Melanoma é um tipo maligno de lesão de pele pigmentada, e atualmente está entre os tipos de câncer existentes mais perigosos. Entretanto, diferenciar casos malignos de benignos é uma tarefa difícil mesmo para experientes especialistas, e um sistema de diagnóstico auxiliado por computador pode ser uma ferramenta bastante útil. Normalmente, este sistema inicia por um pré-processamento da imagem, isto é, remoção de artefatos indesejados, como pelos, sardas ou efeitos de sombreamento. A seguir, o sistema executa uma etapa de segmentação, identificando as bordas da lesão. Por fim, baseando-se na área da imagem identificada como lesão, diversas feições são computadas e uma classificação é gerada. Neste tese, apresentada na forma de uma coleção de artigos publicados, nós apresentamos técnicas para automaticamente executar todos estes passos, resultando em um pré-diagnóstico para uma lesão de pele pigmentada baseado apenas em uma imagem convencional (uma simples fotografia). Nós testamos nossos métodos em bases de imagens públicas e atingimos melhores resultados de segmentação e classificação que os demais métodos presentes na literatura. / Melanoma is a type of malignant pigmented skin lesion, and currently is among the most dangerous existing cancers. However, differentiating malignant and benign cases is a hard task even for experienced specialists, and a computer-aided diagnosis system can be an useful tool. Usually, the system starts by pre-processing the image, i.e. removing undesired artifacts such as hair, freckles or shading effects. Next, the system performs a segmentation step to identify the lesion boundaries. Finally, based on the image area identified as lesion, several features are computed and a classification is provided. In this Thesis, presented as a collection of published papers, we detail approaches to automatically execute all these steps, resulting in a pre-diagnosis for a pigmented skin lesion based only in a standard camera image (i.e. a simple color photograph). We tested our methods on publicly available datasets and achieved better segmentation and classification results than methods previously proposed in the literature.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da densidade sobre o desempenho e o comportamento de leitões na fase de creche. Um total de 560 leitões desmamados (peso médio de 5,75 ± 0,9 kg e idade média de 20,92 ± 0,8 dias) foram aleatoriamente alojados em quatro tratamentos com diferentes densidades: T0,33, T0,28, T0,23 e T0,18 (0,33, 0,28, 0,23 e 0,18 m²/animal respectivamente). As baias continham 20 animais e a ração foi fornecida à vontade. As lesões de cauda e orelha foram graduadas em escores de 0 a 4 e o número de lesões de briga foram avaliados semanalmente. Dezesseis baias foram filmadas em três momentos (1ª, 4ª e 6ª semana de alojamento) para avaliação da frequência de brigas e de belly nosing. Foi observado um efeito linear da densidade sobre o ganho de peso diário (GPD; P=0,049), um efeito quadrático sobre o peso aos 42 dias (P=0,030) e uma tendência de efeito quadrático para o consumo médio diário (CMD; P=0,075). Não houve efeito da densidade na conversão alimentar (CA) e no coeficiente de variação (CV) do peso aos 42 dias. Foi observado um maior número de leitões apresentando lesões severas de orelha no grupo T0,18 quando comparado ao T0,33 (P = 0,019) e T0,28 (P = 0,056). Um maior número de animais com lesões moderadas ou severas foi observado no grupo T0,18 (P < 0,05) do que nos demais grupos para lesões de orelha, e do que T0,33 para lesões de cauda. Houve um efeito linear da densidade sobre a frequência de brigas, com uma maior ocorrência nos grupos com menos espaço. Contudo, não foi observado efeito sobre o número de lesões de briga ou de casos de belly nosing. Em conclusão, o aumento da densidade afetou negativamente o desempenho dos leitões, além de aumentar a ocorrência de comportamentos indesejáveis. / The aim of this study was to evaluate the effect of space allowance on performance and behavior of nursery pigs. At weaning 560 pigs (5.75 ± 0.9 kg of body weight and 20.92 ± 0.8 days of age) were randomly assigned in four treatments with different stocking densities: T0.33, T0.28, T0.23 and T0.18 (0.33, 0.28, 0.23 and 0.18 m²/pig respectively). Pens were standardized to have the same group size (20 pigs/pen) and feed was provided ad libitum. Tail and ear biting lesions and the fighting lesions were weekly observed. Sixteen pens were videotaped in three different moments (1st, 4th and 6th housing week) and the frequency of fights and belly nosing were recorded. A linear effect was observed of stocking density on average daily gain (ADG; P=0.049), a quadratic effect and a quadratic tendency of effect were observed on body weight at 42 days after weaning and on average daily feed intake (ADFI) (P=0.030; P=0.075, respectively). There was no effect of stocking density on the gain:feed ratio or weight coefficient of variation (CV) at day 42. Higher graduation of severe ear lesions was observed in pigs from T0.18 when compared to T0.33 (P = 0.0196) and T0.28 (P = 0.056). A higher number of pigs with moderate or severe tail and ear lesions was observed in T0.18 (P > 0.05). Moreover, it was observed a linear effect of density on the frequency of fights, with higher occurrence in groups housed in restricted spaces. However, no effect of stocking density was observed on fight lesions or belly nosing among treatments. In conclusion, increased density negatively affected the performance of piglets and increased the occurrence of unsuitable behaviors.

Objetivos: O objetivo geral desta tese foi estudar o comportamento clínico da cárie dentária em superfícies oclusais de molares permanentes. Ela é composta por três estudos cujos objetivos específicos foram: (1) Avaliar a acurácia e reprodutibilidade de um índice visual para o registro do acúmulo de biofilme em superfícies oclusais; (2) Avaliar o efeito independente do acúmulo de biofilme e do estágio eruptivo na atividade de cárie em superfícies oclusais de molares permanentes; e (3) Comparar as taxas de incidência/progressão de cárie em superfícies oclusais hígidas e lesões cariosas inativas bem como avaliar o risco de progressão de cárie nestas superfícies. Metodologia: Avaliou-se visualmente o acúmulo de biofilme nas superfícies oclusais de 80 molares permanentes de acordo com os escores a seguir: 0 = sem biofilme visível; 1 = biofilme dificilmente detectável nas fossas e fissuras; 2 = biofilme facilmente detectável nas fossas e fissuras; 3 = superfície oclusal parcialmente ou totalmente coberta por biofilme espesso. As avaliações clínicas foram executadas três vezes, sem uso de evidenciador no primeiro e no segundo exames e usando fucsina a 7% na terceira observação. Reprodutibilidade intra-examinador, sensibilidade, especificidade, valores preditivos positivo e negativo e acurácia foram calculados, utilizando o exame com fucsina como o padrão ouro. Estas medidas diagnósticas foram calculadas para cada escore do índice original e para o índice dicotomizado de acordo com a presença de biofilme espesso (0 + 1 versus 2 + 3). Na linha de base, 298 escolares entre 6 e 15 anos tiveram seus molares permanentes examinados com relação ao estágio de erupção (1 = superfície oclusal parcialmente erupcionada; 2 = superfície oclusal totalmente erupcionada e mais da metade da superfície vestibular coberta por tecido gengival; 3 = superfície oclusal totalmente erupcionada e menos da metade da superfície vestibular coberta por tecido gengival; 4 = dente em oclusão funcional), acúmulo e localização de biofilme, conforme o critério descrito anteriormente e presença e localização de lesões cariosas ativas nas superfícies oclusais. Para ser incluído no estudo longitudinal, os escolares deveriam ser classificados como cárie-inativos e apresentar pelo menos um molar permanente hígido e um molar permanente com lesão cariosa inativa (n=258). Após 12 meses, novo exame clínico foi realizado conforme o exame inicial (estágio de erupção, acúmulo de biofilme, presença de cárie ativa). Em ambos os exames, a exata localização das lesões cariosas foram registradas em esquemas das superfícies oclusais a fim de garantir o monitoramento da mesma lesão ao longo do tempo. A análise estatística utilizou equações de estimativas generalizadas com ligação logística tendo em vista a presença de dados aglomerados. Odds ratio (OR) e seus respectivos intervalos de confiança de 95% (IC 95%) foram estimados. As taxas de incidência/progressão de cárie em superfícies oclusais hígidas e lesões cariosas inativas foram comparadas através do teste do qui-quadrado. Resultados: As análises repetidas demonstraram que o índice avaliado é reprodutível (k=0.8). A dicotomização a partir da presença ou ausência de biofilme espesso obteve sensibilidade, especificidade, acurácia e valores preditivos positivo e negativo ≥ 0.95. Foi observada uma associação significativa entre atividade de cárie e estágio eruptivo de molares permanentes. Ajustado para o acúmulo de biofilme, os molares em erupção apresentaram um risco de apresentar lesões cariosas ativas significativamente maior do que os molares em oclusão funcional (estágio eruptivo 1, OR=63,3, IC 95%=22-183,7; estágio eruptivo eruptivo 2, OR=14,9, IC 95%=7,1-31,2; estágio eruptivo 3, OR=4,1, IC 95%=2-8,4). Ajustado para o estágio eruptivo, os dentes com biofilme facilmente detectável foram mais suscetíveis à atividade de cárie do que os dentes sem biofilme visível (grau 2, OR=5,5, IC 95%=2,5-12,3; grau 3, OR=14,5, IC 95%=6,5-32,4). No estudo longitudinal, 200 escolares foram reexaminados após 12 meses (taxa de perda de 22,5%). Foram encontradas pequenas taxas de progressão das lesões cariosas inativas (3,9%) e incidência nas superfícies hígidas (2,6%) ao longo de 12 meses, não tendo sido encontrada diferença entre os grupos (qui-quadrado, p=0,48). Ajustado para o acúmulo de biofilme, estágio eruptivo, tipo de molar e arco, as lesões cariosas inativas apresentaram um risco à progressão similar às superfícies oclusais hígidas (OR=0,98, IC 95%=0,40-2,38). A presença de biofilme facilmente detectável (graus 2 + 3) na superfície oclusal foi o único preditor da incidência e progressão de cárie após 1 ano (OR=2,73, IC 95%=1,01-7,41). Conclusões: Acúmulos de biofilme em superfícies oclusais de molares permanentes podem ser visualmente avaliados de modo acurado e reprodutível. O uso de um corante evidenciador pode não ser necessário. O período de erupção dos molares permanentes pode ser visto como um período de risco para o desenvolvimento de lesões cariosas ativas em crianças e adolescentes. Superfícies oclusais com lesões cariosas inativas não requerem atenção adicional àquela normalmente dispensada às superfícies oclusais hígidas em um período de 12 meses. / Objectives: The general aim of this thesis was to study the clinical behavior of dental caries on the occlusal surfaces of permanent molars. It is composed by three studies whose specific aims were: (1) To assess the accuracy and reproducibility of a simplified, visual index to assess biofilm accumulation on occlusal surfaces ; (2) To estimate the independent effects of biofilm accumulation and eruption stage on the occurrence of active caries lesions on occlusal surfaces of permanent molars; and (3) To compare caries incidence and progression on sound occlusal surfaces and on surfaces presenting inactive enamel lesions as well as to estimate the risk of caries progression on these surfaces. Methods: Biofilm accumulation on occlusal surfaces of 80 permanent molars was visually assessed and scored as follows: (0) no visible biofilm; (1) hardly detectable biofilm, restricted to grooves and fossae; (2) biofilm easily detectable in grooves and fossae; and (3) occlusal surface partially or totally covered with heavy biofilm accumulations. Clinical examinations were performed three times, using no detector dye in the first and second examinations, and using 7% fuchsine in the third examination. Intra-examiner reproducibility, sensitivity, specificity, positive and negative predictive values, and accuracy were calculating using the examination with fuchsine as the gold standard. These diagnostic measures were calculated for each biofilm score and for the dichotomized index according to the presence of thick biofilm (0 + 1 versus 2 + 3). At baseline, 298 6-15-year-old schoolchildren had their permanent molars examined in regards to stage of eruption (1 = the occlusal surface partially erupted; 2 = the occlusal surface fully erupted, but more than half of the tooth facial surface was covered with gingival tissue; 3 = the occlusal surface fully erupted, and less than half of the tooth facial surface was covered with gingival tissue; 4 = full occlusion), occurrence and localization of occlusal plaque as previously described, and occurrence and localization of occlusal caries. To be included in the study, children should present a status of caries-inactive dentition with at least one permanent molar with sound occlusal surface and another permanent molar with inactive occlusal enamel lesion (n=258). After 12 months, clinical examination was repeated according to the baseline examination (stage of eruption, plaque accumulation, and active occlusal caries). In both examinations, the exact localization of occlusal caries was detailed mapped on standardized drawings of the occlusal groove-fossa-system in order to assure that the same lesion would be monitored over time. Statistical analysis was performed using generalized estimating equations with a logistic link function due to the clustering of data. Odds ratio (OR) and their respective 95% confidence intervals (95% CI) were estimated. The proportion of new caries lesions or lesions that progressed on sound occlusal sites and on sites presenting inactive enamel lesions was compared using the Chi-square test. Results: Repeated analysis showed that the index under study is reproducible (k=0.8). It was observed a significant association between stage of eruption and active caries on permanent molars. Adjusted for biofilm accumulation, molars under eruption were at an increased risk for active caries than molars in full occlusion (stage of eruption 1, OR=63.3, IC 95%=22-183.7; stage of eruption 2, OR=14.9, IC 95%=7.1-31.2; stage of eruption 3, OR=4.1, IC 95%=2-8.4). Adjusted for stage of eruption, teeth with easily detectable biofilm were more susceptible to caries activity than those without visible biofilm accumulation (score 2, OR=5.5, 95% CI=2.5-12.3; score 3, OR=14.5, 95% CI=6.5-32.4). At the longitudinal study, 200 schoolchildren were followed (dropout rate of 22.5%). It was observed low rates of lesion progression in inactive enamel lesions (3.9%) and sound surfaces (2.6%), with no difference between them (chi-square test, p=0.48). Adjusted for plaque, stage of eruption, type of molar and dental arch, inactive enamel lesions presented a similar risk for caries progression than sound occlusal surfaces (OR=0.98, 95%CI=0.40-2.38). The presence of easily detectable plaque (scores 2 + 3) on occlusal sites was the only predictor for caries incidence and progression after 1 year (OR=2.73: 95% CI 1.01-7.41). Conclusions: Biofilm accumulation on occlusal surfaces of permanent molars can be visually assessed in an accurate and reproducible way. The use of a detector dye may not be necessary. The stage of eruption of permanent molars can be regarded as a risk period for active caries in children and adolescents. Occlusal surfaces harboring inactive caries lesions do not require additional attention than the one normally given to sound occlusal surfaces over a 12-months period.

São descritas alterações macroscópicas e microscópicas em cascos de suínos em fase de creche, intoxicados por selênio. Os suínos apresentaram poliomielomalácia simétrica focal e lesões de casco, que inicialmente eram caracterizados por uma linha avermelhada na borda coronária que evoluiu nos suínos sobreviventes aos surtos, para desprendimento dos cascos. Os sinais clínicos iniciaram após seis dias (surto 1) e 30 horas (surto 2) da introdução da ração com alto teor de selênio. O surgimento dos sinais foi abrupto, caracterizado por andar cambaleante, com evolução para paralisia dos membros pélvicos e posteriormente tetraparesia. Durante a necropsia, nove suínos apresentaram lesões nos cascos, que variavam desde uma linha distal da borda coronária, nos casos iniciais, até uma linha enegrecida próxima a ponta dos cascos, nos suínos que sobreviveram. Microscopicamente, os achados variavam de leve desprendimento do epitélio laminar da derme, em casos iniciais, até ulceração do epitélio e infiltrado inflamatório acentuado, composto por neutrófilos íntegros e degenerados e alguns linfócitos, além de hemorragia, material vegetal aderido a superfície e miríades bacterianas, em casos avançados. Em amostras de ração, detectou-se 3,38 ppm (surto 1) e 154 ppm de selênio (surto 2) e em amostras de fígado foram encontradas dosagens superiores a 3,34 ppm (variando de 3,34 até 10 ppm). No surto 2, após 44 dias da retirada da ração, foi realizada eutanásia de seis suínos para monitoramento de níveis hepáticos de selênio (dois suínos controles e quatro sobreviventes ao surto) e todos apresentavam níveis normais de selênio no fígado e na musculatura esquelética. / Are described macroscopic and microscopic alterations on the hoofs of the pigs that was in postweaning period, poisoned by selenium. The pigs had focal symmetrical poliomielomalcia and lesions on the hoof, which were initially characterized by a reddish line on the coronary band that evolved in the survivors pigs of the outbreaks for detachment from hooves. Clinical signs were observed six days (outbreak 1) and 30 h (outbreak 2) after the introduction of feed with high concentrations of selenium. The appearance of the signs was suddenly, characterized by incoordination, progressing to paralysis of the hind limbs and later tetraparesis. During the necropsy, nine swine with lesions on the hoof, which varied from a line distal of coronary band, in early cases, until next blackened tip line on the hooves, in the pigs that survived. Microscopic findings varying from mild detachment of the laminar epithelium with the dermis, in early cases, with ulceration of the epithelium and a prominent inflammatory infiltrate, composed of intact and degenerate neutrophils and some lymphocytes, and hemorrhage, fibrous material adhered to the surface and bacterial myriads. In samples of feed, was detected 3.38 ppm (outbreak 1) and 154 ppm (outbreak 2), and liver samples were found at dosages higher than 3.34 ppm (range from 3.34 to 10 ppm). In outbreak 2, 44 days after the removal of the diet, was performed the euthanasia of six pigs to monitor levels of selenium liver (two controls and four surviving pigs to the outbreak) and all had normal levels of selenium in the liver and skeletal muscles.

Neste trabalho, um novo método não-supervisionado para segmentação de lesões melanocíticas em imagens macroscópicas é proposto levando em consideração regiões suspeitas, e também uma nova abordagem para classificação de lesões que faz uso de evidências locais e de contexto para estimar um índice de probabilidade para malignidade em cada lesão. O método proposto realiza a segmentação das imagens em três tipos de regiões disjuntas: ‘pele saudável’, ‘região de incerteza’ e ‘lesão’. Regiões de incerteza são refinadas através da utilização de feições estocásticas também de forma não-supervisionada, resultando em uma máscara binária que discrimina a pele da lesão. As máscaras obtidas apresentam um erro XOR comparável aos métodos estado da arte. A imagem é segmentada utilizando um algoritmo de superpixels e as sub-regiões que intersectam a máscara obtida são categorizadas como evidências locais. Estas evidências são representadas por uma descrição especializada que explora as características como cor e textura. Estas sub-regiões são então associadas à evidências de contexto definidas pela borda da lesão de onde foram extraídas e classificadas de forma independente através de uma abordagem supervisionada. Com o resultado da classificação destas evidências é possível obter um indicador probabilístico para malignidade associado a cada lesão, e levando em consideração um valor de tolerância é possível identificar lesões malignas em potencial. Os resultados obtidos com o método proposto são promissores e apresentam maior acurácia do que os métodos existentes na literatura apesar do erro XOR da segmentação das lesões ser maior, o que tende a confirmar o potencial do método proposto para discriminar lesões melanocíticas benignas e malignas. / In this work, a novel unsupervised method for melanocytic macroscopic image segmentation is proposed considering suspicious regions, and also a novel approach for lesion classification using local and context evidence to estimate a probabilistic index of malignity or benignity in each lesion. The proposed method segment the macroscopic images in three types of disjoint regions: ‘healthy skin’, ‘suspicious region’ and ‘lesion’. Suspicious areas are refined using stochastic texture features also in an unsupervised approach, resulting in a binary mask discriminating skin and lesion. The resulting masks present an XOR error similar to other state-of-art methods. In the next step, the image is segmented using a superpixels algorithm and subregions that intersect the obtained mask categorized as local evidence. A specialized representation describes color and texture information present in the local evidence region. The border of the segmented skin lesion defines the context evidence and using a supervised approach, local and context evidence are combined and classified independently. With the evidence classification results is possible to obtain a probabilistic index of malignity and benignity associated to each lesion, and considering a tolerance value is possible to identify potential malignant lesions. The results achieved with the proposed method are promissing and present greater accuracy than other techniques in the literature, even with a greater XOR error in segmentation step, confirming the proposed method’s potential to discriminate benignant and malignant melanocytic lesions.

Segmentação é uma etapa essencial para sistemas de pré-triagem de lesões melanocíticas. Neste trabalho, um novo método para segmentar lesões melanocíticas em imagens de câmera padrão (i.e., imagens macroscópicas) é apresentado. Inicialmente, para reduzir artefatos indesejáveis, os efeitos de sombra são atenuados na imagem macroscópica e uma présegmentação é obtida usando um esquema que combina a transformada wavelet com a transformada watershed. Em seguida, uma imagem de variação textural projetada para melhorar a discriminabilidade da lesão em relação ao fundo é obtida e a região présegmentada é usada para o aprendizado de um dicionário inicial e de uma representação inicial via um método de fatoração de matrizes não-negativas. Uma versão nãosupervisionada e não-paramétrica do método de aprendizado de dicionário baseado em teoria da informação é proposta para otimizar esta representação, selecionando o subconjunto de átomos que maximiza a compactividade e a representatividade do dicionário aprendido. Por fim, a imagem da lesão de pele é representada usando o dicionário aprendido e segmentada com o método de corte normalizado em grafos. Nossos resultados experimentais baseados em uma base de imagens bastante utilizada sugerem que o método proposto tende a fornecer melhores resultados do que os métodos estado-da-arte analisados (em termos do erro XOR). / Segmentation is an essential step for the automated pre-screening of melanocytic lesions. In this work, a new method for segmenting melanocytic lesions in standard camera images (i.e., macroscopic images) is presented. Initially, to reduce unwanted artifacts, shading effects are attenuated in the macroscopic image and a pre-segmentation is obtained using a scheme that combines the wavelet transform and the watershed transform. Afterwards, a textural variation image designed to enhance the skin lesion against the background is obtained, and the presegmented skin lesion region is used to learn an initial dictionary and an initial representation via a nonnegative matrix factorization method. An unsupervised and non-parametric version of the information-theoretic dictionary learning method is proposed to optimize this representation by selecting the subset of atoms that maximizes the learned dictionary compactness and representation. Finally, the skin lesion image is represented using the learned dictionary and segmented with the normalized graph cuts method. Our experimental results based on a widely used image dataset suggest that the proposed method tends to provide more accurate skin lesion segmentations than comparable state-of-the-art methods (in terms of the XOR error).

abstract: The basal ganglia are four sub-cortical nuclei associated with motor control and reward learning. They are part of numerous larger mostly segregated loops where the basal ganglia receive inputs from specific regions of cortex. Converging on these inputs are dopaminergic neurons that alter their firing based on received and/or predicted rewarding outcomes of a behavior. The basal ganglia's output feeds through the thalamus back to the areas of the cortex where the loop originated. Understanding the dynamic interactions between the various parts of these loops is critical to understanding the basal ganglia's role in motor control and reward based learning. This work developed several experimental techniques that can be applied to further study basal ganglia function. The first technique used micro-volume injections of low concentration muscimol to decrease the firing rates of recorded neurons in a limited area of cortex in rats. Afterwards, an artificial cerebrospinal fluid flush was injected to rapidly eliminate the muscimol's effects. This technique was able to contain the effects of muscimol to approximately a 1 mm radius volume and limited the duration of the drug effect to less than one hour. This technique could be used to temporarily perturb a small portion of the loops involving the basal ganglia and then observe how these effects propagate in other connected regions. The second part applied self-organizing maps (SOM) to find temporal patterns in neural firing rate that are independent of behavior. The distribution of detected patterns frequency on these maps can then be used to determine if changes in neural activity are occurring over time. The final technique focused on the role of the basal ganglia in reward learning. A new conditioning technique was created to increase the occurrence of selected patterns of neural activity without utilizing any external reward or behavior. A pattern of neural activity in the cortex of rats was selected using an SOM. The pattern was then reinforced by being paired with electrical stimulation of the medial forebrain bundle triggering dopamine release in the basal ganglia. Ultimately, this technique proved unsuccessful possibly due to poor selection of the patterns being reinforced. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Bioengineering 2014

Dentre os diferentes tipos, o câncer de pele é o tipo de câncer com maior incidência no mundo. É crescente o interesse em explorar técnicas que auxiliem no diagnóstico de lesões malignas e pré-malignas, assim como no monitoramento da eficácia dos tratamentos existentes. As lesões tumorais apresentam temperatura diferente se comparadas a tecidos normais e, com o desenvolvimento de detectores térmicos cada vez mais sensíveis e com melhor qualidade de resolução, a termografia tem se apresentado como uma abordagem de interesse cada vez maior. Os objetivos deste estudo foram: (1) avaliar o uso do imageamento termográfico para o monitoramento e diferenciação de lesões clinicamente semelhantes e (2) analisar a eficiência da terapia fotodinâmica durante o tratamento. Um monitoramento piloto por termografia do crescimento de tumores de Ehrlich (hipotérmicos) injetados no dorso de camundongos Swiss mostrou capacidade para a detecção de tumores a partir de 4 mm de diâmetro. Na avaliação de lesões clínicas, foi investigada a discriminação de pares de lesões cutâneas potencialmente semelhantes clinicamente: CBC versus nevo intradérmico, carcinoma espinocelular (CEC) versus queratose actínica (QA) e queratose seborreica (QSP) versus melanoma. As lesões de CEC foram discriminadas com maior facilidade, apresentando aumento da temperatura na área da lesão em comparação com a região adjacente, enquanto as outras lesões clinicamente identificadas como QA, que podem evoluir para CEC, quase não se diferenciam termicamente do tecido saudável circundante. Uma rotina de processamento das imagens das lesões utilizando um classificador de rede neural mostrou capacidade de diferenciar as lesões dos tipos CBC versus nevo em 67,2% dos casos; em 80% para as lesões de CEC versus QA, e em 50% para as lesões QSP versus melanoma. O monitoramento da terapia fotodinâmica (TFD) foi realizado em lesões clínicas de CBC tratadas em duas sessões. Verificou-se que a região da lesão fica mais evidente termicamente ao longo do procedimento, e as definições das bordas da lesão tornam-se mais delimitadas após o término da iluminação. Com a obtenção das imagens térmicas de TFD criou-se um modelo simplificado para estimar a energia convertida nos processos de transferência de energia envolvidos na TFD. Mesmo com as aproximações realizadas, mostrou-se que a maior parte da energia depositada foi convertida em ação fotodinâmica (53,8%), seguida da parcela que foi dissipada pela perfusão do sangue (37,2%), mostrando que a maior parte da energia depositada no tecido durante o procedimento é incorporada ao efeito fotodinâmico. Esta é uma evidencia de que a ação fotodinâmica não apresenta componente térmica relevante, aspecto importante para o estudo de seus mecanismos. / Among the different cancer types, skin cancer is the most prevalent type of cancer in the world. In most cases, the survival rates are higher when the diagnosis occurs in the early stages of the disease. Thus, there is a growing interest in techniques that aid in the diagnosis of malignant and premalignant lesions, as well as in monitoring the efficacy of existing treatments. Concerning tumor diagnosis, tumor lesions present different temperature compared to normal tissues. Thermography has been presented as an approach of increasing interest due to the development of thermal detectors with better resolution quality and increased sensitivity. The objective of this study was therefore to evaluate the possibility of differentiating clinically similar lesions and monitoring the efficiency of photodynamic therapy during the treatment by using thermographic images and neural network classifiers. A monitoring of the growth of Ehrlich (hypothermic) tumors injected into the Swiss mouse back using thermography showed the technique is able to detect tumors from 4 mm in diameter. For the evaluation of clinical lesions, the discrimination of potentially clinically similar cutaneous lesions: BCC versus intradermal nevus, squamous cell carcinoma (SCC) versus actinic keratosis (AK) and seborrheic keratosis (PSK) versus melanoma were investigated. SCC lesions were more easily discriminated, showing an increase of temperature in the lesion area compared to the adjacent region, while the lesions that were clinically identified as AK (which can possible progress towards SCC lesions) can hardly be thermally differentiated differ thermally from the surrounding healthy tissue. This is a very relevant result, given the great difficulty in diagnosing SCC lesions by the standard dermatoscopy technique. An images processing routine using a neural network classifier showed the ability to differentiate lesions between BCC and nevus types in 67.2% of the cases; 80% for SCC versus AK lesions, and 50% for PSK lesions versus melanoma. The monitoring of photodynamic therapy (PDT) was performed in BCC lesions treated in two sessions. The lesion region becomes more thermally evident throughout the procedure, and the definitions of the lesion edges become more clearly delimited visually after the end of the illumination. By obtaining the thermal images of PDT a model was created to calculate the amount of light energy converted to heat, damage, and other energy transfer processes involved in the PDT. Despite the approximations made, it was shown that most of the deposited energy was converted into photodynamic action (53.8%), followed by the portion cleared from the irradiated tissue by the blood perfusion (37.2%), showing that most of the energy deposited in the tissue during the procedure is incorporated into the photodynamic effect. This is an evidence that the photodynamic action does not present a relevant thermal component, an important aspect for the study of its mechanisms.

Objetivou-se por meio deste trabalho caracterizar a influência do sistema de criação convencional de frangos de corte nas perdas produtivas desde a criação até a obtenção do produto final. Foram acompanhados 4 ciclos de produção até o produto final. A caracterização climática (temperatura, umidade relativa e entalpia específica do ar) ocorreu nas etapas de criação, transporte e espera das aves. A qualidade de cama do aviário (porcentagem de umidade) foi avaliada no início e final do ciclo de criação. No dia da apanha e carregamento das aves, uma amostragem de 80 aves foi selecionada aleatoriamente e identificada por anilhas para análise de lesão I (limpeza de plumagem). Durante o transporte ocorreu a caracterização da viagem (duração, distância percorrida e infraestrutura da rodovia), condições climáticas ambientais e mensuração dos níveis de vibração do caminhão. No frigorífico, a espera das aves foi caracterizada pela duração, tipologia do galpão e condições climáticas do ambiente. Na descarga, ocorreu a análise de lesões II (pododermatite, lesão de joelho, arranhão antigo e recente, fratura de asa e perna antiga e recente) e quantificação da mortalidade das aves. E selecionadas aleatoriamente 10 aves por linhagem (HUBB, ROSS/COBB e COBB), totalizando 30 aves. Após 24 horas do abate, os peitos de frango foram analisados com relação a cor (L*- luminância, a*- vermelho e b*- amarelo), pH, perda de peso por gotejamento e cocção, e força de cisalhamento. Realizou-se uma classificação em carne DFD-like (escura, dura e seca), normal e PSE-like (pálida, mole e exsudativa). Verificou-se uma heterogeneidade estrutural nos galpões, nas variáveis bioclimáticas e no conforto térmico das aves, proporcionando condições de estresse térmico pelo frio nas primeiras semanas de vida e pelo calor na fase adulta. A mortalidade de chegada ao frigorífico (DOA) mostrou-se relacionada com maior mortalidade durante a criação (DOF) e características do transporte (maior duração e distância de viagem). A alta umidade de cama mostrou uma relação com maior sujidade de plumagem e dermatites de contato. A lesão de joelho, pododermatite e arranhão da criação foram influenciados pela densidade de alojamento na criação. O arranhão gerado durante o período pré-abate foi relacionado com maior tempo de espera e estresse térmico. A fase de criação foi responsável pelos maiores níveis de ocorrência e severidade de lesões. A incidência de carne PSE-like foi 15% e possuiu relação com desconforto térmico das aves durante o transporte (altos valores de entalpia específica do ar e duração). Assim o sistema de criação convencional de frangos de corte influenciou nas perdas produtivas desde a criação até a obtenção do produto final. / The aim of this study was to characterize the influence of the conventional broiler rearing system on the productive losses from the rearing to the final product. Four production cycles were studying until the final product. Climatic characterization (air temperature, relative humidity, and specific enthalpy of air) occurred during the rearing, transport, and lairage. The litter quality of the aviary (percentage of moisture) was performed at the beginning and end of the rearing cycle. On the day of catching and loading of the birds, a sample of 80 birds was randomly selected and identified for analysis of lesion I (Plumage cleanliness). During transportation, the characterization of the travel (duration, distance traveled and highway infrastructure), environmental climatic conditions and measurement of vibration levels of the truck occurred. At the slaughterhouse, lairage was characterized by the length, typology of the barn and climatic conditions of the environment. In the discharge, the analysis of lesions II (pododermatitis, hock burn, old and recent scratch, old and recent wing and leg fracture) and quantification of the mortality of the birds occurred. And 10 bird of each breed (HUBB, ROSS/COBB e COBB) were randomly selected (totaling 30 birds). After 24 hours of slaughter, the chicken breasts were analyzed for color (L*- luminance, a*- red and b*- yellow), pH, drip loss, cooking loss and shear force. And classified in DFD-like (dark, firm, and dry), normal and PSE-like (pale, soft, and exudative) meat. There was a structural heterogeneity in the barns, in the bioclimatic variables and in the thermal comfort of the birds, providing conditions of thermal stress by the cold in the first weeks of life and by the heat in the adult phase. The dead on arrival (DOA) was related to higher dead on the farm (DOF) and transport characteristics (longer duration and distance of travel). The high litter moisture showed a relation with greater dirt plumage and dermatitis. The hock burn, pododermatitis, and scratch of the rearing were influenced by the stocking density in the rearing. The scratching generated during the pre-slaughter period was related to longer lairage time and thermal stress. The rearing phase was responsible for the higher levels of occurrence and severity of lesions. The incidence of PSE-like meat was 15% and had relation with the thermal discomfort of the birds during transport (high values of specific enthalpy of air and duration). Thus, the conventional broiler rearing system influenced the productivity losses from the rearing until the final product was obtained.

Circovirus suíno 2 (PCV2) associado a doenças (PCVAD do inglês Porcine circovirus associated disease) pode se manifestar como infecção sistêmica, enterite, problemas reprodutivos, síndrome de dermatite e nefropatia suína e complexo de doenças respiratórias (PRDC). A ocorrência de PRDC, que afeta, principalmente, animais de crescimento e terminação, caracteriza-se por crescimento lento, tosse prolongada e dispnéia, assim como lesões macroscópicas características em pulmão. PCV2 possui três principais regiões abertas de leitura (ORFs): ORF-1 codifica proteínas envolvidas na replicação (gene Rep); ORF-2 codifica proteína estrutural do capsídeo (gene Cap) e ORF-3 codifica proteína envolvida na indução de apoptose celular. O gene Cap é a região mais variável do PCV2, havendo indícios da associação entre a proteína Cap e patogenicidade. De acordo com a nomenclatura unificada proposta por Segalés et al., três diferentes genótipos são atualmente reconhecidos (PCV2a, - 2b, -2c). O aumento na incidência e gravidade da PCVAD foi atribuído ao surgimento do PCV2b tornando-se o mais prevalente subtipo em países da América do Norte, Europa, e no Brasil. Diante dos prejuízos que a PRDC acarreta, 200 amostras de pulmão com e sem lesões pneumônicas macroscópicas foram analisadas para PCV2 pela PCR; 88,5 % (177/200) foram positivas para PCV2 por PCR corroborando com estudos em que o PCV2 foi encontrado em um grande numero de amostras e poderia desenvolver um papel da PRDC. Entretanto, não houve associação significativa entre amostras positivas e presença ou ausência de lesões pneumônicas macroscópicas (p=0,26). A análise filogenética de 27 amostras PCV2 positivas sequênciadas (22 genoma completo e cinco ORF-2 completa) foram agrupadas no genótipo PCV2b. Devido à alta identidade de nucleotídeos e aminoácidos entre as sequencias obtidas e as recuperadas de estudos anteriores com presença e ausência de PCVAD, não há indícios de associação entre patogenicidade e o subtipo de PCV2 identificado neste trabalho / Porcine circovirus 2 (PCV2) associated disease (PCVAD) may manifest as systemic infection, enteritis, reproductive problems, dermatitis and nephropathy syndrome and porcine respiratory disease complex (PRDC). The occurrence of PRDC, which affects mainly the growing and finishing animals, characterized by slow growth, prolonged cough and dyspnea, as well as characteristic gross lesions in the lungs. PCV2 has three main regions denominated open reading frames (ORFs): ORF-1 encodes a protein involved in replication (Rep gene), ORF-2 encodes the capsid structural protein (Cap gene) and ORF-3 encodes a protein involved in the induction of cellular apoptosis. The Cap gene is the most variable region of PCV2, with evidence of association between the Cap protein and pathogenicity. According to an unified nomenclature proposed by Ségales et al., three different subtypes are currently recognized (PCV2a,-2b-2c). The increased incidence and severity of PCVAD was attributed to the rise of PCV2b becoming the most prevalent subtype in countries of North America, Europe, and Brazil. Given the damage that leads to PRDC, 200 samples of lungs with and without macroscopic pneumonic lesions were analyzed for PCV2 by PCR; 88.5% (177/200) were positive for PCV2 by PCR corroborating with studies in which PCV2 was found in a large number of samples and could develop a role in PRDC. However, there was no significant association between positive samples and the presence or absence of macroscopic pneumonic lesions (p=0.26). Phylogenetic analysis of the 27 samples PCV2 positive sequenced (22 complete genome and five complete ORF-2) were grouped in genotype PCV2b. Due to the high identity between the nucleotide and amino acid sequences obtained and retrieved from previous studies with presence and absence of PCVAD, there is no evidence of association between subtype and pathogenicity of PCV2 identified in this work