INTRODUÇÃO: O status linfonodal da axila ainda permanece como importante fator prognóstico em pacientes com câncer de mama invasivo. Muitos estudos já relataram a importância da ultrassonografia axilar e da punção aspirativa por agulha fina (PAAF) na avaliação pré-operatória das pacientes com câncer de mama. Nossos objetivos foram avaliar as características ultrassonográficas dos linfonodos axilares relacionadas à metástase linfonodal e o papel da PAAF na avaliação pré-operatória de pacientes com câncer de mama. Nosso objetivo secundário foi avaliar se, dependendo das características dos tumores, linfonodos sem alterações na ultrassonografia poderiam ter comprometimento metastático. MÉTODOS: Este estudo foi realizado no Instituto de Radiologia e no Instituto do Câncer do HCFMUSP. Foram incluídas 182 pacientes com câncer de mama invasivo recém-diagnosticado, sendo que, destas, apenas 145 realizaram cirurgia - 74 prosseguiram direto para cirurgia e 71 realizaram tratamento neoadjuvante e após cirurgia. Foi realizada avaliação ultrassonográfica da axila ipsilateral ao tumor e punção aspirativa por agulha fina de um linfonodo selecionado pelo radiologista. Os dados ultrassonográficos dos linfonodos e os achados citológicos da PAAF foram correlacionados com os resultados anatomopatológicos da biópsia do linfonodo sentinela ou do esvaziamento axilar. RESULTADOS: Nas 74 pacientes (75 axilas) que não realizaram tratamento neoadjuvante, as características ultrassonográficas do linfonodo associadas à metástase na análise univariada foram espessamento cortical difuso e a obliteração parcial ou completa do hilo gorduroso. A sensibilidade, especificidade, acurácia, valor preditivo positivo (VPP) e valor preditivo negativo (VPN) da ultrassonografia foram, respectivamente, 72,7%, 57,1%, 64,0%, 57,1% e 72,7% (p=0,009), e da PAAF: 36,4%, 97,6%, 70,7%, 92,3% e 66,1% (p < 0,001). Incluindo apenas linfonodos alterados na ultrassonografia, obtivemos, respectivamente, sensibilidade, especificidade, acurácia, VPP e VPN de 50%, 94%, 69%, 92% 59% (p=0,001). Nenhuma PAAF de linfonodo classificado como normal na ultrassonografia teve resultado positivo. Obtivemos, nas análises das curvas ROC, um valor de corte da espessura da cortical de 2,65 mm (p < 0,001) e do tamanho do tumor pré-cirúrgico de 2,45 cm (p=0,042). Na análise multivariada, as seguintes características foram associadas à metástase linfonodal: espessura da cortical (p = 0,005), tamanho do tumor pré-cirúrgico (p = 0,030), status pré-menopausa (p = 0,017), tipo histológico não especial (p = 0,034) e localização do tumor no quadrante superolateral (p = 0,011). Construiu-se um modelo de predição de risco de metástase axilar usando estas características. Nas 71 pacientes que realizaram tratamento adjuvante, a única característica do linfonodo associada à metástase linfonodal foi a forma redonda ou irregular. Os demais resultados deste grupo não podem ser generalizados, pois não é possível separar o efeito do tratamento nesta população. CONCLUSÕES: Linfonodos axilares com espessamento cortical difuso e com obliteração parcial ou completa do hilo gorduroso estão associados à malignidade. A PAAF apresentou-se mais útil nos linfonodos alterados, com sensibilidade de 50%. Pacientes com PAAF positivas devem ser encaminhadas para esvaziamento axilar ou quimioterapia neoadjuvante. Não há benefício da realização da PAAF em linfonodos sem alterações na ultrassonografia / BACKGROUND: The lymph node status of the axilla remains an important prognostic factor in patients with invasive breast cancer. Many studies have already reported the importance of axillary ultrasonography and fine needle aspiration (FNA) in the preoperative evaluation of patients with breast cancer. Our objectives were to evaluate the ultrasound characteristics of axillary lymph nodes related to lymph node metastasis and the role of FNA in the preoperative evaluation of patients with breast cancer. Our secondary objective was to assess whether, depending on the tumor characteristics, lymph nodes that showed no change on ultrasonography could have metastatic involvement. METHODS: This study was conducted at the Institute of Radiology and the Institute of Cancer of HCFMUSP. A total of 182 patients with newly diagnosed invasive breast cancer were included, of whom only 145 had undergone surgery - 74 went straight to surgery and 71 underwent neoadjuvant treatment and after surgery. Ultrasound evaluation of the axilla ipsilateral to the tumor and fine needle aspiration of a lymph node selected by the radiologist were performed. The ultrasound data of the lymph nodes and the cytological findings of FNA were correlated with pathology results from sentinel lymph node biopsy or surgical dissection. RESULTS: In the 74 patients (75 axillae) who did not undergo neoadjuvant treatment, the ultrasound characteristics of the lymph nodes associated with metastasis in the univariate analysis were diffuse cortical thickening and partial or complete fatty hilum obliteration. The sensitivity, specificity, accuracy, positive predictive value (PPV) and negative predictive value (NPV) of ultrasound were respectively 72.7%, 57.1%, 64.0%, 57.1% and 72.7% (p = 0.009) and of the FNA 36.4%, 97.6%, 70.7%, 92.3% and 66.1% (p <0.001). Including only atypical lymph nodes on ultrasonography, we obtained respectively sensitivity, specificity, accuracy, PPV and NPV of 50%, 94%, 69% 92% and 59% (p = 0.001). No FNA of lymph node classified as normal on ultrasonography had a positive result. With ROC curves analysis we obtained a cut-off value of cortical thickness of 2.65 mm (p <0.001) and pre-surgical tumor size of 2.45 cm (p = 0.042). In the multivariate analysis, the following characteristics were associated with lymph node metastasis: cortical thickness (p = 0.005), preoperative tumor size (p = 0.030), premenopausal status (p = 0.017), non-special histological type and tumor location in the upper outer quadrant (p = 0.011). A predictive model of axillary metastasis risk was constructed using these characteristics. In the 71 patients who underwent adjuvant treatment the only feature of the lymph node associated with lymph node metastasis was the round or irregular shape. The other results of this group cannot be generalized since it is not possible to separate the treatment effect in this population. CONCLUSIONS: Axillary lymph nodes with diffuse cortical thickening and with partial or complete fatty hilum obliteration are associated with malignancy. FNA was more useful in atypical lymph nodes, with a sensitivity of 50%. Patients with positive FNA should be referred for axillary surgical dissection or neoadjuvant chemotherapy. There is no benefit of performing FNA in lymph nodes without changes in ultrasound

Objetivo: Novas tendências na avaliação de risco trazem evidências de que modelos externos recalibrados ou remodelados funcionam melhor localmente. O objetivo deste estudo foi validar dois modelos externos e formular um modelo local, comparando-os na predição de mortalidade nos pacientes operados de coronária e/ou valva no InCor-HCFMUSP. Método: Entre 2007 e 2009, 3.000 pacientes foram sequencialmente operados de coronária e/ou valva no InCor-HCFMUSP. No banco de dados, foi realizada a validação dos modelos 2000 Bernstein-Parsonnet (2000BP) e EuroSCORE (ES), mediante testes de calibração e discriminação. O InsCor de 2.000 pacientes foi elaborado mediante a utilização de técnicas de bootstrap. Nos próximos 1.000 pacientes foi realizada a validação interna do modelo, e seu desempenho medido frente ao 2000BP e ES. Resultados: Houve uma diferença significativa na prevalência dos fatores de risco entre as populações do estudo, ES e 2000BP. Na validação externa dos modelos, o ES apresentou uma boa calibração (P=0,596); no entanto, o 2000BP revelou-se inadequado (P=0,047). Na discriminação, a área abaixo da curva ROC revelou-se boa para ambos os modelos, ES (0,79) e 2000BP (0,80). Utilizando a técnica de bootstrap, 10 variáveis: idade >70 anos, sexo feminino, cirurgia associada, infarto do miocárdio <90 dias, reoperação, cirurgia da valva aórtica, cirurgia da valva tricúspide, creatinina <2mg/dl, fração de ejeção <30% e estado pré-operátorio crítico (eventos), foram selecionadas para formulacão do InsCor. Na validação interna do InsCor, a calibração foi adequada, com P=0,184. Na discriminação, a área abaixo da curva ROC foi boa (0,79). Neste grupo, a área abaixo da curva ROC foi de 0,81 e 0,82 para o ES e 2000BP, respectivamente, mostrando-se apropriada para ambos os modelos. Conclusões: O InsCor e o ES tiveram melhor desempenho que o 2000BP em todas as fases da validação; pórem o novo modelo, além de se identificar com os fatores de risco locais, é mais simples e objetivo para a predição de mortalidade nos pacientes operados de coronária e/ou valva no InCor-HCFMUSP / Background: New trends in risk assessment bring evidence that recalibrated or remodeled external models work best locally. The aim of this study was to validate two external models and formulate a local model, comparing them to predict mortality in patients who underwent coronary bypass surgery and/or heart valve surgery at InCor-HCFMUSP. Method Between 2007 and 2009, 3.000 patients were sequentially operated to coronary bypass surgery and/or heart valve surgery at InCor-HCFMUSP. The database was assessment to validate the models 2000 Bernstein-Parsonnet (2000BP) and EuroSCORE (ES) through calibration and discrimination tests. The InsCor of 2,000 patients (2/3 of database) was elaborated using bootstrap techniques. Over the next 1000 patients (1/3 of database) the internal validation of the InsCor was performed and its performance compared against the 2000BP and ES. Results: Significant difference in the prevalence of risk factors was found among the external and study populations (P<0,001). In the external validation of these models, the ES showed good calibration (P = 0.596); however, 2000BP was inadequate (P = 0.047). In discrimination, the area under the ROC curve was good for both models, ES (0.79) and 2000BP (0.80). With the bootstrap technique, 10 variables: age> 70 years, female, CABG + valve surgery, myocardial infarction <90 days, reoperation, aortic valve surgery, tricuspid valve surgery, creatinine <2mg/dl, ejection fraction <30% and critical preoperative state (events) were chosen to formulate the InsCor. In the validation of InsCor, the calibration was appropriate with P = 0.184. In discrimination, the area under the ROC curve was good (0.79). In this group, the area under the ROC curve was 0.81 and 0.82 for ES and 2000BP, respectively, being suitable for both models. Conclusions: The InsCor and ES outperformed the 2000BP at all stages of validation, but the new model, besides identifying itself with the local risk factors, is more simple and objective for the prediction of mortality in patients who underwent coronary bypass surgery and/or heart valve surgery at InCor-HCFMUSP.

INTRODUÇÃO: O status linfonodal da axila ainda permanece como importante fator prognóstico em pacientes com câncer de mama invasivo. Muitos estudos já relataram a importância da ultrassonografia axilar e da punção aspirativa por agulha fina (PAAF) na avaliação pré-operatória das pacientes com câncer de mama. Nossos objetivos foram avaliar as características ultrassonográficas dos linfonodos axilares relacionadas à metástase linfonodal e o papel da PAAF na avaliação pré-operatória de pacientes com câncer de mama. Nosso objetivo secundário foi avaliar se, dependendo das características dos tumores, linfonodos sem alterações na ultrassonografia poderiam ter comprometimento metastático. MÉTODOS: Este estudo foi realizado no Instituto de Radiologia e no Instituto do Câncer do HCFMUSP. Foram incluídas 182 pacientes com câncer de mama invasivo recém-diagnosticado, sendo que, destas, apenas 145 realizaram cirurgia - 74 prosseguiram direto para cirurgia e 71 realizaram tratamento neoadjuvante e após cirurgia. Foi realizada avaliação ultrassonográfica da axila ipsilateral ao tumor e punção aspirativa por agulha fina de um linfonodo selecionado pelo radiologista. Os dados ultrassonográficos dos linfonodos e os achados citológicos da PAAF foram correlacionados com os resultados anatomopatológicos da biópsia do linfonodo sentinela ou do esvaziamento axilar. RESULTADOS: Nas 74 pacientes (75 axilas) que não realizaram tratamento neoadjuvante, as características ultrassonográficas do linfonodo associadas à metástase na análise univariada foram espessamento cortical difuso e a obliteração parcial ou completa do hilo gorduroso. A sensibilidade, especificidade, acurácia, valor preditivo positivo (VPP) e valor preditivo negativo (VPN) da ultrassonografia foram, respectivamente, 72,7%, 57,1%, 64,0%, 57,1% e 72,7% (p=0,009), e da PAAF: 36,4%, 97,6%, 70,7%, 92,3% e 66,1% (p < 0,001). Incluindo apenas linfonodos alterados na ultrassonografia, obtivemos, respectivamente, sensibilidade, especificidade, acurácia, VPP e VPN de 50%, 94%, 69%, 92% 59% (p=0,001). Nenhuma PAAF de linfonodo classificado como normal na ultrassonografia teve resultado positivo. Obtivemos, nas análises das curvas ROC, um valor de corte da espessura da cortical de 2,65 mm (p < 0,001) e do tamanho do tumor pré-cirúrgico de 2,45 cm (p=0,042). Na análise multivariada, as seguintes características foram associadas à metástase linfonodal: espessura da cortical (p = 0,005), tamanho do tumor pré-cirúrgico (p = 0,030), status pré-menopausa (p = 0,017), tipo histológico não especial (p = 0,034) e localização do tumor no quadrante superolateral (p = 0,011). Construiu-se um modelo de predição de risco de metástase axilar usando estas características. Nas 71 pacientes que realizaram tratamento adjuvante, a única característica do linfonodo associada à metástase linfonodal foi a forma redonda ou irregular. Os demais resultados deste grupo não podem ser generalizados, pois não é possível separar o efeito do tratamento nesta população. CONCLUSÕES: Linfonodos axilares com espessamento cortical difuso e com obliteração parcial ou completa do hilo gorduroso estão associados à malignidade. A PAAF apresentou-se mais útil nos linfonodos alterados, com sensibilidade de 50%. Pacientes com PAAF positivas devem ser encaminhadas para esvaziamento axilar ou quimioterapia neoadjuvante. Não há benefício da realização da PAAF em linfonodos sem alterações na ultrassonografia / BACKGROUND: The lymph node status of the axilla remains an important prognostic factor in patients with invasive breast cancer. Many studies have already reported the importance of axillary ultrasonography and fine needle aspiration (FNA) in the preoperative evaluation of patients with breast cancer. Our objectives were to evaluate the ultrasound characteristics of axillary lymph nodes related to lymph node metastasis and the role of FNA in the preoperative evaluation of patients with breast cancer. Our secondary objective was to assess whether, depending on the tumor characteristics, lymph nodes that showed no change on ultrasonography could have metastatic involvement. METHODS: This study was conducted at the Institute of Radiology and the Institute of Cancer of HCFMUSP. A total of 182 patients with newly diagnosed invasive breast cancer were included, of whom only 145 had undergone surgery - 74 went straight to surgery and 71 underwent neoadjuvant treatment and after surgery. Ultrasound evaluation of the axilla ipsilateral to the tumor and fine needle aspiration of a lymph node selected by the radiologist were performed. The ultrasound data of the lymph nodes and the cytological findings of FNA were correlated with pathology results from sentinel lymph node biopsy or surgical dissection. RESULTS: In the 74 patients (75 axillae) who did not undergo neoadjuvant treatment, the ultrasound characteristics of the lymph nodes associated with metastasis in the univariate analysis were diffuse cortical thickening and partial or complete fatty hilum obliteration. The sensitivity, specificity, accuracy, positive predictive value (PPV) and negative predictive value (NPV) of ultrasound were respectively 72.7%, 57.1%, 64.0%, 57.1% and 72.7% (p = 0.009) and of the FNA 36.4%, 97.6%, 70.7%, 92.3% and 66.1% (p <0.001). Including only atypical lymph nodes on ultrasonography, we obtained respectively sensitivity, specificity, accuracy, PPV and NPV of 50%, 94%, 69% 92% and 59% (p = 0.001). No FNA of lymph node classified as normal on ultrasonography had a positive result. With ROC curves analysis we obtained a cut-off value of cortical thickness of 2.65 mm (p <0.001) and pre-surgical tumor size of 2.45 cm (p = 0.042). In the multivariate analysis, the following characteristics were associated with lymph node metastasis: cortical thickness (p = 0.005), preoperative tumor size (p = 0.030), premenopausal status (p = 0.017), non-special histological type and tumor location in the upper outer quadrant (p = 0.011). A predictive model of axillary metastasis risk was constructed using these characteristics. In the 71 patients who underwent adjuvant treatment the only feature of the lymph node associated with lymph node metastasis was the round or irregular shape. The other results of this group cannot be generalized since it is not possible to separate the treatment effect in this population. CONCLUSIONS: Axillary lymph nodes with diffuse cortical thickening and with partial or complete fatty hilum obliteration are associated with malignancy. FNA was more useful in atypical lymph nodes, with a sensitivity of 50%. Patients with positive FNA should be referred for axillary surgical dissection or neoadjuvant chemotherapy. There is no benefit of performing FNA in lymph nodes without changes in ultrasound

Objetivo: Novas tendências na avaliação de risco trazem evidências de que modelos externos recalibrados ou remodelados funcionam melhor localmente. O objetivo deste estudo foi validar dois modelos externos e formular um modelo local, comparando-os na predição de mortalidade nos pacientes operados de coronária e/ou valva no InCor-HCFMUSP. Método: Entre 2007 e 2009, 3.000 pacientes foram sequencialmente operados de coronária e/ou valva no InCor-HCFMUSP. No banco de dados, foi realizada a validação dos modelos 2000 Bernstein-Parsonnet (2000BP) e EuroSCORE (ES), mediante testes de calibração e discriminação. O InsCor de 2.000 pacientes foi elaborado mediante a utilização de técnicas de bootstrap. Nos próximos 1.000 pacientes foi realizada a validação interna do modelo, e seu desempenho medido frente ao 2000BP e ES. Resultados: Houve uma diferença significativa na prevalência dos fatores de risco entre as populações do estudo, ES e 2000BP. Na validação externa dos modelos, o ES apresentou uma boa calibração (P=0,596); no entanto, o 2000BP revelou-se inadequado (P=0,047). Na discriminação, a área abaixo da curva ROC revelou-se boa para ambos os modelos, ES (0,79) e 2000BP (0,80). Utilizando a técnica de bootstrap, 10 variáveis: idade >70 anos, sexo feminino, cirurgia associada, infarto do miocárdio <90 dias, reoperação, cirurgia da valva aórtica, cirurgia da valva tricúspide, creatinina <2mg/dl, fração de ejeção <30% e estado pré-operátorio crítico (eventos), foram selecionadas para formulacão do InsCor. Na validação interna do InsCor, a calibração foi adequada, com P=0,184. Na discriminação, a área abaixo da curva ROC foi boa (0,79). Neste grupo, a área abaixo da curva ROC foi de 0,81 e 0,82 para o ES e 2000BP, respectivamente, mostrando-se apropriada para ambos os modelos. Conclusões: O InsCor e o ES tiveram melhor desempenho que o 2000BP em todas as fases da validação; pórem o novo modelo, além de se identificar com os fatores de risco locais, é mais simples e objetivo para a predição de mortalidade nos pacientes operados de coronária e/ou valva no InCor-HCFMUSP / Background: New trends in risk assessment bring evidence that recalibrated or remodeled external models work best locally. The aim of this study was to validate two external models and formulate a local model, comparing them to predict mortality in patients who underwent coronary bypass surgery and/or heart valve surgery at InCor-HCFMUSP. Method Between 2007 and 2009, 3.000 patients were sequentially operated to coronary bypass surgery and/or heart valve surgery at InCor-HCFMUSP. The database was assessment to validate the models 2000 Bernstein-Parsonnet (2000BP) and EuroSCORE (ES) through calibration and discrimination tests. The InsCor of 2,000 patients (2/3 of database) was elaborated using bootstrap techniques. Over the next 1000 patients (1/3 of database) the internal validation of the InsCor was performed and its performance compared against the 2000BP and ES. Results: Significant difference in the prevalence of risk factors was found among the external and study populations (P<0,001). In the external validation of these models, the ES showed good calibration (P = 0.596); however, 2000BP was inadequate (P = 0.047). In discrimination, the area under the ROC curve was good for both models, ES (0.79) and 2000BP (0.80). With the bootstrap technique, 10 variables: age> 70 years, female, CABG + valve surgery, myocardial infarction <90 days, reoperation, aortic valve surgery, tricuspid valve surgery, creatinine <2mg/dl, ejection fraction <30% and critical preoperative state (events) were chosen to formulate the InsCor. In the validation of InsCor, the calibration was appropriate with P = 0.184. In discrimination, the area under the ROC curve was good (0.79). In this group, the area under the ROC curve was 0.81 and 0.82 for ES and 2000BP, respectively, being suitable for both models. Conclusions: The InsCor and ES outperformed the 2000BP at all stages of validation, but the new model, besides identifying itself with the local risk factors, is more simple and objective for the prediction of mortality in patients who underwent coronary bypass surgery and/or heart valve surgery at InCor-HCFMUSP.

Switches play an important regulatory role at all levels of biology, from molecular switches triggering signaling cascades to cellular switches regulating cell maturation and apoptosis. Medical therapies are often designed to toggle a system from one state to another, achieving a specified health outcome. For instance, small doses of subpathologic viruses activate the immune system’s production of antibodies. Electrical stimulation revert cardiac arrhythmias back to normal sinus rhythm. In all of these examples, a major challenge is finding the optimal stimulus waveform necessary to cause the switch to flip. This thesis develops, validates, and applies a novel model-independent stochastic algorithm, the Extrema Distortion Algorithm (EDA), towards finding the optimal stimulus. We validate the EDA’s performance for the Hodgkin-Huxley model (an empirically validated ionic model of neuronal excitability), the FitzHugh-Nagumo model (an abstract model applied to a wide range of biological systems that that exhibit an oscillatory state and a quiescent state), and the genetic toggle switch (a model of bistable gene expression). We show that the EDA is able to not only find the optimal solution, but also in some cases excel beyond the traditional analytic approaches. Finally, we have computed novel optimal stimulus waveforms for aborting epileptic seizures using the EDA in cellular and network models of epilepsy. This work represents a first step in developing a new class of adaptive algorithms and devices that flip biological switches, revealing basic mechanistic insights and therapeutic applications for a broad range of disorders.

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A dengue e a leptospirose estão entre as principais zoonoses de ocorrência no mundo. A primeira pelo elevado potencial epidêmico e a segunda pela alta letalidade. Na cidade de São Paulo, anualmente ocorrem dezenas de casos de leptospirose e centenas de casos de dengue, fazendo desses agravos alguns dos eventos de maior interesse da vigilância em saúde do município. Para melhor compreender o efeito de fenômenos climáticos e o impacto de medidas de prevenção e controle sobre a transmissão desses agravos ao longo do tempo, dois diferentes modelos estatísticos de estudo de séries temporais foram usados: 1) Função de Transferência, com erros dados por modelos ARIMA (ARIMAX), os quais foram modelados segundo a filosofia de Box-Jenkins e 2) Modelos Aditivos Generalizados (GAM) de regressão de Poisson, com estrutura de defasagem dada por funções polinômios PDL (Polynomial Distributed Lags). Os principais fatores climáticos associados ao aumento do número de casos de dengue na cidade de São Paulo foram a elevação da temperatura mínima do ar, dos níveis de precipitação pluviométrica, da densidade do vetor e a entrada de casos importados da doença, estimulada pelo feriado de carnaval. A chegada de frentes frias (temperatura < 16°C) e valores extremos de precipitação ( 70mm) reduzem o número de casos de dengue. Medidas de prevenção adotadas pelas equipes de vigilância em saúde do município também contribuem com a redução do número de casos. Os fatores associados ao aumento do número de casos de leptospirose foram o aumento da precipitação pluviométrica e da temperatura máxima do ar. O aumento das horas de brilho do sol reduz o número de casos. Os métodos adotados foram adequados aos objetivos do estudo e conseguiram captar as relações defasadas entre os fatores de interesse e a transmissão de dengue e de leptospirose na cidade de São Paulo. Tais técnicas também parecem adequadas como ferramentas a serem incorporadas à rotina da vigilância em saúde, permitindo fazer previsões do número de casos futuros e compreender as relações temporais entre as doenças e seus fatores determinantes e condicionantes / Dengue and leptospirosis are among the major zoonosis of occurrence in the world; the first because of the epidemic potential and the second due to high lethality. In São Paulo, dozens of leptospirosis cases and hundreds of dengue fever cases are registered annually, being some of the most important events to the municipal public health surveillance system. To understand the effect of climatic conditions and the impact of measures of prevention and control over the transmission of such diseases in the time context, two time series approaches were used: 1) Transfer Functions, with ARIMA error structure (ARIMAX), modeled by Box-Jenkins methods and 2) Additive Generalized Models (GAM) of Poisson regressions, with time structure given by Polynomial Distributed Lags (PDL). The most important climatic factors that increased the number of cases of dengue fever in the city of São Paulo were the elevation in air temperature, precipitation, vector density and the number of imported cases, which increased after carnival holiday (an important calendar event). The arrival of cold fronts from the south (air temperature < 16°C) and extreme precipitations (70mm) are factors that decrease the number of new dengue cases. The public health preventive interventions adopted by the municipality were effective in diminishing the dengue occurrence. The most important factors that increased the number of leptospirosis cases in São Paulo were elevation in maximum air temperature and precipitation. Largest amount of hours of sunshine decreased the number of new cases of leptospirosis. The methods used were adequate to the study objectives, the relations among the interest lagged factors and dengue and leptospirosis transmission in the city of São Paulo were satisfactorily modeled. Such techniques also seem appropriate as tools to be incorporated into the municipal health surveillance system, allowing the prediction of the number of future disease cases and understanding temporal relations between diseases and their determinants and conditioning factors

OBJETIVOS: O estudo explorou diferentes métodos de séries temporais visando desenvolver um modelo para a previsão do volume diário de pacientes no Pronto Socorro do Instituto Central do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP. MÉTODOS: Foram explorados seis diferentes modelos para previsão do número diário de pacientes no pronto socorro de acordo com algumas variáveis relacionadas ao calendário e à temperatura média diária. Para a construção dos modelos, utilizou-se a contagem diária de pacientes atendidos no pronto socorro entre 1° de janeiro de 2008 a 31 de dezembro de 2010. Os primeiros 33 meses do banco de dados foram utilizados para o desenvolvimento e ajuste dos modelos, e os últimos três meses foram utilizados para comparação dos resultados obtidos em termos da acurácia de previsão. A acurácia foi medida a partir do erro médio percentual absoluto. Os modelos foram desenvolvidos utilizando-se três diferentes métodos: modelos lineares generalizados, equações de estimação generalizadas e modelos sazonais autorregressivos integrados de média móvel (SARIMA). Para cada método, foram testados modelos que incluíram termos para controlar o efeito da temperatura média diária e modelos que não incluíram esse controle. RESULTADOS: Foram atendidos, em média, 389 pacientes diariamente no pronto socorro, número que variou entre 166 e 613. Observou-se uma sazonalidade semanal marcante na distribuição do volume de pacientes ao longo do tempo, com maior número de pacientes às segundas feiras e tendência linear decrescente ao longo da semana. Não foi observada variação significante no volume de pacientes de acordo com os meses do ano. Os modelos lineares generalizados e equações de estimação generalizada resultaram em melhor acurácia de previsão que os modelos SARIMA. No primeiro horizonte de previsão (outubro), por exemplo, os erros médios percentuais absolutos dos modelos lineares generalizados e de equação de estimação generalizada foram ambos 11,5% e 10,8% (modelos que incluíram e que não incluíram termo para controlar o efeito da temperatura, respectivamente), enquanto os erros médios percentuais absolutos para os modelos SARIMA foram 12,8% e 11,7% (modelos que incluíram e que não incluíram termo para controlar o efeito da temperatura, respectivamente). Para todos os modelos, incluir termos para controlar o efeito da temperatura média diária não resultou em melhor acurácia de previsão. A previsão a curto prazo (7 dias) em geral resultou em maior acurácia do que a previsão a longo prazo (30 dias). CONCLUSÕES: Este estudo indica que métodos de séries temporais podem ser aplicados na rotina do serviço de pronto socorro para a previsão do provável volume diário de pacientes no serviço. A previsão realizada para o curto prazo tem boa acurácia e pode ser incorporada à rotina do serviço, de modo a subsidiar seu planejamento e colaborar com a adequação de recursos materiais e humanos. Os modelos de previsão baseados unicamente em variáveis relacionadas ao calendário foram capazes de prever a variação no volume diário de pacientes, e os métodos aqui aplicados podem ser automatizados para gerar informações com antecedência suficiente para decisões de planejamento do serviço de pronto socorro / OBJECTIVES: This study aims to develop different models to forecast the daily number of patients seeking emergency department (ED) care in a general hospital according to calendar variables and ambient temperature readings and to compare the models in terms of forecasting accuracy. METHODS: We developed and tested six different models of ED patient visits using total daily counts of patient visits to the Instituto Central do Hospital das Clínicas Emergency Department from January 1, 2008 to December 31, 2010. We used the first 33 months of the dataset to develop the ED patient visits forecasting models (the training set), leaving the last 3 months to measure each model\'s forecasting accuracy by the mean absolute percentage error. Forecasting models were developed using 3 different time series analysis methods: generalized linear models, generalized estimating equations and seasonal autoregressive integrated moving average (SARIMA). For each method, we explored models with and without the effect of mean daily temperature as a predictive variable. RESULTS: Daily mean number of ED visits was 389, ranging from 166 to 613. Data showed a weekly seasonal distribution, with highest patient volumes on Mondays and lowest patient volumes on weekends. There was little variation in daily visits by month. Generalized linear models and generalized estimating equation models showed better forecasting accuracy than SARIMA models. For instance, the mean absolute percentage errors from generalized linear models and generalized estimating equations models at the first month of forecasting (October, 2012), were 11.5% and 10.8% (models with and without control for the temperature effect, respectively), while the mean absolute percentage errors from SARIMA models were 12.8% and 11.7% (models with and without control for the temperature effect, respectively). For all models, controlling for the effect of temperature resulted in worse or similar forecasting ability than models with calendar variables alone, and forecasting accuracy was better for the short term horizon (7 days in advance) than for the longer term (30 days in advance). CONCLUSIONS: Our study indicates that time series models can be developed to provide forecasts of daily ED patient visits, and forecasting ability was dependent on the type of model employed and the length of the time-horizon being predicted. In our setting, generalized linear models and generalized estimating equation models showed better accuracy, and including information about ambient temperature in the models did not improve forecasting accuracy. Forecasting models based on calendar variables alone did in general detect patterns of daily variability in ED volume, and thus could be used for developing an automated system for better planning of personnel resources

A dengue e a leptospirose estão entre as principais zoonoses de ocorrência no mundo. A primeira pelo elevado potencial epidêmico e a segunda pela alta letalidade. Na cidade de São Paulo, anualmente ocorrem dezenas de casos de leptospirose e centenas de casos de dengue, fazendo desses agravos alguns dos eventos de maior interesse da vigilância em saúde do município. Para melhor compreender o efeito de fenômenos climáticos e o impacto de medidas de prevenção e controle sobre a transmissão desses agravos ao longo do tempo, dois diferentes modelos estatísticos de estudo de séries temporais foram usados: 1) Função de Transferência, com erros dados por modelos ARIMA (ARIMAX), os quais foram modelados segundo a filosofia de Box-Jenkins e 2) Modelos Aditivos Generalizados (GAM) de regressão de Poisson, com estrutura de defasagem dada por funções polinômios PDL (Polynomial Distributed Lags). Os principais fatores climáticos associados ao aumento do número de casos de dengue na cidade de São Paulo foram a elevação da temperatura mínima do ar, dos níveis de precipitação pluviométrica, da densidade do vetor e a entrada de casos importados da doença, estimulada pelo feriado de carnaval. A chegada de frentes frias (temperatura < 16°C) e valores extremos de precipitação ( 70mm) reduzem o número de casos de dengue. Medidas de prevenção adotadas pelas equipes de vigilância em saúde do município também contribuem com a redução do número de casos. Os fatores associados ao aumento do número de casos de leptospirose foram o aumento da precipitação pluviométrica e da temperatura máxima do ar. O aumento das horas de brilho do sol reduz o número de casos. Os métodos adotados foram adequados aos objetivos do estudo e conseguiram captar as relações defasadas entre os fatores de interesse e a transmissão de dengue e de leptospirose na cidade de São Paulo. Tais técnicas também parecem adequadas como ferramentas a serem incorporadas à rotina da vigilância em saúde, permitindo fazer previsões do número de casos futuros e compreender as relações temporais entre as doenças e seus fatores determinantes e condicionantes / Dengue and leptospirosis are among the major zoonosis of occurrence in the world; the first because of the epidemic potential and the second due to high lethality. In São Paulo, dozens of leptospirosis cases and hundreds of dengue fever cases are registered annually, being some of the most important events to the municipal public health surveillance system. To understand the effect of climatic conditions and the impact of measures of prevention and control over the transmission of such diseases in the time context, two time series approaches were used: 1) Transfer Functions, with ARIMA error structure (ARIMAX), modeled by Box-Jenkins methods and 2) Additive Generalized Models (GAM) of Poisson regressions, with time structure given by Polynomial Distributed Lags (PDL). The most important climatic factors that increased the number of cases of dengue fever in the city of São Paulo were the elevation in air temperature, precipitation, vector density and the number of imported cases, which increased after carnival holiday (an important calendar event). The arrival of cold fronts from the south (air temperature < 16°C) and extreme precipitations (70mm) are factors that decrease the number of new dengue cases. The public health preventive interventions adopted by the municipality were effective in diminishing the dengue occurrence. The most important factors that increased the number of leptospirosis cases in São Paulo were elevation in maximum air temperature and precipitation. Largest amount of hours of sunshine decreased the number of new cases of leptospirosis. The methods used were adequate to the study objectives, the relations among the interest lagged factors and dengue and leptospirosis transmission in the city of São Paulo were satisfactorily modeled. Such techniques also seem appropriate as tools to be incorporated into the municipal health surveillance system, allowing the prediction of the number of future disease cases and understanding temporal relations between diseases and their determinants and conditioning factors

OBJETIVOS: O estudo explorou diferentes métodos de séries temporais visando desenvolver um modelo para a previsão do volume diário de pacientes no Pronto Socorro do Instituto Central do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP. MÉTODOS: Foram explorados seis diferentes modelos para previsão do número diário de pacientes no pronto socorro de acordo com algumas variáveis relacionadas ao calendário e à temperatura média diária. Para a construção dos modelos, utilizou-se a contagem diária de pacientes atendidos no pronto socorro entre 1° de janeiro de 2008 a 31 de dezembro de 2010. Os primeiros 33 meses do banco de dados foram utilizados para o desenvolvimento e ajuste dos modelos, e os últimos três meses foram utilizados para comparação dos resultados obtidos em termos da acurácia de previsão. A acurácia foi medida a partir do erro médio percentual absoluto. Os modelos foram desenvolvidos utilizando-se três diferentes métodos: modelos lineares generalizados, equações de estimação generalizadas e modelos sazonais autorregressivos integrados de média móvel (SARIMA). Para cada método, foram testados modelos que incluíram termos para controlar o efeito da temperatura média diária e modelos que não incluíram esse controle. RESULTADOS: Foram atendidos, em média, 389 pacientes diariamente no pronto socorro, número que variou entre 166 e 613. Observou-se uma sazonalidade semanal marcante na distribuição do volume de pacientes ao longo do tempo, com maior número de pacientes às segundas feiras e tendência linear decrescente ao longo da semana. Não foi observada variação significante no volume de pacientes de acordo com os meses do ano. Os modelos lineares generalizados e equações de estimação generalizada resultaram em melhor acurácia de previsão que os modelos SARIMA. No primeiro horizonte de previsão (outubro), por exemplo, os erros médios percentuais absolutos dos modelos lineares generalizados e de equação de estimação generalizada foram ambos 11,5% e 10,8% (modelos que incluíram e que não incluíram termo para controlar o efeito da temperatura, respectivamente), enquanto os erros médios percentuais absolutos para os modelos SARIMA foram 12,8% e 11,7% (modelos que incluíram e que não incluíram termo para controlar o efeito da temperatura, respectivamente). Para todos os modelos, incluir termos para controlar o efeito da temperatura média diária não resultou em melhor acurácia de previsão. A previsão a curto prazo (7 dias) em geral resultou em maior acurácia do que a previsão a longo prazo (30 dias). CONCLUSÕES: Este estudo indica que métodos de séries temporais podem ser aplicados na rotina do serviço de pronto socorro para a previsão do provável volume diário de pacientes no serviço. A previsão realizada para o curto prazo tem boa acurácia e pode ser incorporada à rotina do serviço, de modo a subsidiar seu planejamento e colaborar com a adequação de recursos materiais e humanos. Os modelos de previsão baseados unicamente em variáveis relacionadas ao calendário foram capazes de prever a variação no volume diário de pacientes, e os métodos aqui aplicados podem ser automatizados para gerar informações com antecedência suficiente para decisões de planejamento do serviço de pronto socorro / OBJECTIVES: This study aims to develop different models to forecast the daily number of patients seeking emergency department (ED) care in a general hospital according to calendar variables and ambient temperature readings and to compare the models in terms of forecasting accuracy. METHODS: We developed and tested six different models of ED patient visits using total daily counts of patient visits to the Instituto Central do Hospital das Clínicas Emergency Department from January 1, 2008 to December 31, 2010. We used the first 33 months of the dataset to develop the ED patient visits forecasting models (the training set), leaving the last 3 months to measure each model\'s forecasting accuracy by the mean absolute percentage error. Forecasting models were developed using 3 different time series analysis methods: generalized linear models, generalized estimating equations and seasonal autoregressive integrated moving average (SARIMA). For each method, we explored models with and without the effect of mean daily temperature as a predictive variable. RESULTS: Daily mean number of ED visits was 389, ranging from 166 to 613. Data showed a weekly seasonal distribution, with highest patient volumes on Mondays and lowest patient volumes on weekends. There was little variation in daily visits by month. Generalized linear models and generalized estimating equation models showed better forecasting accuracy than SARIMA models. For instance, the mean absolute percentage errors from generalized linear models and generalized estimating equations models at the first month of forecasting (October, 2012), were 11.5% and 10.8% (models with and without control for the temperature effect, respectively), while the mean absolute percentage errors from SARIMA models were 12.8% and 11.7% (models with and without control for the temperature effect, respectively). For all models, controlling for the effect of temperature resulted in worse or similar forecasting ability than models with calendar variables alone, and forecasting accuracy was better for the short term horizon (7 days in advance) than for the longer term (30 days in advance). CONCLUSIONS: Our study indicates that time series models can be developed to provide forecasts of daily ED patient visits, and forecasting ability was dependent on the type of model employed and the length of the time-horizon being predicted. In our setting, generalized linear models and generalized estimating equation models showed better accuracy, and including information about ambient temperature in the models did not improve forecasting accuracy. Forecasting models based on calendar variables alone did in general detect patterns of daily variability in ED volume, and thus could be used for developing an automated system for better planning of personnel resources