Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / A novel algorithm was developed to convert raw 2-dimensional endoscope videos into 3-dimensional view. Minimally invasive surgeries aided with 3D view of the invivo site have shown to reduce errors and improve training time compared to those with 2D view. The novelty of this algorithm is that two cues in the images have been used to develop the 3D. Illumination is the rst cue used to nd the darkest regions in the endoscopy images in order to locate the vanishing point(s). The second cue is the presence of ridge-like structures in the in-vivo images of the endoscopy image sequence. Edge detection is used to map these ridge-like structures into concentric ellipses with their common center at the darkest spot. Then, these two observations are used to infer the depth of the endoscopy videos; which then serves to convert them from 2D to 3D. The processing time is between 21 seconds to 20 minutes for each frame, on a 2.27GHz CPU. The time depends on the number of edge pixels present in the edge-detection image. The accuracy of ellipse detection was measured to be 98.98% to 99.99%. The algorithm was tested on 3 truth images with known ellipse parameters and also on real bronchoscopy image sequences from two surgical procedures. Out of 1020 frames tested in total, 688 frames had single vanishing point while 332 frames had two vanishing points. Our algorithm detected the single vanishing point in 653 of the 688 frames and two vanishing points in 322 of the 332 frames.

Voiced communication plays a fundamental role in society. Voice research seeks to improve understanding of the fundamental physics governing voice production, with the eventual goal of improving methods to diagnose and treat voice disorders. For this thesis, three different aspects of voice production research were studied. First, porcine vocal fold medial surface geometry was determined, and the three-dimensional geometric distortion induced by freezing the larynx, especially in the region of the vocal folds, was quantified. It was found that porcine vocal folds are qualitatively geometrically similar to canine and human vocal folds, as well as commonly used models, and that freezing of tissue in the larynx causes distortion of around 5%. Second, a setup of multiple high-resolution cameras and a stereo-endoscopy system simultaneously recorded positions on the superior surface of synthetic, self-oscillating vocal fold models to estimate the error in the measurement of the three-dimensional location by the stereo-endoscopy system. The error was found to be low in the transverse plane, whereas the error was relatively large in the inferior-superior direction, suggesting that the stereo-endoscope is applicable for in vivo measurements of absolute distances of the glottis in the transverse plane such as glottal length, width, and area. Third, a function for strain-varying Poisson's ratio for silicone was developed from experimental data. It is anticipated that the findings herein can aid voice researchers as they study voice production, leading to improved voice care.

Introdução: obstrução gastroduodenal maligna é uma condição frequente em neoplasias gástricas e pancreáticas em estágio avançado. O tratamento paliativo visa a melhora dos sintomas e da qualidade de vida, sendo realizado pelas técnicas cirúrgicas ou endoscópicas. Embora a terapêutica cirúrgica seja consagrada, as complicações relacionadas ao procedimento e as condições clínicas desfavoráveis dos pacientes devem ser consideradas. Apesar dos avanços do tratamento endoscópico e da possibilidade de oferecer um tratamento menos invasivo, deve-se considerar as complicações e a taxa de reintervenção desta modalidade terapêutica. Novas tecnologias foram desenvolvidas para minimizar as complicações relacionadas ao uso de próteses e demandam uma análise pormenorizada. O objetivo desta revisão sistemática é comparar o tratamento endoscópico com próteses cobertas e não cobertas e o cirúrgico com gastrojejunoanastomose para obstrução gastroduodenal. Métodos: ensaios clínicos randomizados foram identificados nas bases de dados do MEDLINE, Embase, Cochrane, LILACS, SCOPUS e CINAHL. A comparação entre as próteses metálicas cobertas e não cobertas incluiu o sucesso técnico, sucesso clínico, complicações, obstrução, migração, sangramento, perfuração, fratura das próteses e reintervenção. Os desfechos usados na comparação da terapêutica cirúrgica com gastrojejunoanastomose e endoscópica com próteses foram o sucesso técnico, complicações e reintervenção. A avaliação da patência não pode ser incluída devido à falta de uniformidade dos dados extraídos. Resultados: oito artigos foram selecionados, três comparando gastrojejunostomia e próteses e cinco comparando próteses cobertas e não cobertas. A metanálise dos estudos sobre gastroenteroanastomose e próteses não demonstrou diferença significativa no sucesso técnico e número absoluto de complicações. O tratamento com próteses apresentou uma maior taxa de reintervenção que a terapêutica cirúrgica (DR = 0,26, IC 95% = 0,05 a 0,47, NNH = 4). A metanálise que comparou próteses metálicas cobertas e não cobertas não demonstrou diferença estatística significativa considerando o sucesso técnico, sucesso clínico, complicações, fratura das próteses, perfuração, sangramento e necessidade de reintervenção. Uma maior taxa de migração foi atribuída à terapêutica com próteses cobertas (DR = 0,09, IC 95% = 0,04 a 0,14, NNH = 11). Entretanto, o tratamento com próteses cobertas apresenta menor taxa de obstrução em relação às não cobertas (DR = -0,21, IC 95% = -0,27 a -0,15, NNT = 5). Uma análise de subgrupo de estudos com próteses metálicas que incluíram apenas pacientes com câncer gástrico demonstrou resultado semelhante à metanálise com todos os artigos. Conclusões: o tratamento endoscópico paliativo da obstrução gastroduodenal maligna com próteses cobertas apresenta maior taxa de migração e menor número de obstruções quando comparado com o uso de próteses não cobertas. A terapêutica cirúrgica com gastrojejunoanastomose associa-se a uma menor taxa de reintervenção em relação ao uso de próteses / Introduction: malignant gastric outlet obstruction is a frequent condition in advanced gastric and pancreatic neoplasms. Palliative treatment can be performed by endoscopic or surgical techniques. Palliation aims to relief symptoms and increase quality of life. Although surgical therapy is the established treatment, the complication rate of the procedure and the unfavorable clinical conditions must be considered. Despite the advances in the endoscopic treatment and the possibility to offer a minimally invasive therapy, complication rate and need of reintervention must be reminded. New technologies have been developed to minimize the complications related to the use of stents and require a detailed analysis. This systematic review aims to compare surgery and covered and uncovered stent treatments for gastric outlet obstruction. Methods: randomized clinical trials were identified in MEDLINE, Embase, Cochrane, LILACs, BVS, SCOPUS and CINAHL databases. Comparison of covered and uncovered stents included: technical success, clinical success, complications, obstruction, migration, bleeding, perforation, stent fracture and reintervention. The outcomes used to compare Gastrojejunostomy and stents were technical success, complications and reintervention. Patency rate could not be included because of lack of uniformity of the extracted data. Results: eight studies were selected, three comparing gastrojejunostomy and stents and five comparing covered and uncovered stents. The meta-analysis of surgical and endoscopic stent treatment showed no difference in the technical success and overall number of complications. Stents had higher reintervention rates than surgery (RD: 0.26, 95% CI [0.05, 0.47], NNH: 4). There is no significant difference in technical success, clinical success, complications, stent fractures, perforation, bleeding and the need for reintervention in the analyses of covered and uncovered stents. There is a higher migration rate in the covered stent therapy compared to uncovered self-expanding metallic stents in the palliation of malignant gastric outlet obstruction (RD: 0.09, 95% CI [0.04, 0.14], NNH: 11). Nevertheless, covered stents had lower obstruction rates (RD: -0.21, 95% CI [-0.27, - 0.15], NNT: 5). A subgroup analysis with studies that included only patients with gastric cancer showed similar results when compared with the analysis with all trials. Conclusions: in the palliation of malignant gastric outlet obstruction, covered stents had higher migration and lower obstruction rates when compared with uncovered stents. Gastrojejunostomy is associated with lower reintervention rates than stents

Introdução: obstrução gastroduodenal maligna é uma condição frequente em neoplasias gástricas e pancreáticas em estágio avançado. O tratamento paliativo visa a melhora dos sintomas e da qualidade de vida, sendo realizado pelas técnicas cirúrgicas ou endoscópicas. Embora a terapêutica cirúrgica seja consagrada, as complicações relacionadas ao procedimento e as condições clínicas desfavoráveis dos pacientes devem ser consideradas. Apesar dos avanços do tratamento endoscópico e da possibilidade de oferecer um tratamento menos invasivo, deve-se considerar as complicações e a taxa de reintervenção desta modalidade terapêutica. Novas tecnologias foram desenvolvidas para minimizar as complicações relacionadas ao uso de próteses e demandam uma análise pormenorizada. O objetivo desta revisão sistemática é comparar o tratamento endoscópico com próteses cobertas e não cobertas e o cirúrgico com gastrojejunoanastomose para obstrução gastroduodenal. Métodos: ensaios clínicos randomizados foram identificados nas bases de dados do MEDLINE, Embase, Cochrane, LILACS, SCOPUS e CINAHL. A comparação entre as próteses metálicas cobertas e não cobertas incluiu o sucesso técnico, sucesso clínico, complicações, obstrução, migração, sangramento, perfuração, fratura das próteses e reintervenção. Os desfechos usados na comparação da terapêutica cirúrgica com gastrojejunoanastomose e endoscópica com próteses foram o sucesso técnico, complicações e reintervenção. A avaliação da patência não pode ser incluída devido à falta de uniformidade dos dados extraídos. Resultados: oito artigos foram selecionados, três comparando gastrojejunostomia e próteses e cinco comparando próteses cobertas e não cobertas. A metanálise dos estudos sobre gastroenteroanastomose e próteses não demonstrou diferença significativa no sucesso técnico e número absoluto de complicações. O tratamento com próteses apresentou uma maior taxa de reintervenção que a terapêutica cirúrgica (DR = 0,26, IC 95% = 0,05 a 0,47, NNH = 4). A metanálise que comparou próteses metálicas cobertas e não cobertas não demonstrou diferença estatística significativa considerando o sucesso técnico, sucesso clínico, complicações, fratura das próteses, perfuração, sangramento e necessidade de reintervenção. Uma maior taxa de migração foi atribuída à terapêutica com próteses cobertas (DR = 0,09, IC 95% = 0,04 a 0,14, NNH = 11). Entretanto, o tratamento com próteses cobertas apresenta menor taxa de obstrução em relação às não cobertas (DR = -0,21, IC 95% = -0,27 a -0,15, NNT = 5). Uma análise de subgrupo de estudos com próteses metálicas que incluíram apenas pacientes com câncer gástrico demonstrou resultado semelhante à metanálise com todos os artigos. Conclusões: o tratamento endoscópico paliativo da obstrução gastroduodenal maligna com próteses cobertas apresenta maior taxa de migração e menor número de obstruções quando comparado com o uso de próteses não cobertas. A terapêutica cirúrgica com gastrojejunoanastomose associa-se a uma menor taxa de reintervenção em relação ao uso de próteses / Introduction: malignant gastric outlet obstruction is a frequent condition in advanced gastric and pancreatic neoplasms. Palliative treatment can be performed by endoscopic or surgical techniques. Palliation aims to relief symptoms and increase quality of life. Although surgical therapy is the established treatment, the complication rate of the procedure and the unfavorable clinical conditions must be considered. Despite the advances in the endoscopic treatment and the possibility to offer a minimally invasive therapy, complication rate and need of reintervention must be reminded. New technologies have been developed to minimize the complications related to the use of stents and require a detailed analysis. This systematic review aims to compare surgery and covered and uncovered stent treatments for gastric outlet obstruction. Methods: randomized clinical trials were identified in MEDLINE, Embase, Cochrane, LILACs, BVS, SCOPUS and CINAHL databases. Comparison of covered and uncovered stents included: technical success, clinical success, complications, obstruction, migration, bleeding, perforation, stent fracture and reintervention. The outcomes used to compare Gastrojejunostomy and stents were technical success, complications and reintervention. Patency rate could not be included because of lack of uniformity of the extracted data. Results: eight studies were selected, three comparing gastrojejunostomy and stents and five comparing covered and uncovered stents. The meta-analysis of surgical and endoscopic stent treatment showed no difference in the technical success and overall number of complications. Stents had higher reintervention rates than surgery (RD: 0.26, 95% CI [0.05, 0.47], NNH: 4). There is no significant difference in technical success, clinical success, complications, stent fractures, perforation, bleeding and the need for reintervention in the analyses of covered and uncovered stents. There is a higher migration rate in the covered stent therapy compared to uncovered self-expanding metallic stents in the palliation of malignant gastric outlet obstruction (RD: 0.09, 95% CI [0.04, 0.14], NNH: 11). Nevertheless, covered stents had lower obstruction rates (RD: -0.21, 95% CI [-0.27, - 0.15], NNT: 5). A subgroup analysis with studies that included only patients with gastric cancer showed similar results when compared with the analysis with all trials. Conclusions: in the palliation of malignant gastric outlet obstruction, covered stents had higher migration and lower obstruction rates when compared with uncovered stents. Gastrojejunostomy is associated with lower reintervention rates than stents

[ES] La endoscopia capsular (CE) es una ampliamente utilizada alternativa mínimamente invasiva a la endoscopia tradicional, que permite la visualización de todo el intestino delgado, mientras no es posible hacerlo fácilmente con los procedimientos más invasivos. Sin embargo, esos métodos tradicionales aún suelen ser la primera opción de tratamiento, ya que todavía existen desafíos importantes en el campo de la CE, incluyendo el tiempo necesario para el diagnóstico por vídeo después del procedimiento, el hecho de que la cápsula no se puede controlar activamente, la falta de consenso sobre una buena preparación del paciente y el coste alto. En esta tesis doctoral, nuestro objetivo es extraer más información de los procedimientos de endoscopía por cápsula para ayudar a aliviar estos problemas desde una perspectiva que parece estar subrepresentada en la investigación actual. Primero, como el objetivo principal en esta tesis, pretendemos desarrollar un método de evaluación de la limpieza en procedimientos de CE automático y objetivo para asistir la investigación médica en métodos de preparación de los pacientes. Específicamente, a pesar de que una preparación adecuada del paciente pueda ayudar a obtener una mejor visibilidad, los estudios sobre el método más efectivo son contradictorios debido a la ausencia de tal método. Por lo tanto, pretendemos proporcionar un método de ese tipo, capaz de presentar la limpieza en una escala intuitiva, con una novedosa arquitectura relativamente ligera de una red neuronal convolucional en su núcleo. Entrenamos este modelo en un conjunto de datos extensivo de más de 50,000 parches de imágenes, obtenidos de 35 procedimientos CE diferentes, y lo comparamos con métodos de clasificación del estado del arte. A partir de la clasificación, desarrollamos un método para automáticamente estimar las probabilidades a nivel de píxel y deducir los puntos en la escala de la evaluación de la limpieza a través de umbrales aprendidos. Después, validamos nuestro método en un entorno clínico en 30 videos de CE obtenidos nuevamente, comparando las puntuaciones resultantes con las asignadas de forma independiente por especialistas humanos. Obtuvimos la mayor precisión de clasificación para el método propuesto (95,23%), con tiempos de predicción promedios significativamente más bajos que para el segundo mejor método. En la validación, encontramos un acuerdo aceptable con dos especialistas humanos en comparación con el acuerdo interhumano, mostrando su validez como método de evaluación objetivo. Adicionalmente, otro objetivo de este trabajo es detectar automáticamente el túnel y ubicar el túnel en cada fotograma. Para este objetivo, entrenamos un modelo basado en R-CNN, concretamente el detector ligero YOLOv3, en un total de 1385 fotogramas, extraídos de procedimientos de CE de 10 pacientes diferentes. De tal manera, alcanzamos una precisión del 86,55% y una recuperación del 88,79% en nuestro conjunto de datos de test. Ampliando este objetivo, también pretendemos visualizar la motilidad intestinal de una manera análoga a una manometría intestinal tradicional, basada únicamente en la técnica mínimamente invasiva de CE. Para esto, alineamos los fotogramas con similar orientación y derivamos los parámetros adecuados para nuestro método de segmentación de las propiedades del rectángulo delimitador del túnel. Finalmente, calculamos el tamaño relativo del túnel para construir un equivalente de una manometría intestinal a partir de información visual. Desde que concluimos nuestro trabajo, nuestro método para la evaluación automática de la limpieza se ha utilizado en un estudio a gran escala aún en curso, en el que participamos activamente. Mientras gran parte de la investigación se centra en la detección automática de patologías, como tumores, pólipos y hemorragias, esperamos que nuestro trabajo pueda hacer una contribución significativa para extraer más información de la CE también en otras áreas frecuentemente subestimadas. / [CA] L'endoscòpia capsular (CE) és una àmpliament utilitzada alternativa mínimament invasiva a l'endoscòpia tradicional, que permet la visualització de tot l'intestí prim, mentre no és possible fer-lo fàcilment amb els procediments més invasius. No obstant això, aqueixos mètodes tradicionals encara solen ser la primera opció de tractament, ja que encara existeixen desafiaments importants en el camp de la CE, incloent el temps necessari per al diagnòstic per vídeo després del procediment, el fet que la càpsula no es pot controlar activament, la falta de consens sobre una bona preparació del pacient i el cost alt. En aquesta tesi doctoral, el nostre objectiu és extraure més informació dels procediments de endoscopía per càpsula per a ajudar a alleujar aquests problemes des d'una perspectiva que sembla estar subrepresentada en la investigació actual. Primer, com l'objectiu principal en aquesta tesi, pretenem desenvolupar un mètode d'avaluació de la neteja en procediments de CE automàtic i objectiu per a assistir la investigació mèdica en mètodes de preparació dels pacients. Específicament, a pesar que una preparació adequada del pacient puga ajudar a obtindre una millor visibilitat, els estudis sobre el mètode més efectiu són contradictoris a causa de l'absència de tal mètode. Per tant, pretenem proporcionar un mètode d'aqueix tipus, capaç de presentar la neteja en una escala intuïtiva, amb una nova arquitectura relativament lleugera d'una xarxa neuronal convolucional en el seu nucli. Entrenem aquest model en un conjunt de dades extensiu de més de 50,000 pegats d'imatges, obtinguts de 35 procediments CE diferents, i el comparem amb mètodes de classificació de l'estat de l'art. A partir de la classificació, desenvolupem un mètode per a automàticament estimar les probabilitats a nivell de píxel i deduir els punts en l'escala de l'avaluació de la neteja a través de llindars apresos. Després, validem el nostre mètode en un entorn clínic en 30 vídeos de CE obtinguts novament, comparant les puntuacions resultants amb les assignades de manera independent per especialistes humans. Vam obtindre la major precisió de classificació per al mètode proposat (95,23%), amb temps de predicció mitjanes significativament més baixos que per al segon millor mètode. En la validació, trobem un acord acceptable amb dos especialistes humans en comparació amb l'acord interhumà, mostrant la seua validesa com a mètode d'avaluació objectiu. Addicionalment, un altre objectiu d'aquest treball és detectar automàticament el túnel i situar el túnel en cada fotograma. Per a aquest objectiu, entrenem un model basat en R-CNN, concretament el detector lleuger YOLOv3, en un total de 1385 fotogrames, extrets de procediments de CE de 10 pacients diferents. De tal manera, aconseguim una precisió del 86,55% i una recuperació del 88,79% en el nostre conjunt de dades de test. Ampliant aquest objectiu, també pretenem visualitzar la motilitat intestinal d'una manera anàloga a una manometría intestinal tradicional, basada únicament en la tècnica mínimament invasiva de CE. Per a això, alineem els fotogrames amb similar orientació i derivem els paràmetres adequats per al nostre mètode de segmentació de les propietats del rectangle delimitador del túnel. Finalment, calculem la grandària relativa del túnel per a construir un equivalent d'una manometría intestinal a partir d'informació visual. Des que concloem el nostre treball, el nostre mètode per a l'avaluació automàtica de la neteja s'ha utilitzat en un estudi a gran escala encara en curs, en el qual participem activament. Mentre gran part de la investigació se centra en la detecció automàtica de patologies, com a tumors, pòlips i hemorràgies, esperem que el nostre treball puga fer una contribució significativa per a extraure més informació de la CE també en altres àrees sovint subestimades. / [EN] Capsule endoscopy (CE) is a widely used, minimally invasive alternative to traditional endoscopy that allows visualisation of the entire small intestine, whereas more invasive procedures cannot easily do this. However, those traditional methods are still commonly the first choice of treatment for gastroenterologists as there are still important challenges surrounding the field of CE. Among others, these include the time consuming video diagnosis following the procedure, the fact that the capsule cannot be actively controlled, lack of consensus on good patient preparation and the high cost. In this doctoral thesis, we aim to extract more information from capsule endoscopy procedures to aid in alleviating these issues from a perspective that appears to be under-represented in current research. First, and as the main objective in this thesis, we aim to develop an objective, automatic cleanliness evaluation method in CE procedures to aid medical research in patient preparation methods. Namely, even though adequate patient preparation can help to obtain a cleaner intestine and thus better visibility in the resulting videos, studies on the most effective preparation method are conflicting due to the absence of such a method. Therefore, we aim to provide such a method, capable of presenting results on an intuitive scale, with a relatively light-weight novel convolutional neural network architecture at its core. We trained this model on an extensive data set of over 50,000 image patches, collected from 35 different CE procedures, and compared it with state-of-the-art classification methods. From the patch classification results, we developed a method to automatically estimate pixel-level probabilities and deduce cleanliness evaluation scores through automatically learnt thresholds. We then validated our method in a clinical setting on 30 newly collected CE videos, comparing the resulting scores to those independently assigned by human specialists. We obtained the highest classification accuracy for the proposed method (95.23%), with significantly lower average prediction times than for the second-best method. In the validation of our method, we found acceptable agreement with two human specialists compared to interhuman agreement, showing its validity as an objective evaluation method. Additionally, we aim to automatically detect and localise the tunnel in each frame, in order to help determine the capsule orientation at any given time. For this purpose, we trained an R-CNN based model, namely the light-weight YOLOv3 detector, on a total of 1385 frames, extracted from CE procedures of 10 different patients, achieving a precision of 86.55% combined with a recall of 88.79% on our test set. Extending on this, we additionally aim to visualise intestinal motility in a manner analogous to a traditional intestinal manometry, solely based on the minimally invasive technique of CE, through aligning the frames with similar orientation and using the bounding box parameters to derive adequate parameters for our tunnel segmentation method. Finally, we calculate the relative tunnel size to construct an equivalent of an intestinal manometry from visual information. Since we concluded our work, our method for automatic cleanliness evaluation has been used in a still on-going, large-scale study, with in which we actively participate. While much research focuses on automatic detection of pathologies, such as tumors, polyps and bleedings, we hope our work can make a significant contribution to extract more information from CE also in other areas that are often overlooked. / Noorda, RA. (2022). Clearing the Way in Capsule Endoscopy with Deep Learning and Computer Vision [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/183752 / TESIS

Dans les nouveaux protocoles thérapeutiques par voie inhalée, le dosage des particules actives reste un problème complexe qui dépend de trois principaux facteurs : leur taille, la dynamique des flux et les variations de calibre bronchique. La solution nécessite de disposer d'un modèle de distribution des gaz et aérosols administrés dans les poumons. Ventilation pulmonaire et effets du cycle respiratoire sur la dynamique des fluides deviennent deux enjeux clés de la pratique clinique.<br /><br />Dans ce contexte, le projet RNTS RMOD a pour objectif de développer un simulateur morpho-fonctionnel des voies respiratoires pour l'aide au diagnostic, au geste médico-chirurgical et à l'administration de médicaments par inhalation.<br /><br />Contribuant au projet RMOD, la recherche développée dans cette thèse propose une modélisation in-silico de la structure des voies aériennes supérieures (VAS) et proximales (VAP) à partir d'examens tomodensitométriques (TDM). L'investigation morphologique et la simulation fonctionnelle bénéficient alors de géométries 3D réelles, adaptées au patient et spécifiques des pathologies rencontrées.<br /><br />La modélisation développée fait coopérer des méthodes originales de segmentation, de construction de surface maillée et d'analyse morpho-fonctionnelle.<br /><br />La segmentation des VAP est obtenue par un schéma diffusif et agrégatif gouverné par un modèle markovien, dont l'initialisation repose sur l'opérateur de coût de connexion sous contrainte topographique. De cette segmentation, l'axe central de l'arbre bronchique est extrait de manière robuste et précise en combinant information de distance, propagation de fronts, et partition conditionnelle locale. Cet axe central est représenté sous forme d'une structure hiérarchique multivaluée synthétisant caractéristiques topologiques et géométriques de l'arbre bronchique. Une surface maillée est ensuite construite en appliquant une procédure de Marching Cubes adaptative, les paramètres des différents filtres mis en jeu étant automatiquement ajustés aux caractéristiques locales du réseau bronchique conditionnellement aux attributs de l'axe central.<br /><br />La segmentation des VAS repose sur une propagation markovienne exploitant les variations locales de densité. L'initialisation combine morphologie mathématique et information de contour afin de garantir la robustesse à la topologie. Une procédure de type triangulation de Delaunay restreinte à une surface fournit ensuite la représentation maillée des VAS. Il est établi que la topologie et la géométrie des structures complexes composant les VAS sont effectivement préservées.<br /><br />Pour permettre aux médecins de valider les modèles maillés ainsi construits, un environnement virtuel 3D convivial et interactif a été réalisé. En outre, la morphologie des voies aériennes exo- et endo-luminale est analysée de façon automatique à partir de simulations d'écoulement pour des géométries réelles.<br /><br />Enfin, une modélisation unifiée des VAP et VAS est obtenue pour la première fois. Elle démontre la pertinence des approches développées. Elle ouvre la voie à la construction de modèles in-silico complets de l'appareil respiratoire ainsi qu'aux études fonctionnelles prenant en compte les paramètres morphologiques susceptibles d'influer localement ou globalement sur la dynamique des écoulements.

Introdução: A correta localização do sítio de obstrução nas vias aéreas superiores (VAS) possibilita melhores resultados de tratamento para os pacientes com Síndrome da Apneia Obstrutiva do Sono (SAOS). A endoscopia com sono induzido (DISE) com propofol permite esta avaliação, mas o sono induzido pelo propofol altera a arquitetura do sono, abolindo a presença do sono REM (rapid eye movement). Objetivos: Avaliar as alterações promovidas pelo propofol nos principais parâmetros respiratórios por meio do exame de polissonografia (PSG) nos pacientes portadores de SAOS com predomínio no sono REM (SAOS-R). Descrever os achados da DISE nesses pacientes, comparando-os aos achados da manobra de Müller e às descrições na literatura. Casuística e Métodos: Foram estudados 12 indivíduos não obesos com SAOS-R (confirmado por PSG noturna diagnóstica recente), submetidos a dois exames polissonográficos diurnos, com e sem indução do sono com propofol. O propofol foi utilizado via endovenosa em infusão contínua e controlada por bomba de infusão alvocontrolada (Diprifusor®). Os parâmetros comparados entre os exames foram: IAH (índice de apneia e hipopneia), IA (índice de apneia), IH (índice de hipopneia) e saturação de oxi-hemoglobina (SaO2) mínima e média. Além desses parâmetros, os sítios de obstrução das VAS encontrados na DISE foram comparados com os observados na avaliação ambulatorial com os indivíduos em estado de vigília. Resultados: Não foi evidenciado sono REM em nenhum exame realizado com propofol. O IAH, IA e IH do exame com propofol não apresentaram diferença estatística quando comparados com os exames diurnos sem indução e PSG noturna. A SaO2 média apresentou diferença estatística entre os três exames, sendo menor nas PSGs com indução do sono utilizando propofol, tanto em relação ao exame sem sedação (p<0,0001) quanto ao noturno (p=0,004). A SaO2 mínima foi semelhante entre as PSGs com sedação e noturnas, mas foi significativamente menor nos exames com sedação em relação aos sem sedação diurnos (p=0,011). Quando houve diferença significativa, esta ocorreu em torno de 2 a 3%. A análise de concordância para a classificação de VOTE (velum, oropharynx, tongue base and epiglottis) na avaliação ambulatorial e na DISE não demonstrou nenhuma concordância para todas as estruturas avaliadas (Kappa = - 0,029 em palato, 0,1 em orofaringe, 0,16 em base da língua e 0,0 em epiglote). Os resultados demonstraram que, apesar de o propofol influenciar a arquitetura do sono, abolindo o sono REM, os principais parâmetros utilizados na avaliação dos pacientes com SAOS-R, permaneceram inalterados, ou foram clinicamente irrelevantes. Conclusão: Assim, quando utilizado por infusão contínua, o propofol demonstrou ser uma droga segura na avaliação endoscópica dos indivíduos com SAOS-R para a determinação dos sítios de obstrução, acrescentando informações importantes para o correto tratamento. Ainda, a PSG sob sono induzido com propofol manteve os principais parâmetros ventilatórios em comparação à PSG sob sono espontâneo. / Introduction: The correct localization of upper airway obstruction induces the patients with obstructive sleep apnea syndrome (OSAS) to present better treatment results. Drug induced sleep endoscopy (DISE) with propofol allows this evaluation, but changes the sleep architecture, abolishing the presence of REM sleep. Objecives: To evaluate the changes promoted by propofol on the main respiratory parameters of polysomnography (PSG) in patients with REM-related OSAS (REM-OSAS). To describe the endoscopic findings in these patients, and to compare them to the outpatient Müller\'s maneuver and to the findings described in literature. Casuistic and Methods: In this study, 12 non-obese subjects with REM-OSAS (confirmed by recent nocturnal PSG) underwent two polysomnographic examinations during the day, with and without sleep induction with propofol. Propofol was used intravenously in continuous infusion controlled by target-controlled infusion pump (Diprifusor®). The parameters compared between the examinations were: AHI (apnea-hypopnea index), AI (apnea index), HI (hypopnea index) and both minimal and mean oxihemoglobin saturation (SaO2). Besides these parameters the sites of upper airway obstruction found in DISE were compared with those found in awake outpatient evaluation. Results: REM sleep was not achieved in any moment, in any patient, when propofol was infused. The AHI, AI and HI during infusion with propofol showed no statistical difference when compared with both diurnal test without propofol and diagnostic nocturnal PSG. Mean SaO2 showed statistical difference between the 3 tests, being lower in PSG with sleep induction with propofol, both for the exam without sedation (p<0.0001) as for and the diagnostic PSG (p=0.004). Minimum SaO2 was similar between examinations with sedation and diagnostic nocturnal PSG, but it was significantly lower in tests with propofol infusion compared with the diurnal exam without sedation (p=0,011). Mean difference, when significant, was about 2 to 3%. The analysis of agreement for the VOTE classification by patient evaluation and DISE showed no agreement in any measured structure (kappa = -0.029 for velum, 0,1 for oropharynx, 0,16 for tongue base and 0,0 for epiglottis). The results demonstrate that although propofol influences sleep architecture, abolishing REM sleep, the main respiratory parameters remained unchanged in patients with REMOSAS. Conclusions: Thus, target-controlled infusion of propofol is a safe method for endoscopic evaluation of patients with REM-OSAS, in order to determine the sites of obstruction, and it adds important information for proper treatment. Yet, PSG during DISE with propofol was related to manteinance of the most important ventilatory parameters when compared with PSG under spontaneous sleep.

INTRODUÇÃO. Durante a última década, os avanços tecnológicos, o maior domínio da anatomia e das técnicas operatórias e de reconstrução da base do crânio por via endonasal propiciaram a expansão da cirurgia endoscópica para além dos limites da sela túrcica. O acesso transpterigóideo é uma etapa comum ao acesso as fossas cranianas média e posterior, e o conhecimento da anatomia endoscópica da artéria carótida interna (ACI) é um ponto fundamental e comum a estes acessos. OBJETIVO. Descrever a anatomia endoscópica relacionada ao acesso transpterigóideo e da ACI utilizando um modelo anatômico em cabeças cadavéricas frescas procurando definir os parâmetros seguintes: reparos anatômicos do acesso endoscópico a região supra e infrapetrosa, os limites para exposição endoscópica da ACI, os reparos anatômicos para localização dos seus segmentos lacerum, petroso e parafaríngeo. MÉTODOS. Foi realizado estudo anatômico em 20 espécimes (10 cabeças) de cadáveres frescos. As cabeças foram previamente preparadas com a injeção intravascular de silicone corado para enaltecer as estruturas vasculares (ACI, artéria maxilar e seus ramos e seio cavernoso). Em todos os casos foi realizado o acesso transpterigóideo às regiões supra e infrapetrosa, assim como a fossa infratemporal, e a dissecção endoscópica da ACI. RESULTADOS. A injeção de silicone corado no sistema arterial e venoso proporcionou modelo anatômico adequado para dissecção e documentação do acesso transpterigóideo assim como dos diferentes segmentos da ACI. A dissecção por etapas proporcionou exposição adequada da ACI do seu segmento cavernoso ao parafaríngeo distal. O acesso transpterigóideo forneceu exposição adequada do segmento lacerum da ACI e região suprapetrosa e seus principais reparos anatômicos foram o nervo vidiano, nervos maxilar e mandibular (V2, V3) e gânglio de Gasser. A exposição caudal da ACI (segmentos petroso e parafaríngeo) e região infrapetrosa requer maxilectomia medial para exposição e remoção de todo o processo pterigóideo, seguida pela ressecção da tuba auditiva e do tecido fibrocartilaginoso do forame lacerum. Os principais reparos anatômicos desta etapa foram a tuba auditiva e V3. CONCLUSÃO. Durante o acesso endoscópico à região suprapetrosa, o nervo vidiano, os ramos maxilar e mandibular do nervo trigêmeo (V2 e V3) e o gânglio de Gasser são reparos anatômicos para localização da artéria carótida interna e fossa craniana média. Durante o acesso endoscópico à região infrapetrosa, o tecido fibrocartilaginoso do forame lacerum, a tuba auditiva e o nervo mandibular (V3) são reparos anatômicos para identificação da artéria carótida interna. O acesso endoscópico endonasal por etapas permite acesso à artéria carótida interna extracraniana desde o segmento cavernoso até seu segmento parafaríngeo inferiormente ao nível do assoalho da cavidade nasal. O reparo anatômico para localização do segmento lacerum e porção horizontal do segmento petroso da ACI é o nervo vidiano; para as porções petrosa horizontal junto ao joelho posterior e canal carotídeo os reparos anatômicos são o nervo mandibular (V3), forame oval, tecido fibrocartilaginoso do forame lacerum e a tuba auditiva; para o segmento parafaríngeo os reparos anatômicos são o tronco posterior do nervo mandibular (V3) e a tuba auditiva / INTRODUCTION. During the last decade, the technological advances, the mastery of the anatomy and operative techniques and skull base reconstruction using endonasal approaches have propelled endoscopic surgery for beyond the limits of sella turcica. The transpterygoid approach is a common step of the endoscopic approach to the middle and posterior cranial fossa and knowledge of the endoscopic anatomy of the internal carotid artery (ICA) is a common and paramount point to these approaches. OBJECTIVE. Describe the endoscopic anatomy related to the transpterygoid approach and ICA using an anatomical model with fresh human cadaveric heads to define: anatomical landmarks related to the endoscopic supra and infrapetrous areas approach, limits for endoscopic exposure of the ICA, anatomical endoscopic landmarks to lacerum, petrous and parapharyngeal ICA segments. METHODS. An anatomical study was performed using 20 specimens (10 heads) of fresh cadaveric heads. The heads were previously prepared with the injection of colored silicone to enhance the vascular structures (ICA, maxillary artery and its branches and cavernous sinus). In all cases we performed the transpterygoid approach to the supra and infrapetrous areas, as well as the infratemporal fossa, and the endoscopic dissection of the ICA. RESULTS. The injection of colored silicone in the arterial and venous system provided an adequate anatomical model for dissection and documentation of the transpterygoid approach as well as the different segments of the ICA. A stepwise dissection provided adequate exposure of the ICA from its cavernous to the distal parapharyngeal segment. The transpterygoid approach provided adequate exposure of the lacerum segment of the ICA and suprapetrous area and the landmarks were the vidian nerve, maxillary and mandibular nerves (V2, V3) and the Gasserian ganglion. Exposure of the caudal ICA (petrous and parapharyngeal) and the infrapetrous area required a medial maxillectomy for exposure and resection of the entire pterygoid process, followed by the Eustachian tube and the fibrocartilaginous tissue of the foramen lacerum. The main anatomical landmarks to this step were V3 and the Eustachian tube. CONCLUSION. During the endoscopic approach to the suprapetrous area, the vidian nerve, the maxillary and mandibular divisions of the trigeminal nerve (V2, V3) and the Gasserian ganglion are the anatomical landmarks to the internal carotid artery and middle cranial fossa. During the endoscopic approach to the infrapetrous area, the fibrocartilaginous tissue of the foramen lacerum, the Eustachian tube and V3 are the landmarks to the internal carotid artery. A stepwise endoscopic endonasal approach provided access to the extracranial internal carotid artery from its cavernous to the parapharyngeal segment down to the level of the nasal fossa floor. The anatomical landmark to the lacerum and horizontal petrous segments of the internal carotid artery is the vidian nerve; to the horizontal petrous segment before the posterior bend and carotid canal, the anatomical landmarks are the mandibular nerve (V3), foramen ovale, fibrocartilaginous tissue of the foramen lacerum and the Eustachian tube; to the parapharyngeal segment, the anatomical landmarks are the posterior trunk of the mandibular nerve (V3) and the Eustachian tube

INTRODUÇÃO: A limpeza prévia de endoscópios rígidos (ER) seguida de desinfecção de nível intermediário com álcool etílico a 70% p/v após o exame de endoscopia nasal é uma prática adotada em muitos serviços de otorrinolaringologia. A literatura atual, no entanto, recomenda a esterilização ou desinfecção de alto nível como o método de descontaminação mais aceito para produtos para saúde classificados como semicríticos. No entanto, há que se fazer distinção entre equipamentos de alta complexidade e sua invasividade como os endoscópios flexíveis com lumens longos e estreitos utilizados na endoscopia digestiva, daqueles de conformação simples sem lumens de baixa invasividade como os endoscópios rígidos utilizados em otorrinolaringologia. OBJETIVO: Avaliar a segurança da desinfecção de nível intermediário com álcool etílico 70% p/v, após limpeza prévia dos endoscópios rígidos utilizados em procedimentos clínicos de endoscopia nasal considerando a carga microbiológica recuperada após o uso. MÉTODO: Imediatamente após a realização do exame, uma gaze úmida foi utilizada para o arraste da carga biológica do endoscópio rígido, gerando as amostras do Controle Positivo e, após a aplicação do POP, um novo arraste para constituir as amostras do Grupo Experimental. Estas gazes foram inicialmente submetidas à sonicação e agitação imersas em soro fisiológico e em seguida a solução foi submetida a uma técnica de extração de carga microbiológica por filtragem por meio de uma Membrana de Celulose de 0,22um de poro que foi, em seguida, semeada nos meios de ágar Sangue, Chocolate, Sabouraud, Löwenstein-Jensen e Tioglicolato. Estes meios ficaram incubados em estufa a 37ºC ± 2ºC e avaliados, no máximo, até por 60 dias conforme o perfil de crescimento dos diferentes microrganismos de interesse; foram analisados de maneira quantitativa e qualitativa para identificação e classificação dos micro-organismos recuperados após as semeaduras. RESULTADO: Os resultados da análise estatística evidenciaram diferença significativa entre Controle Positivo e Grupo Experimental quando comparados em relação à presença de Streptococcus coagulase negativa (p < 0,001), Bacillus spp (p < 0,001) e Staphylococcus aureus (p=0,001). No Controle Positivo, foram encontradas presença desses micro-organismos respectivamente na seguinte frequência: 63,2%, 28,9% e 28,9%, enquanto que, no Grupo Experimental, não foi houve recuperação microbiana alguma. CONCLUSÃO: Os resultados desta pesquisa demonstram a eficiência, na prática diária, da desinfecção de nível intermediário dos endoscópios utilizados na otorrinolaringologia por meio da fricção com álcool etílico 70% p/v por 90 segundos, com protocolo de limpeza prévia / INTRODUCTION: Prior cleaning of rigid endoscopes (REs) followed by intermediate-level disinfection with 70% ethyl alcohol (w/v) after nasal endoscopy is a common practice in many otolaryngology services. Current literature, in turn, recommends high-level sterilization or disinfection as the most accepted decontamination method for health products classified as semi-critical. However, it is necessary to distinguish highly complex equipment according to their invasiveness, e.g., flexible endoscopes with long and narrow lumens used in digestive endoscopy and those with a simple conformation without lumens of low invasiveness, such as rigid endoscopes used in otorhinolaryngology. OBJECTIVE: To evaluate the safety of intermediate-level disinfection with 70% ethyl alcohol (w/v) after cleaning of REs used in clinical procedures of nasal endoscopy considering the microbiological load recovered after use. METHOD: Immediately after the test, a wet gauze was used to drag the biological load from the RE, generating positive control samples; after applying POP, dragging was carried out again to generate samples of the experimental group. These gasses were initially subjected to sonication and shaking while immersed in physiological saline; the solution was then subjected to the microbiological loading technique by filtration through a 0.22-um pore cellulose membrane and then cultivated on blood, chocolate, Sabouraud, Löwenstein-Jensen, and thioglycolate agar media. These media were incubated at 37ºC ± 2ºC and evaluated for up to 60 days, according to the growth profile of the different microorganisms of interest. A quantitative and qualitative analysis was performed for the identification and classification of microorganisms recovered after cultivation. RESULTS: The results of statistical analysis showed a significant difference between the positive control and experimental groups for the presence of coagulase-negative Streptococcus (p < 0.001), Bacillus spp (p < 0.001), and Staphylococcus aureus (p=0.001). In the positive control group, these microorganisms were found in the following proportions: 63.2%, 28.9%, and 28.9%, respectively, whereas in the experimental group, no microorganisms were recovered. CONCLUSION: The results of this study demonstrate the efficiency of the daily practice of intermediate-level disinfection of endoscopes used in otorhinolaryngology by means of treatment with 70% ethyl alcohol (w/v) for 90 seconds, using a previous cleaning protocol

Introdução: A microdiscectomia para tratamento de hérnia de disco lombar, mesmo apresentando ótimos resultados, pode resultar em danos consequentes à lesão tecidual local. As cirurgias endoscópicas já são consideradas padrão ouro em outras áreas da medicina devido ao mínimo dano colateral causado e consequente melhora dos resultados. Autores internacionais demonstraram a eficácia e segurança da técnica, mas ainda não existem estudos na América Latina que validem esses estudos. Objetivo: Comparar os resultados cirúrgicos da abordagem endoscópica e convencional para tratamento da hérnia de disco lombar quanto à melhora da dor, da incapacidade e suas complicações. Métodos: Estudo prospectivo randomizado envolvendo pacientes com hérnia de disco lombar, submetidos a tratamento cirúrgico. Quarenta e sete pacientes foram randomizados prospectivamente em dois grupos, discectomia endoscópica e microdiscectomia, e foram acompanhados ao longo de 12 meses. Questionário de incapacidade de Oswestry validado para o português e escala analógica de dor foram aplicados durante o seguimento. Os eventos adversos também foram recordados. Resultados: Após a cirurgia os pacientes tiveram melhoras significativas da dor irradiada (68%), mas sem diferença entre os grupos estudados e apresentaram significativa melhora da incapacidade. Quanto a dor lombar, a discectomia endoscópica resultou em menor dor lombar pós-operatória nas avaliações de uma semana, um e três meses quando comparada a microdiscectomia. Entretanto não se observou diferença entre os grupos no sexto e décimo segundo mês de seguimento. Não foram evidenciadas diferenças estatísticas quanto a recidiva, infecções e cirurgias subsequentes. Conclusão: Os resultados clínicos da discectomia endoscópica são semelhantes aos da microdiscectomia quanto à melhora da dor irradiada e da incapacidade, mas oferecem uma vantagem quanto à dor lombar pós-operatória até o terceiro mês. A discectomia endoscópica consiste em uma técnica segura e eficaz representando uma alternativa ao tratamento padrão ouro representado pela microdiscectomia / Introduction: Microdiscectomy, despite the good results, may result in damages to the local tissue. In other fields, endoscopic surgeries are considered the gold standard due to the minimal collateral damage. There aren\'t studies comparing both methods performed in Latin America. Objective: Compare the traditional microdiscectomy and percutaneous endoscopic lumbar discectomy for the treatment of disc herniation regarding pain, disability and complications. Methods: Prospective randomized trial with patients with sciatica due to lumbar disc herniation comparing two different surgical techniques. Forty-seven patients were divided in two groups and monitored for twelve months. Oswestry disability index and visual analog scale for pain were recorded. Results: After surgery the leg pain and disability improved significantly, but without significant difference between the groups. There was significantly less back pain after surgery until the third month. After that the groups were statistically the same. There were no statistical differences regarding recurrence, infection and subsequent surgeries. Conclusion: Endoscopic discectomy results are similar than conventional microdiscectomy according to pain and disability improvement, however, lumbar pain are less during the first three months. Endoscopic discectomy consists in a safe and efficient alternative to microdiscectomy