Thesis (Ph.D.). / Written for the Dept. of Biomedical Engineering. Title from title page of PDF (viewed 2008/05/09). Includes bibliographical references.

INTRODUÇÃO: A síndrome de prune belly (PBS) é caracterizada por uma tríade com flacidez da parede abdominal, criptorquidia bilateral e malformações do trato urinário que compreende bexiga de capacidade aumentada, com complacência elevada, hipossensibilidade, hipocontratilidade, com divertículo ou fístula uracal e resíduo pós-miccional elevado. Alguns autores recomendam tratamento clínico, porém outros propõe correção cirúrgica, com reconstrução da via urinária incluindo ureteroplastia e cistoplastia redutoras, orquidopexia e abdominoplastia. Mesmo após a cirurgia, alguns doentes necessitam de cateterismo limpo intermitente. A inervação vesical determina seu funcionamento, mediado por neuroreceptores na junção neuromuscular. Os adrenoreceptores a1 estão relacionados à contratilidade detrusora e o b3 ao seu relaxamento, e certas condições como obstrução infravesical levam à hiperexpressão de receptores a1. O objetivo da presente pesquisa é verificar se no detrusor de doentes com PBS há alteração na densidade de terminações nervosas, hiper ou hipoexpressão de receptores adrenérgicos a1a, a1b, a1d e b3 e proporção anormal dos tecidos muscular e conectivo. MÉTODO Trata-se de estudo retrospectivo de caso-controle que envolveu 14 espécimes de detrusor de doentes com PBS operados entre 1985 a 2005 no Hospital das Clínicas da FMUSP. Dois grupos foram constituídos como controle: 13 fragmentos de bexiga de doentes submetidos à prostatectomia radical no Departamento de Urologia da Universidade de Mainz, com urodinâmica pré-operatória normal (GC1), e cinco fragmentos de bexiga de crianças submetidas à necrópsia no SVOC-USP, sem anomalias neurológicas e de trato urinário. A coloração de van Gieson foi realizada para análise da proporção músculo/tecido conectivo, e a reação imunohistoquímica para os anticorpos policlonais anti-proteína S100 e antiadrenoreceptores a1a, a1b, a1d e b3. A coloração castanho foi considerada evidência da expressão do adrenoreceptor na célula. Cinco a dez imagens digitais foram tomadas por meio de câmara digital e microscopia óptica. Estas foram analisadas pelo programa Adobe Photoshop CS2Ò. A quantidade relativa de receptores foi calculada e a análise estatística realizada pelos testes Kruskal-Wallis e Mann-Whitney. RESULTADOS A média de idade foi de 1,28 ± 1,14 ano no grupo caso (PBS), e de 64 ± 5,22 anos e 1,41 ± 1,11 ano, nos grupos GC1 e GC2, respectivamente. A mediana da relação músculo/tecido conectivo foi de 1,08 para o grupo PBS, 1,59 para o GC1 e para o GC2 de 1,28 (p=0,173). A mediana da proporção S100/tecido muscular foi de 0,21 para o grupo caso (PBS), de 0,20 para o GC1 e para o grupo GC2 de 0,01 (p=0,003). A mediana da relação a1a/tecido muscular foi de 0,06 para o grupo PBS, de 0,16 para o GC1 e para o grupo GC2 de 0,14 (p=0,026). Para a1b, as medianas foram 0,06 no grupo PBS, 0,006 no GC1 e 0,007 no GC2 (p=0,781). No a1d, as medianas foram 0,04 (PBS), 0,04 (GC1) e 0,05 (GC2) (p=0,618). Com relação ao b3, as medianas foram 0,07 no grupo PBS, 0,14 no GC1 e 0,10 no GC2 (p=0,378). CONCLUSÕES Comparando-se fragmentos de detrusor de doentes com PBS e bexigas normais não se observou alteração na densidade de terminações nervosas. Observou-se hipoexpressão do adrenoreceptor a1a, e não houve alteração dos adrenoreceptores a1b, a1d e b3. Também não se observou alteração entre a proporção de tecido muscular e conectivo no detrusor destes doentes. Investigações adicionais, com diferentes métodos e incluindo outros receptores, são necessárias antes de se aplicar esses conhecimentos na prática clínica. / INTRODUCTION: Prune belly syndrome (PBS) is charactherized by a triad of abdominal wall flaccidity, bilateral criptorchidism and urinary tract malformation, that includes a large-capacity bladder, with high detrusor compliance, low sensibility and contractility, associated to urachal diverticulum or fistula and elevated post void residual volumes. Some autors recommend clinical treatment, but others propose surgery correction, with urinary tract reconstruction, including reductive ureteroplasty and cystoplasty, orchidopexy and abdominoplasty. Even after surgery, some patients need intermittent catheterism. The detrusor innervation determines its function, mediated by neuroceptors at the neuromuscular junction. The a1 adrenoceptors are related to detrusor contractility and b3 to relaxation, and some conditions, like infravesical obstruction, lead to a1 adrenoceptor up-regulation. The objective of this work is to verify whether, in the detrusor from patients with PBS, there is altered nerve density, up or down-regulation of a1a, a1b, a1d and b3 adrenergic receptors and if there is an abnormal proportion between muscle and connective tissue. MATERIALS AND METHODS A retrospective case-control study was performed involving 14 detrusor specimens from patients with PBS, who underwent surgical treatment between 1985 an 2005 at University of São Paulo, Medical School Hospital. Two groups were taken as control: 13 bladder fragments from patients who underwent radical prostatectomy at Department of Urology of Mainz University, with normal urodynamic study prior to the surgery (GC1) and 5 bladder fragments from children submitted to autopsy at SVOC-USP, with no neurological or urinary tract malformation (GC2). Staining was performed using the van Gieson dye to analyse the proportion between muscle and connective tissue, and immunohistochemical reaction was employed, with polyclonal antibodies against S100 protein, as well as a1a, a1b, a1d and b3 adrenoceptors. Brown colour was considered as evidence of adrenoceptor cell expression. Five to ten digital images were captured on an optic microscope with a digital camera. These images were analysed with Adobe Photoshop CS2Ò software. The relative quantity of receptors was calculated and the statistic analysis was done with the Kruskal-Wallis and Mann-Whitney tests. RESULTS Mean age was 1.28 ± 1.14 year in PBS patients, and 64 ± 5.22 yrs. and 1.41 ± 1.11 yrs. in GC1 and GC2, respectively. The median proportion between muscle and connective tissue was 1.08 in PBS, 1.59 in GC1 and in GC2 of 1.28 (p=0.173). The median proportion of S100/muscle area was 0.21 in PBS, 0.20 in GC1 and in GC2 of 0.01 (p=0.003). The median relative quantity of receptors of a1a was 0.06 in PBS, 0.16 in GC1 and 0.14 in GC2 (p=0.026). In a1b, the median values were 0.06 in PBS group, 0.006 in GC1 and 0.007 in GC2 (p=0.781). In a1d, the median values were 0.04 (PBS), 0.04 (GC1) and 0.05 (GC2) (p=0.618). Regarding b3, the median values were 0.07 in PBS, 0.14 in GC1 and 0.10 in GC2 (p=0.378). CONCLUSION Comparing detrusor fragments from patients with PBS and normal bladders, there was no alteration in the density of nerve endings. We observed downregulation of a1a adrenoceptors, but no alteration in the a1b, a1d and b3 receptors. Furthermore, there was no alteration of the proportion between muscle and connective tissue areas. Further investigations, with different methods and including other receptors, are necessary to transfer this knowledge to clinical use.

Introdução: O presente estudo visa elucidar a apresentação anatômica da vasculatura medular em exame angiotomográfico e suas diferenças entre pacientes aortopatas e não aortopatas na população brasileira. Objetivos: Determinar as características da artéria de Adamkiewicz (AKA) e artéria espinhal anterior (ASA) por método não invasivo. Secundariamente, determinaremos a distribuição anatômica da AKA na população brasileira e a influência de determinadas aortopatias e comorbidades na identificação da AKA. Casuística: Cento e quinze angiotomografias elegíveis realizadas no Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo foram avaliadas e separadas entre pacientes aortopatas e não aortopatas. Trinta e dois (52,5%) homens e 29 mulheres constituíram o grupo não aortopata e 30 (56,6%) homens e 23 mulheres constituíram o grupo de aortopatas. Método: Análise prospectiva de angiotomografias realizadas em aparelho de 320 detectores através de software open-source OsiriX e identificação da AKA e ASA por reconstrução multiplanar tridimensional. Dados clínicos e sociodemográficos foram estratificados. Resultados: A AKA foi identificada em 78,7% dos integrantes do grupo não aortopata e em 40,7% dos pacientes aortopatas (p =< 0,0001). A ASA foi identificada em 80,3% dos integrantes do grupo não aortopata e em 46,3% dos pacientes aortopatas (p=0,0001). Em 53 (73,6%) casos a AKA originou-se do lado esquerdo. Discussão: A angiotomografia é exame de rotina no pré-operatório de doenças aórticas. O presente trabalho apresentou detecção da AKA em grupo não aortopata equiparável com a literatura, apesar do aumento de detectores no aparelho de tomografia e a identificação da AKA em grupo aortopata pouco abaixo da literatura, mas significativamente diferente do grupo não aortopata: maior proporção de identificação da AKA e ASA em pacientes não aortopatas. Houve diferença na distribuição da AKA em comparação com a literatura. Conclusão: A detecção da AKA e ASA pelo método proposto é factível, porém não ocorre na totalidade dos pacientes. A AKA e ASA são mais identificáveis em pacientes não aortopatas e sua distribuição na população estudada não se assemelha à literatura. A origem da AKA é mais frequente entre T10 e T12 à esquerda / Introduction: This study investigated differences in spinal vasculature between healthy and diseased aortas among Brazilian population. Objective: The study aimed to identify and describe the spinal vascular anatomy, evaluate Anterior Spinal Artery (ASA) and Adamkiewicz artery (AKA) characteristics using non-invasive multidetector computed tomography (CT), as well as examine differences between groups with and without aortic disease. The secondary aim was to evaluate anatomic distribution of AKA level and side and the influence of clinical factors in its detection. Methods: CT scans of 115 patients from Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo were evaluated in terms of detection rate and AKA level and side. The results were also compared with data compiled from a review of the English language literature on this topic. We analysed 320-detector CT scans using OsiriX open source software. Furthermore, we identified the AKA and ASA using tridimensional multiplannar reconstruction. Clinical and demographics data were retrieved. Results: AKA identification showed higher detection rate in patients with healthy aortas (78.7%) compared to diseased aortas (40.7%) p < 0.0001. ASA was identified in 80.3% of the healthy aortas patients and 46.3% of the diseased aortas patients (p=0.0001). In 53 (76.6%) cases, the AKA originated from a left intercostal artery. Discussion: CT scan is a routine preoperative exam for aorta diseases. We observed a detection rate similar to that reported in previous literature on healthy aortas, in spite of the CT having more detectors. Furthermore, AKA identification in aorta diseased group was below literature, but statistically different from the healthy aorta group, higher AKA and ASA identification was found in healthy aorta group. The results indicated significant difference between previous literatures and our study in AKA detection. Conclusions: AKA detection using proposed method is feasible but is not detected in all patients. AKA and ASA have a higher detection rate in patients with a healthy aorta. The proposed method and data compiled from the literature did not show similar AKA level distribution. AKA originated more frequently from the left side between T10 and T12

INTRODUÇÃO: A síndrome de prune belly (PBS) é caracterizada por uma tríade com flacidez da parede abdominal, criptorquidia bilateral e malformações do trato urinário que compreende bexiga de capacidade aumentada, com complacência elevada, hipossensibilidade, hipocontratilidade, com divertículo ou fístula uracal e resíduo pós-miccional elevado. Alguns autores recomendam tratamento clínico, porém outros propõe correção cirúrgica, com reconstrução da via urinária incluindo ureteroplastia e cistoplastia redutoras, orquidopexia e abdominoplastia. Mesmo após a cirurgia, alguns doentes necessitam de cateterismo limpo intermitente. A inervação vesical determina seu funcionamento, mediado por neuroreceptores na junção neuromuscular. Os adrenoreceptores a1 estão relacionados à contratilidade detrusora e o b3 ao seu relaxamento, e certas condições como obstrução infravesical levam à hiperexpressão de receptores a1. O objetivo da presente pesquisa é verificar se no detrusor de doentes com PBS há alteração na densidade de terminações nervosas, hiper ou hipoexpressão de receptores adrenérgicos a1a, a1b, a1d e b3 e proporção anormal dos tecidos muscular e conectivo. MÉTODO Trata-se de estudo retrospectivo de caso-controle que envolveu 14 espécimes de detrusor de doentes com PBS operados entre 1985 a 2005 no Hospital das Clínicas da FMUSP. Dois grupos foram constituídos como controle: 13 fragmentos de bexiga de doentes submetidos à prostatectomia radical no Departamento de Urologia da Universidade de Mainz, com urodinâmica pré-operatória normal (GC1), e cinco fragmentos de bexiga de crianças submetidas à necrópsia no SVOC-USP, sem anomalias neurológicas e de trato urinário. A coloração de van Gieson foi realizada para análise da proporção músculo/tecido conectivo, e a reação imunohistoquímica para os anticorpos policlonais anti-proteína S100 e antiadrenoreceptores a1a, a1b, a1d e b3. A coloração castanho foi considerada evidência da expressão do adrenoreceptor na célula. Cinco a dez imagens digitais foram tomadas por meio de câmara digital e microscopia óptica. Estas foram analisadas pelo programa Adobe Photoshop CS2Ò. A quantidade relativa de receptores foi calculada e a análise estatística realizada pelos testes Kruskal-Wallis e Mann-Whitney. RESULTADOS A média de idade foi de 1,28 ± 1,14 ano no grupo caso (PBS), e de 64 ± 5,22 anos e 1,41 ± 1,11 ano, nos grupos GC1 e GC2, respectivamente. A mediana da relação músculo/tecido conectivo foi de 1,08 para o grupo PBS, 1,59 para o GC1 e para o GC2 de 1,28 (p=0,173). A mediana da proporção S100/tecido muscular foi de 0,21 para o grupo caso (PBS), de 0,20 para o GC1 e para o grupo GC2 de 0,01 (p=0,003). A mediana da relação a1a/tecido muscular foi de 0,06 para o grupo PBS, de 0,16 para o GC1 e para o grupo GC2 de 0,14 (p=0,026). Para a1b, as medianas foram 0,06 no grupo PBS, 0,006 no GC1 e 0,007 no GC2 (p=0,781). No a1d, as medianas foram 0,04 (PBS), 0,04 (GC1) e 0,05 (GC2) (p=0,618). Com relação ao b3, as medianas foram 0,07 no grupo PBS, 0,14 no GC1 e 0,10 no GC2 (p=0,378). CONCLUSÕES Comparando-se fragmentos de detrusor de doentes com PBS e bexigas normais não se observou alteração na densidade de terminações nervosas. Observou-se hipoexpressão do adrenoreceptor a1a, e não houve alteração dos adrenoreceptores a1b, a1d e b3. Também não se observou alteração entre a proporção de tecido muscular e conectivo no detrusor destes doentes. Investigações adicionais, com diferentes métodos e incluindo outros receptores, são necessárias antes de se aplicar esses conhecimentos na prática clínica. / INTRODUCTION: Prune belly syndrome (PBS) is charactherized by a triad of abdominal wall flaccidity, bilateral criptorchidism and urinary tract malformation, that includes a large-capacity bladder, with high detrusor compliance, low sensibility and contractility, associated to urachal diverticulum or fistula and elevated post void residual volumes. Some autors recommend clinical treatment, but others propose surgery correction, with urinary tract reconstruction, including reductive ureteroplasty and cystoplasty, orchidopexy and abdominoplasty. Even after surgery, some patients need intermittent catheterism. The detrusor innervation determines its function, mediated by neuroceptors at the neuromuscular junction. The a1 adrenoceptors are related to detrusor contractility and b3 to relaxation, and some conditions, like infravesical obstruction, lead to a1 adrenoceptor up-regulation. The objective of this work is to verify whether, in the detrusor from patients with PBS, there is altered nerve density, up or down-regulation of a1a, a1b, a1d and b3 adrenergic receptors and if there is an abnormal proportion between muscle and connective tissue. MATERIALS AND METHODS A retrospective case-control study was performed involving 14 detrusor specimens from patients with PBS, who underwent surgical treatment between 1985 an 2005 at University of São Paulo, Medical School Hospital. Two groups were taken as control: 13 bladder fragments from patients who underwent radical prostatectomy at Department of Urology of Mainz University, with normal urodynamic study prior to the surgery (GC1) and 5 bladder fragments from children submitted to autopsy at SVOC-USP, with no neurological or urinary tract malformation (GC2). Staining was performed using the van Gieson dye to analyse the proportion between muscle and connective tissue, and immunohistochemical reaction was employed, with polyclonal antibodies against S100 protein, as well as a1a, a1b, a1d and b3 adrenoceptors. Brown colour was considered as evidence of adrenoceptor cell expression. Five to ten digital images were captured on an optic microscope with a digital camera. These images were analysed with Adobe Photoshop CS2Ò software. The relative quantity of receptors was calculated and the statistic analysis was done with the Kruskal-Wallis and Mann-Whitney tests. RESULTS Mean age was 1.28 ± 1.14 year in PBS patients, and 64 ± 5.22 yrs. and 1.41 ± 1.11 yrs. in GC1 and GC2, respectively. The median proportion between muscle and connective tissue was 1.08 in PBS, 1.59 in GC1 and in GC2 of 1.28 (p=0.173). The median proportion of S100/muscle area was 0.21 in PBS, 0.20 in GC1 and in GC2 of 0.01 (p=0.003). The median relative quantity of receptors of a1a was 0.06 in PBS, 0.16 in GC1 and 0.14 in GC2 (p=0.026). In a1b, the median values were 0.06 in PBS group, 0.006 in GC1 and 0.007 in GC2 (p=0.781). In a1d, the median values were 0.04 (PBS), 0.04 (GC1) and 0.05 (GC2) (p=0.618). Regarding b3, the median values were 0.07 in PBS, 0.14 in GC1 and 0.10 in GC2 (p=0.378). CONCLUSION Comparing detrusor fragments from patients with PBS and normal bladders, there was no alteration in the density of nerve endings. We observed downregulation of a1a adrenoceptors, but no alteration in the a1b, a1d and b3 receptors. Furthermore, there was no alteration of the proportion between muscle and connective tissue areas. Further investigations, with different methods and including other receptors, are necessary to transfer this knowledge to clinical use.

Introdução: O presente estudo visa elucidar a apresentação anatômica da vasculatura medular em exame angiotomográfico e suas diferenças entre pacientes aortopatas e não aortopatas na população brasileira. Objetivos: Determinar as características da artéria de Adamkiewicz (AKA) e artéria espinhal anterior (ASA) por método não invasivo. Secundariamente, determinaremos a distribuição anatômica da AKA na população brasileira e a influência de determinadas aortopatias e comorbidades na identificação da AKA. Casuística: Cento e quinze angiotomografias elegíveis realizadas no Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo foram avaliadas e separadas entre pacientes aortopatas e não aortopatas. Trinta e dois (52,5%) homens e 29 mulheres constituíram o grupo não aortopata e 30 (56,6%) homens e 23 mulheres constituíram o grupo de aortopatas. Método: Análise prospectiva de angiotomografias realizadas em aparelho de 320 detectores através de software open-source OsiriX e identificação da AKA e ASA por reconstrução multiplanar tridimensional. Dados clínicos e sociodemográficos foram estratificados. Resultados: A AKA foi identificada em 78,7% dos integrantes do grupo não aortopata e em 40,7% dos pacientes aortopatas (p =< 0,0001). A ASA foi identificada em 80,3% dos integrantes do grupo não aortopata e em 46,3% dos pacientes aortopatas (p=0,0001). Em 53 (73,6%) casos a AKA originou-se do lado esquerdo. Discussão: A angiotomografia é exame de rotina no pré-operatório de doenças aórticas. O presente trabalho apresentou detecção da AKA em grupo não aortopata equiparável com a literatura, apesar do aumento de detectores no aparelho de tomografia e a identificação da AKA em grupo aortopata pouco abaixo da literatura, mas significativamente diferente do grupo não aortopata: maior proporção de identificação da AKA e ASA em pacientes não aortopatas. Houve diferença na distribuição da AKA em comparação com a literatura. Conclusão: A detecção da AKA e ASA pelo método proposto é factível, porém não ocorre na totalidade dos pacientes. A AKA e ASA são mais identificáveis em pacientes não aortopatas e sua distribuição na população estudada não se assemelha à literatura. A origem da AKA é mais frequente entre T10 e T12 à esquerda / Introduction: This study investigated differences in spinal vasculature between healthy and diseased aortas among Brazilian population. Objective: The study aimed to identify and describe the spinal vascular anatomy, evaluate Anterior Spinal Artery (ASA) and Adamkiewicz artery (AKA) characteristics using non-invasive multidetector computed tomography (CT), as well as examine differences between groups with and without aortic disease. The secondary aim was to evaluate anatomic distribution of AKA level and side and the influence of clinical factors in its detection. Methods: CT scans of 115 patients from Instituto do Coração do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo were evaluated in terms of detection rate and AKA level and side. The results were also compared with data compiled from a review of the English language literature on this topic. We analysed 320-detector CT scans using OsiriX open source software. Furthermore, we identified the AKA and ASA using tridimensional multiplannar reconstruction. Clinical and demographics data were retrieved. Results: AKA identification showed higher detection rate in patients with healthy aortas (78.7%) compared to diseased aortas (40.7%) p < 0.0001. ASA was identified in 80.3% of the healthy aortas patients and 46.3% of the diseased aortas patients (p=0.0001). In 53 (76.6%) cases, the AKA originated from a left intercostal artery. Discussion: CT scan is a routine preoperative exam for aorta diseases. We observed a detection rate similar to that reported in previous literature on healthy aortas, in spite of the CT having more detectors. Furthermore, AKA identification in aorta diseased group was below literature, but statistically different from the healthy aorta group, higher AKA and ASA identification was found in healthy aorta group. The results indicated significant difference between previous literatures and our study in AKA detection. Conclusions: AKA detection using proposed method is feasible but is not detected in all patients. AKA and ASA have a higher detection rate in patients with a healthy aorta. The proposed method and data compiled from the literature did not show similar AKA level distribution. AKA originated more frequently from the left side between T10 and T12