Os objetivos do presente trabalho foram: 1) analisar a distribuição das fibras nervosas autonômicas na articulação temporomandibular (ATM) do rato, através da detecção de tirosina hidroxilase (TH), neuropeptídeo Y (NPY) e peptídeo intestinal vasoativo (VIP); 2) realizar um estudo topográfico ultra-estrutural das fibras e terminações nervosas autonômicas na ATM do rato; 3) determinar o padrão de ativação neuronal no complexo nuclear trigeminal e, em centros nervosos moduladores da dor, durante a vigência de monoartrite no complexo articular temporomandibular (CATM) do rato. Para o primeiro propósito o método imunoistoquímico, para a detecção simultânea de TH, NPY e VIP, foi executado em ATMs que apresentavam as seguintes condições: inervação intacta ou desprovida de inervação simpática e/ou parassimpática. Para o segundo propósito aliamos o tratamento prévio com 5-hidroxidopamina, para evidenciação de terminações nervosas simpáticas, com a remoção cirúrgica do gânglio ótico, para a visualização das fibras e terminações nervosas parassimpáticas em degeneração, em seguida analisamos as ATMs ao microscópio eletrônico de transmissão. O terceiro propósito foi obtido induzindo-se monoartrite (fase aguda, crônica e crônica ativa) no CATM e, verificando a expressão de Fos, um marcador de ativação neuronal, no complexo nuclear sensorial trigeminal e nos principais centros nervosos moduladores da dor, situados no tronco encefálico (substância cinzenta periaqueductal- PAG; área rostral ventromedial da medula oblonga- RVM; locus coeruleus- LC; área caudal ventrolateral da medula oblonga- CVLM; núcleo do trato solitário- NTS e; núcleo reticular ventral-NRV). Verificamos que as ATMs desprovidas de inervação simpática apresentam exclusivamente uma pequena quantidade de fibras nervosas VIP-IR, ao passo que aquelas desprovidas de inervação parassimpática mostram uma grande quantidade de fibras nervosas TH/NPY-IR e TH/NPY/VIP-IR. As fibras e terminações nervosas autonômicas foram observadas em vasos sanguíneos ou isoladas no tecido conjuntivo, especialmente na membrana sinovial. No que se refere à expressão de Fos, constatamos que o subnúcleo caudal do núcleo do tracto espinal do nervo trigêmeo (Sp5C) e a PAG apresentaram um aumento bilateral significante na expressão de Fos durante todas as fases da monoartrite induzida no CATM. Todavia, RVM, LC, CVLM, NTS apresentaram uma quantidade de neurônios Fos-IR significativamente aumentada, de ambos os lados, apenas quando o CATM estava sob vigência de monoartrite na fase aguda e crônica ativa. Concluímos que: 1) a ATM mostra-se densamente inervada por fibras nervosas simpáticas (TH/NPY-IR e TH/NPY/VIP-IR) e, por uma discreta quantidade de fibras nervosas parassimpáticas (VIP-IR), ambas predominantemente associadas com vasos sanguíneos; 2) o Sp5C e a PAG, mostra-se intensamente ativados em todas as fases da monoartrite no CATM, ao passo que a maioria dos centros nervosos moduladores da dor apresentam uma quantidade aumentada de neurônios imunoarreativos ao marcador de ativação neuronal, Fos, apenas durante as fases aguda e crônica ativa dessa monoartrite. / The goals of the present study were: 1) to analyse the distribution of autonomic nerve fibers in the rat temporomandibular joint (TMJ) under normal conditions using immunofluorescence method to detect tirosyne hydroxylase (TH), neuropetide Y (NPY) and vasoactive intestinal polypeptide (VIP); 2) to verify the detailed distribution of autonomic nerve fibers in the rat temporomandibular joint by transmission electron microscopy; 3) to determine the neuronal activation pattern in the trigeminal system and in the pain modulation centers during monoarthritis induced in the rat temporomandibular joint complex (TMJC). For the first purpose, histologic sections from TMJs with intact innervation or with surgical sympatectomy and/or parasympathectomy were submitted to simultaneous detection of TH, NPY and VIP. For the second purpose, 5-hydroxidopamine treatment to detect sympathetic nerve endings was combined with surgical parasympatectomy of the otic ganglion to detect degenerated parasympathetic nerve endings in the rat TMJC, by transmission electron microscopy. For the last purpose, monoarthritis (acute, chronic and chronic-active phases) was induced in the TMJC and histologic sections from the brain stem were submitted to immunodetection of Fos protein in the trigeminal system and in the pain modulation centers (periqueductal gray matter - PAG; rostroventromedial medulla - RVM; locus coeruleus- LC; caudal ventrolateral medulla- CVLM; nucleus of the solitary tract - NTS; ventral reticular nucleus - VRN). The most important results demonstrated that the TMJC showed a discrete parasympathetic innervation (VIP-IR), while the sympathetic innervation was dense and characterized by TH-/NPY-/VIP-IR or TH-/NPY-IR nerve fibers. Autonomic nerve fibers were mainly noted associated to blood vessels and occasionally disperse in the synovial membrane. Fos-IR neurons showed significant bilateral increase in the spinal trigeminal caudal subnucleus and PAG during arthritis evolution. On the other hand, RVM, LC, CVLM and NTS only showed significant increase of Fos-IR neurons during the acute and chronic-active phases of monoarthritis. The main conclusions were: 1) the TMJC shows a dense sympathetic innervation (TH/NPY-IR or TH-/NPY-/VIP-IR) and discrete parasympathetic innervation (VIP-IR), both associated mainly to blood vessels; 2) most modulation pain centers are activated principally during acute and chronic-active arthritis, while the spinal trigeminal caudal subnucleus and PAG showed continuous activation during all phases of arthritis.

Os objetivos do presente trabalho foram: 1) analisar a distribuição das fibras nervosas autonômicas na articulação temporomandibular (ATM) do rato, através da detecção de tirosina hidroxilase (TH), neuropeptídeo Y (NPY) e peptídeo intestinal vasoativo (VIP); 2) realizar um estudo topográfico ultra-estrutural das fibras e terminações nervosas autonômicas na ATM do rato; 3) determinar o padrão de ativação neuronal no complexo nuclear trigeminal e, em centros nervosos moduladores da dor, durante a vigência de monoartrite no complexo articular temporomandibular (CATM) do rato. Para o primeiro propósito o método imunoistoquímico, para a detecção simultânea de TH, NPY e VIP, foi executado em ATMs que apresentavam as seguintes condições: inervação intacta ou desprovida de inervação simpática e/ou parassimpática. Para o segundo propósito aliamos o tratamento prévio com 5-hidroxidopamina, para evidenciação de terminações nervosas simpáticas, com a remoção cirúrgica do gânglio ótico, para a visualização das fibras e terminações nervosas parassimpáticas em degeneração, em seguida analisamos as ATMs ao microscópio eletrônico de transmissão. O terceiro propósito foi obtido induzindo-se monoartrite (fase aguda, crônica e crônica ativa) no CATM e, verificando a expressão de Fos, um marcador de ativação neuronal, no complexo nuclear sensorial trigeminal e nos principais centros nervosos moduladores da dor, situados no tronco encefálico (substância cinzenta periaqueductal- PAG; área rostral ventromedial da medula oblonga- RVM; locus coeruleus- LC; área caudal ventrolateral da medula oblonga- CVLM; núcleo do trato solitário- NTS e; núcleo reticular ventral-NRV). Verificamos que as ATMs desprovidas de inervação simpática apresentam exclusivamente uma pequena quantidade de fibras nervosas VIP-IR, ao passo que aquelas desprovidas de inervação parassimpática mostram uma grande quantidade de fibras nervosas TH/NPY-IR e TH/NPY/VIP-IR. As fibras e terminações nervosas autonômicas foram observadas em vasos sanguíneos ou isoladas no tecido conjuntivo, especialmente na membrana sinovial. No que se refere à expressão de Fos, constatamos que o subnúcleo caudal do núcleo do tracto espinal do nervo trigêmeo (Sp5C) e a PAG apresentaram um aumento bilateral significante na expressão de Fos durante todas as fases da monoartrite induzida no CATM. Todavia, RVM, LC, CVLM, NTS apresentaram uma quantidade de neurônios Fos-IR significativamente aumentada, de ambos os lados, apenas quando o CATM estava sob vigência de monoartrite na fase aguda e crônica ativa. Concluímos que: 1) a ATM mostra-se densamente inervada por fibras nervosas simpáticas (TH/NPY-IR e TH/NPY/VIP-IR) e, por uma discreta quantidade de fibras nervosas parassimpáticas (VIP-IR), ambas predominantemente associadas com vasos sanguíneos; 2) o Sp5C e a PAG, mostra-se intensamente ativados em todas as fases da monoartrite no CATM, ao passo que a maioria dos centros nervosos moduladores da dor apresentam uma quantidade aumentada de neurônios imunoarreativos ao marcador de ativação neuronal, Fos, apenas durante as fases aguda e crônica ativa dessa monoartrite. / The goals of the present study were: 1) to analyse the distribution of autonomic nerve fibers in the rat temporomandibular joint (TMJ) under normal conditions using immunofluorescence method to detect tirosyne hydroxylase (TH), neuropetide Y (NPY) and vasoactive intestinal polypeptide (VIP); 2) to verify the detailed distribution of autonomic nerve fibers in the rat temporomandibular joint by transmission electron microscopy; 3) to determine the neuronal activation pattern in the trigeminal system and in the pain modulation centers during monoarthritis induced in the rat temporomandibular joint complex (TMJC). For the first purpose, histologic sections from TMJs with intact innervation or with surgical sympatectomy and/or parasympathectomy were submitted to simultaneous detection of TH, NPY and VIP. For the second purpose, 5-hydroxidopamine treatment to detect sympathetic nerve endings was combined with surgical parasympatectomy of the otic ganglion to detect degenerated parasympathetic nerve endings in the rat TMJC, by transmission electron microscopy. For the last purpose, monoarthritis (acute, chronic and chronic-active phases) was induced in the TMJC and histologic sections from the brain stem were submitted to immunodetection of Fos protein in the trigeminal system and in the pain modulation centers (periqueductal gray matter - PAG; rostroventromedial medulla - RVM; locus coeruleus- LC; caudal ventrolateral medulla- CVLM; nucleus of the solitary tract - NTS; ventral reticular nucleus - VRN). The most important results demonstrated that the TMJC showed a discrete parasympathetic innervation (VIP-IR), while the sympathetic innervation was dense and characterized by TH-/NPY-/VIP-IR or TH-/NPY-IR nerve fibers. Autonomic nerve fibers were mainly noted associated to blood vessels and occasionally disperse in the synovial membrane. Fos-IR neurons showed significant bilateral increase in the spinal trigeminal caudal subnucleus and PAG during arthritis evolution. On the other hand, RVM, LC, CVLM and NTS only showed significant increase of Fos-IR neurons during the acute and chronic-active phases of monoarthritis. The main conclusions were: 1) the TMJC shows a dense sympathetic innervation (TH/NPY-IR or TH-/NPY-/VIP-IR) and discrete parasympathetic innervation (VIP-IR), both associated mainly to blood vessels; 2) most modulation pain centers are activated principally during acute and chronic-active arthritis, while the spinal trigeminal caudal subnucleus and PAG showed continuous activation during all phases of arthritis.

INTRODUÇÃO - O câncer de próstata é a doença maligna mais diagnosticada no mundo, desconsiderando os tumores de pele. A prostatectomia radical tem sido considerada a opção terapêutica preferida no tratamento do câncer clinicamente localizado. O conhecimento da anatomia neurovascular da próstata é de extrema importância para a obtenção de resultados funcionais satisfatórios sem prejuízo aos fins oncológicos. A maioria dos estudos anatômicos já publicados utilizou próstatas removidas cirurgicamente - espécime de prostatectomia radical. Estudos realizados com próstata de cadáveres são importantes por permitir a ressecção em bloco dos órgãos pélvicos, possibilitando uma melhor avaliação da neuroanatomia periprostática. O objetivo deste estudo é avaliar detalhadamente a distribuição das fibras nervosas periprostáticas em cadáveres humanos. MÉTODOS - Foram obtidos 10 blocos viscerais de cadáveres com idade superior a 50 anos constituídos por bexiga, próstata e fáscias adjacentes, uretra proximal e reto. Após fixação em formalina, o bloco visceral foi fatiado transversalmente em fatias de aproximadamente 5 mm. Cada fatia foi dividida em quatro setores, tendo a uretra como eixo central e encaminhada para inclusão em parafina, secção com micrótomo padrão e confecção das lâminas coradas em HE. A cápsula prostática (CP) foi identificada e demarcada e áreas de avaliação foram definidas conforme distância da CP, designadas como distância D1(até 2,5 mm), D2 (2,5 a 5 mm) e D3(maior de 5 mm). Em cada região da próstata (região apical, região média e região basal) as fibras nervosas foram avaliadas de acordo com a distribuição circunferencial nos segmentos anterior, ântero-laterais direito e esquerdo, póstero-laterais direito e esquerdo e posterior e conforme a distância da CP - distâncias D1, D2 e D3. RESULTADOS - Foram identificados 29.275 fibras nervosas, das quais 3.274 (11,18%) foram detectados na região apical, 11.997 (40,98%) na região média e 14.004 (47,84%) na região basal da próstata. Na região basal, aproximadamente, 46% das fibras nervosas foram identificadas nas faces póstero-laterais, 20% na face posterior da próstata e menos de 9% na face anterior. Houve predomínio numérico de FN nas áreas mais distantes, com 46,62% delas sendo identificadas em D3. Na região média, 45% das fibras nervosas se distribuíram nos segmentos anteriores a ântero-laterais. Cerca de 45% se distribuíram igualmente nas faces póstero-laterais direita e esquerda e apenas 10% na face posterior. Nesta região, observou-se que mais de 60% das FN estavam dispostas nas áreas D1. Na região apical, também se observou predomínio de fibras nervosas nos segmentos que compõem as faces posteriores e póstero-laterais (61%). Aproximadamente, 24% das FN se distribuíram igualmente entre as faces ântero-laterais direita e esquerda e quase 15% estavam distribuídas na face anterior do ápice prostático. Mais da metade delas encontravam-se distribuídas a até 2,5 mm da cápsula prostática. Nos segmentos anteriores e ântero-laterais, o predomínio de FN nas áreas D1 foi mais acentuado do que nos outros segmentos. Na avaliação geral, a quantidade relativa de fibras nervosas identificadas nas áreas D1 variou de maneira inversamente proporcional à quantidade relativa de FN das áreas D3. Nas áreas demarcadas entre 2,5 mm e 5 mm da CP (D2), a quantidade relativa de fibras nervosas se manteve relativamente constante. CONCLUSÕES - No sentido craniocaudal, a quantidade de fibras nervosas diminui progressivamente, a distribuição circunferencial se modifica, com aumento da quantidade relativa de fibras nervosas nas faces anteriores e a distribuição em relação à distância da próstata também se modifica, com aumento da quantidade relativa de fibras nervosas nas áreas mais próximas da próstata. A quantidade relativa de fibras nervosas dispostas a uma distância mínima de 2,5 mm da cápsula prostática se mantém constante / INTRODUCTION - Prostate cancer is the most commonly diagnosed malignancy in the world, excluding skin tumors. The incidence of localized tumor increased substantially after the PSA era. Consequently, the percentage of men treated by radical surgery for clinically localized prostate cancer increased. The exact paths of periprostatic nerves have been under debate over the last decades. In the present study, the topographic distribution of nerves around the prostate and their relative distances from the prostatic capsule were analyzed in male cadaver visceral blocs. METHODS - The pelvic organs from ten fresh male cadavers were removed and serial sectioned en bloc for histological investigation. The prostatic capsule was identified, and distances of 2.5 mm and 5 mm from the prostate were demarked with lines. We quantified the number of nerve fibers present in each subsector of each slide and recorded their position relative to the prostatic capsule. RESULTS - A total of 29,275 nerve fibers were identified, of which 3,274 (11.18%) were detected in the apex, 11,997 (40.98%) in the middle and 14,004 (47.83%) in the basal area of the prostate. The majority of nerves were identified in the posterolateral and posterior surfaces of the prostate. At the apical region, the percentage of nerve fibers identified in the anterior region was higher. The nerves identified at the apex were mainly located up to 2.5 mm from the prostate. This proximity to the prostate was specifically observed in the ântero-lateral and anterior sectors. In the craniocaudal sense, the percentage of nerves identified between 2.5 and 5 mm from the prostatic capsule remained constant. CONCLUSIONS - A significant number of nerve fibers were present in the anterior and ântero-lateral positions, especially at the apex. The anterior nerves were closer to the prostate. This proximity suggests that the anterior nerves may participate in local physiology. It is likely that the safe distance of 2.5 mm from all surfaces of the prostate may be related to cavernous fiber preservation

Thesis (Ph. D.)--University of Alabama at Birmingham, 2008. / Title from first page of PDF file (viewed Feb 13, 2009). Includes bibliographical references.

Orientador: Vital Paulino Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-09T04:54:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Avelino_RodrigoRezendeGomes_M.pdf: 2930957 bytes, checksum: c66d1b04f0e830ee3e2b0a2e3897981b (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Objetivo: Avaliar o efeito da redução da pressão intra-ocular (PIO) obtido com o uso de terapia medicamentosa na espessura da camada de fibras nervosas da retina medida pela Polarimetria de Varredura a Laser (PVL) em pacientes glaucomatosos ou hipertensos oculares. Métodos: Trinta e sete olhos de 37 pacientes foram prospectivamente incluídos no estudo e avaliados com a PVL sem uso de medicação ocular hipotensora e num período entre 15 e 30 dias após a instituição de medicação ocular hipotensora, que resultou em redução da PIO de pelo menos 25%. Os parâmetros medidos pela PVL antes e após a redução da PIO foram comparados com o teste t de Student pareado. Resultados: A PIO média dos 37 pacientes diminuiu significativamente de 26,57 ± 4,23 mmHg para 16,54 ± 2,92 mmHg (p<0,05) após terapia medicamentosa. Não houve diferença estatisticamente significativa entre os valores dos 10 parâmetros do PVL medidos antes e após a administração de medicação ocular hipotensora (p>0,05). Conclusão: A redução da PIO com o uso de medicação ocular hipotensora não altera a medida da espessura da camada de fibras nervosas da retina pela PVL em pacientes com glaucoma ou hipertensão ocular / Abstract: Purpose: To evaluate changes in retinal nerve fiber layer thickness as measured by scanning laser polarimetry (SLP) after the use of medication to reduce intraocular pressure (IOP) in glaucomatous or ocular hypertensive patients. Methods: The authors prospectively enrolled 37 eyes of 37 patients in whom IOP was reduced by more than 25% after the use of medication. The images were obtained before and 15 to 30 days after the introduction of medication. The SLP parameters measured before and after the use of medication were compared using paired Student¿s t Test. Results: The mean IOP was significantly reduced from 26.57 ± 4.23 mmHg to 16.54 ± 2.92 mmHg after the use of medication (p<0.05). None of the 10 SLP analyzed parameters was significantly affected by the reduction of IOP with medication (p>0.05). Conclusion: The retinal nerve fiber layer thickness, as measured by SLP, is not affected by the reduction of IOP with medication in patients with glaucoma or ocular hypertension / Mestrado / Oftalmologia / Mestre em Ciências Médicas

INTRODUÇÃO - O câncer de próstata é a doença maligna mais diagnosticada no mundo, desconsiderando os tumores de pele. A prostatectomia radical tem sido considerada a opção terapêutica preferida no tratamento do câncer clinicamente localizado. O conhecimento da anatomia neurovascular da próstata é de extrema importância para a obtenção de resultados funcionais satisfatórios sem prejuízo aos fins oncológicos. A maioria dos estudos anatômicos já publicados utilizou próstatas removidas cirurgicamente - espécime de prostatectomia radical. Estudos realizados com próstata de cadáveres são importantes por permitir a ressecção em bloco dos órgãos pélvicos, possibilitando uma melhor avaliação da neuroanatomia periprostática. O objetivo deste estudo é avaliar detalhadamente a distribuição das fibras nervosas periprostáticas em cadáveres humanos. MÉTODOS - Foram obtidos 10 blocos viscerais de cadáveres com idade superior a 50 anos constituídos por bexiga, próstata e fáscias adjacentes, uretra proximal e reto. Após fixação em formalina, o bloco visceral foi fatiado transversalmente em fatias de aproximadamente 5 mm. Cada fatia foi dividida em quatro setores, tendo a uretra como eixo central e encaminhada para inclusão em parafina, secção com micrótomo padrão e confecção das lâminas coradas em HE. A cápsula prostática (CP) foi identificada e demarcada e áreas de avaliação foram definidas conforme distância da CP, designadas como distância D1(até 2,5 mm), D2 (2,5 a 5 mm) e D3(maior de 5 mm). Em cada região da próstata (região apical, região média e região basal) as fibras nervosas foram avaliadas de acordo com a distribuição circunferencial nos segmentos anterior, ântero-laterais direito e esquerdo, póstero-laterais direito e esquerdo e posterior e conforme a distância da CP - distâncias D1, D2 e D3. RESULTADOS - Foram identificados 29.275 fibras nervosas, das quais 3.274 (11,18%) foram detectados na região apical, 11.997 (40,98%) na região média e 14.004 (47,84%) na região basal da próstata. Na região basal, aproximadamente, 46% das fibras nervosas foram identificadas nas faces póstero-laterais, 20% na face posterior da próstata e menos de 9% na face anterior. Houve predomínio numérico de FN nas áreas mais distantes, com 46,62% delas sendo identificadas em D3. Na região média, 45% das fibras nervosas se distribuíram nos segmentos anteriores a ântero-laterais. Cerca de 45% se distribuíram igualmente nas faces póstero-laterais direita e esquerda e apenas 10% na face posterior. Nesta região, observou-se que mais de 60% das FN estavam dispostas nas áreas D1. Na região apical, também se observou predomínio de fibras nervosas nos segmentos que compõem as faces posteriores e póstero-laterais (61%). Aproximadamente, 24% das FN se distribuíram igualmente entre as faces ântero-laterais direita e esquerda e quase 15% estavam distribuídas na face anterior do ápice prostático. Mais da metade delas encontravam-se distribuídas a até 2,5 mm da cápsula prostática. Nos segmentos anteriores e ântero-laterais, o predomínio de FN nas áreas D1 foi mais acentuado do que nos outros segmentos. Na avaliação geral, a quantidade relativa de fibras nervosas identificadas nas áreas D1 variou de maneira inversamente proporcional à quantidade relativa de FN das áreas D3. Nas áreas demarcadas entre 2,5 mm e 5 mm da CP (D2), a quantidade relativa de fibras nervosas se manteve relativamente constante. CONCLUSÕES - No sentido craniocaudal, a quantidade de fibras nervosas diminui progressivamente, a distribuição circunferencial se modifica, com aumento da quantidade relativa de fibras nervosas nas faces anteriores e a distribuição em relação à distância da próstata também se modifica, com aumento da quantidade relativa de fibras nervosas nas áreas mais próximas da próstata. A quantidade relativa de fibras nervosas dispostas a uma distância mínima de 2,5 mm da cápsula prostática se mantém constante / INTRODUCTION - Prostate cancer is the most commonly diagnosed malignancy in the world, excluding skin tumors. The incidence of localized tumor increased substantially after the PSA era. Consequently, the percentage of men treated by radical surgery for clinically localized prostate cancer increased. The exact paths of periprostatic nerves have been under debate over the last decades. In the present study, the topographic distribution of nerves around the prostate and their relative distances from the prostatic capsule were analyzed in male cadaver visceral blocs. METHODS - The pelvic organs from ten fresh male cadavers were removed and serial sectioned en bloc for histological investigation. The prostatic capsule was identified, and distances of 2.5 mm and 5 mm from the prostate were demarked with lines. We quantified the number of nerve fibers present in each subsector of each slide and recorded their position relative to the prostatic capsule. RESULTS - A total of 29,275 nerve fibers were identified, of which 3,274 (11.18%) were detected in the apex, 11,997 (40.98%) in the middle and 14,004 (47.83%) in the basal area of the prostate. The majority of nerves were identified in the posterolateral and posterior surfaces of the prostate. At the apical region, the percentage of nerve fibers identified in the anterior region was higher. The nerves identified at the apex were mainly located up to 2.5 mm from the prostate. This proximity to the prostate was specifically observed in the ântero-lateral and anterior sectors. In the craniocaudal sense, the percentage of nerves identified between 2.5 and 5 mm from the prostatic capsule remained constant. CONCLUSIONS - A significant number of nerve fibers were present in the anterior and ântero-lateral positions, especially at the apex. The anterior nerves were closer to the prostate. This proximity suggests that the anterior nerves may participate in local physiology. It is likely that the safe distance of 2.5 mm from all surfaces of the prostate may be related to cavernous fiber preservation

Abstract The aim of this study was to create a mathematical model of the retinal nerve fiber layer and of the entire hill of vision, and to compare different perimetric methods and test grids in the detection of visual field loss in glaucoma and optic neuritis. A mathematical model of the retinal nerve fiber layer was developed, based on traced nerve fiber bundle trajectories extracted from 55 fundus photographs of 55 human subjects. The model resembled the typical retinal nerve fiber layer course within 20° eccentricity from the foveola. The standard deviation of the calculated corresponding angular location at the optic nerve head circumference ranged from less than 1° up to 18° (mean 8.8°). A smooth mathematical model of the hill of vision was created, based on 81 ophthalmologically healthy subjects. The model fit R2 was 0.72. Applying individually condensed test grids in 41 glaucomatous eyes of 41 patients enhanced remarkably the detection of progression. Seven out of 11 (64%) of the progressive scotomata detected by spatially condensed grids would have been missed by the conventional 6° × 6° grid. In 20 eyes of 20 patients with advanced glaucoma, the comparability of visual field areas obtained with semi-automated kinetic perimetry and automated static perimetry was satisfactory and within the range of the test-retest reliability of automated static perimetry. Using a standardized grid of 191 static targets within the central 30° visual field, the most common finding in 100 eyes of 99 patients with acute optic neuritis were central scotomas, accounting for 41% of all visual field defects in affected eyes. In conclusion, a model of the retinal nerve fiber layer was developed, which provided a detailed location specific estimate of the magnitude of the variability on the courses of retinal nerve fiber bundle trajectories in the human retina. A smooth mathematical model of the hill of vision with a satisfactory model fit was described for the 80° visual field. Individually condensed grids enabled the detection of a glaucomatous visual field progression more frequently and also earlier than conventional grids. Semi-automated kinetic perimetry was found to be a valuable alternative to automated static perimetry in monitoring advanced glaucomatous visual field loss. Using a grid with a higher spatial resolution may enhance the detection of small central visual field loss in optic neuritis.

Diese Arbeit befasst sich mit der automatisierten Analyse der Ausrichtungen von Neuronenfasern in Mikroskopiebildern des menschlichen Gehirns. Für eine solche Analyse wurden vom Paul-Flechsig-Institut für Hirnforschung Leipzig (PFI) Fluoreszenzbilddaten zur Verfügung gestellt. Um für diese Daten Faserausrichtungen zu ermitteln, werden drei Schritte durchgeführt: Neuronenfasern werden hervorgehoben, bzw. freigestellt, es werden Orientierungen zu diesen zugeordnet und die hierdurch ermittelten Ergebnisse werden visualisiert. Es werden für jeden dieser Schritte mehrere Verfahren der klassischen Bildverarbeitung vorgestellt und die Auswirkung verschiedener Parameter auf deren Ergebnisse untersucht. Betrachtet werden Verfahren zur Kontrasterhöhung, Gauß-Filter, auf Hessematrizen basierende Filter, Berechnung von Phasenübereinstimmung und eine Wavelet-Transformation. Alle während dieser Arbeit vorgenommenen Implementierungen stehen als Python-Skripte auf GitHub (https://github.com/saphyll/fiber-orientation) zur Verfügung.:Einleitung 1. Grundlagen 1.1 Datengrundlage 1.2 Architektur 1.3 Grundlagen der Bildverarbeitung 1.3.1 Histogramme 1.3.2 Konvolution 1.3.3 Gaußkernel 1.3.4 Hessematrix und Eigenvektoren 1.4.5 Fourier-Transformation 2. Faseranalyse in 2D 2.1 Hervorhebung von Fasern 2.1.1 Histogram Equalization 2.1.2 Gauß-Filter 2.1.3 Hessematrix-basierte Filter 2.1.4 Phase Congruency 2.1.5 Isotropic Undecimated Wavelet Transform 2.2 Analyse und Visualisierung von Faserrichtungen 2.2.1 Richtungshistogramme 2.2.2 Kacheln 2.2.3 Direkte Ergebnisbilder 3. Zusammenfassung und Ausblick / This thesis covers the automated analysis of fiber orientations in microscopic images of the human brain in regard to data provided by the Paul Flechsig Institute of Brain Research Leipzig (PFI). For the retrieval of information about fiber orientations, three steps are used: An enhancement of fiber visibility and definition, an assignment of orientations to those fibers and a visualisation of fibers and their orientations. Multiple methods from classical image processing are presented for each of these steps and are evaluated according to the available data. These methods include contrast enhancement, gaussian filters, hessian filters, calculation of phase congruency and a wavelet transformation. All implementations resulting from this thesis are available as Python scripts on GitHub (https://github.com/saphyll/fiber-orientation).:Einleitung 1. Grundlagen 1.1 Datengrundlage 1.2 Architektur 1.3 Grundlagen der Bildverarbeitung 1.3.1 Histogramme 1.3.2 Konvolution 1.3.3 Gaußkernel 1.3.4 Hessematrix und Eigenvektoren 1.4.5 Fourier-Transformation 2. Faseranalyse in 2D 2.1 Hervorhebung von Fasern 2.1.1 Histogram Equalization 2.1.2 Gauß-Filter 2.1.3 Hessematrix-basierte Filter 2.1.4 Phase Congruency 2.1.5 Isotropic Undecimated Wavelet Transform 2.2 Analyse und Visualisierung von Faserrichtungen 2.2.1 Richtungshistogramme 2.2.2 Kacheln 2.2.3 Direkte Ergebnisbilder 3. Zusammenfassung und Ausblick

L'objectif de notre travail était dans un premier temps d'étudier les liens entre l'altération des fibres nerveuses de petit diamètre et la présence de douleurs chez des patients ayant une neuropathie périphérique. Notre deuxième objectif était d'évaluer la pertinence de certaines techniques neurophysiologiques pour mettre en évidence l'atteinte de ces petites fibres nerveuses. Notre première étude réalisée sur une large cohorte de patients présentant divers types de neuropathie a montré, grâce à une étude quantifiée de la sensibilité, qu'il n'y avait pas de corrélation entre la perte ou perte de fonction des fibres nerveuses de petit diamètre et la présence de douleurs. Ceci a été confirmé par notre deuxième étude portant sur une population plus homogène de patients ayant une neuropathie amyloïde familiale et étudiés avec une batterie neurophysiologique plus large. Ainsi, les douleurs neuropathiques des patients présentant une neuropathie périphérique sont probablement dues à la combinaison de facteurs d'hyperexcitabilité périphérique et de sensibilisation centrale et non directement liée à la perte en petites fibres. Il reste cependant pertinent de développer des techniques objectives d'exploration de ces petites fibres notamment dans un but de diagnostic clinique. Notre troisième étude a montré que certaines méthodes neurophysiologiques étaient particulièrement sensibles dans ce cadre en prenant pour exemple la détection d'anomalies précoces d'atteinte des petites fibres au cours de la neuropathie amyloïde familiale. Une batterie de tests comprenant l'enregistrement des potentiels évoqués laser, la mesure du seuil de détection du chaud et de la conductance cutanée, s'est avérée être la combinaison la plus pertinente, comme l'a montré notre quatrième étude sur une grande cohorte de patients susceptibles de présenter une neuropathie des petites fibres. / The aim of our work was initially to study the relationship between alterations in small diameter nerve fibers and the presence of pain in patients with peripheral neuropathy. Our second objective was to assess the relevance of some neurophysiological tests to characterize these alterations in small nerve fibers. Our first study of a large cohort of patients with various types of neuropathy showed, using quantitative sensory testing, that there was no correlation between the loss or loss of function of small nerve fibers and the presence of pain. This was confirmed by our second study focused on a more homogeneous population of patients with familial amyloid neuropathy and studied with a larger neurophysiological battery. Thus, neuropathic pain in patients with peripheral neuropathy is probably due to a combination of factors of peripheral hyperexcitability and central sensitization and not directly related to the loss of small nerve fibers. However, it remains relevant to develop techniques of objective investigation of these small nerve fibers for a purpose of clinical diagnosis. Our third study showed that some neurophysiological methods were particularly sensitive in this context, taking the example of the detection of early alteration of small nerve fibers in familial amyloid neuropathy. A battery of tests, including laser evoked potential recording, warm detection threshold and electrochemical skin conductance measurement, proved to be the most appropriate combination for this diagnostic purpose, as shown by our fourth study on a large cohort of patients likely to have a small fiber neuropathy.

OBJETIVO: Avaliar a capacidade dos parâmetros do eletrorretinograma de padrão reverso de campo total e hemianópico em diferenciar olhos com atrofia em banda do nervo óptico e, a correlação entre as amplitudes do eletrorretinograma de padrão reverso, a espessura da camada de fibras nervosas da retina e macular obtidas pela tomografia de coerência óptica e a perda de campo visual nestes pacientes. MÉTODOS: Quarenta e um olhos de 41 pacientes com perda de campo visual temporal permanente por compressão do quiasma óptico e 41 controles normais foram submetidos ao eletrorretinograma de padrão reverso de estimulação de campo total e hemianópicos (temporal e nasal), a tomografia de coerência óptica, para avaliação das medidas da espessura da camada de fibras nervosas da retina e macular e, ao exame de campo visual, pela perimetria automatizada padrão. O desvio do normal da sensibilidade dos 18º centrais do campo visual foram expressos em decibéis e unidades 1/Lambert. As comparações foram feitas pelo teste t de Student. A correlação entre os parâmetros do campo visual central, do eletrorretinograma de padrão reverso e da tomografia de coerência óptica foi avaliada pela correlação de Pearson e análise de regressão linear. RESULTADOS: Os valores das amplitudes P50, N95, and P50+N95 do eletrorretinograma de padrão reverso de campo total, e de estimulação hemianópica e os valores das medidas da espessura macular e da camada de fibras nervosas da retina obtidas pela tomografia de coerência óptica foram significativamente menores nos olhos com atrofia em banda do que nos controles (P<0,001). Uma correlação significativa foi encontrada entre a perda de sensibilidade no campo visual central e as amplitudes do eletrorretinograma de padrão reverso de estimulação de campo total e nasal, mas não para o temporal. Uma correlação significativa positiva foi observada entre os parâmetros de perda de sensibilidade no campo visual e a maioria dos parâmetros da espessura da camada de fibras nervosas da retina e macular obtidas pela tomografia de coerência óptica. Nenhuma correlação significativa foi observada entre os parâmetros do eletrorretinograma de padrão reverso e a tomografia de coerência óptica, exceto para amplitude P50+N95 do eletrorretinograma de padrão reverso de estimulação de hemicampo nasal. Uma correlação significativa foi observada entre os parâmetros de espessura macular e da camada de fibras nervosas pela tomografia de coerência óptica, exceto entre a espessura da camada de fibras nervosas no segmento de 30º, correspondente as 9 horas do relógio e os parâmetros maculares. CONCLUSÕES: Os valores das amplitudes do eletrorretinograma de padrão reverso foram eficazes em diferenciar olhos com atrofia em banda do nervo óptico de controles normais. Em pacientes com atrofia em banda do nervo óptico, as amplitudes do eletrorretinograma de padrão reverso e medidas da espessura da camada de fibras nervosas da retina e macular correlacionaram de forma significativa com a perda de campo visual, mas não houve correlação entre eles. O eletrorretinograma de padrão reverso e a tomografia de coerência óptica detectaram a perda neural e ambos são métodos diagnósticos úteis na compreensão da correlação estrutura-função em pacientes com compressão do quiasma óptico / PURPOSE: To evaluate the ability of full-field and hemifield pattern electroretinogram parameters to differentiate between healthy eyes and eyes with band atrophy of the optic nerve and also to evaluate the relationship between pattern electroretinogram amplitude, macular and retinal nerve fiber layer thickness by optical coherence tomography, and visual field loss on standard automated perimetry in eyes with BA of optic nerve. METHODS: Forty-one eyes from 41 patients with permanent temporal visual field defects from chiasmal compression and 41 healthy subjects underwent transient fullfield and hemifield (temporal or nasal) stimulation pattern electroretinogram, standard automated perimetry and time domain- optical coherence tomography macular and retinal nerve fiber layer thickness measurements. Comparisons were made using Students t-test. Deviation from normal visual field sensitivity for the central 18° was expressed in dB and 1/Lambert units. Correlations between measurements were verified by Pearsons correlations and linear regression analysis. RESULTS: Full-field P50, N95, and P50+N95 amplitude values were significantly smaller in eyes with band atrophy than in control eyes (P<0.001). Nasal and temporal hemifield pattern electroretinogram studies revealed significant differences in N95 and P50+N95 amplitudes measurements. Pattern electroretinogram and optical coherence tomography measurements were significantly lower in eyes with temporal hemianopia than in normal eyes. A significant correlation was found between visual field sensitivity loss and full-field or nasal, but not temporal, hemifield pattern electroretinogram amplitude. Likewise a significant correlation was found between visual field sensitivity loss and most optical coherence tomography parameters. No significant correlation was observed between optical coherence tomography and pattern electroretinogram parameters, except for nasal hemifield amplitude. A significant correlation was observed between several macular and retinal nerve fiber layer thickness parameters. CONCLUSIONS: Transient pattern electroretinogram amplitude measurements were efficient at differentiating eyes with band atrophy and permanent visual field defects from normal controls. In patients with chiasmal compression, pattern electroretinogram amplitude and optical coherence tomography thickness measurements were significant related to visual field loss, but not to each other. Pattern electroretinogram and optical coherence tomography quantify neuronal loss differently, but both technologies are useful in understanding structure-function relationship in patients with chiasmal compression