Obiettivo: valutare la tossicità ed il controllo di malattia di un trattamento radioterapico ipofrazionato ad alte dosi con tecnica ad intensità modulata (IMRT) guidata dalle immagini (IGRT) in pazienti affetti da carcinoma prostatico a rischio intermedio, alto ed altissimo di recidiva. Materiali e metodi: tutti i pazienti candidati al trattamento sono stati stadiati e sottoposti al posizionamento di tre “markers” fiduciali intraprostatici necessari per l’IGRT. Mediante tecnica SIB – IMRT sono stati erogati alla prostata 67,50 Gy in 25 frazioni (EQD2 = 81 Gy), alle vescichette 56,25 Gy in 25 frazioni (EQD2 = 60,35 Gy) e ai linfonodi pelvici, qualora irradiati, 50 Gy in 25 frazioni. La tossicità gastrointestinale (GI) e genitourinaria (GU) è stata valutata mediante i CTCAE v. 4.03. Per individuare una possibile correlazione tra i potenziali fattori di rischio e la tossicità registrata è stato utilizzato il test esatto di Fisher e la sopravvivenza libera da malattia è stata calcolata mediante il metodo di Kaplan-Meier. Risultati: sono stati arruolati 71 pazienti. Il follow up medio è di 19 mesi (3-35 mesi). Nessun paziente ha dovuto interrompere il trattamento per la tossicità acuta. Il 14% dei pazienti (10 casi) ha presentato una tossicità acuta GI G ≥ 2 e il 15% (11 pazienti) ha riportato una tossicità acuta GU G2. Per quanto riguarda la tossicità tardiva GI e GU G ≥ 2, essa è stata documentata, rispettivamente, nel 14% dei casi (9 pazienti) e nell’11% (7 pazienti). Non è stata riscontrata nessuna tossicità, acuta o cronica, G4. Nessun fattore di rischio correlava con la tossicità. La sopravvivenza libera da malattia a 2 anni è del 94%. Conclusioni: il trattamento radioterapico ipofrazionato ad alte dosi con IMRT-IGRT appare essere sicuro ed efficace. Sono comunque necessari ulteriori studi per confermare questi dati ed i presupposti radiobiologici dell’ipofrazionamento del carcinoma prostatico. / Purpose: to evaluate toxicity and control of disease with hypofractionated high-dose intensity-modulated (IMRT) and image guided (IGRT) radiotherapy in patients with intermediate, high and very high risk of prostate cancer. Materials and Methods: patients eligible for treatment were staged and three fiducial "markers" needed for IGRT were implanted in the prostate. It was delivering with SIB- IMRT 67,50 Gy in 25 fractions (EQD2 = 81 Gy) to the prostate, 56,25 Gy in 25 fractions (EQD2 = 60,35 Gy) to the seminal vesicles and 50 Gy in 25 fractions to the pelvic lymph nodes, when irradiated. Gastrointestinal (GI) and genitourinary (GU) toxicity were assessed using CTCAE v. 4.03. Correlation between potential risk factors and toxicity was performed using the Fisher's test and disease-free survival was calculated using the Kaplan-Meier method. Results: seventy-one patients were evaluated. The mean follow-up was 19 months (3-35 months). No patient had to discontinue treatment for acute toxicity. 14% of patients (10 cases) presented acute GI G ≥ 2 and 15% (11 patients) reported acute toxicity GU G2. Regarding the late toxicity GI and GU G ≥ 2, it has been detected, respectively, in 14% (9 patients) and 11% of cases (7 patients). There was no incidence of any acute or late toxicity G4. No risk factor correlated with toxicity. The disease-free survival at 2 years was 94%. Conclusions: hypofractionated high-dose IMRT-IGRT radiotherapy appears to be safe and effective. However, further studies are needed to confirm these data and the radiobiological bases of hypofractionated radiotherapy of prostate cancer.

Os sistemas de radiologia digital, entre eles os baseados em fósforos fotoestimuláveis (sistemas CR como sao conhecidos em radiologia), são cada vez mais comuns na pratica radiológica da cidade de Sao Paulo, seguindo uma tendência mundial. O uso desta tecnologia, que vem substituindo o conjunto tela-filme como sistema de detecção e produção de imagem, permite o uso de uma faixa dinâmica de detecção mais ampla e pode ser prejudicial ou benéfico do ponto de vista da dose absorvida pelo paciente, pois possibilita a obtenção de imagens para superexposições ou subexposições. Para avaliar o contraste obtido na imagem, e, ao mesmo tempo, obter uma estimativa da dose absorvida pelo paciente, todos os fabricantes de sistemas CR incluem no software de analise da imagem um indicador de exposição, que deve se relacionar com a dose absorvida pela placa de fosforo foto-estimulável (Image Plate IP). Estudos que relacionam a razão sinal ruído (SNR) e Dose de Entrada na Pele (DEP), avaliada com câmara de ionização e dosimetria TL, para radiografias de torax (frente e perfil) foram conduzidos empregando técnicas clinicas. Valores de dose (DEP e dose de saída) foram comparados com valores de níveis de cinza e de indicadores de exposição obtidos para as imagens com o CR Agfa CR30-X. Para isso foram utilizados dois simuladores: um simulador homogêneo, com paredes PMMA e preenchido com agua; e um simulador antropomórfico sem os membros superiores e inferiores (RANDO Phantom), no qual foi possível também medir doses internas com dosimetria TL, com irradiações realizadas em laboratório e em ambiente hospitalar. Os resultados mostraram uma relação logarítmica entre o indicador de exposição da Agfa (log of median of histogram - lgM) e a dose de saída do simulador, e uma relação logarítmica da DEP com a mediana dos níveis de cinza de uma regiao da imagem (SAL - Scan Average Level) para ambas as projeções. Também foi possível relacionar o lgM com a DEP, porem, tal relação e dependente da qualidade do feixe. Com o uso de filtros, verificamos que e possível diminuir a DEP mantendo a mesma qualidade da imagem. Neste trabalho foram obtidos valores de DEP na faixa de 0,0995(50) 1,657(51) mGy, e de doses internas entre 0,0074(18) e 0,90(13) mGy. Com isso concluímos que e possível relacionar os indicadores de exposição com a dose absorvida (DEP e dose de saída), e usar o CR como um avaliador de dose absorvida no paciente, quando a qualidade do feixe e conhecida. / The digital radiology systems, among them the system based on photostimulable phosphors (CR systems as they are known in radiology) are increasingly common in radiological practice in Sao Paulo, following a worldwide trend. Using this technology, which is replacing the screen-film as detection system for production of the image, can be detrimental or beneficial in terms of the absorbed dose to the patient, because the dynamic range of these detectors is much wider than the radiographic films, and it is possible to obtain an image with overexposure or underexposure. To evaluate the contrast obtained in the image, and at the same time, obtain an estimate of the absorbed dose to the patient, all manufacturers of CR systems include the evaluation of an exposure index in the image analysis software. This index should be related to the absorbed dose to the phosphor plate (Image Plate- IP). Studies that relate the signal to noise ratio (SNR) and Entrance Skin Dose (ESD), measured with ionization chamber and TL dosimetry for chest X-rays were conducted using clinical techniques, and typical values of dose (ESD and exit dose) were compared with values of gray levels and exposure index obtained with the CR. For this we used two simulators: a homogeneous one made with PMMA walls and filled with water, and an anthropomorphic phantom without the upper and lower limbs (RANDO Phantom), in which it was also possible to measure internal doses with TL dosimetry. The results showed a logarithmic relationship between the Agfa index IgM (log of median of histogram) and the simulator exit dose, and a log relationship between the ESD and the mean gray level of a region of the image (SAL - Scan Average Level ). It was also possible to relate the IgM with ESD, but the relation is dependent on the beam quality. With the use of different filtrations, we verified the possibility of decrease the ESD keeping the same image quality. In this work we obtained ESD values in the range 0.0995(50) 1.657(51) mGy, and internal doses from 0.0074(18) to 0.90(13) mGy.

No description available.

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Os sistemas de radiologia digital, entre eles os baseados em fósforos fotoestimuláveis (sistemas CR como sao conhecidos em radiologia), são cada vez mais comuns na pratica radiológica da cidade de Sao Paulo, seguindo uma tendência mundial. O uso desta tecnologia, que vem substituindo o conjunto tela-filme como sistema de detecção e produção de imagem, permite o uso de uma faixa dinâmica de detecção mais ampla e pode ser prejudicial ou benéfico do ponto de vista da dose absorvida pelo paciente, pois possibilita a obtenção de imagens para superexposições ou subexposições. Para avaliar o contraste obtido na imagem, e, ao mesmo tempo, obter uma estimativa da dose absorvida pelo paciente, todos os fabricantes de sistemas CR incluem no software de analise da imagem um indicador de exposição, que deve se relacionar com a dose absorvida pela placa de fosforo foto-estimulável (Image Plate IP). Estudos que relacionam a razão sinal ruído (SNR) e Dose de Entrada na Pele (DEP), avaliada com câmara de ionização e dosimetria TL, para radiografias de torax (frente e perfil) foram conduzidos empregando técnicas clinicas. Valores de dose (DEP e dose de saída) foram comparados com valores de níveis de cinza e de indicadores de exposição obtidos para as imagens com o CR Agfa CR30-X. Para isso foram utilizados dois simuladores: um simulador homogêneo, com paredes PMMA e preenchido com agua; e um simulador antropomórfico sem os membros superiores e inferiores (RANDO Phantom), no qual foi possível também medir doses internas com dosimetria TL, com irradiações realizadas em laboratório e em ambiente hospitalar. Os resultados mostraram uma relação logarítmica entre o indicador de exposição da Agfa (log of median of histogram - lgM) e a dose de saída do simulador, e uma relação logarítmica da DEP com a mediana dos níveis de cinza de uma regiao da imagem (SAL - Scan Average Level) para ambas as projeções. Também foi possível relacionar o lgM com a DEP, porem, tal relação e dependente da qualidade do feixe. Com o uso de filtros, verificamos que e possível diminuir a DEP mantendo a mesma qualidade da imagem. Neste trabalho foram obtidos valores de DEP na faixa de 0,0995(50) 1,657(51) mGy, e de doses internas entre 0,0074(18) e 0,90(13) mGy. Com isso concluímos que e possível relacionar os indicadores de exposição com a dose absorvida (DEP e dose de saída), e usar o CR como um avaliador de dose absorvida no paciente, quando a qualidade do feixe e conhecida. / The digital radiology systems, among them the system based on photostimulable phosphors (CR systems as they are known in radiology) are increasingly common in radiological practice in Sao Paulo, following a worldwide trend. Using this technology, which is replacing the screen-film as detection system for production of the image, can be detrimental or beneficial in terms of the absorbed dose to the patient, because the dynamic range of these detectors is much wider than the radiographic films, and it is possible to obtain an image with overexposure or underexposure. To evaluate the contrast obtained in the image, and at the same time, obtain an estimate of the absorbed dose to the patient, all manufacturers of CR systems include the evaluation of an exposure index in the image analysis software. This index should be related to the absorbed dose to the phosphor plate (Image Plate- IP). Studies that relate the signal to noise ratio (SNR) and Entrance Skin Dose (ESD), measured with ionization chamber and TL dosimetry for chest X-rays were conducted using clinical techniques, and typical values of dose (ESD and exit dose) were compared with values of gray levels and exposure index obtained with the CR. For this we used two simulators: a homogeneous one made with PMMA walls and filled with water, and an anthropomorphic phantom without the upper and lower limbs (RANDO Phantom), in which it was also possible to measure internal doses with TL dosimetry. The results showed a logarithmic relationship between the Agfa index IgM (log of median of histogram) and the simulator exit dose, and a log relationship between the ESD and the mean gray level of a region of the image (SAL - Scan Average Level ). It was also possible to relate the IgM with ESD, but the relation is dependent on the beam quality. With the use of different filtrations, we verified the possibility of decrease the ESD keeping the same image quality. In this work we obtained ESD values in the range 0.0995(50) 1.657(51) mGy, and internal doses from 0.0074(18) to 0.90(13) mGy.

Functional connectivity represents a powerful approach to describe the intrinsic activity of the brain. It reveals the organization and correlations among anatomically separated regions supporting similar cognitive and sensory processes. Using functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI), the recurrent spatial characteristics of these patterns have been extensively explored in the adult brain and their disruption has been found to be associated with psychiatric and developmental disorders. Unveiling the processes of emergence of resting state networks at a very early stage of life could shed light on the neuronal origins of these diseases. However, the study of the inception and development of functional connectivity in the newborn brain poses exceptional challenges, due to the complexity of dealing with non-compliant subjects. To this end, cortical activity at birth can be investigated using functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) that represents a promising non-invasive neuroimaging method for developmental studies. In the present thesis, I applied fNIRS to assess functional connectivity in term neonates. The first part of the dissertation is dedicated to investigating the maturation of a specific resting state network, the Default Mode Network, within the first 48 hours of life. The study aimed to examine its emergence, for the first time, using optical imaging on newborns immediately after birth. While the majority of fMRI literature focused on large-scale spatial patterns, I took a different approach measuring an intrinsic and localized fingerprint feature of the network, consistently detected in adult subjects. In the second part of the dissertation, I aimed at improving the anatomical representation of brain connectivity, inferred only from signals collected at the scalp. Thus, I developed and validated a method for the reconstruction of spatially distributed functional signals on a dedicated template for term newborn subjects. The intent is to promote the shift from a sensor space description (one signal for each channel) to a source space representation in which the origin of the signal is reconstructed with better anatomical fidelity. The reliability of the reconstruction method was tested on synthetic and real data. In the former case, I simulated spatially correlated neural activity in the cortex, thus enabling assessment of the reconstructed images against a ground-truth map. Analyses of functional connectivity in both sensor and source space showed that the Default Mode Network is still immature at birth, with a lack of homotopic correlation in the lateral parietal cortices, and no evidence of anticorrelation with the Dorsal Attention Network, a well established feature in the adult brain. Overall the work presented in the thesis contributes to the understanding of functional connectivity in the infantâ€TMs brain and provides useful tools for source-based connectivity analysis and for probe design and optimization.

This thesis aims at evaluating, in two separate studies, strategies for physiological noise and head motion correction in resting state brain FC-fMRI. In particular, as a general marker of noise correction performance we use the test-retest reproducibility of the DMN. The guiding hypothesis is that methods that improve reproducibility should reflect more efficient corrections and thus be preferable in longitudinal studies. The physiological denoising study evaluated longitudinal changes in a 3T harmonized multisite fMRI study of healthy elderly participants from the PharmaCog Consortium (Jovicich et al., 2016). Retrospective physiological noise correction (rPNC) methods were here implemented to investigate their influence on several DMN reliability measures within and between 13 MRI sites. Each site involved five different healthy elderly participants who were scanned twice at least a week apart (5 participants per site). fMRI data analysis was performed once without rPNC and then with WM/CSF regression, with physiological estimation by temporal ICA (PESTICA) (Beall & Lowe, 2007) and FMRIB's ICA-based Xnoiseifier (FSL-FIX) (Griffanti et al., 2014; Salimi-Khorshidi et al., 2014). These methods differ for their data-based computational approach to identify physiological noise fluctuations and need to be applied at different stages of data preprocessing. As a working hypothesis, physiological denoising was in general expected to improve DMN reliability. The head motion study evaluated longitudinal changes in the DMN connectivity from a 4T single-site study of 24 healthy young volunteers who were scanned twice within a week. Within each scanning session, RS-fMRI scans were acquired once using interleaved and then sequential slice-order acquisition methods. Furthermore, brain volumes were corrected for motion using once rigid-body volumetric and then slice-wise methods. The effects of these choices were then evaluated computing multiple DMN reliability measures and investigating single regions within the DMN to assess the existence of inter-regional effects associated with head-motion. In this case, we expected to find slice-order acquisition effects in reliability estimates under standard volumetric motion correction and no slice-order acquisition effect under 2D slice-based motion correction. Both studies used ICA to characterize the DMN using group-ICA and dual regression procedures (Beckmann et al., 2009). This methodology proved successful at defining consistent DMN connectivity metrics in longitudinal and clinical RS-fMRI studies (Zuo & Xing, 2014). Automatic DMN selection procedures and other quality assurance analyses were made to supervise ICA performance. Both studies considered several test-retest (TRT) reliability estimates (Vilagut, 2014) for some DMN connectivity measurements: absolute percent error between the sessions, intraclass correlation coefficients (ICC) between sessions and multiple sites, the Jaccard index to evaluate the degree of voxel-wise spatial pattern actiavtion overlap between sessions.

[pt] O apoio diagnóstico de exames médicos por imagem utilizando técnicas de Inteligência Artificial tem sido amplamente discutido e pesquisado academicamente. Diversas técnicas computacionais para segmentação e classificação de tais imagens são continuamente criadas, testadas e aperfeiçoadas. Destes estudos emergem sistemas com alto grau de especialização que se utilizam de técnicas de visão computacional e aprendizagem de máquina para segmentar e classificar imagens de exames utilizando conhecimento adquirido através de grandes coleções de exames devidamente laudados. No domínio médico há ainda a dificuldade de se conseguir bases de dados qualificada para realização da extração de conhecimento pelos sistemas de aprendizagem de máquina. Neste trabalho propomos a construção de uma arquitetura de software que suporte o desenvolvimento de sistemas de apoio diagnóstico que possibilite: (i) a utilização em múltiplos tipos exames, (ii) que consiga segmentar e classificar, (iii) utilizando não só de estratégias padrão de aprendizado de máquina como, (iv) o conhecimento do domínio médico disponível. A motivação é facilitar a tarefa de geração de classificadores que possibilite, além de buscar marcadores patológicos específicos, ser aplicado em objetivos diversos da atividade médica, como o diagnóstico pontual, triagem e priorização do atendimento. / [en] The image medical exam diagnostic support using Artificial Intelligence techniques has been extensively discussed and academically researched. Several computational techniques for segmentation and classification of such images are continuously created, tested and improved. From these studies, highly specialized systems that use computational vision and machine learning techniques to segment and classify exam images using knowledge acquired through large collections of lauded exams. In the medical domain, there is still the difficulty of obtaining qualified databases to support the extraction of knowledge by machine learning systems. In this work we propose a software architecture construction that supports diagnostic support systems development that allows: (i) use of multiple exam types, (ii) supporting segmentation and classification, (iii) using not only machine learning techniques as, (iv) knowledge of the available medical domain. The motivation is to facilitate the generation of classifiers task that, besides searching for specific pathological markers, can be applied to different medical activity objectives, such as punctual diagnosis, triage and prioritization of care.

[pt] O envelhecimento em todo o mundo é um dos maiores desafios da saúde. Nesse contexto, condições clínicas como demências e Comprometimento Cognitivo Leve (CCL) também aumentam suas prevalências. A causa de demência mais frequente e estudada é demência de Alzheimer (DA). Tradicionalmente, DA é caracterizada pelo déficit precoce na memória episódica. Entretanto, estudos atuais mostram que a DA apresenta heterogeneidade neuropsicológica e alguns pacientes apresentam déficits cognitivos precoces não-amnésticos. Essas apresentações são chamadas por alguns autores de DA atípica. Dessa forma, a primeira parte dessa tese dedicou-se a estudar a heterogeneidade neuropsicológica na DA através de dois estudos: uma revisão sistemática sobre heterogeneidade neuropsicológica na DA (publicado) e um estudo de casos sobre perfis típico e atípico na DA (publicado). A revisão sistemática tornou-se necessária já que foi a primeira revisão sistemática publicada sobre o tema. Os achados dos dois estudos mostraram que aspectos atípicos na DA precisam ser mais explorados, já que DA não é uma condição homogênea. Compreender esses perfis cognitivos na DA irá interferir nos métodos diagnósticos e intervenções terapêuticas, seja farmacológica ou comportamental. A segunda parte dessa tese explora esses aspectos atípicos em três amostras: envelhecimento normal, CCL e AD. Assim, um estudo transversal foi realizado para comparar medidas de velocidade de processamento (VP), controle inibitório e automonitoramento nas três amostras. Os resultados desse estudo mostram que medidas de VP podem ser indicadores precoces do declínio cognitivo envelhecimento. Ao comparar CCL com o grupo de envelhecimento saudável, os dados mostram diferença nas medidas de VP e erros cometidos nos testes de VP. Entretanto, as duas amostras não apresentaram diferenças nas medidas de funções executivas (FEs) e nas medidas de funcionalidade. CCL versus AD mostraram diferenças nas medidas de VP, funções executivas e funcionalidade. Dessa forma, esse estudo traz resultados relevantes para o diagnóstico precoce de CCL e novas diretrizes para o cenário clínico e pesquisa. Além disso, na segunda parte desta tese foi realizado um artigo sobre acurácia diagnóstica das medidas de VP nos casos de CCL e AD. A literatura mostra falta de estudos sobre diferenças nas medidas de VP no envelhecimento e parâmetros diagnósticos dos instrumentos de VP. Esse estudo mostrou que medidas de VP apresentam habilidades discriminativas, para DA e CCL. Esses dados são necessários, já que apresentamos um cenário de escassez de instrumentos com elevados parâmetros diagnósticos para medidas de VP no envelhecimento. Esse cenário torna-se ainda mais drástico, quando falamos de Brasil. / [en] Aging is a major healthcare challenge worldwide. With aging, the prevalence of conditions such as dementia and Mild Cognitive Impairment increase. The most frequent and studied cause of dementia is Alzheimer s dementia (AD). Traditionally, AD is characterized by early deficit in episodic memory. However, current studies show that AD presents heterogeneity in clinical manifestations, especially cognitive manifestations. Thus, some patients present a non-amnestic cognitive profile. These profiles are called by some authors as atypical AD. The first part of this thesis was aimed at studying the neuropsychological heterogeneity in AD by means of 2 studies: a systematic review on neuropsychological heterogeneity in AD (published) and cases of study with typical and atypical AD patients (published). The systematic review was necessary, as it was the first published review about the topic. The findings of the two studies show that atypical aspects in AD need to be further explored, since AD is not a homogeneous condition. Understanding these cognitive profiles in AD will interfere in diagnostic methods and therapeutic interventions, either pharmacological or behavioral ones. The second part of this thesis explores atypical aspects in three samples: normal aging, MCI and AD. Thus, a cross-sectional study was conducted to compare measures of processing speed (PS), inhibitory control, working memory and cognitive flexibility in the three samples. The results of this study showed that PS measures may be early indicators of cognition decline in aging. MCI versus normal aging showed differences in PS measures and errors in tests of PS. However, these samples did not show differences in executive function measures (EFs) and functional measures. Nevertheless, MCI versus AD show differences in PS measures, executive functions and functionality. Thus, this study showed relevant results for the diagnosis process of MCI and new guidelines for clinical settings and research. In addition, in the second part of this thesis an article was written on diagnostic accuracy of the PS measures used in cases of MCI and AD. The literature shows a lack of studies on differences in PS measures in aging and diagnostic parameters of PS instruments. This study showed that PS measures present discriminative abilities in AD and MCI. These data are important, as there is a lack of diagnostic tools for PS in aging, especially in the Brazilian scenario.