Recentes estudos vêm demonstrando os efeitos benéficos da infiltração percutânea de dióxido de carbono em diferentes campos da Medicina, inclusive como alternativa para tratamento de depósitos localizados de gordura formados após lipoaspiração da parede abdominal. É possível que os efeitos dessa terapia encontrem-se relacionados à capacidade do método em aumentar a circulação sangüínea local, bem como aos efeitos lipolíticos do CO2 sobre adipócitos do tecido envolvido. Entretanto, até a presente data, poucos estudos avaliaram os efeitos histológicos e citométricos sobre adipócitos, presentes no tecido subcutâneo da parede abdominal. O objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da infusão de gás carbônico sobre a população e morfologia de adipócitos da parede abdominal. Quinze voluntárias, com média de idade de 34 anos, foram submetidas a sessões de infusão de CO2 durante três semanas consecutivas (duas sessões por semana com intervalos de dois a três dias entre cada sessão). O volume de gás carbônico infundido por sessão, em pontos previamente demarcados, foi sempre calculado com base na superfície da área a ser tratada, com volume de gás de 250 mL/100 cm de superfície tratada. Utilizou-se As áreas foram demarcados respeitando-se o limite eqüidistante 2 cm entre elas. Em cada ponto de punção se injetou 10 mL, por sessão, mantendo-se fluxo de gás de 80 mL por minuto. Foram colhidos, por biópsia cirúrgica, fragmentos de tecido celular subcutâneo da região anterior da parede abdominal para estudo histológico antes e após tratamento. Os números e as alterações histomorfológicas nos adipócitos, tais como área, diâmetro médio, perímetro, comprimento, largura e número de adipócitos por campos de observação foram mensurados por processamento de imagem assistida por computador, utilizando-se o programa Image-Pró-plus. Os resultados encontrados antes e após a infusão de gás carbônico foram analisados por meio de teste t pareado, adotando-se nível de significância de 5% (p<0,05). Encontrou-se redução significativa nos valores das variáveis histomorfológicas mensuradas após o uso da hipercapnia tais como redução de sua área (p= 0,00001), diâmetro (p= 0,00001), perímetro (p= 0,00001), comprimento (p= 0,00001), largura (p= 0,00001), maior espaçamento entre as mesmas (p<0,0001) e menor número de adipócitos por campo (p= 0,00001). Conclui-se que existe efeito na morfologia e população dos adipócitos do tecido adiposo subcutâneo após utilização terapêutica de hipercapnia. / Recent researches have demonstrated the beneficial effects of percutaneous infiltration of carbon dioxide in different fields of medicine. Currently, this therapy proves to be an alternative for treatment of localized fat deposits formed after lipectomy of the abdominal wall. The effects appear to be related to the ability of therapy to increase local blood circulation and lipolitic effects of CO2 on tissue involved. However few studies have evaluated histological and cytometric effects on subcutaneous adipocytes tissue subjected to this new therapeutic modality. The purpose of this study was to evaluate the effects of infusion of carbon dioxide on the population and morphology of adipocytes in the abdominal wall. Fifteen volunteers were subjected to sessions of CO2 infusion for three consecutive weeks with two sessions per week at intervals of two to three days between each session. The volume of carbon dioxide infused per session, at points previously marked, was always based on the surface of the area to be treated with gas volume of 250 mL/100 cm2 of surface treated. Areas were demarcated with the limit up to 2 cm equidistant between them. At each point of puncture was injected 10mL of CO2, per session, keeping the gas flow of 80 mL/minute. Fragments of subcutaneous tissue of the anterior abdominal wall were collected by surgical biopsy for histological study before and after treatment. The numbers and histomorphological changes in adipocytes, such as area, diameter, perimeter, length, width and number of adipocytes per field of view were measured by image processing computer assisted using the program Image-Pro Plus. The results before and after the infusion of carbon dioxide were analyzed by paired t test. Significance level of 5% (p<0.05) was adopted. A significant difference was found in the values of variables measured after the use of hypercapnia as reduction of its area (p = 0,00001), diameter (p = 0.00001), perimeter (p = 0,00001), length (p = 0,00001), width (p = 0,00001), greater spacing between them and lower number of adipocytes per field (p = 0,00001). It is concluded that there is effect of adipocyte morphology and population of the subcutaneous adipose tissue after therapeutic use of hypercapnia

INTRODUÇÃO: A Síndrome metabólica (SM) é uma condição clínica complexa, onde há associação de obesidade abdominal e distúrbios do metabolismo da glicose e lipídeos. Essencialmente, sua fisiopatologia envolve o aumento da resistência insulínica periférica, a qual acelera o processo de aterosclerose. Sendo assim, a SM apresenta-se como um cofator para aumento da incidência de doenças cardiovasculares, incluindo a doença cerebrovascular. Frequentemente, a aterosclerose carotídea é avaliada pela ultrassonografia Doppler (USG-D), a qual determina apenas o grau de estenose. No entanto, em determinadas situações, a avaliação qualitativa da placa carotídea é importante para conduta terapêutica. OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi avaliar o impacto da síndrome metabólica na morfologia de placa carotídea, acessada pela mediana de escala de cinza (GSM), e análise da distribuição de pixels utilizando um software dedicado a este propósito. MÉTODO: No período de setembro de 2011 a setembro de 2012, 83 pacientes assintomáticos portadores de estenose de artérias carótidas foram consecutivamente incluídos em um estudo transversal observacional. A coleta de dados envolveu avaliação clínico-laboratorial e USG-D realizada por um único examinador. A análise ultrassonográfica incluiu a obtenção de uma única imagem no melhor segmento longitudinal que demonstrasse a maior porção da placa. As imagens foram gravadas, sendo posteriormente avaliadas em um programa de computador dedicado a medida de GSM e análise da distribuição de pixels. RESULTADOS: No grupo total (n = 83), foi identificada média de idade de 72,23 ± 7,9 anos (52 - 90), com predominância do sexo masculino (53 %). A SM foi diagnosticada em 51,8% da casuística. Pacientes com a SM apresentaram maior prevalência de diabetes mellitus (53,5% vs. 27,5%, p = 0,016), utilizavam um maior número de classes de anti-hipertensivos (2 [0 - 4] vs. 2 [0 - 6], p = 0,009) e usavam estatinas há mais tempo (60 vs. 48 meses, p = 0,011) quando comparados aos pacientes sem essa condição. Em ambos os grupos, houve predomínio de estenose carotídea de 50 - 69% (37,3 %) e a análise por distribuição de pixels foi realizada em 148 placas carotídeas. Nestas, a mediana do GSM foi superior em pacientes com a SM em relação aos pacientes sem esta condição (71 vs. 60,5, p = 0,012). Adicionalmente, o histograma demonstrou que pacientes com a SM apresentaram placas carotídeas mais estáveis, com maiores quantidades de tecido fibrótico (15,8 vs. 12, p = 0,015) e menores proporções de sangue (0,5 vs. 1,9, p = 0,005) e gordura (7,6 vs. 12,4, p = 0,003). CONCLUSÃO: O presente estudo demonstrou que a SM não foi associada a presença de instabilidade da placa carotídea / INTRODUCTION: Metabolic syndrome (MetS) is a complex clinical disorder in which abdominal obesity and impairment of glucose and lipid metabolism coexist. In essence, this condition involves increased peripheral insulin resistance, which is associated with atherosclerosis. Accordingly, MetS is a cofactor in atherosclerotic disease, including cerebrovascular disorders. Carotid artery stenosis is generally assessed by Doppler ultrasonography (DUS); however, some patients also require qualitative carotid plaque analysis to aid clinical decision-making. OBJECTIVE: To evaluate the impact of MetS on the morphology of carotid artery plaques as evaluated using DUS with computer-assisted analysis. METHOD: Between September 2011 and September 2012, 83 consecutive asymptomatic patients with carotid artery stenosis were enrolled in this cross-sectional observational study. We collected data from clinical and laboratory evaluations, and DUS conducted by a single operator. All plaques were scanned longitudinally and the best segment was selected, recorded, and evaluated using dedicated software. The main softwarebased analyses were grey-scale median (GSM) measurements and pixels distribution analysis. RESULTS: Of the total group (n = 83), 53% of subjects were male and the mean age was 72.23 ± 7.9 years (52-90). MetS was identified in 51.8% of patients. Compared with patients without MetS, patients with MetS had a higher incidence of diabetes mellitus (53.5% vs. 27.5%, p = 0.016), used more classes of antihypertensive drugs (2 [0 - 4] vs. 2 [0 - 6], p = 0.009), and were treated with statins for longer (60 vs. 48 months, p = 0.011). Both groups exhibited moderate carotid stenosis of 50% - 69% (37.3%) and MetS was not associated with an increased prevalence of severe carotid artery stenosis. In computer-assisted analysis of 148 carotid plaques, the median GSM was higher in the MetS group than in the non-MetS group (71 vs. 60.5, p = 0.012). Additionally, patients with MetS had more stable carotid artery plaques with higher amounts of fibrotic tissue (15.8 vs. 12, p = 0.015) and lower quantities of blood (1.9 vs. 0.5, p = 0.005) and fat (7.6 vs. 12.4, p = 0.003). CONCLUSION: In patients with asymptomatic carotid artery stenosis, MetS was not associated with unstable carotid plaques

Com os avanços tecnológicos das últimas décadas, a ecocardiografia surgiu como uma alternativa de diagnóstico por imagem de relativo baixo custo, que não faz uso de energia ionizante ou radioativa. Recentemente, o advento dos agentes de contraste por microbolhas e dos transdutores matriciais tornou possível a visualização tridimensional da anatomia das artérias coronárias. Neste projeto, é proposta a avaliação de métodos de segmentação capazes de visibilizar as artérias coronárias epicárdicas em Imagens de ecocardiografias tridimensionais com contraste de microbolhas. Esse é o primeiro passo para o desenvolvimento de ferramentas computacionais eficazes e eficientes na assistência não invasiva ao acompanhamento do quadro clínico de pacientes, do diagnóstico ao pós-operatório. Propõe-se, uma metodologia que facilite o acesso às coronárias a partir de imagens de ecocardiografia tridimensionais com aplicação de contraste por microbolhas. Dentre as metodologias estudadas, as técnicas baseadas na teoria Fuzzy Connectedness (FC) foram identificadas como as mais promissoras. Estudou-se, portanto, seis abordagens baseadas nessa teoria, três delas são descritas na literatura (Generalized FC GFC; Relative FC RFC; Dynamic Weighted FC DyWFC) e três proposições originais (Area of Search FC ASFC; Ultrasound-k FC USFC; Guided FC GuFC). Para avaliar a acurácia desses algoritmos, confeccionou-se um conjunto de imagens simuladas, composto por 360 imagens, e selecionou-se um conjunto de imagens de exames reais, composto de 10 imagens reais de pacientes com quadro de Cardiomiopatia Hipertrópica. Para as imagens simuladas, os métodos da literatura alcançaram acurácia de 85,5% para GFC, 89,5% para RFC e 92,0% para DyWFC. Enquanto isso, os métodos propostos alcançaram acurácia de 88,9% para ASFC, 91,7 % para USkFC e 95,2% para GuFC. Para as imagens reais, os métodos convergiram para uma segmentação satisfatória quanto à usabilidade na clínica médica. Esses resultados demonstraram, ainda, o melhor desempenho do método proposto GuFC ante os demais. Dessa forma, ele se torna um candidato para ingressar na etapa de segmentação de uma ferramenta computacional para visibilização das coronárias epicárdicas no futuro / With the technological advances of recent decades, echocardiography has emerged as a relatively low cost imaging diagnostic alternative, that does not use ionizing or radioactive energy. Lately, the advent of microbubble-based contrast agents and array transducers turned possible the visualization of three-dimensional coronary arteries anatomy. The present project proposes to evaluate segmentation methods able to deal with the visualization of the epicardial coronary arteries in microbubble-based three-dimensional echocardiography images. This is the first step towards the development of effective and efficient computational tools for diagnosis and prognosis assistance of cardiac pacient. We propose a methodology to facilitate the access to epicardial coronary arteries in tridimensional echocardiographic images. Among the studied approaches, Fuzzy Connectednessbased segmentation methods were identified as being the most promising. We studied six approaches based on this theory, three of them are described in the literature (Generalized FC GFC; Relative FC RFC; Dynamic Weighted FC DyWFC) and three original contributions (Area of Search FC ASFC; Ultrasound-k FC USFC; Guided FC GuFC). To evaluate the accuracy of these algorithms, a set composed of 360 simulated images were created. We also selected a set of 10 real images, composed of hypertrophic cardiomyopathy patients. For simulated images set, the methods of literature achieved accuracy of 85.5% for GFC, 89,5% for RFC and 92,0% for DyWFC, meanwhile, the proposed method achieved accuracy of 88.9% for ASFC, 91,7 % for USkFC and 95,2% for GuFC. Using the real images set, the methods converged to good results for clinical purposes. These results demonstrate that the proposed method GuFC has shown a better performance than the others, becoming a candidate to the segmentation step in a computational tool for coronary arteries visualization in the future

INTRODUÇÃO: O processamento de imagens de ressonância magnética (RM) estrutural tem sido amplamente utilizado em pesquisas neuro-psiquiátricas. Os métodos mais usados para este fim são a volumetria manual por regiões de interesse (regions of interest - ROIs) e a morfometria baseada no voxel (Voxel-based morphometry - VBM). Nesta tese, foi usado um banco de imagens de pacientes diagnosticados com transtorno-obsessivo compulsivo (TOC) (n=19) e controles saudáveis (n=15), as quais foram processadas nas duas técnicas de análise morfométrica denominadas VBM padrão e VBM otimizado. Foram comparados os resultados obtidos com tais métodos automatizados de VBM versus método de ROIs, e comparou-se também a incidência de artefatos de normalização espacial e segmentação entre o VBM padrão e o otimizado. MÉTODOS: As imagens foram processadas usando VBM com o programa Statistical Parametric Mapping (SPM), e ROIs foram desenhadas sobre as regiões cerebrais adjacentes aos ventrículos laterais usando o programa MRIcro. O processamento pelo VBM padrão incluiu normalização das imagens para um molde anatômico pré-definido, segmentação em compartimentos de substância cinzenta, branca e líquor, suavização com filtro gaussiano (12mm), e comparações estatísticas usando o modelo linear geral. Para o VBM otimizado, foram construídos moldes customizados para o próprio estudo. Utilizando estes moldes, as imagens foram segmentadas e normalizadas para cada compartimento cerebral, gerando parâmetros para que a imagem original pudesse ser normalizada de forma mais precisa. Após esta segunda normalização as imagens foram segmentadas, moduladas pelo determinante jacobiano, suavizadas com filtro gaussiano (12mm), e comparadas estatisticamente. As ROIs foram desenhadas seguindo padrões estabelecidos na literatura internacional. RESULTADOS: Para as regiões cerebrais nas quais se previa a priori a presença de anormalidades associadas ao TOC, o VBM otimizado mostrou alterações volumétricas de substância cinzenta no grupo de pacientes com TOC comparados a controles, incluindo redução volumétrica no giro do cíngulo anterior, e aumento em córtex orbito-frontal e giro parahipocampal. Na mesma análise com VBM padrão, foi detectado apenas aumento volumétrico em sujeitos com TOC no giro parahipocampal. Já correlacionando o volume de substância cinzenta com escores em escala de gravidade de sintomas, o VBM otimizado detectou correlação significante negativa na adjacência do tálamo dorso-medial com expansão para ventrículo lateral, expansão esta muito mais ampla quando a análise foi feita com VBM padrão. Já na análise de substância branca, apenas o VBM otimizado mostrou uma correlação positiva significante com gravidade de sintomas numa região na qual se xvi previa a priori a presença de anormalidades no grupo com TOC (corona radiata e cápsula interna). Houve consistência entre os achados de alterações de substância cinzenta subcortical e líquor obtidos com VBM otimizado e achados de volumes alterados obtidos com ROIs. CONCLUSÕES: Em comparação com o VBM padrão, o método otimizado se mostrou mais sensível para identificar alterações volumétricas em regiões cerebrais de substância cinzenta e branca nas quais se previa a priori a presença de anormalidades volumétricas no grupo de sujeitos com TOC. Além disso, as técnicas de VBM e ROIs foram relativamente equiparáveis para a avaliação volumétrica de regiões subcorticais. Por fim, verificou-se que ambos os métodos de VBM padrão e otimizado são sujeitos a artefatos causados por dilatação ventricular, mas de menor intensidade com o VBM otimizado / INTRODUCTION: Processing methods for magnetic resonance imaging (MRI) brain data have been largely used in research studies of psychiatric disorders. The techniques most widely used for this purpose are manual volumetry using regions of interest (ROIs) and voxel-based morphometry (VBM). In this thesis, images from a databank of patients diagnosed with obsessive-compulsive disorder (OCD) (n=19) and healthy controls (n=15) were processed using the two VBM methods, namely standard and optimized VBM. The results obtained with those two automated methods were compared to the ROI approach, and the presence of artifacts of spatial normalization and image segmentation were also compared between standard and optimized VBM. METHODS: Image processing using VBM was conducted with the Statistical Parametric Mapping (SPM) program, and the ROIs were drawn over the brain regions adjacent to the lateral ventricles using the MRIcro program. The standard VBM processing included normalization of images to a pre-defined template, segmentation in gray matter, white matter and cerebrospinal fluid compartments, gaussian smoothing (12mm), and statistical comparisons using the general linear model. For optimized VBM, customized templates were built specifically for the study. Using these templates, images were segmented and spatially normalized for each brain compartment, generating parameters that allowed spatial normalization of images with greater precision. After such second normalization, images were segmented, modulated using the jacobian determinants, smoothed with a gaussian filter (12mm), and compared statistically. The ROIs were built using guidelines established in the previous international literature. RESULTS: For the brain regions in which abnormalities in association with OCD were predicted a priori, optimized VBM showed gray matter changes in the OCD group relative to controls, including reduced volume of the anterior cingulate gyrus, and increased volume of the orbitofrontal córtex and parahippcocampal gyrus. The same analysis using standard VBM detected only increased volume in OCD patients in the parahippocampal gyrus. When correlations between gray matter volumes and scale scores of obsessive-compulsive severity were investigated, the optimized VBM approach revealed a significant negative correlation in the adjacency of the dorso-medial thalamus, extending towards the lateral ventricle. Such ventricular extension was much greater when the same analysis was conducted using standard VBM. In regard to the white matter compartment, only the optimized VBM analysis showed a significant positive correlation with symptom severity in a region where OCD-related abnormalities had been predicted a priori, namely the corona radiata and internal capsula. Results regarding to the gray matter and cerebrospinal fluid xviii comparments were relative consistent between the optimized VBM and ROI analyses. CONCLUSIONS: In comparison to standard VBM, the optimized VBM method showed greater sensitivity to identify volumetric alterations in gray and white matter brain regions in which OCD-related changes had been predicted a priori. Also, the optimized VBM and ROI techniques were comparable for the evaluation of subcortical structures. Finally, both the standard and optimized VBM methods were prone to artifacts caused by ventricle enlargement, but with lesser intensity when the optimized VBM approach was employed

O câncer de pele é a neoplasia maligna mais incidente, no Brasil correspondendo a aproximadamente 29% de todos os tumores diagnosticados. O melanoma maligno é sua apresentação menos frequente, com cerca de 1% de todos os diagnósticos, porém com maior índice de mortalidade, comparado com outros tumores não melanomas. O fato de o melanoma ser considerado um tipo de câncer muito agressivo e não ser radiossensível, um diagnóstico precoce garante um alto índice de sobrevida ao paciente. O método mais utilizado para a análise de melanomas é a regra do ABCD, que consiste em extrair características de: assimetria, borda, coloração e diâmetro das lesões, a fim de diferenciá-las das demais lesões de pele. A dermatoscopia é uma técnica não invasiva, que permite fazer o reconhecimento das estruturas superficiais da pele com uma ampliação de até 400x, o que facilita a análise das lesões. A contribuição deste presente trabalho consiste na análise de lesões associada à técnica de processamento de imagem digital, com o objetivo de fornecer uma ferramenta de auxílio ao médico, dando um amparo no momento de se fornecer um diagnóstico ao paciente. O software desenvolvido neste trabalho utiliza imagens dermatoscópicas de lesões de pele associado à regra do ABCD, fornecendo por meio da análise destas características, um diagnóstico, se a lesão é melanoma ou não melanoma. / Skin cancer is the most frequent malignant tumor in Brazil representing approximately 29% of all diagnosed tumors. Malignant melanoma is the least common presentation, with about 1% of all diagnoses, but with higher mortality rate compared to other non-melanoma tumors. Early diagnosis ensures a high patient survival rate. The most used method for the analysis of these lesions is the ABCD rule, where features such as asymmetry, border, color and diameter of lesions are extracted. Dermatoscopy is a noninvasive technique that allows the recognition of skin structure with a magnification of up 400x. A good diagnosis is associated with the degree of subjectivity of the operator doctor. The contribution of this present work consists in the analysis of lesions associated with digital image processing technique, with the goal of provide a support tool to doctor, giving one support in time to give a diagnosis to the patient. The software developed here with dermatoscopic images of skin lesions associated with ABCD rule, giving a diagnosis, by the analysis of the lesion characteristics, indicating if the lesion is melanoma or no melanoma.

O câncer de pele é a neoplasia maligna mais incidente, no Brasil correspondendo a aproximadamente 29% de todos os tumores diagnosticados. O melanoma maligno é sua apresentação menos frequente, com cerca de 1% de todos os diagnósticos, porém com maior índice de mortalidade, comparado com outros tumores não melanomas. O fato de o melanoma ser considerado um tipo de câncer muito agressivo e não ser radiossensível, um diagnóstico precoce garante um alto índice de sobrevida ao paciente. O método mais utilizado para a análise de melanomas é a regra do ABCD, que consiste em extrair características de: assimetria, borda, coloração e diâmetro das lesões, a fim de diferenciá-las das demais lesões de pele. A dermatoscopia é uma técnica não invasiva, que permite fazer o reconhecimento das estruturas superficiais da pele com uma ampliação de até 400x, o que facilita a análise das lesões. A contribuição deste presente trabalho consiste na análise de lesões associada à técnica de processamento de imagem digital, com o objetivo de fornecer uma ferramenta de auxílio ao médico, dando um amparo no momento de se fornecer um diagnóstico ao paciente. O software desenvolvido neste trabalho utiliza imagens dermatoscópicas de lesões de pele associado à regra do ABCD, fornecendo por meio da análise destas características, um diagnóstico, se a lesão é melanoma ou não melanoma. / Skin cancer is the most frequent malignant tumor in Brazil representing approximately 29% of all diagnosed tumors. Malignant melanoma is the least common presentation, with about 1% of all diagnoses, but with higher mortality rate compared to other non-melanoma tumors. Early diagnosis ensures a high patient survival rate. The most used method for the analysis of these lesions is the ABCD rule, where features such as asymmetry, border, color and diameter of lesions are extracted. Dermatoscopy is a noninvasive technique that allows the recognition of skin structure with a magnification of up 400x. A good diagnosis is associated with the degree of subjectivity of the operator doctor. The contribution of this present work consists in the analysis of lesions associated with digital image processing technique, with the goal of provide a support tool to doctor, giving one support in time to give a diagnosis to the patient. The software developed here with dermatoscopic images of skin lesions associated with ABCD rule, giving a diagnosis, by the analysis of the lesion characteristics, indicating if the lesion is melanoma or no melanoma.

81f. / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-04-23T16:52:09Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Eduardo Gomes Ferraz.pdf: 6518404 bytes, checksum: 23aa21cb9faeb4f359532b341d12f69c (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles(rodrigomei@ufba.br) on 2013-05-08T12:05:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Eduardo Gomes Ferraz.pdf: 6518404 bytes, checksum: 23aa21cb9faeb4f359532b341d12f69c (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-08T12:05:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Eduardo Gomes Ferraz.pdf: 6518404 bytes, checksum: 23aa21cb9faeb4f359532b341d12f69c (MD5) Previous issue date: 2009 / O presente estudo teve como objetivo avaliar a acurácia de reconstruções tridimensionais virtuais de mandíbulas secas humanas, produzidas com diferentes protocolos de segmentação, suavização e refinamento superficial. Para isto foram construídas 80 imagens tridimensionais virtuais, provenientes do exame de tomografia computadorizada de dez mandíbulas secas, nas quais medidas lineares entre pontos anatômicos pré-determinados foram obtidas e comparadas, para uma probabilidade de erro de 5%. Os resultados obtidos demonstraram diferença significativa entre as medidas obtidas nas mandíbulas originais (padrão ouro) quando comparadas com as imagens confeccionadas a partir da segmentação outline (p<0,05) e all boundary (p<0,001) sem as ferramentas de suavização ou refinamento. Já após a utilização das diferentes formas de segmentação associadas às ferramentas de pós-processamento (suavização e refinamento), não houve diferença entre as medidas dos modelos apenas refinados ou apenas suavizados (p>0,05) com as do padrão ouro. Quando estas duas ferramentas foram aplicadas em conjunto, houve diferença estatística, quando comparadas ao padrão ouro, tanto para a segmentação outline (p<0,001), quanto para a all boundary (p<0,001). Foi avaliado também o erro dimensional dos modelos tridimensionais virtuais obtidos pelos diferentes protocolos utilizados no estudo. Esta análise demonstrou que os melhores resultados ocorreram nos modelos apenas suavizados pela segmentação outline (erro de 2,50 mm /6,52%) e os apenas refinados pela segmentação all boundary (erro de 2,37 mm /6,28%), enquanto que as maiores diferenças foram observadas nos modelos construídos sem pós-processamento, com a segmentação outline (erro de 2,50 mm /7,17%) e naqueles com as duas ferramentas de pósprocessamento a partir da segmentação all boundary (erro de 2,85 mm /7,12%). Avaliada ainda a variabilidade intra e inter-examinador constatou-se uma concordância extremamente forte em ambos os casos (p<0,05), o que demonstra a reprodutibilidade do método. / Salvador

[pt] O principal objetivo da presente tese é investigar o efeito do calor nas propriedades físicas e mecânicas do bambu Dendrocalamus giganteus. A análise química foi realizada para estudar e comparar componentes químicos de diferentes espécies e partes internas e externas do bambu Dendrocalamus giganteus. Para estabelecer a faixa de aquecimento e seus intervalos, foi realizado o teste de análise termogravimétrica (TGA) para estudar a degradação de diferentes gêneros e espécies de bambu nos níveis macro, meso, micro e nano. Baseado em ensaios preliminares de exposição ao calor e nos resultados da TGA, ensaios executados a temperaturas iniciais de 25 graus Celsius (considerado como temperatura ambiente), 100 graus Celsius, 125 graus Celsius, 150 graus Celsius, 175 graus Celsius, 200 graus Celsius e 225 graus Celsius foram expostos por um período de 3 horas, considerado como curto prazo, e 24 horas, considerado como um longo prazo de exposição ao calor. Processamento de imagem foi realizado para investigar a meso estrutura do bambu, como functionally graded material (FGM), e a distribuição das fibras da parte interna à parte externa da parede de espessura do bambu, ao longo da direção radial. A fração volumétrica das fibras e da matriz para a parte interna e externa da seção do bambu foi estabelecida e utilizada na investigação da absorção de água por cada componente do bambu. O microscópio eletrônico de varredura (MEV) e a microtomografia de raios X foram usados para estudar os efeitos de diferentes exposições ao calor na microestrutura da fibra e da matriz. As microfissuras iniciam e propagam após 175 graus Celsius. Também foram investigados a influência do calor na higroscopicidade, a absorção de água, o encolhimento e o inchamento das amostras do bambu nas direções longitudinal, radial e tangencial sob diferentes temperaturas e exposições de tempo. O encolhimento não uniforme e a absorção da água de amostras do teste com o bambu, medido na direcção tangencial nos lados internos e externos, permitiram estabelecer a propriedade higroscópica de cada componente. Os resultados mostram que, com a exposição ao calor superior a 175 graus Celsius, a capacidade de absorção de água reduz significativamente. Resistência à tração, compressão e cisalhamento estabelecida ao longo das fibras e somente experimento de tração transversal realizado transversalmente às fibras. Além disso, o módulo dinâmico de elasticidade em flexão, usando a técnica de excitação por impulso aplicada a espécimes considerados. A variação tangível nas propriedades mecânicas ocorreu após a exposição do calor a 175 graus Celsius durante 3h ou a 150 graus Celsius por 24h. Os módulos de elasticidade e resistência à compressão não são reduzidos significativamente e, quase, permanecem os mesmos para amostras tratadas a 225 graus Celsius durante 3h e 200 graus Celsius por 24h mas para as amostras de tração, cisalhamento e tração transversal, a resistência mecânica diminui cerca de 70 por cento - 90 por cento a esta temperatura-tempo. / [en] The principal objective of the present thesis is to investigate the effect of heat on physical and mechanical properties of Dendrocalamus giganteus bamboo. The chemical analysis carried out to study and compare chemical components among different species and the internal and external parts of Dendrocalamus giganteus bamboo. To establish the heating range and its intervals the thermogravimetric analysis test (TGA) carried out to study the degradation of different bamboo genera and species at macro, meso, and micro and nano level. Based on preliminary heat exposure tests and the results of TGA, the tests executed at initial temperatures 25 degrees Celsius considered as ambient temperature, 100 degrees Celsius, 125 degrees Celsius, 150 degrees Celsius, 175 degrees Celsius, 200 degrees Celsius and 225 degrees Celsius for 3 hours duration as short term, and 24 hours duration as long term heat exposure. Image processing carried out to investigate the meso structure of bamboo as a functionally graded material (FGM) and the fiber distribution alongside the radial direction from internal to external bamboo wall thickness. The volume fraction of fibers, matrix and voids for internal and external part of bamboo section established and used in the investigation of water absorption of each component of the bamboo. The scanning electronic microscope (SEM) and X-ray microtomography used to study the effects of different heat exposures on micro structure of fiber and matrix. The micro cracks initiate and propagate after 175 degrees Celsius. The influence of heat on hygroscopicity, water absorption, shrinkage and swelling of bamboo specimens in longitudinal, radial and tangential directions at different temperatures and time exposures investigated. The non-uniform shrinkage and water absorption of bamboo test specimens, measured in tangential direction at internal and external sides which permitted to establish the hygroscopic property of each component. The results show by heat exposure higher than 175 degrees Celsius the water absorption capacity reduces significantly. The tensile, compression, and shear resistance established along the fibers and only tensile experiments realized transversal to the fibers. In addition, the dynamic bending modulus of elasticity using impulse excitation technique applied to considered specimens. The result of mechanical tests shows a close relation between transversal tensile and shear strength with matrix strength. The tangible variation in mechanical properties occurred after heat exposure-time at 175 degrees Celsius-3h or 150 degrees Celsius-24h. The modulus of elasticity and compression strength are not reduced significantly and nearly remain the same for samples treated at 225 degrees Celsius-3h or 200 degrees Celsius-24h while for the tensile, shear and transversal tensile samples, the mechanical strength decreases about 70 percent to 90 percent at these temperature-time.

INTRODUÇÂO: A análise da composição das lesões in-vivo tem sido objeto de estudo de uma série de grupos de estudo sobre a doença aterosclerótica. Os métodos disponíveis para esse fim utilizam técnicas de análise espectral do sinal ultra-sônico retroespalhado antes deste ser transformado em imagens de ultra-som intravascular (IVUS), uma vez que não existem métodos que realizem tal inferência somente a partir das imagens. Neste trabalho, utilizamos técnicas de processamento de imagens e de reconhecimento de padrões para analisar a composição das lesões de acordo com a classificação proposta pela metodologia de Ultra-Som Intravascular com Histologia Virtual (IVUS-VH). MÉTODOS: Neste estudo utilizamos uma amostra de oito (08) artérias coronárias provenientes de cinco (05) pacientes, resultando num total de 96492 regiões de interesse para inferência da composição. Para a segmentação automática da interface lúmen-íntima e íntima-adventícia, aplicamos as técnicas de contornos ativos do tipo Snakes e para a determinação da energia potencial dos contornos, utilizamos técnicas de filtragem baseadas na difusão anisotrópica convencional e restritiva. Utilizamos três janelas quadradas diferentes de tamanhos 5x5, 7x7 e 9x9 pixels para extração dos atributos de texturas, dentre eles treze (13) baseados nas matrizes de co-ocorrência, seis (06) momentos invariantes à rotação, escala, translação e a ganho multiplicativo, baseados nos Momentos de Hu e propostos neste trabalho. Visando avaliar o efeito dos níveis de quantização das imagens nas matrizes de co-ocorrência, requantizamos originais de 256 níveis de cinza para 128, 64 e 32 tons. Como classificador, utilizamos o método dos k-vizinhos mais próximos (k-nn) e escolhemos os sete (07) vizinhos mais próximos como parâmetro de comparação. Como o k-nn é sensível com relação à métrica utilizada, testamos a distância euclidiana e a métrica de Mahalanobis. RESULTADOS: A segmentação automática da interface lúmen-íntima teve taxa média de acerto de 72,23% e a mediana da taxa de acertos foi de 81,20%, enquanto a taxa média de acertos para a interface íntima-adventícia foi de 80,86% e a mediana foi igual a 91,36%, considerando 495 quadros manualmente segmentados por um especialista. A melhor configuração do classificador foi utilizando a normalização de intensidades, com 256 níveis de cinza, com a janela 9x9 e usando a métrica de Mahalanobis. A taxa média de erros foi de 2.35%(DC), 20.51%(NC), 92.21%(FF) e 0.04%(FT), no entanto, se considerarmos somente três classes sem diferenciarmos os tecidos FF do FT temos a seguinte composição: 2.35% (DC), 20.51%(NC) e 0.04%(FT+FF), o que leva a uma taxa média de erros total de 5,15%. CONCLUSÕES: A classificação das lesões baseada somente em atributos de textura das imagens ainda não é possível com a nosso modelo se considerarmos os quatro tipos de tecido, uma vez que não conseguimos diferenciar de forma satisfatória dos componentes FF e FT. No entanto, se considerarmos somente três classes, temos resultados animadores, uma vez que conseguiremos identificar os componentes associados às placas ditas de maior risco de ruptura, os fibroateromas de capa fina (TCFA). Além disso, conseguimos um experimento associado ao trabalho, mostrar quantitativamente que há uma possível superestimação do componente NC ao redor de estruturas calcificadas nas imagens de IVUS-VH / INTRODUCTION: Several efforts for in vivo atherosclerotic plaque estimation has been realized worldwide. Current methods for related application are based on spectral analysis of backscattered ultrasound signals before intravascular image formation (IVUS), once there is not available techniques to perform composition analysis only from IVUS images. On this study, image processing and pattern recognition techniques has been used to classify plaques according to Intravascular Ultrasound Virtual Histology (IVUS-VH) classification. METHODS: A sample set of eight (08) coronary arteries from five (05) different patients, resulting on 96492 regions of interest for plaque analysis. For automatic segmentation of lumen-intima interface and intima-adventitia interface, active contours technique has been used. Conventional and restrictive anisotropic diffusion filters have been used for estimating the potential energy of active contours. Haralicks co-occurrence matrix and invariant moments based in Hu moments were used as features for pattern classification. Three different windows has been used on feature extraction procedure: 5x5,7x7 and 9x9 pixels. In order to analyze the influence of grey-scale quantization levels into Haralicks co-occurrence matrix, we tested four different types numbers of grey-scale levels: 32, 64,128 and 256. KNearest Neighbors algorithm as the classification rule, and we tested both Mahalanobis and Euclidian Metrics in this analysis. RESULTS: Segmentation of luminal-intimal layers average accuracy for was 72.30% and its median was 81.20%. Segmentation of intimal-adventitia layers average accuracy for was 80,86% and its median was 91,36%, for 495 manually segmented frames. Plaque classification according to IVUS-VH four classes scheme has shown not feasible with the proposed model, once average classification error-rate foe every component: 2.35%(DC), 20.51%(NC), 92.21%(FF) e 0.04%(FT). Our approach has not the ability to differentiate fibrotic tissue from fibro-fatty tissue. However, in the three classes scheme: DC, NC and (FF+FT), we achieved some encouraging results: 2.35% (DC), 20.51%(NC) e 0.04%(FT+FF), leading to an average error rate of 5,15%. With these results, a thin-cap fibroatheroma (TCFA) lesions detection algorithm for conventional IVUS images should be developed using our approach. Once TCFA plaques has been assigned to have an association with plaque rupture and sudden death, those results should be used for in vivo IVUS based TCFA detection. In an experiment related to this work, we have shown that there is an artifactual relationship between NC and DC components into VH images

Com os avanços tecnológicos das últimas décadas, a ecocardiografia surgiu como uma alternativa de diagnóstico por imagem de relativo baixo custo, que não faz uso de energia ionizante ou radioativa. Recentemente, o advento dos agentes de contraste por microbolhas e dos transdutores matriciais tornou possível a visualização tridimensional da anatomia das artérias coronárias. Neste projeto, é proposta a avaliação de métodos de segmentação capazes de visibilizar as artérias coronárias epicárdicas em Imagens de ecocardiografias tridimensionais com contraste de microbolhas. Esse é o primeiro passo para o desenvolvimento de ferramentas computacionais eficazes e eficientes na assistência não invasiva ao acompanhamento do quadro clínico de pacientes, do diagnóstico ao pós-operatório. Propõe-se, uma metodologia que facilite o acesso às coronárias a partir de imagens de ecocardiografia tridimensionais com aplicação de contraste por microbolhas. Dentre as metodologias estudadas, as técnicas baseadas na teoria Fuzzy Connectedness (FC) foram identificadas como as mais promissoras. Estudou-se, portanto, seis abordagens baseadas nessa teoria, três delas são descritas na literatura (Generalized FC GFC; Relative FC RFC; Dynamic Weighted FC DyWFC) e três proposições originais (Area of Search FC ASFC; Ultrasound-k FC USFC; Guided FC GuFC). Para avaliar a acurácia desses algoritmos, confeccionou-se um conjunto de imagens simuladas, composto por 360 imagens, e selecionou-se um conjunto de imagens de exames reais, composto de 10 imagens reais de pacientes com quadro de Cardiomiopatia Hipertrópica. Para as imagens simuladas, os métodos da literatura alcançaram acurácia de 85,5% para GFC, 89,5% para RFC e 92,0% para DyWFC. Enquanto isso, os métodos propostos alcançaram acurácia de 88,9% para ASFC, 91,7 % para USkFC e 95,2% para GuFC. Para as imagens reais, os métodos convergiram para uma segmentação satisfatória quanto à usabilidade na clínica médica. Esses resultados demonstraram, ainda, o melhor desempenho do método proposto GuFC ante os demais. Dessa forma, ele se torna um candidato para ingressar na etapa de segmentação de uma ferramenta computacional para visibilização das coronárias epicárdicas no futuro / With the technological advances of recent decades, echocardiography has emerged as a relatively low cost imaging diagnostic alternative, that does not use ionizing or radioactive energy. Lately, the advent of microbubble-based contrast agents and array transducers turned possible the visualization of three-dimensional coronary arteries anatomy. The present project proposes to evaluate segmentation methods able to deal with the visualization of the epicardial coronary arteries in microbubble-based three-dimensional echocardiography images. This is the first step towards the development of effective and efficient computational tools for diagnosis and prognosis assistance of cardiac pacient. We propose a methodology to facilitate the access to epicardial coronary arteries in tridimensional echocardiographic images. Among the studied approaches, Fuzzy Connectednessbased segmentation methods were identified as being the most promising. We studied six approaches based on this theory, three of them are described in the literature (Generalized FC GFC; Relative FC RFC; Dynamic Weighted FC DyWFC) and three original contributions (Area of Search FC ASFC; Ultrasound-k FC USFC; Guided FC GuFC). To evaluate the accuracy of these algorithms, a set composed of 360 simulated images were created. We also selected a set of 10 real images, composed of hypertrophic cardiomyopathy patients. For simulated images set, the methods of literature achieved accuracy of 85.5% for GFC, 89,5% for RFC and 92,0% for DyWFC, meanwhile, the proposed method achieved accuracy of 88.9% for ASFC, 91,7 % for USkFC and 95,2% for GuFC. Using the real images set, the methods converged to good results for clinical purposes. These results demonstrate that the proposed method GuFC has shown a better performance than the others, becoming a candidate to the segmentation step in a computational tool for coronary arteries visualization in the future