Orientador : Armando Mancio de Camargo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-07-17T03:54:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavalcanti_JennecySales_M.pdf: 1936109 bytes, checksum: c94d7938b4b6b882761e7221c857d7ea (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: Os mecanismos que participam da oclusão do óstio de desembocadura do s.c, e que impedem o refluxo venoso durante a sístole atrial, ainda não estão completamente esclarecidos; como também é ainda desconhecido ? arranjo dos elementos fibrosos que compõem a sua parede. 0 presente trabalho tem por objetivo apresentar uma análise morfofuncianal, em nível mesoscópico, do s.c, considerando de maneira integrada o arranjo dos elementos muscular, colágeno e elástico que compõem a parede deste vaso, bem como sobre a participação destes elementos no mecanismo de a bertura e fechamento do seu óstio de desembocadura na cavidade atrial direita. Para executar o que nos propomos, foram u-tilizados 24 corações oriundos de cadáveres adultos, b feito uso de métodos de dissecção fina, com auxílio de lupa e este-reomicroscópio, de técnicas histológicas e de cortes espessos e microscopia de luz polarizada. Com base nos resultados obtidos, julgamos poder emitir as seguintes conclusões alusivas a este trabalho: a parede do s.c, em toda sua extensão, é constituída por três estratos: adventícia, média e íntima; a túnica média da parede do s.c. é constituída por feixes de fibras musculares semelhantes aquelas do miocárdio, e que originam-se, na sua maioria, da parede do átrio esquerdo; d 5 feixes musculares dispo em -se em forma de espirais alongadas que se agrupam em dois planos; os feixes musculares ao nível do óstio de desembocadura do s.c, são predominantemente semicirculares, formando uma espécie de esfíncter; os feixes de fibras colágenas formam redes de malhas alongadas nas túnicas adventícia e íntima, na túnica média elas dispõem-se entre os feixes musculares; as fibras elásticas também formam redes de malhas alongadas e na túnica média constituem camadas aproximadamente concêntricas que envolvem os feixes musculares; o s.c. encontra-se rodeado, em toda sua extensão, por uma quantidade variável de tecido adiposo. Portanto, baseados em nossos resultados, podemos suge rir que durante a sístole atrial ocorreria a fechamento do óstio do s.c, através da contração das fibras musculares que o envolve, complementado pela atuação da válvula de Thebesius, o que impediria o refluxo sanguíneo. Em seguida, pela contração das fibras espirais da sua parede, haveria um aumento da luz e um encurtamento do órgão e posteriormente, através da contração destas fibras, agora com disposição anular, ocorreria uma diminuição da luz do s.c. As fibras colágenas presentes na parede do s.c teriam por função evitar a sua distensão excessiva, enquanto que o componente elástico seria responsável por manter um certo grau de distensibilidade contra aumentos da pressão sanguínea, e auxiliar na fase esfinctérica da musculatura / Abstract: The mechanisms yhich contribute to the closing of the ostium of the coronary sinus and that impede the venous reflux during the atrial systole are not fully understood. The arrangement of the fibrous elements which make up the wall of the sinus is also unknown. The purpose of this paper is to present a morpho-functional analysis at a mesoscopic level, of the coronary sinus, considering, in an integrated way, the arrangement of the muscular, collagen and elastic elements which compose the wall of the vessel, as well as the participation of of these elements in the opening and closing mechanism of the ostium in the right atrial cavity. To carry out our proposal 24 adult cadaver hearts were analyzed fay means of fine dissection, with the aid of a magnifying glass and of stereo microscopy, of histological technics and of thick cuttings as yell as polarized light microscopy. Based on the results, we believe we are able to draw the following conclusions from our study; the tunica media of the coronary sinus wall is entirely composed of bundles of muscle fibers similar to those of the myocardium; these bundles originate mainly in the wall of the left atrium; the muscular bundles are found in the form of elongated spirals that come together on two planes; the muscular bundles of the ostium of the coronary sinus are predominantly semicircular creating a type of sphincter; the collagenous fiber bundles form a network of elongated mesh in both the tunica intima and the external coat; in the tunica media, the fibers are found between the muscular bundles; the elastic fibers also form an elongated meshwork and, in the media, constitute almost concentric layers which envelop the muscular bundles; the coronary sinus is almost completely surrounded in a varying quantity of adipose tissue. Consequently, supported by our results, we can suggest that during an atrial systole the ostium of the coronary sinus closes by the contraction of its surrounding muscular bundles, complemented by the action of the Thebesius valve thus impeding the reflux of blood. Afterward, by the contraction of the spiral fibers in its wall, an expansion of the lumen and a shortening of the organ occurs after which another contraction of the fibers, now with an annulate disposition, occurs resulting in a decrease in the size of the lumen of the coronary sinus. The collagenous fibers present in the wall of the coronary sinus prevent excessive distension, while the elastic component is responsible for maintaining a certain degree of expandability during increase of blood pressure as well as helping in the sphincteric phase of the musculature / Mestrado / Mestre em Odontologia

Since before the release of the Highway Safety Manual research has been indicating the need to incorporate mobility and control aspects to road safety analysis. The first part of this work developed and implement in an existing computational engine a signal timing optimization method that considers mobility, safety, and emissions measures simultaneously. A sensitivity analysis was conducted to provide insight on the practical effects and order of relevance of 20 key input variables. Mobility improvement performance usually coincides with emissions improvements, but sometimes at the expense of safety. The second part of this work investigated the relationship between hourly traffic density and crash rates on Brazilian expressways with different characteristics, based on a database containing over 20,000 crashes and more than 35 million traffic volume observations and. The resulting curves for urban expressways follow a U shape, with minimum values associated with LOS B to C, while the relationships for rural expressways were found to be continuously increasing, suggesting that low volume rural roads are safer than the higher volume ones. The analysis of other influencing factors revealed that nighttime conditions, weaving segments and urban multilane highways could be related to higher crash rates. The third part of the project extends the analysis to crash severity modeling, using an ordered response choice model. The framework that better fit this database led to the development of two different models: single-vehicle crashes (SV) and multiple-vehicle crashes (MV), since the factors that explain the severity of crashes varies widely between these models. For instance, guardrails and barriers proved to effectively reduce severity for SV crashes, for which run-offs are the most severe crash type. The unique database used in this study also allowed for an investigation of the influence of prevailing traffic conditions on crash severity, while still controlling for all other factors. The results suggested that multiple-vehicle crash severity is negatively related with traffic density, while single-vehicle crashes are more closely related to speed. The findings of this work have implications to policy and design decisions, and the produced equation could be incorporated to active traffic management (ATM) and HCM reliability analysis. / Desde antes da publicação do Highway Safety Manual, vários pesquisadores indicam a necessidade de se incorporar aspectos de operação de tráfego à análise de segurança viária. A primeira parte deste trabalho desenvolveu e implementou em uma ferramenta computacional existente um método de otimização de tempos semafóricos que considera medidas de desempenho de operação, segurança e emissões simultaneamente. Uma análise de sensibilidade foi realizada para produzir conhecimento sobre os efeitos práticos e a ordem de relevância de 20 variáveis de entrada principais. O desempenho da programação semafórica em termos de redução dos atrasos geralmente coincide com redução das emissões, embora às vezes às custas da segurança. A segunda parte deste trabalho investigou a relação entre a densidade horária de tráfego e as taxas de acidentes em autoestradas e rodovias de pista dupla brasileiras com características diversas, com base em um banco de dados contendo mais de 20.000 registros de acidentes e mais de 35 milhões de observações de tráfego. As curvas resultantes para rodovias urbanas seguem um formato em U, com valores mínimos associados aos níveis de serviço B a C, enquanto que as relações para as rodovias rurais são contínuas e crescentes, sugerindo que rodovias rurais de baixo volume são mais seguras do que as de maior volume. A análise de outros fatores revelou que condições noturnas, segmentos de entrelaçamento e rodovias de pista dupla convencionais urbanas estariam relacionadas a maiores taxas de acidentes. A terceira parte deste projeto amplia a análise para modelagem de severidade dos acidentes, usando um modelo de escolha discreta ordenado. A estrutura que melhor se adequa a esse banco de dados levou ao desenvolvimento de dois modelos diferentes: acidentes com um veículo e acidentes com múltiplos veículos, já que os fatores que explicam a severidade dos acidentes variam muito entre esses modelos. Por exemplo, defensas e barreiras se mostraram efetivas para a redução da severidade de acidentes com um veículo, para as quais a saída de pista é o tipo de acidente mais grave. O amplo banco de dados usado neste estudo também permitiu uma investigação da influência das condições de tráfego na severidade do acidente, em comparação com todos os outros fatores. Os resultados sugeriram que a severidade de acidentes de múltiplos veículos está negativamente relacionada com a densidade de tráfego, enquanto colisões com um único veículo estão mais relacionadas à velocidade. As descobertas deste trabalho têm implicações nas decisões sobre políticas e projetos de transportes, e a equação produzida pode ser incorporada à análise de confiabilidade do gerenciamento ativo do tráfego (ATM) e do Highway Capacity Manual.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-01-11T14:12:04Z No. of bitstreams: 1 flavioaugustoteixeiraronzani.pdf: 2435727 bytes, checksum: 20f1aa166ba8683a2f2eecf36a3fb8ab (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-01-25T17:09:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 flavioaugustoteixeiraronzani.pdf: 2435727 bytes, checksum: 20f1aa166ba8683a2f2eecf36a3fb8ab (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T17:09:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 flavioaugustoteixeiraronzani.pdf: 2435727 bytes, checksum: 20f1aa166ba8683a2f2eecf36a3fb8ab (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / Introdução: Existe interesse crescente no estudo e compreensão de possíveis associações entre calcificação arterial na camada média das artérias, doença renal crônica (DRC) e outras doenças crônicas degenerativas. Calcificações arteriais mamárias (CAM) vistas na mamografia podem ser marcadores de risco subjacente à arteriosclerose acelerada, como aquela decorrente da DRC e outras doenças crônicas degenerativas. Embora a mamografia (MMG) seja utilizada principalmente para detecção de câncer de mama, pode ocasionalmente revelar anormalidades relacionadas a doenças extramamárias. Objetivos: avaliar associação de CAM detectadas à MMG de rotina e analisar possível associação das mesmas com DRC, diabetes mellitus (DM) e doenças cardiovasculares. Método: estudo transversal com usuárias atendidas em ambulatório especializado no atendimento de hipertensas de alto risco, diabéticas usuárias de insulina ou renais crônicas categorias 3b, 4 e 5 e voluntárias que participaram de um estudo para validar e ampliar a tabela Scored (Screening For Occult Renal Disease), método proposto para rastrear DRC junto à população brasileira. As pacientes que preencheram critérios de inclusão (entre 40 e 69 anos, sem história de câncer de mama prévio e com MMG nos últimos dois anos) foram convidadas por telefone. As usuárias incluídas assinaram o TCLE e responderam ao questionário semiestruturado. Mamografias de rotina, realizadas nos últimos dois anos, foram analisadas por pesquisadores que desconheciam fatores de risco para CAM e DRC. Os dados foram inicialmente descritos como média, desvio padrão, mediana (variação interquartil) ou percentagem conforme a característica da variável. Separamos os grupos com CAM e sem CAM e comparamos as variáveis sócio demográficas, clínicas e laboratoriais através do teste qui quadrado para variáveis categóricas ou teste T de Student para variáveis contínuas. Além disto, separamos os grupos DM com e sem CAM e DRC com e sem CAM, comparando as variáveis descritas acima. Realizamos ainda uma análise de sensibilidade e especificidade através da Receive Operator Curve (ROC) e área sob a curva (AUC) tendo como variável preditora o número de calcificações mamárias e variável desfecho a presença de DM e DRC respectivamente. A Taxa de Filtração Glomerular (TFG) foi correlacionada com número de vasos calcificados através da correlação de Pearson. Finalmente realizamos uma Regressão logística binária tendo como variável desfecho a presença/ausência de CAM e variáveis preditoras: idade, HAS, DM e DRC. Foi utilizado o software SPSS 15.0 (Chicago Illinois), considerado um intervalo de confiança de 95% com p de 0,05. Resultados. De um total de 431 pacientes selecionados do SCORED / HIPERDIA, 119 pacientes não foram incluídas por não possuírem mamografias sendo 42 do SCORED e 77 do HIPERDIA, sendo 312 incluídas no estudo. A idade média foi de 55,9 ± 7,4 anos, a cor prevalente branca (64,3%) e metade das participantes eram casadas. A avaliação antropométrica revelou IMC médio de 31,0 ± 6,6, a circunferência abdominal média foi 102,6 cm ± 12,4 e a minoria apresentou hábito de fumar (8,7%). Quanto às comorbidades, a hipertensão arterial foi mais prevalente, seguida pelo Diabetes Mellitus. A análise laboratorial da creatinina revelou valor médio de 1,13 ± 0,7 mg/dL e a média de taxa de filtração glomerular foi de 41,87 ± 6,23 ml/min/1.73m2 . Setenta e uma participantes (22,8%) apresentavam CAM, o número de vasos calcificados variou de 1 a 6,. destas, 52% apresentavam CAM em ambas as mamas. Encontramos associação entre CAM e maior idade, HAS, DM, DRC e TFG. Em análise multivariada, apenas a maior idade e DM persistiram associadas à CAM. O OR para risco de CAM foi maior para a presença de todas as patologias crônicas avaliadas. Conclusão: Houve associação entre calcificação arterial mamária com a maior idade, com TFG e doenças crônicas degenerativas – HA, DM e DRC, chamando a atenção do radiologista/clínico que a presença dessas alterações deve ser relatada e deveríamos pesquisar tais patologias nessas pacientes.

Since before the release of the Highway Safety Manual research has been indicating the need to incorporate mobility and control aspects to road safety analysis. The first part of this work developed and implement in an existing computational engine a signal timing optimization method that considers mobility, safety, and emissions measures simultaneously. A sensitivity analysis was conducted to provide insight on the practical effects and order of relevance of 20 key input variables. Mobility improvement performance usually coincides with emissions improvements, but sometimes at the expense of safety. The second part of this work investigated the relationship between hourly traffic density and crash rates on Brazilian expressways with different characteristics, based on a database containing over 20,000 crashes and more than 35 million traffic volume observations and. The resulting curves for urban expressways follow a U shape, with minimum values associated with LOS B to C, while the relationships for rural expressways were found to be continuously increasing, suggesting that low volume rural roads are safer than the higher volume ones. The analysis of other influencing factors revealed that nighttime conditions, weaving segments and urban multilane highways could be related to higher crash rates. The third part of the project extends the analysis to crash severity modeling, using an ordered response choice model. The framework that better fit this database led to the development of two different models: single-vehicle crashes (SV) and multiple-vehicle crashes (MV), since the factors that explain the severity of crashes varies widely between these models. For instance, guardrails and barriers proved to effectively reduce severity for SV crashes, for which run-offs are the most severe crash type. The unique database used in this study also allowed for an investigation of the influence of prevailing traffic conditions on crash severity, while still controlling for all other factors. The results suggested that multiple-vehicle crash severity is negatively related with traffic density, while single-vehicle crashes are more closely related to speed. The findings of this work have implications to policy and design decisions, and the produced equation could be incorporated to active traffic management (ATM) and HCM reliability analysis. / Desde antes da publicação do Highway Safety Manual, vários pesquisadores indicam a necessidade de se incorporar aspectos de operação de tráfego à análise de segurança viária. A primeira parte deste trabalho desenvolveu e implementou em uma ferramenta computacional existente um método de otimização de tempos semafóricos que considera medidas de desempenho de operação, segurança e emissões simultaneamente. Uma análise de sensibilidade foi realizada para produzir conhecimento sobre os efeitos práticos e a ordem de relevância de 20 variáveis de entrada principais. O desempenho da programação semafórica em termos de redução dos atrasos geralmente coincide com redução das emissões, embora às vezes às custas da segurança. A segunda parte deste trabalho investigou a relação entre a densidade horária de tráfego e as taxas de acidentes em autoestradas e rodovias de pista dupla brasileiras com características diversas, com base em um banco de dados contendo mais de 20.000 registros de acidentes e mais de 35 milhões de observações de tráfego. As curvas resultantes para rodovias urbanas seguem um formato em U, com valores mínimos associados aos níveis de serviço B a C, enquanto que as relações para as rodovias rurais são contínuas e crescentes, sugerindo que rodovias rurais de baixo volume são mais seguras do que as de maior volume. A análise de outros fatores revelou que condições noturnas, segmentos de entrelaçamento e rodovias de pista dupla convencionais urbanas estariam relacionadas a maiores taxas de acidentes. A terceira parte deste projeto amplia a análise para modelagem de severidade dos acidentes, usando um modelo de escolha discreta ordenado. A estrutura que melhor se adequa a esse banco de dados levou ao desenvolvimento de dois modelos diferentes: acidentes com um veículo e acidentes com múltiplos veículos, já que os fatores que explicam a severidade dos acidentes variam muito entre esses modelos. Por exemplo, defensas e barreiras se mostraram efetivas para a redução da severidade de acidentes com um veículo, para as quais a saída de pista é o tipo de acidente mais grave. O amplo banco de dados usado neste estudo também permitiu uma investigação da influência das condições de tráfego na severidade do acidente, em comparação com todos os outros fatores. Os resultados sugeriram que a severidade de acidentes de múltiplos veículos está negativamente relacionada com a densidade de tráfego, enquanto colisões com um único veículo estão mais relacionadas à velocidade. As descobertas deste trabalho têm implicações nas decisões sobre políticas e projetos de transportes, e a equação produzida pode ser incorporada à análise de confiabilidade do gerenciamento ativo do tráfego (ATM) e do Highway Capacity Manual.

A esquizofrenia é um transtorno psiquiátrico incapacitante que afeta estimadamente 1% da população mundial. Delírios, alucinações, desorganização de pensamento e prejuízo cognitivo são as principais marcas da Esquizofrenia. Fisiologicamente, além de anormalidades funcionais e estruturais, alterações na atividade neuronal são reportadas. Como a atividade neuronal possui uma relação direta com o fluxo sanguíneo cerebral (CBF, Cerebral Blood Flow), a técnica de Imagens por Ressonância Magnética, denominada Marcação dos Spins Arteriais (ASL, Arterial Spin Labeling), que permite a obtenção de mapa quantitativo de CBF, é uma ferramenta útil na avaliação funcional cerebral. Além disso, a ASL pode ser usada na avaliação da conectividade funcional, que é eficiente na investigação de rupturas funcionais entre as regiões do cérebro. Comparando com um grupo de sujeitos saudáveis, os pacientes com esquizofrenia, recrutados no Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto (HCFMRP), apresentaram redução de CBF em regiões bilaterais do polo frontal e giro frontal superior, giro frontal medial direito, partes triangular e opercular do giro frontal inferior direito, divisão posterior do giro supramarginal esquerdo, divisão superior e inferior do córtex occipital lateral esquerdo e polo occipital. A conectividade funcional, avaliada por três diferentes métodos (baseado em semente, análise de componentes independentes e teoria dos grafos), se apresentou prejudicada em regiões envolvendo funções motoras, sensoriais e cognitivas dos pacientes. Portanto, utilizando uma técnica de imagem completamente não invasiva, foi possível observar déficits de CBF e alterações na organização funcional do cérebro de pacientes com esquizofrenia, relacionados com os sintomas e características da psicopatologia. / Schizophrenia is a disabling psychiatric disorder that affects around 1% of the population worldwide. Delusions, hallucinations, disorganized thought, and cognitive deficits are the main features of schizophrenia. Physiologically, in addition to functional and structural abnormalities, changes in neuronal activity are reported. Since the Cerebral Blood Flow (CBF) is directly related with neuronal activity, the Magnetic Resonance Imaging (MRI) technique called Arterial Spin Labeling (ASL), which allows the quantification of CBF, is a useful tool in brain functional evaluation. In addition, ASL can be used to assess functional connectivity, which is efficient in investigating functional impairment between regions of the brain. Patients with Schizophrenia, recruited at the Clinical Hospital (HCFMRP), presented a reduction of CBF in bilateral regions of the frontal pole and superior frontal gyrus, right medial frontal gyrus, triangular and opercular parts of the right inferior frontal gyrus, posterior division of left supramarginal gyrus, superior and inferior division of left lateral occipital cortex and occipital pole. Functional connectivity, assessed by three different methods (seed-based, independent component analysis and graph theory), was impaired in regions involving patients\' motor, sensory and cognitive functions. Therefore, using a noninvasive imaging technique, it was possible to observe CBF deficits and alterations in the functional organization of the brain of schizophrenia patients, related to the symptoms and characteristics of the psychopathology.

O processo de envelhecimento é acompanhado por um declínio nas funções cognitivas, principalmente, de funções fluidas ou de processamento. Essas diminuições são pelo menos, em parte, devido a alterações estruturais e funcionais do sistema nervoso central. Uma abordagem para estudar as mudanças funcionais é a medição da utilização metabólica regional da glicose, ou, alternativamente, um parâmetro físico correlacionado ao metabolismo cerebral e à atividade funcional local, como o fluxo sanguíneo cerebral (CBF). Neste contexto, em Imagens por Ressonância Magnética (IRM), a técnica de Marcação dos Spins Arteriais (ASL) surge como uma importante ferramenta não invasiva para análises perfusionais. Seu uso não só permite avaliar a perfusão sanguínea cerebral, gerando mapas quantitativos de CBF, mas também fornecer uma alternativa para estudar a conectividade funcional (FC), um parâmetro importante para descrição da topologia e funcionalidade cerebral. Sessenta e três indivíduos saudáveis, na faixa etária entre dezoito à setenta e dois anos, foram recrutados para participar deste estudo. Análises estatísticas mostram uma diminuição de CBF em várias regiões cerebrais, especialmente nos lobos frontal e temporal, que acompanham o processo de envelhecimento. As medidas de FC foram obtidas em análises por regiões de interesse e teoria de grafos; estas também demostraram uma diminuição, com o avanço da idade, em regiões presentes nos lobos frontal e temporal, mas também relataram um maior número de regiões prejudicadas no lobo parietal. Portanto, usando uma técnica de imagem não invasiva, foi possível observar déficits de CBF além de alterações de aspectos da organização funcional, oferecendo valores quantitativos que podem ajudar na melhor descrição dos efeitos do envelhecimento na hemodinâmica cerebral. / Aging process is accompanied by a decline in cognitive functions foremost comprise fluid or processing-based functions. These decreases are at least partly due to structural and functional deteriorating changes of the central nervous system. One approach to study these functional changes is the measurement of the regional metabolic utilization of glucose, or, alternatively, a physical quantity correlated to cerebral metabolism and local functional activity, such as the cerebral blood flow (CBF). In this context, Arterial spin labeling (ASL) emerges as a noninvasive Magnetic Resonance Imaging (MRI) perfusion technique. Its use not only allows assessing cerebral perfusion, by generating CBF values, but also can provide an alternative to study functional connectivity (FC), which is an important parameter that describes the brain topology and functionality. Sixty-three healthy subjects, from age eighteen to seventy-two years, were recruited to participate in this study. ASL-CBF maps showed a decrease in several brain regions, especially in frontal and temporal lobes that follows aging process. FC measures were assessed with regions of interest (ROI-to-ROI) and graph theory analysis, also showing a decrease in regions present in frontal and temporal lobes, and also more impaired regions in the parietal lobe. Therefore, using a noninvasive imaging technique it was possible to observe CBF deficits besides alteration in aspects on functional organization, offering quantitative values that can help to describe better the aging effects on cerebral hemodynamics.

A presença de redes cerebrais funcionais ativadas durante o repouso é bem conhecida e verificada por diferentes técnicas de imagens, como as Imagens por Ressonância Magnética funcionais (IRMf) baseadas no contraste dependente do nível de oxigenação do sangue (BOLD, Blood Oxygenation Level Dependent). Entretanto, apesar de ser atualmente o método não invasivo convencional para tais estudos, o contraste BOLD é sensível a diferentes parâmetros hemodinâmicos (fluxo sanguíneo cerebral, CBF; volume sanguíneo cerebral e extração de oxigênio), cuja relação não é completamente conhecida em diversas patologias. Por outro lado, o método de Marcação dos Spins Arteriais (ASL) é uma técnica de IRM não invasiva que fornece mapas quantitativos de CBF e pode ser usada para avaliar as redes de repouso. Portanto, o objetivo do presente estudo foi investigar a viabilidade de usar sequências de ASL (pulsada e pseudocontínua), disponíveis para o uso na rotina clínica, para o estudo da conectividade funcional do cérebro em estado de repouso. Imagens de ASL e BOLD, de 23 indivíduos jovens e saudáveis, foram adquiridas em um equipamento de 3T. Após o pré-processamento usual das imagens e cálculos dos mapas de perfusão, CBF e pseudo-BOLD (pBOLD), a partir das imagens de ASL, as redes cerebrais de repouso foram obtidas pela Análise de Componentes Independentes (ICA) e pelo método baseado em semente. Utilizando ICA, a análise em grupo conjunta de pBOLD e BOLD identificou cinco redes: rede de modo padrão (DMN), visual, auditiva, saliência e motora. Quando analisados separadamente, os dados de pBOLD mostraram apenas as redes DMN e visual, enquanto os dados de BOLD mostraram também as redes auditiva, saliência, motora, atentiva e frontoparietais direita e esquerda. Para ambas as análises, comparações entre as redes de pBOLD e BOLD apresentaram similaridades de moderadas a altas. Entretanto, nenhuma rede foi observada utilizando os dados de perfusão e CBF. Já as análises baseadas em sementes mostraram correlações significativas, para as séries temporais de pBOLD e CBF, entre regiões que constituem algumas redes de repouso conhecidas (DMN, visual, sensorial-motora, atentiva e frontoparietal). Os valores obtidos para a força das conectividades nas redes de pBOLD e CBF se correlacionaram com aqueles obtidos nas redes de BOLD. As diferenças no desempenho de ASL e BOLD devem-se a uma combinação de fatores, como relação sinal ruído e resolução temporal. Além disso, a natureza dos sinais não é a mesma. O sinal BOLD é influenciado por diferentes parâmetros fisiológicos e é proveniente principalmente de grandes veias; enquanto o sinal de ASL é proveniente da rede de capilares, fornecendo especificidade espacial mais alta para a atividade neuronal, além de permitir a quantificação do CBF, que está relacionado mais diretamente ao metabolismo cerebral. Portanto, o presente estudo mostrou ser possível investigar a conectividade funcional do cérebro no estado de repouso com uma sequência comercial, apesar das limitações técnicas da ASL. Além disso, as séries temporais de CBF e BOLD refletem diferentes aspectos do cérebro em repouso, fornecendo informações complementares dos seus processos fisiológicos / The presence of functional brain networks activated during resting state is well known and has been verified by different imaging techniques, such as the functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) based on the Blood Oxygenation Level-Dependent (BOLD) contrast. Although BOLD-fMRI is currently the conventional non invasive method for such studies, BOLD contrast is sensitive to different hemodynamic parameters (Cerebral Blood Flow, CBF; cerebral blood volume and oxygen extraction fraction), whose relationship is not fully understood in several pathologies. In contrast, the Arterial Spin Labeling (ASL) MRI technique is a non invasive tool for CBF quantification and can be used to investigate resting-state networks. Therefore, the goal of the present study was to investigate the feasibility of using ASL sequences (pulsed and pseudocontinuous), available for clinical routine use, for the study of functional connectivity of the brain at rest. ASL and BOLD images of 23 healthy young subjects were acquired in a 3T machine. After the usual image pre-processing and quantification of perfusion, CBF and pseudo-BOLD (pBOLD) maps, from ASL images, resting-state brain networks were obtained by Independent Component Analysis (ICA) and a seed-based method. Five networks were identified in a joint analysis of pBOLD and BOLD: Default Mode Network (DMN), visual, auditory, salience, and motor. When analyzed separately, pBOLD showed only the DMN and visual networks, while BOLD also showed auditory, salience, motor, attentive, right and left frontoparietal networks. For both analyses, comparisons between pBOLD and BOLD networks showed from moderate to high similarities. However, no network was obtained from perfusion and CBF time series. Seed-based analysis showed significant correlations, for pBOLD e CBF time series, between regions that integrate some known networks (DMN, visual, sensorial-motor, attentive and frontoparietal). Functional connectivity strength obtained from pBOLD and CBF networks correlated with the ones from BOLD data. Differences in performance with ASL and BOLD are due to a combination of factors, such as SNR and temporal resolution. Moreover, the nature of the signals is not the same. BOLD signal is influenced by different physiologic parameters and comes mainly from large veins; while ASL signal comes from small capillaries, providing higher spatial specificity regarding neural activity, in addition to allow the quantification of CBF, which is closer related to the cerebral metabolism. In conclusion, the present study showed the feasibility of investigating functional connectivity of the brain at rest using a commercial ASL sequence, even with its technical limitations. Moreover, CBF and BOLD time series reflect different aspects of the resting-state brain and provide complementary information on its physiological processes

A esquizofrenia é um transtorno psiquiátrico incapacitante que afeta estimadamente 1% da população mundial. Delírios, alucinações, desorganização de pensamento e prejuízo cognitivo são as principais marcas da Esquizofrenia. Fisiologicamente, além de anormalidades funcionais e estruturais, alterações na atividade neuronal são reportadas. Como a atividade neuronal possui uma relação direta com o fluxo sanguíneo cerebral (CBF, Cerebral Blood Flow), a técnica de Imagens por Ressonância Magnética, denominada Marcação dos Spins Arteriais (ASL, Arterial Spin Labeling), que permite a obtenção de mapa quantitativo de CBF, é uma ferramenta útil na avaliação funcional cerebral. Além disso, a ASL pode ser usada na avaliação da conectividade funcional, que é eficiente na investigação de rupturas funcionais entre as regiões do cérebro. Comparando com um grupo de sujeitos saudáveis, os pacientes com esquizofrenia, recrutados no Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto (HCFMRP), apresentaram redução de CBF em regiões bilaterais do polo frontal e giro frontal superior, giro frontal medial direito, partes triangular e opercular do giro frontal inferior direito, divisão posterior do giro supramarginal esquerdo, divisão superior e inferior do córtex occipital lateral esquerdo e polo occipital. A conectividade funcional, avaliada por três diferentes métodos (baseado em semente, análise de componentes independentes e teoria dos grafos), se apresentou prejudicada em regiões envolvendo funções motoras, sensoriais e cognitivas dos pacientes. Portanto, utilizando uma técnica de imagem completamente não invasiva, foi possível observar déficits de CBF e alterações na organização funcional do cérebro de pacientes com esquizofrenia, relacionados com os sintomas e características da psicopatologia. / Schizophrenia is a disabling psychiatric disorder that affects around 1% of the population worldwide. Delusions, hallucinations, disorganized thought, and cognitive deficits are the main features of schizophrenia. Physiologically, in addition to functional and structural abnormalities, changes in neuronal activity are reported. Since the Cerebral Blood Flow (CBF) is directly related with neuronal activity, the Magnetic Resonance Imaging (MRI) technique called Arterial Spin Labeling (ASL), which allows the quantification of CBF, is a useful tool in brain functional evaluation. In addition, ASL can be used to assess functional connectivity, which is efficient in investigating functional impairment between regions of the brain. Patients with Schizophrenia, recruited at the Clinical Hospital (HCFMRP), presented a reduction of CBF in bilateral regions of the frontal pole and superior frontal gyrus, right medial frontal gyrus, triangular and opercular parts of the right inferior frontal gyrus, posterior division of left supramarginal gyrus, superior and inferior division of left lateral occipital cortex and occipital pole. Functional connectivity, assessed by three different methods (seed-based, independent component analysis and graph theory), was impaired in regions involving patients\' motor, sensory and cognitive functions. Therefore, using a noninvasive imaging technique, it was possible to observe CBF deficits and alterations in the functional organization of the brain of schizophrenia patients, related to the symptoms and characteristics of the psychopathology.

A presença de redes cerebrais funcionais ativadas durante o repouso é bem conhecida e verificada por diferentes técnicas de imagens, como as Imagens por Ressonância Magnética funcionais (IRMf) baseadas no contraste dependente do nível de oxigenação do sangue (BOLD, Blood Oxygenation Level Dependent). Entretanto, apesar de ser atualmente o método não invasivo convencional para tais estudos, o contraste BOLD é sensível a diferentes parâmetros hemodinâmicos (fluxo sanguíneo cerebral, CBF; volume sanguíneo cerebral e extração de oxigênio), cuja relação não é completamente conhecida em diversas patologias. Por outro lado, o método de Marcação dos Spins Arteriais (ASL) é uma técnica de IRM não invasiva que fornece mapas quantitativos de CBF e pode ser usada para avaliar as redes de repouso. Portanto, o objetivo do presente estudo foi investigar a viabilidade de usar sequências de ASL (pulsada e pseudocontínua), disponíveis para o uso na rotina clínica, para o estudo da conectividade funcional do cérebro em estado de repouso. Imagens de ASL e BOLD, de 23 indivíduos jovens e saudáveis, foram adquiridas em um equipamento de 3T. Após o pré-processamento usual das imagens e cálculos dos mapas de perfusão, CBF e pseudo-BOLD (pBOLD), a partir das imagens de ASL, as redes cerebrais de repouso foram obtidas pela Análise de Componentes Independentes (ICA) e pelo método baseado em semente. Utilizando ICA, a análise em grupo conjunta de pBOLD e BOLD identificou cinco redes: rede de modo padrão (DMN), visual, auditiva, saliência e motora. Quando analisados separadamente, os dados de pBOLD mostraram apenas as redes DMN e visual, enquanto os dados de BOLD mostraram também as redes auditiva, saliência, motora, atentiva e frontoparietais direita e esquerda. Para ambas as análises, comparações entre as redes de pBOLD e BOLD apresentaram similaridades de moderadas a altas. Entretanto, nenhuma rede foi observada utilizando os dados de perfusão e CBF. Já as análises baseadas em sementes mostraram correlações significativas, para as séries temporais de pBOLD e CBF, entre regiões que constituem algumas redes de repouso conhecidas (DMN, visual, sensorial-motora, atentiva e frontoparietal). Os valores obtidos para a força das conectividades nas redes de pBOLD e CBF se correlacionaram com aqueles obtidos nas redes de BOLD. As diferenças no desempenho de ASL e BOLD devem-se a uma combinação de fatores, como relação sinal ruído e resolução temporal. Além disso, a natureza dos sinais não é a mesma. O sinal BOLD é influenciado por diferentes parâmetros fisiológicos e é proveniente principalmente de grandes veias; enquanto o sinal de ASL é proveniente da rede de capilares, fornecendo especificidade espacial mais alta para a atividade neuronal, além de permitir a quantificação do CBF, que está relacionado mais diretamente ao metabolismo cerebral. Portanto, o presente estudo mostrou ser possível investigar a conectividade funcional do cérebro no estado de repouso com uma sequência comercial, apesar das limitações técnicas da ASL. Além disso, as séries temporais de CBF e BOLD refletem diferentes aspectos do cérebro em repouso, fornecendo informações complementares dos seus processos fisiológicos / The presence of functional brain networks activated during resting state is well known and has been verified by different imaging techniques, such as the functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) based on the Blood Oxygenation Level-Dependent (BOLD) contrast. Although BOLD-fMRI is currently the conventional non invasive method for such studies, BOLD contrast is sensitive to different hemodynamic parameters (Cerebral Blood Flow, CBF; cerebral blood volume and oxygen extraction fraction), whose relationship is not fully understood in several pathologies. In contrast, the Arterial Spin Labeling (ASL) MRI technique is a non invasive tool for CBF quantification and can be used to investigate resting-state networks. Therefore, the goal of the present study was to investigate the feasibility of using ASL sequences (pulsed and pseudocontinuous), available for clinical routine use, for the study of functional connectivity of the brain at rest. ASL and BOLD images of 23 healthy young subjects were acquired in a 3T machine. After the usual image pre-processing and quantification of perfusion, CBF and pseudo-BOLD (pBOLD) maps, from ASL images, resting-state brain networks were obtained by Independent Component Analysis (ICA) and a seed-based method. Five networks were identified in a joint analysis of pBOLD and BOLD: Default Mode Network (DMN), visual, auditory, salience, and motor. When analyzed separately, pBOLD showed only the DMN and visual networks, while BOLD also showed auditory, salience, motor, attentive, right and left frontoparietal networks. For both analyses, comparisons between pBOLD and BOLD networks showed from moderate to high similarities. However, no network was obtained from perfusion and CBF time series. Seed-based analysis showed significant correlations, for pBOLD e CBF time series, between regions that integrate some known networks (DMN, visual, sensorial-motor, attentive and frontoparietal). Functional connectivity strength obtained from pBOLD and CBF networks correlated with the ones from BOLD data. Differences in performance with ASL and BOLD are due to a combination of factors, such as SNR and temporal resolution. Moreover, the nature of the signals is not the same. BOLD signal is influenced by different physiologic parameters and comes mainly from large veins; while ASL signal comes from small capillaries, providing higher spatial specificity regarding neural activity, in addition to allow the quantification of CBF, which is closer related to the cerebral metabolism. In conclusion, the present study showed the feasibility of investigating functional connectivity of the brain at rest using a commercial ASL sequence, even with its technical limitations. Moreover, CBF and BOLD time series reflect different aspects of the resting-state brain and provide complementary information on its physiological processes

O processo de envelhecimento é acompanhado por um declínio nas funções cognitivas, principalmente, de funções fluidas ou de processamento. Essas diminuições são pelo menos, em parte, devido a alterações estruturais e funcionais do sistema nervoso central. Uma abordagem para estudar as mudanças funcionais é a medição da utilização metabólica regional da glicose, ou, alternativamente, um parâmetro físico correlacionado ao metabolismo cerebral e à atividade funcional local, como o fluxo sanguíneo cerebral (CBF). Neste contexto, em Imagens por Ressonância Magnética (IRM), a técnica de Marcação dos Spins Arteriais (ASL) surge como uma importante ferramenta não invasiva para análises perfusionais. Seu uso não só permite avaliar a perfusão sanguínea cerebral, gerando mapas quantitativos de CBF, mas também fornecer uma alternativa para estudar a conectividade funcional (FC), um parâmetro importante para descrição da topologia e funcionalidade cerebral. Sessenta e três indivíduos saudáveis, na faixa etária entre dezoito à setenta e dois anos, foram recrutados para participar deste estudo. Análises estatísticas mostram uma diminuição de CBF em várias regiões cerebrais, especialmente nos lobos frontal e temporal, que acompanham o processo de envelhecimento. As medidas de FC foram obtidas em análises por regiões de interesse e teoria de grafos; estas também demostraram uma diminuição, com o avanço da idade, em regiões presentes nos lobos frontal e temporal, mas também relataram um maior número de regiões prejudicadas no lobo parietal. Portanto, usando uma técnica de imagem não invasiva, foi possível observar déficits de CBF além de alterações de aspectos da organização funcional, oferecendo valores quantitativos que podem ajudar na melhor descrição dos efeitos do envelhecimento na hemodinâmica cerebral. / Aging process is accompanied by a decline in cognitive functions foremost comprise fluid or processing-based functions. These decreases are at least partly due to structural and functional deteriorating changes of the central nervous system. One approach to study these functional changes is the measurement of the regional metabolic utilization of glucose, or, alternatively, a physical quantity correlated to cerebral metabolism and local functional activity, such as the cerebral blood flow (CBF). In this context, Arterial spin labeling (ASL) emerges as a noninvasive Magnetic Resonance Imaging (MRI) perfusion technique. Its use not only allows assessing cerebral perfusion, by generating CBF values, but also can provide an alternative to study functional connectivity (FC), which is an important parameter that describes the brain topology and functionality. Sixty-three healthy subjects, from age eighteen to seventy-two years, were recruited to participate in this study. ASL-CBF maps showed a decrease in several brain regions, especially in frontal and temporal lobes that follows aging process. FC measures were assessed with regions of interest (ROI-to-ROI) and graph theory analysis, also showing a decrease in regions present in frontal and temporal lobes, and also more impaired regions in the parietal lobe. Therefore, using a noninvasive imaging technique it was possible to observe CBF deficits besides alteration in aspects on functional organization, offering quantitative values that can help to describe better the aging effects on cerebral hemodynamics.