, IL-31, TNF-beta were statiscally higher in the OA group in comparision to the KC group. In the control group, there was a positive correlation of the difference measurement of osmolarity (osmol delta) between the eyes with all cytokines dosed. In the KC group, IL-1beta, IL-6 e TNF-alfa correlated positively with OSDI (p=0,044, p=0,010 e p=0,047). Tear osmolarity was higher in the KC group than in the OA group (p=0,043). Conclusions: Patients with keratoconus had inflammatory changes in the ocular surface, such as: direct correlation between OSDI and tear IL-1beta, IL-6 and TNF-alpha levels; higher pruritus intensity than the control group and higher osmolarity than the OA group. In the OA group, OSDI levels were higher than in the control group and some cytokines had higher levels than the KC group. In the control patients, tear film instability (delta osmol) was direct correlated to ocular inflammation (dosed cytokines). In the KC group, there was a high prevalence of mild forms of ocular allergy (40.98%) and only one case of severe ocular allergy (atopic keratoconjunctivitis [1.3%]). However, most studies avaiable have associated keratoconus with severe forms of ocular allergy. Together, these findings may be related to specific characteristics of the region of study

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-06-06T12:33:44Z No. of bitstreams: 2 Tese - Leonardo Mariano Reis - 2016.pdf: 3509741 bytes, checksum: e1f5a9a506233e87a4136a0c0016ae8e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-06-06T15:32:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Leonardo Mariano Reis - 2016.pdf: 3509741 bytes, checksum: e1f5a9a506233e87a4136a0c0016ae8e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T15:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Leonardo Mariano Reis - 2016.pdf: 3509741 bytes, checksum: e1f5a9a506233e87a4136a0c0016ae8e (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2016-02-23 / Keratoconus is a non-inflammatory ocular dysfunction characterized by thinning, protrusion and conical shape of the cornea. The progression of this dysfunction leads to significant decrease in visual acuity and occasionally, in more severe cases, to corneal transplantation. The etiology of keratoconus is complex and the genetic component is among the main factors associated with the development of this disease. The objective of this study was to evaluate the occurrence of mutation in candidate genetic loci and its relation with keratoconus in patients attended in Brazil compared to healthy volunteers, through analysis of single nucleotide polymorphism in the gene DOCK9. In this clinical study, 108 participants were evaluated: 46 keratoconus patients and 62 healthy volunteers (controls). DNA samples were extracted from collected blood from keratoconus patients and controls. The genotyping of the single nucleotide polymorphism rs7995432 in the gene DOCK9 was determined through realtime polymerase chain reaction (qPCR). Single nucleotide polymorphism mutations were observed in both patients and controls. There were no significant differences on the frequency and discrimination of the mutant and wild alleles between patients and controls. The frequency of the mutant allele (C) was 4.8% in patients and 7.6% in controls. For the wild allele (T), the frequencies were 95.2% in patients and 92.4% in controls. The heterozygous genotype was present in 9.5% of patients and 11% of controls, while the homozygous genotype for the wild allele (TT) was found in 90.5% and 87% for patients and controls, respectively. Thus, these results confirm no association of these mutations and the occurrence of keratoconus for this population. / O ceratocone é uma disfunção ocular não-inflamatória caracterizada por afinamento, protrusão e formato cônico da córnea. A progressão desta disfunção ocular induz a diminuição significativa da acuidade visual em pacientes e ocasionalmente, nos casos mais avançados, ao transplante de córnea. A etiologia do ceratocone é complexa e o componente genético está entre os principais fatores associados ao seu desenvolvimento. O objetivo deste estudo foi avaliar a ocorrência de mutação em loci gênicos candidatos e sua relação com ceratocone em pacientes atendidos no Brasil comparados a voluntários saudáveis, através da análise de polimorfismo de nucleotídeo único no gene DOCK9. Neste estudo clínico foram avaliados 108 indivíduos, sendo 46 pacientes com ceratocone e 62 voluntários saudáveis (controles). Amostras de DNA foram obtidas do sangue coletado de pacientes com ceratocone e controles para a realização de análise de genotipagem. O genótipo do polimorfismo de nucleotídeo único rs7995432 no gene DOCK9 foi determinado através de reação em cadeia da polimerase em tempo real (qPCR). As mutações de polimorfismos de nucleotídeo único foram observadas em pacientes e controles. Não foram observadas diferenças significativas na frequência e discriminação dos alelos mutante e selvagem entre os pacientes com ceratocone e os controles. A frequência do alelo mutante (C) foi de 4,8% para os pacientes e 7,6% para os controles. Para o alelo selvagem (T), as frequências foram de 95,2% para os pacientes e 92,4% para os controles. O genótipo heterozigótico esteve presente em 9,5% dos pacientes e 11% dos controles, enquanto o genótipo homozigótico para o alelo selvagem (TT) foi encontrado em 90,5% e 87% para os pacientes e controles, respectivamente. Assim, não foi possível fazer uma associação destas mutações com a ocorrência do ceratocone para esta população.

INTRODUÇÃO: O ceratocone é uma doença não inflamatória, sem etiologia definida, caracterizada pelo afilamento estromal e protrusão da córnea. Geralmente esta doença torna-se clinicamente evidente na adolescência. Apesar de possuir sinais clínicos bem conhecidos, a detecção do ceratocone em estádios iniciais pode representar uma tarefa de difícil execução, mesmo quando a videoceratografia computadorizada ou outros métodos são utilizados para avaliar a córnea. Anteriormente, diagnosticar o ceratocone apenas após a identificação de sinais clínicos inequívocos era uma conduta aceitável. Com o advento da cirurgia refrativa porém, a identificação precoce do ceratocone tornou-se um procedimento de vital importância para evitar complicações pós-operatórias. O objetivo principal deste estudo é avaliar o uso de máquinas de vetor de suporte e redes neurais artificiais como métodos auxiliares para identificação de ceratocone e suspeita de ceratocone em exames realizados com o Orbscan II. MÉTODOS: Foram avaliados retrospectivamente dados de 344 pacientes. Os exames selecionados foram classificados em 6 categorias: normal (n=172), astigmatismo (n=89), ceratocone (n=46), ceratocone forma frustra (n=10), suspeita de ceratocone (n=16) e cirurgia refrativa (n=11). Para cada paciente 10 atributos foram obtidos ou calculados a partir de dados fornecidos pelo Orbscan II. O método do holdout e da validação cruzada foram utilizados para encontrar a melhor configuração, treinar e testar os classificadores. Além da acurácia, sensibilidade e especificidade, curvas ROC foram obtidas para cada classificador, e as áreas sob as curvas ROC foram calculadas. RESULTADOS: Os dois classificadores selecionados alcançaram um bom desempenho, com áreas sob as curvas ROC de 0,99. Não houve diferença estatística entre as suas performances. O desempenho dos classificadores foi superior ao desempenho de todos os atributos individuais do Orbscan II. (p<0,05). CONCLUSÃO: Os resultados alcançados sugerem que xi x máquinas de vetor de suporte e redes neurais artificiais podem representar técnicas úteis para a detecção de ceratocone em exames realizados com o Orbscan II. / PURPOSE: Keratoconus is a bilateral and non-inflammatory condition characterized by progressive thinning, protrusion and scarring of the córnea. The disease usually becomes clinically evident at puberty, and its etiology remains unknown. Although it has well-described clinical signs, early forms of the disease may be undetected, even when computer-assisted videokeratography techniques or other methods are used to evaluate the cornea. Prior to the development of refractive surgery, it was considered sufficient to diagnose clinically evident keratoconus. However, given the spread of refractive surgery, a careful differentiation between normal and early keratoconus cases is essential to avoid postoperative complications. This study evaluated the performance of support vector machine and multilayer perceptron neural network, as auxiliary tools to identify keratoconus from Orbscan II maps. METHODS: A total of 344 maps were retrospectively selected and classified into six categories: normal (n=172), astigmatism (n=89), keratoconus (n=46), forme fruste keratoconus (n=10), keratoconus suspect (n=16), and photorefractive keratectomy (n=11). For each map 10 attributes were obtained or calculated from data provided by the Orbscan II. Holdout method and ten-fold cross-validation was used to train and test the classifiers. Besides accuracy, sensitivity and specificity, ROC curves for each classifier were generated and the areas under the curves were calculated. RESULTS: The two selected classifiers provided a good performance and there were no differences between their performances. The area under the ROC curve of the support vector machine and multi-layer perceptron were significantly larger than those for all individual Orbscan II attributes evaluated (p<0.05). CONCLUSION: Overall, our results suggest that support vector machine and multi-layer perceptron classifiers, trained on Orbscan II data, could represent useful techniques for keratoconus detection

O ceratocone é uma disfunção da córnea, que geralmente manifesta-se por meio de um astigmatismo irregular e de um alto grau de miopia. O estágio avançado da doença é a principal causa de indicação da cirurgia de transplante de córnea. Certamente, trata-se de uma condição complexa, com etiologia multifatorial: fatores genéticos e ambientais estão associados para a expressão fenotípica. A maioria dos casos vistos na prática clínica são não sindrômicos (cursam sem comorbidades) e isolados, mas há uma proporção considerável de casos familiares. Foi feito um levantamento bibliográfico das principais variantes associadas ou relacionadas à doença para auxiliar na investigação. O presente projeto teve por objetivo identificar uma possível variante causal, por meio de estudo de ligação de amplitude genômica (GWLS), de uma família brasileira com 15 afetados por ceratocone, após a extração de DNA e genotipagem das amostras por microarranjo de SNP. Também foi realizado o sequenciamento de exoma do probando, visando filtrar as variantes patogênicas candidatas a explicar a doença. Foram encontradas 123 variantes suspeitas no exoma do paciente avaliado por NGS. Adicionalmente, identificou-se 3 regiões com LOD Score >1 (1p35.2-p34.3; 2q32.3-q33.2; 3q23; 5q11.2-q13.2) e uma com LOD Score>2 (19p13.11-q12). A combinação das duas metodologias permitiu a identificação de três variantes, sendo uma delas provavelmente implicada na etiologia, ainda por validar. Duas outras variantes foram excluídas / Keratoconus is a dysfunction of the cornea, which usually manifests itself through irregular astigmatism and a high degree of myopia. The advanced stage of the disease is the leading cause of indication for corneal transplant surgery. Certainly, it is a complex condition with a multifactorial etiology: genetic and environmental factors acts together to the phenotypic expression. Most of the cases seen in clinical practice are non- syndromic (with no comorbidities) and isolated, but there is a considerable proportion of familial cases. A bibliographic survey of the main variants associated or related to the disease was made to suport the investigation. The present project aimed to identify a possible causal variant by genomic amplitude binding study (GWLS) of a Brazilian family with 15 affected by keratoconus, after DNA extraction and genotyping of the samples by SNP microarray. It was also performed one exome sequencing, aiming to filter out the pathogenic candidate variants from the proband to explain the disease. 123 suspected variants were found in the patient\'s exams evaluated by NGS. In addition, 3 regions with LOD Score> 1 (1p35.2-p34.3; 2q32.3-q33.2; 3q23; 5q11.2- q13.2) and one with LOD Score> 2 (19p13.11 -q12). The combination of the two methodologies allowed the identification of three variants, one of them probably implicated in the etiology, yet to be validated. Two other variants were excluded

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:25:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tesedefendidarodrigo.pdf: 1424160 bytes, checksum: ba481cb9361d272aa1bf192493e601ce (MD5) Previous issue date: 2012-06-12 / To evaluate corneal endothelium by means of specular microscopy exam in patients with keratoconus, before and after Cornealring® corneal intrastromal ring surgery. A hundred and two eyes of sixty-seven patients, aged between 12 and 45, with the average age of 27,31 ± 8,15 years, 30 of whom females and 37 males, were selected to be submitted to the implant of Cornealring® corneal ring segments and evaluation of the corneal endothelium in the pre and post surgery (six months after the procedure) in the External Diseases and Cornea Ward of the Instituto Panamericano da Visão. Data have been stored for later analysis by software SPSS (Statistical Package of Social Science) for Windows 15.0. Only the eyes receiving two rings with 250 &#956; thickness showed significant statistical difference (p = 0,008). The remaining eyes showed no statistical difference (initial x final). In relation to the thickness and to the number of implanted rings, a decrease in the final coefficient was observed in most implanted rings. However, only the eyes that received two rings 250 &#956; thick showed significant difference (p=0,003), with a decrease of 10,1% in the coefficients of variation average. In relation to the thickness and number of implanted rings, a decrease in the percentage of hexagonal cells was observed (before and after surgery). Only the eyes that received two rings 250 &#956; thick showed a highly significant decrease (p=0,001) in relation to the hexagonal percentage of 9,7%. Although the parameters in the specular microscopy showed alterations mainly in the thicker rings, all the patients showed transparent corneas without clinical signs of endothelial suffering along the six months of follow-up. A longer period of study must be considered for better understanding and interpretation of the results obtained, in order to establish any relationship between eventual complications and the thickness of the implanted ring. / A tese tem por objetivo avaliar o endotélio corneal por meio de microscopia especular, de pacientes portadores de ceratocone, antes e após a cirurgia corneal pela técnica de anel intraestromal, utilizando o implante Cornealring®. Cento e dois olhos de 67 pacientes, com idade entre 12 e 45 anos (com média 27,31 ± 8,15 anos), sendo 30 do sexo feminino e 37 do sexo masculino, foram selecionados para serem submetidos ao implante dos segmentos do anel Cornealring® e avaliação do endotélio corneal no pré e pós-operatório, seis meses após o procedimento, no serviço de Doenças Externas e Córnea do Instituto Panamericano da Visão. Os dados foram armazenados, para posterior análise no software Statistical Package of Social Science (SPSS) para Windows, versão 15.0. Apenas os olhos que receberam dois anéis de espessura de 250 &#956; apresentaram diferença estatisticamente significativa da densidade endotelial (p = 0,008). Nos demais olhos, não houve diferença estatística (antes e após a cirurgia corneal). Notou-se que, na maioria das espessuras de anéis utilizados, houve uma diminuição do coeficiente de variação após a cirurgia corneal. Porém, só os olhos que receberam dois anéis de espessuras de 250 &#956; mostraram diferença significativa (p=0,003), com uma diminuição de 10,1% na média do coeficiente de variação. Observou-se diminuição no percentual de células hexagonais em relação, no tocante à espessura e à quantidade de anéis implantados. Somente os olhos que receberam os dois anéis de espessura de 250 &#956; mostraram diminuição altamente significativa (p=0,001), em relação ao percentual hexagonal de 9,7%. Apesar de os parâmetros na microscopia especular mostrarem-se alterados, sobretudo nos anéis com espessura maior, todos os pacientes apresentaram córneas transparentes sem sinais clínicos de sofrimento endotelial ao longo dos seis meses de seguimento. Maior tempo de estudo deve ser considerado para melhor compreensão e interpretação dos resultados encontrados, a fim de ser estabelecida alguma relação entre possíveis complicações e a espessura do anel implantado.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-05-30. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:18Z : No. of bitstreams: 1 Publico-13221.pdf: 17673997 bytes, checksum: 5eccd3ef771fd6553a1cc32756fcef7a (MD5) / Objetivos: 1) Avaliar se o cross-linking do colágeno corneano antes da inserção de segmentos de anéis corneanos intraestromais altera o tratamento do ceratocone. 2) Avaliar se o cross-linking do colágeno corneano modifica as características citológicas da superfície ocular em portadores de ceratocone. Métodos: Trinta e nove olhos de 31 pacientes foram alocados em 2 grupos: 19 olhos foram submetidos ao tratamento do cross-linking com riboflavina e luz ultravioleta A, e 20 olhos receberam colírio de riboflavina 0,1% (w/v) em solução de 20% dextran 4 vezes ao dia por 30 dias. Após 3 meses, todos os pacientes foram submetidos à inserção de segmentos de anéis corneanos intraestromais pela técnica do laser de femtosegundo. Avaliações foram realizadas nos momentos pré-operatório, com 1 e 3 meses após o cross-linking ou colírio de riboflavina, e também com 1, 3, 6, 12 e 24 meses após a inserção de segmentos de anéis corneanos intraestromais. Os pacientes foram submetidos aos seguintes exames: acuidade visual sem correção e acuidade visual com correção; refração manifesta; biomicroscopia; sensibilidade ao contraste; topografia corneana; Orbscan IIz; Pentacam; tonometria de aplanação; tonometria dinâmica de contorno; paquimetria ultrassônica; biomecânica da córnea; tomografia de coerência óptica; microscopia especular da córnea; citologia de impressão e mapeamento de retina. Análise de covariância e o teste de Mann-Whitney foram realizados para comparação das variáveis do estudo entre os 2 grupos. Teste de Friedman foi utilizado para avaliação da citologia de impressão antes do tratamento, e com 1 e 3 meses após o cross-linking ou colírio de riboflavina, e novamente com 6, 12 e 24 meses após a inserção de segmentos de anéis corneanos intraestromais. Resultados: Todos os pacientes foram acompanhados por 24 meses. A média e variação de idade dos pacientes foram de 28,30 ± 9,3 anos (17-55 anos) no grupo cross-linking e 30,40 ± 9,1 anos (22-55 anos) no grupo colírio de riboflavina. Não houve diferença estatisticamente significante entre os grupos em relação à acuidade visual sem correção (p=0,70) ou acuidade visual corrigida (p=0,78). Com 24 meses de seguimento, não houve diferença estatística entre os grupos em relação ao equivalente esférico (p=0,94). Também não houve diferença estatística para os 3 parâmetros topográficos (mais plano-K1 [p=0,81], mais curvo-K2 [p=0,68] e curvatura média [p=0,52]). Os exames de sensibilidade ao contraste, microscopia especular, paquimetria, tonometria e propriedades biomecânicas da córnea não apresentaram diferença estatística entre os grupos com 24 meses de seguimento. Na citologia de impressão, alguns parâmetros conjuntivais (ex.: adesividade das células epiteliais, proporção núcleo:citoplasma, nível de organização da cromatina nuclear, células caliciformes e queratinização [p≥0,001]) apresentaram diferenças estatisticamente significantes. Conclusões: O cross-linking do colágeno corneano não altera o efeito de segmentos de anéis corneanos intraestromais para ceratocone antes de sua inserção em relação à refração, topografia, sensibilidade ao contraste, microscopia especular, paquimetria, tonometria e biomecânica da córnea com 24 meses de seguimento. A comparação do escore total de citologia de impressão entre os grupos não mostrou diferença estatisticamente significante, apesar de diferenças em alguns parâmetros conjuntivais. / Purpose: To report the impression cytologic results after corneal cross-linking and insertion of intrastromal corneal ring segments for keratoconus. Methods: Thirty-nine eyes were distributed into two groups: 1) cross-linking group (patients underwent corneal cross-linking procedure), and 2) riboflavin eyedrops group (patients received riboflavin 0.1% (w/v) eyedrops in 20% dextran solution for 1 month). After 3 months, all patients underwent insertion of intrastromal corneal ring segments. Impression cytologic specimens were obtained from all eyes at baseline, at 1 month and 3 months after cross-linking or riboflavin eyedrops, and again at 6 months, 1 year, and 2 years after intrastromal corneal ring segment insertion. Results: Patients in the cross-linking group demonstrated improvement in the cell-to-cell contact of epithelial cells and the nucleusto- cytoplasm ratio on the temporal conjunctiva after treatment (P = 0.008 and P = 0.047), respectively. On the superior conjunctiva, increases in goblet cell density (P = 0.037) and level of organization of nuclear chromatin (P = 0.010) after treatment were noted. Patients in the riboflavin eyedrops group demonstrated improvement in the cellto- cell contact of epithelial cells on the superior conjunctiva after treatment (P = 0.021). On the temporal conjunctiva, an improvement in the cell-to-cell contact of epithelial cells (P < 0.001) and increases in the nucleus-to-cytoplasm ratio (P < 0.001), goblet cell density (P = 0.001), and less keratinization (P = 0.011) were noted. No changes were identified on the cornea for either group. Fisher’s exact test comparison of the impression cytologic total scores after treatment revealed no difference between groups. Conclusion: Despite changes in some conjunctival parameters (e.g., cell-tocell contact of epithelial cells, nucleus-to-cytoplasm ratio, level of organization of nuclear chromatin , goblet cell density, and keratinization), comparison of the total impression cytologic scores revealed no difference between groups. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

INTRODUÇÃO: O ceratocone é uma doença não inflamatória, sem etiologia definida, caracterizada pelo afilamento estromal e protrusão da córnea. Geralmente esta doença torna-se clinicamente evidente na adolescência. Apesar de possuir sinais clínicos bem conhecidos, a detecção do ceratocone em estádios iniciais pode representar uma tarefa de difícil execução, mesmo quando a videoceratografia computadorizada ou outros métodos são utilizados para avaliar a córnea. Anteriormente, diagnosticar o ceratocone apenas após a identificação de sinais clínicos inequívocos era uma conduta aceitável. Com o advento da cirurgia refrativa porém, a identificação precoce do ceratocone tornou-se um procedimento de vital importância para evitar complicações pós-operatórias. O objetivo principal deste estudo é avaliar o uso de máquinas de vetor de suporte e redes neurais artificiais como métodos auxiliares para identificação de ceratocone e suspeita de ceratocone em exames realizados com o Orbscan II. MÉTODOS: Foram avaliados retrospectivamente dados de 344 pacientes. Os exames selecionados foram classificados em 6 categorias: normal (n=172), astigmatismo (n=89), ceratocone (n=46), ceratocone forma frustra (n=10), suspeita de ceratocone (n=16) e cirurgia refrativa (n=11). Para cada paciente 10 atributos foram obtidos ou calculados a partir de dados fornecidos pelo Orbscan II. O método do holdout e da validação cruzada foram utilizados para encontrar a melhor configuração, treinar e testar os classificadores. Além da acurácia, sensibilidade e especificidade, curvas ROC foram obtidas para cada classificador, e as áreas sob as curvas ROC foram calculadas. RESULTADOS: Os dois classificadores selecionados alcançaram um bom desempenho, com áreas sob as curvas ROC de 0,99. Não houve diferença estatística entre as suas performances. O desempenho dos classificadores foi superior ao desempenho de todos os atributos individuais do Orbscan II. (p<0,05). CONCLUSÃO: Os resultados alcançados sugerem que xi x máquinas de vetor de suporte e redes neurais artificiais podem representar técnicas úteis para a detecção de ceratocone em exames realizados com o Orbscan II. / PURPOSE: Keratoconus is a bilateral and non-inflammatory condition characterized by progressive thinning, protrusion and scarring of the córnea. The disease usually becomes clinically evident at puberty, and its etiology remains unknown. Although it has well-described clinical signs, early forms of the disease may be undetected, even when computer-assisted videokeratography techniques or other methods are used to evaluate the cornea. Prior to the development of refractive surgery, it was considered sufficient to diagnose clinically evident keratoconus. However, given the spread of refractive surgery, a careful differentiation between normal and early keratoconus cases is essential to avoid postoperative complications. This study evaluated the performance of support vector machine and multilayer perceptron neural network, as auxiliary tools to identify keratoconus from Orbscan II maps. METHODS: A total of 344 maps were retrospectively selected and classified into six categories: normal (n=172), astigmatism (n=89), keratoconus (n=46), forme fruste keratoconus (n=10), keratoconus suspect (n=16), and photorefractive keratectomy (n=11). For each map 10 attributes were obtained or calculated from data provided by the Orbscan II. Holdout method and ten-fold cross-validation was used to train and test the classifiers. Besides accuracy, sensitivity and specificity, ROC curves for each classifier were generated and the areas under the curves were calculated. RESULTS: The two selected classifiers provided a good performance and there were no differences between their performances. The area under the ROC curve of the support vector machine and multi-layer perceptron were significantly larger than those for all individual Orbscan II attributes evaluated (p<0.05). CONCLUSION: Overall, our results suggest that support vector machine and multi-layer perceptron classifiers, trained on Orbscan II data, could represent useful techniques for keratoconus detection