INTRODUÇÃO: Poucas são as estratégias testadas para reduzir o volume de contraste durante angioplastia coronária. Levantamos a hipótese de que o ultrassom intravascular teria o potencial de substituir muitas informações fornecidas pela angiografia, reduzindo, dessa forma, o volume total de contraste utilizado durante a angioplastia coronária. MÉTODOS: No total, 83 pacientes foram randomizados para realização de angioplastia guiada pela angiografia isolada ou angioplastia guiada pelo ultrassom intravascular. Ambos os grupos foram tratados com estratégias rigorosas para redução de contraste, tendo como objetivo primário o volume final de contraste utilizado na angioplastia coronária. Os pacientes foram acompanhados por um período médio de 4 meses. RESULTADOS: A mediana do volume total de contraste foi de 64,5 ml (intervalo interquartil [ITQ], 42,8-97 ml; mínimo de 19 ml e máximo de 170 ml) no grupo angioplastia guiada pela angiografia isolada vs. 20 ml (ITQ, 12,5-30 ml; mínimo de 3 ml e máximo de 54 ml) no grupo angioplastia guiada pelo ultrassom intravascular (P < 0,001). De forma semelhante, a mediana da razão entre o volume de contraste e o clearance de creatinina foi significantemente menor entre os pacientes submetidos a angioplastia guiada pelo ultrassom intravascular, quando comparados aos pacientes do grupo angioplastia guiada pela angiografia isolada (1 [ITQ, 0,6-1,9] vs. 0,4 [ITQ, 0,2- 0,5], respectivamente; P < 0,001). Os desfechos intra-hospitalares e aos 4 meses de acompanhamento não foram diferentes entre os pacientes randomizados para o grupo angioplastia guiada pela angiografia isolada e aqueles do grupo angioplastia guiada pelo ultrassom intravascular. CONCLUSÕES: A utilização racional do ultrassom intravascular como método de imagem para guiar a angioplastia foi segura e reduziu de forma significativa o volume de contraste, comparativamente à angioplastia guiada pela angiografia isolada. O uso do ultrassom intravascular para esse propósito deve ser considerado para pacientes de elevado risco para o desenvolvimento de nefropatia induzida pelo contraste ou sobrecarga de volume e que serão submetidos a angioplastia coronária / BACKGROUND: To date, few approaches have been described to reduce the final dose of contrast agent in percutaneous coronary intervention. We hypothesized that intravascular ultrasound might serve as an alternative imaging tool to angiography in many steps during percutaneous coronary intervention, thereby reducing the use of iodine contrast. METHODS: A total of 83 patients were randomized to angiography alone-guided percutaneous coronary intervention or intravascular ultrasound-guided percutaneous coronary intervention. Both groups were treated according to a pre-defined meticulous procedural strategy, and the primary endpoint was the total volume contrast agent used during percutaneous coronary intervention. Patients were followed clinically for an average of 4 months. RESULTS: The median total volume of contrast was 64.5 mL (interquartile range [IQR], 42.8 to 97 mL; minimum, 19 mL; maximum, 170 mL) in the angiography alone-guided group vs. 20 mL (IQR, 12.5 to 30 mL; minimum, 3 mL; maximum, 54 mL) in the intravascular ultrasound-guided group (P < 0.001). Similarly, the median volume of contrast/creatinine clearance ratio was significantly lower among patients treated with intravascular ultrasound-guided percutaneous coronary intervention when compared with patients treated with angiography alone-guided percutaneous coronary intervention (1 [IQR, 0.6 to 1.9] vs. 0.4 [IQR, 0.2 to 0.6], respectively; P < 0.001). In-hospital and 4-month outcomes were not different between patients randomized to angiography alone-guided and intravascular ultrasound-guided percutaneous coronary intervention. CONCLUSIONS: Thoughtful and extensive use of intravascular ultrasound as the primary imaging tool to guide percutaneous coronary intervention was safe and markedly reduced the volume of iodine contrast compared with angiographyalone guidance. The use of intravascular ultrasound should be considered for patients at high risk of contrast-induced acute kidney injury or volume overload undergoing coronary angioplasty

A hepatite C é um processo inflamatório do tecido hepático que acomete milhões de pessoas em todo mundo. A evolução crônica da doença pode levar a transformação da fibrose hepática em cirrose e carcinoma hepatocelular em um grande número de casos. A avaliação dos graus de fibrose hepática é importante para o estudo da gravidade e progressão da doença, bem como decisão terapêutica e avaliação de sua eficácia. Os métodos não invasivos de avaliação da fibrose hepática têm sido uma opção aos possíveis riscos da biópsia hepática, ainda considerada o melhor método de avaliação de fibrose hepática. No presente trabalho, 107 pacientes portadores de hepatite C foram submetidos à biópsia hepática e Elastografia transitória hepática, 106 pacientes APRI e FIB4, ELF em 68 pacientes e ARFI em 51 pacientes. Usando a área abaixo da Curva ROC, AUROC, para obter a acurácia da fibrose hepática, encontramos na fibrose significativa ( >= F2): Elastografia transitória hepática: 0,83; FIB4: 0,76; ELF: 0,70; APRI: 0,69; ARFI: 0,67; na fibrose avançada ( >= F3): Elastografia transitória hepática: 0,85; ELF: 0,82; FIB4: 0,77; ARFI: 0,74; APRI: 0,71 e na cirrose ( >= F4) APRI: 1; FIB4: 1; Elastografia transitória hepática: 0,99; ARFI: 0,96; ELF: 0,94. Podemos dizer que em todos os graus de fibrose avaliados, a Elastografia transitória hepática foi o método que apresentou a melhor acurácia. Em se de tratando de cirrose (>=F4), todos os métodos não invasivos apresentam excelente acurácia. Utilizando o método Obuchowski, encontramos em cada grau de fibrose hepática classificado pelo escore METAVIR as acurácias: F1= Elastografia transitória hepática: 0,81; ARFI: 0,78; APRI: 0,72; FIB4: 0,67; ELF: 0,44; F2= Elastografia transitória hepática: 0,73; FIB4: 0,68; ELF: 0,63; APRI: 0,60; ARFI: 0,53; F3= ELF: 0,77; Elastografia transitória hepática: 0,70; FIB4: 0,67; ARFI: 0,64; APRI: 0,60 e F4: APRI e FIB4: 1; Elastografia transitória hepática: 0,98; ARFI: 0,96; ELF: 0,82. A Elastografia transitória hepática se mantém como um método eficiente para todos os graus de fibrose, sendo que nos extremos apresenta discreta superioridade em relação aos graus intermediários. A acurácia de todos os métodos é superior em F4 / Hepatitis C is an inflammatory condition of the hepatic tissue that affects millions worldwide. The chronic stages of the disease turns from hepatic fibrosis into cirrhosis and hepatocellular carcinoma in many cases. The evaluation of fibrosis staging is important for prognosis, as well as understanding the progression of the disease, choice of treatment options and assessing their effectiveness. Non-invasive methods of fibrosis assessment have increasingly become alternatives to liver biopsy, which is still considered the best method of fibrosis assessment. In this study, 107 consecutive patients with hepatitis C virus were submitted to liver biopsy and transient elastography, 106 underwent APRI and FIB-4, 68 underwent ELF and 51 underwent ARFI. Using the area under ROC curve (AUROC) to obtain the degree of accuracy of each test, the following cutoffs were found for significant fibrosis (F >= 2): transient elastography: 0,83; FIB4: 0,76; ELF: 0,70; APRI: 0,69; ARFI: 0,67; For advanced fibrosis (F>=3): transient elastography: 0,85; ELF: 0,82; FIB4: 0,77; ARFI: 0,74; APRI: 0,71; For cirrhosis (F >= 4): APRI: 1; FIB4: 1; transient elastography: 0,99; ARFI: 0,96; ELF: 0,94. Of the methods assessed, transient elastography presented the greatest diagnostic accuracy across all levels of fibrosis. When assessing cirrhosis (F>= 4), all of these non-invasive methods showed excellent diagnostic accuracy. Using the Obuchowski method, the accuracy of each degree of fibrosis categorised by the METAVIR score was determined: F1= transient elastography: 0,81; ARFI: 0,78; APRI: 0,72; FIB4: 0,67; ELF: 0,44; F2=transient elastography: 0,73; FIB4: 0,68; ELF: 0,63; APRI: 0,60; ARFI: 0,53; F3= ELF: 0,77; transient elastography: 0,70; FIB4: 0,67; ARFI: 0,64; APRI: 0,60; F4: APRI and FIB4: 1; transient elastography: 0,98; ARFI: 0,96; ELF: 0,82. Transient elastography remained the most effective method for all degrees of fibrosis, although at the higher levels this superiority was less than at the intermediate levels. The accuracy of all methodologies was best at F >= 4

Le plancton constitue l’essentiel de la biomasse pélagique et est un acteur majeur des cycles biogéochimiques globaux qui régulent le système Terre. Il comprend l'ensemble des organismes portés par les courants, des bactéries aux méduses géantes. La communauté n'est que très rarement étudiée dans son ensemble mais plutôt par fraction. L’expédition Tara Oceans constitue le premier effort de collecte simultané de toutes les classes de taille de plancton à l’échelle de l’océan global. Pour démontrer la faisabilité de cette approche à grande échelle, des échantillons hebdomadaires de plancton, depuis les bactéries jusqu’au macroplancton gélatineux, ont d’abord été analysés en combinant plusieurs instruments d’imagerie sur une période de 10 mois, en un site de référence (point B) dans la rade de Villefranche sur mer. L’imagerie nous a permis de comparer 1) l’information fonctionnelle définie comme l’agrégation de taxons en 18 Groupes Ecologiques de Plancton (GEP), et 2) la structure en taille des communautés échantillonnées sur un intervalle de taille de 6 ordres de grandeur (0.1 µm à 10000 µm). La communauté planctonique au point B évolue en une succession écologique complexe impliquant tous les groupes planctoniques, depuis les bactéries jusqu’aux prédateurs gélatineux du macroplancton. Des évènements impulsifs, tels que des coups de vent, déclenchent des réorganisations de la communauté par un jeu d’interactions entre des contrôles « bottom-up » et « top-down ». Toutefois, le biovolume planctonique total ne varie que d’un seul ordre de grandeur au cours de la période échantillonnée. De même, la structure en taille des communautés planctoniques totales ne varie pas significativement au cours du temps. La stabilité du biovolume total et de la structure en taille suggère que des mécanismes structurant et de compensation forts maintiennent les communautés planctoniques dans un intervalle de biomasse restreint. Le couplage entre données de taille et de taxonomie révèle une réorganisation du réseau trophique entre l’été et l’hiver. En hiver, Le réseau trophique microplancton-zooplancton est dominé par la fonction de broutage. En été, le réseau trophique microplancton-zooplancton est dominé par la fonction de prédation (chaetognathes et gélatineux carnivores). En été, ce réseau trophique s’organise en deux chaines trophiques parallèles et distinctes discriminées par des relations de taille entre proies et prédateurs. Cette réorganisation souligne le rôle clef du zooplancton et de la prédation dans la structuration des communautés planctoniques. Parallèlement à cette analyse temporelle en un point fixe, nous avons montré l’existence de types caractéristiques de communautés zooplanctoniques, associés à des conditions environnementales distinctes, à partir des échantillons de l’expédition Tara Oceans, à l’échelle globale. En utilisant la même méthodologie que pour l’analyse de la dynamique temporelle, nous avons identifié trois types de communautés mésozooplanctoniques à l’échelle globale selon le type d’environement: 1) des communautés associées aux environnements productifs (upwellings côtiers et équatoriaux), 2) des communautés associées aux zones de minimum d’oxygène (OMZs, « Oxygen Minimum Zones »), et 3) des communautés associées aux gyres océaniques oligotrophes. Ce travail constitue une première typologie des communautés zooplanctoniques, structurées en taille et GEP, à l’échelle globale. Il sera complété dans le futur par l’intégration de données issus des autres compartiments planctoniques, et de données d’export vertical de matière organique particulaire pour affiner les estimations des relations qui existent entre phytoplancton, zooplancton et flux biogéochimiques. / Plankton constitutes the bulk of pelagic biomass and plays a major role in the global biogeochemical cycles that regulate the earth system. It encompasses all the organisms that drift with the water masses movements, from bacteria to giant medusae. Studies of the entire community are scarce, and plankton has been traditionally studied by fractions. The Tara Oceans expedition is the first attempt to simultaneously collect plankton in every size classes at the global scale. To demonstrate the feasibility of this approach, samples of plankton from bacteria to gelatinous macroplankton were collected weekly over ten months at a reference site (point B), in Villefranche Bay, northwestern Mediterranean, and analyzed using imaging techniques. Imaging enabled us to compare 1) the functional taxonomic information as derived from the analysis of 18 Plankton Ecological Groups (PEGs), and 2) the size structure of the same planktonic community over 6 orders of magnitude in size. The plankton dynamics at point B are driven by a complex succession process involving all plankton groups, from bacteria to macroplanktonic gelatinous predators. Environmental impulsive events such as wind events trigger sharp community level reorganizations via interplay of bottom-up controls followed by top-down controls. However, the total biovolume of the planktonic community varies within only one order of magnitude over the period studied. In addition, the size structure of the entire community does not vary significantly over time. The total biovolume and size structure stability suggest that strong and compensative mechanisms drive community dynamics within a narrow range of biomass variation. The use of both taxonomic and size structured data reveals a reorganization of the food web between winter and summer. In winter and spring the microplanktoniczooplanktonic food web is shaped by the grazing function. In summer, it is shaped by the predation function (chaetognaths and gelatinous predators). In summer, the food web self organizes in two distinct food chains discriminated by size relations between predators and preys. This reorganization underlines the key role of zooplankton and predation in structuring planktonic communities. In parallel to this temporal dynamics study, we used the Tara Oceans expedition samples to study the global scale distribution of mesozooplankton. We showed that characteristic mesozooplanktonic communities were associated with distinct environmental conditions, at the global scale. Using a similar methodology as for the temporal study we found that three different mesozooplanktonic communities were associated with 1) productive environments (e.g. upwellings), 2) Oxygen Minimum Zones, and 3) Oligotrophic oceanic gyres. This work is the first typology of mesozooplanktonic communities at the global scale. It will be further developed in the future by the integration of other planktonic compartments and particulate organic matter fluxes data, to improve our knowledge on the relations between phytoplankton, zooplankton and particulate organic matter fluxes.

INTRODUÇÃO: Poucas são as estratégias testadas para reduzir o volume de contraste durante angioplastia coronária. Levantamos a hipótese de que o ultrassom intravascular teria o potencial de substituir muitas informações fornecidas pela angiografia, reduzindo, dessa forma, o volume total de contraste utilizado durante a angioplastia coronária. MÉTODOS: No total, 83 pacientes foram randomizados para realização de angioplastia guiada pela angiografia isolada ou angioplastia guiada pelo ultrassom intravascular. Ambos os grupos foram tratados com estratégias rigorosas para redução de contraste, tendo como objetivo primário o volume final de contraste utilizado na angioplastia coronária. Os pacientes foram acompanhados por um período médio de 4 meses. RESULTADOS: A mediana do volume total de contraste foi de 64,5 ml (intervalo interquartil [ITQ], 42,8-97 ml; mínimo de 19 ml e máximo de 170 ml) no grupo angioplastia guiada pela angiografia isolada vs. 20 ml (ITQ, 12,5-30 ml; mínimo de 3 ml e máximo de 54 ml) no grupo angioplastia guiada pelo ultrassom intravascular (P < 0,001). De forma semelhante, a mediana da razão entre o volume de contraste e o clearance de creatinina foi significantemente menor entre os pacientes submetidos a angioplastia guiada pelo ultrassom intravascular, quando comparados aos pacientes do grupo angioplastia guiada pela angiografia isolada (1 [ITQ, 0,6-1,9] vs. 0,4 [ITQ, 0,2- 0,5], respectivamente; P < 0,001). Os desfechos intra-hospitalares e aos 4 meses de acompanhamento não foram diferentes entre os pacientes randomizados para o grupo angioplastia guiada pela angiografia isolada e aqueles do grupo angioplastia guiada pelo ultrassom intravascular. CONCLUSÕES: A utilização racional do ultrassom intravascular como método de imagem para guiar a angioplastia foi segura e reduziu de forma significativa o volume de contraste, comparativamente à angioplastia guiada pela angiografia isolada. O uso do ultrassom intravascular para esse propósito deve ser considerado para pacientes de elevado risco para o desenvolvimento de nefropatia induzida pelo contraste ou sobrecarga de volume e que serão submetidos a angioplastia coronária / BACKGROUND: To date, few approaches have been described to reduce the final dose of contrast agent in percutaneous coronary intervention. We hypothesized that intravascular ultrasound might serve as an alternative imaging tool to angiography in many steps during percutaneous coronary intervention, thereby reducing the use of iodine contrast. METHODS: A total of 83 patients were randomized to angiography alone-guided percutaneous coronary intervention or intravascular ultrasound-guided percutaneous coronary intervention. Both groups were treated according to a pre-defined meticulous procedural strategy, and the primary endpoint was the total volume contrast agent used during percutaneous coronary intervention. Patients were followed clinically for an average of 4 months. RESULTS: The median total volume of contrast was 64.5 mL (interquartile range [IQR], 42.8 to 97 mL; minimum, 19 mL; maximum, 170 mL) in the angiography alone-guided group vs. 20 mL (IQR, 12.5 to 30 mL; minimum, 3 mL; maximum, 54 mL) in the intravascular ultrasound-guided group (P < 0.001). Similarly, the median volume of contrast/creatinine clearance ratio was significantly lower among patients treated with intravascular ultrasound-guided percutaneous coronary intervention when compared with patients treated with angiography alone-guided percutaneous coronary intervention (1 [IQR, 0.6 to 1.9] vs. 0.4 [IQR, 0.2 to 0.6], respectively; P < 0.001). In-hospital and 4-month outcomes were not different between patients randomized to angiography alone-guided and intravascular ultrasound-guided percutaneous coronary intervention. CONCLUSIONS: Thoughtful and extensive use of intravascular ultrasound as the primary imaging tool to guide percutaneous coronary intervention was safe and markedly reduced the volume of iodine contrast compared with angiographyalone guidance. The use of intravascular ultrasound should be considered for patients at high risk of contrast-induced acute kidney injury or volume overload undergoing coronary angioplasty

A hepatite C é um processo inflamatório do tecido hepático que acomete milhões de pessoas em todo mundo. A evolução crônica da doença pode levar a transformação da fibrose hepática em cirrose e carcinoma hepatocelular em um grande número de casos. A avaliação dos graus de fibrose hepática é importante para o estudo da gravidade e progressão da doença, bem como decisão terapêutica e avaliação de sua eficácia. Os métodos não invasivos de avaliação da fibrose hepática têm sido uma opção aos possíveis riscos da biópsia hepática, ainda considerada o melhor método de avaliação de fibrose hepática. No presente trabalho, 107 pacientes portadores de hepatite C foram submetidos à biópsia hepática e Elastografia transitória hepática, 106 pacientes APRI e FIB4, ELF em 68 pacientes e ARFI em 51 pacientes. Usando a área abaixo da Curva ROC, AUROC, para obter a acurácia da fibrose hepática, encontramos na fibrose significativa ( >= F2): Elastografia transitória hepática: 0,83; FIB4: 0,76; ELF: 0,70; APRI: 0,69; ARFI: 0,67; na fibrose avançada ( >= F3): Elastografia transitória hepática: 0,85; ELF: 0,82; FIB4: 0,77; ARFI: 0,74; APRI: 0,71 e na cirrose ( >= F4) APRI: 1; FIB4: 1; Elastografia transitória hepática: 0,99; ARFI: 0,96; ELF: 0,94. Podemos dizer que em todos os graus de fibrose avaliados, a Elastografia transitória hepática foi o método que apresentou a melhor acurácia. Em se de tratando de cirrose (>=F4), todos os métodos não invasivos apresentam excelente acurácia. Utilizando o método Obuchowski, encontramos em cada grau de fibrose hepática classificado pelo escore METAVIR as acurácias: F1= Elastografia transitória hepática: 0,81; ARFI: 0,78; APRI: 0,72; FIB4: 0,67; ELF: 0,44; F2= Elastografia transitória hepática: 0,73; FIB4: 0,68; ELF: 0,63; APRI: 0,60; ARFI: 0,53; F3= ELF: 0,77; Elastografia transitória hepática: 0,70; FIB4: 0,67; ARFI: 0,64; APRI: 0,60 e F4: APRI e FIB4: 1; Elastografia transitória hepática: 0,98; ARFI: 0,96; ELF: 0,82. A Elastografia transitória hepática se mantém como um método eficiente para todos os graus de fibrose, sendo que nos extremos apresenta discreta superioridade em relação aos graus intermediários. A acurácia de todos os métodos é superior em F4 / Hepatitis C is an inflammatory condition of the hepatic tissue that affects millions worldwide. The chronic stages of the disease turns from hepatic fibrosis into cirrhosis and hepatocellular carcinoma in many cases. The evaluation of fibrosis staging is important for prognosis, as well as understanding the progression of the disease, choice of treatment options and assessing their effectiveness. Non-invasive methods of fibrosis assessment have increasingly become alternatives to liver biopsy, which is still considered the best method of fibrosis assessment. In this study, 107 consecutive patients with hepatitis C virus were submitted to liver biopsy and transient elastography, 106 underwent APRI and FIB-4, 68 underwent ELF and 51 underwent ARFI. Using the area under ROC curve (AUROC) to obtain the degree of accuracy of each test, the following cutoffs were found for significant fibrosis (F >= 2): transient elastography: 0,83; FIB4: 0,76; ELF: 0,70; APRI: 0,69; ARFI: 0,67; For advanced fibrosis (F>=3): transient elastography: 0,85; ELF: 0,82; FIB4: 0,77; ARFI: 0,74; APRI: 0,71; For cirrhosis (F >= 4): APRI: 1; FIB4: 1; transient elastography: 0,99; ARFI: 0,96; ELF: 0,94. Of the methods assessed, transient elastography presented the greatest diagnostic accuracy across all levels of fibrosis. When assessing cirrhosis (F>= 4), all of these non-invasive methods showed excellent diagnostic accuracy. Using the Obuchowski method, the accuracy of each degree of fibrosis categorised by the METAVIR score was determined: F1= transient elastography: 0,81; ARFI: 0,78; APRI: 0,72; FIB4: 0,67; ELF: 0,44; F2=transient elastography: 0,73; FIB4: 0,68; ELF: 0,63; APRI: 0,60; ARFI: 0,53; F3= ELF: 0,77; transient elastography: 0,70; FIB4: 0,67; ARFI: 0,64; APRI: 0,60; F4: APRI and FIB4: 1; transient elastography: 0,98; ARFI: 0,96; ELF: 0,82. Transient elastography remained the most effective method for all degrees of fibrosis, although at the higher levels this superiority was less than at the intermediate levels. The accuracy of all methodologies was best at F >= 4

Diffuse optical tomography (DOT) is one of the promising imaging modalities that pro- vides functional information of the soft biological tissues in-vivo, such as breast and brain tissues. The near infrared (NIR) light (600-1000 nm) is the interrogating radiation, which is typically delivered and collected using fiber bundles placed on the boundary of the tissue. The internal optical property distribution is estimated via model-based image reconstruction algorithm using these limited boundary measurements. Image reconstruction problem in DOT is known to be non-linear, ill-posed, and some times under-determined due to the multiple scattering of NIR light in the tissue. Solving this inverse problem requires regularization to obtain meaningful results, with Tikhonov-type regularization being the most popular one. The choice of the regularization parameter dictates the reconstructed optical image quality and is typically chosen empirically or based on prior experience. An automated method for optimal selection of regularization parameter that is based on regularized minimal residual method (MRM) is proposed and is compared with the traditional generalized cross-validation method. The results obtained using numerical and gelatin phantom data indicate that the MRM-based method is capable of providing the optimal regularization parameter. A new approach that can easily incorporate any generic penalty function into the diffuse optical tomographic image reconstruction is introduced to show the utility of non-quadratic penalty functions. The penalty functions that were used include, quadratic (`2), absolute (`1), Cauchy, and Geman-McClure. The regularization parameter in each of these cases were obtained automatically using the generalized cross-validation (GCV) method. The reconstruction results were systematically compared with each other via utilization of quantitative metrics, such as relative error and Pearson correlation. The reconstruction results indicate that while quadratic penalty may be able to provide better separation between two closely spaced targets, it's contrast recovery capability is limited and the sparseness promoting penalties, such as `1, Cauchy, Geman-McClure have better utility in reconstructing high-contrast and complex-shaped targets with Geman-McClure penalty being the most optimal one. Effective usage of image guidance by incorporating the refractive index (RI) variation in computational modeling of light propagation in tissue is investigated to assess its impact on optical-property estimation. With the aid of realistic patient breast three-dimensional models, the variation in RI for different regions of tissue under investigation is shown to influence the estimation of optical properties in image-guided diffuse optical tomography (IG-DOT) using numerical simulations. It is also shown that by assuming identical RI for all regions of tissue would lead to erroneous estimation of optical properties. The a priori knowledge of the RI for the segmented regions of tissue in IG-DOT, which is difficult to obtain for the in vivo cases, leads to more accurate estimates of optical properties. Even inclusion of approximated RI values, obtained from the literature, for the regions of tissue resulted in better estimates of optical properties, with values comparable to that of having the correct knowledge of RI for different regions of tissue. Image reconstruction in IG-DOT procedure involves reduction of the number of optical parameters to be reconstructed equal to the number of distinct regions identified in the structural information provided by the traditional imaging modality. This makes the image reconstruction problem to be well-determined compared to traditional under- determined case. Still, the methods that are deployed in this case are same as the one used for traditional diffuse optical image reconstruction, which involves regularization term as well as computation of the Jacobian. A gradient-free Nelder-Mead simplex method was proposed here to perform the image reconstruction procedure and shown to be providing solutions that are closely matching with ones obtained using established methods. The proposed method also has the distinctive advantage of being more efficient due to being regularization free, involving only repeated forward calculations.

Na prática intervencionista, a ultrassonografia intravascular (USIV) é usada para se obter informações quantitativas e qualitativas do acometimento aterosclerótico, de forma complementar à angiografia. Esta tese teve como objetivos explorar a característica tomográfica do exame de USIV, bem como sua dinâmica dentro do ciclo cardíaco. Para isso, desenvolvemos técnicas de processamento de imagens médicas. Primeiramente, investigamos a reconstrução tridimensional da coronária baseando-nos apenas nas imagens de USIV, ou seja, sem a angiografia, como é feita a reconstrução atualmente. Na análise da dinâmica, fizemos um estudo para dispor volumes da coronária em diferentes fases do ciclo cardíaco de forma que estivessem alinhados espacialmente. Como consequência dos tratamentos propostos anteriormente, realizamos estudos sobre a quantificação de propriedades mecânicas dentro das condições oferecidas no intervalo de um ciclo cardíaco. As metodologias propostas foram aplicadas em simulações numéricas desenvolvidas neste trabalho e em exames reais. Obtivemos resultados compatíveis com os objetivos iniciais para reconstrução tridimensional da USIV em simulações numéricas. Na análise da dinâmica, a reconstrução de volumes em diferentes fases do ciclo e o alinhamento espacial possibilitaram a quantificação da variação setorial de volume da luz do vaso durante o ciclo cardíaco / In percutaneous coronary interventions, intravascular ultrasound (IVUS) examination is used to retrieve quantitative and qualitative information about the atherosclerotic plaque progression, complementary to angiography examination. This thesis has as objectives to explore the tomographic characteristic of the IVUS examination, as well as its dynamics within a cardiac cycle. For that purpose, medical image processing techniques were developed. Firstly, we have investigated how to reconstruct the tridimensional coronary based only on IVUS images, that is, without angiography, as it is done nowadays. Regarding dynamic analysis, we have studied models to build volumes of the coronary in distinct phases of the cardiac cycle in a spatial aligned way. Conversantly, as a consequence of the previous image processing methods, we have studied the quantification of mechanical properties of the vessel wall within a cardiac cycle. The methodologies proposed were applied in numeric phantoms developed in this work and also in real IVUS examinations. As result, tridimensional reconstruction was successful in the numeric phantom approach. In dynamics analysis, the reconstruction in distinct cardiac phases and volumes spatial alignment enabled the quantification of lumen volume variation during the cardiac cycle

O timo é um órgão linfoide primário, localizado em região mediastinal, cuja importância funcional é a diferenciação e maturação de todas as subpopulações de linfócitos T provenientes da medula óssea assim como a seleção de células autorreativas. Sua hipoplasia ou aplasia resultam em síndromes de imunodeficiência. Embora de vital importância, o estudo clínico de sua função não é rotineiro na prática clínica, o que pode ser atribuído a sua dificuldade de avaliação em razão de sua localização, necessidade de uso de métodos de imagem não inócuos ao paciente (tomografia computadorizada (TC), PET-SCAN) e complexidade das análises em sangue periférico de subpopulações de células T por citometria de fluxo e, mais recentemente, medição de T cell receptor excision circles (TRECs), por PCR. Um possível método da avaliação do timo sem radiação ionizante ou dor ao paciente seria a elastografia de timo por ultrassom e seu uso na prática clínica poderia substituir a TC, como ocorre na avaliação de lesões hepáticas ou mamárias. Objetivo - Este estudo se propõe a 1. Implantar este método na avaliação da função tímica, 2. Estabelecer valores de referência de TRECs na faixa etária estudada, 3. Investigar se há correlação entre os dois parâmetros. Métodos - Foram incluídas sessenta e quatro crianças de 0-5 anos em acompanhamento no ambulatório de cirurgia infantil sem doença sistêmica ou infecção aguda, e que iriam coletar amostra de sangue para exames pré-operatórios. Quarenta e oito destas coletaram amostra de sangue para avaliação de TRECs, vinte e nove realizaram elastografia num mesmo momento, porém apenas 13 destas apresentaram resultado confiável. A média da idade foi de 36 ± 16meses, predomínio do grupo foi masculino (75%), nascidos a termo (72%) e a principal intervenção cirúrgica foi do tipo urológica de pequeno porte. A elastografia mostrou média de 1,21 ± 0,24m/s, sem diferença significativa quando comparada ano a ano. Observamos uma média de TRECs de 195,6 ± 120,5 cópias/µL, mostrando valores significativamente mais altos quando comparados a adolescentes hígidos da base de dados do laboratório. Os valores de TRECs observados mostram uma ampla variabilidade na faixa etária estudada, sem diferença significativa quando separados por idade ano a ano. Não se encontrou correlação significativa entre a dureza do timo analisada à elastografia e valores de TRECs em sangue periférico. Concluímos que a elastografia é um método que possibilita a avaliação das dimensões e função do timo em crianças a partir de 2 anos de idade, entretanto estudos adicionais são necessários para que se possa recomendar a larga implantação deste método com essa finalidade / The thymus is a primary lymphoid gland responsible for the maturation of T cells as well as the immunological central tolerance. It has been a neglected organ by physicians, despite its relevance in early immunity. Thymic function can be indirectly measured by Computerized Tomography imaging and PET SCAN, T cell subpopulation flow cytometry. More recently, in the beginning of this century, a direct measurement represented by TRECs (T cell receptors excision circles) was developed. Classical thymic imaging has used ionized radiation, which poses a major risk for the pediatric patient and new techniques are needed. Objectives and methods - In this work, we tested the use of elastography ultrasound for the evaluation of the thymus in a group of < 5-year- old healthy children. In parallel, we measured TRECs in peripheral blood and compared the values obtained from both methods. We have reached sixty-four children at the pediatric surgery outpatients ambulatory, scheduled for minor surgeries. A sample of blood was taken during pre operatory and then patients were sent to the imaging service for elastography. Of all, sixty-four had undertaken TRECs and seventeen, elastography. The median age was 36 ±16 months and we had 75% of boys for surgical correction of urologic minor defects. The elastography results showed a median of 1.2 ± 0.24 m/s in all ages, the same stiffness as the liver, as shown in other works. Our median TREC/µL value was 195.6 ± 120.5 copies/µL showing a trend of reduction in older ages, and with statistical significance when compared with healthy teenagers\' values from the lab database. We concluded that elastography may be a good diagnostic tool for thymus evaluation, and additional works are needed for its recommendation in clinical practice. Our TRECs values showed a large variability, as also demonstrated in previous works, and a trend of reduction over age. We could not observe any significant correlation between elastography and TRECs values

A hemólise decorrente da doença aloimune desencadeia mecanismos adaptativos hematológicos e hemodinâmicos fetais, com intuito de garantir o suprimento adequado de oxigênio para todos os tecidos e órgãos. Na anemia grave, a sobrecarga imposta ao coração fetal, devido ao fluxo hiperdinâmico, tem sido considerada responsável pela insuficiencia cardiaca, e posterior desenvolvimento de hidropisia fetal. No entanto, a literatura médica ainda apresenta controvérsias acerca da integridade da função cardiaca nesta doença. O índice de performance miocárdico (IPM) é uma ferramenta propedêutica não invasiva, derivada do Doppler pulsátil, que permite avaliar a função cardíaca global (sistólica e diastólica). Objetivo: Estudar a função cardíaca fetal, na doença aloimune, utilizando o índice de performance miocárdica. Métodos: Foram seguidos, prospectivamente, fetos únicos, de gestantes sensibilizadas pelo antígeno eritrocitário D, sem malformações estruturais, na Clinica Obstétrica, Hospital das Clinicas da Faculdade de Medicina de São Paulo. A cada avaliação ultrassonográfica, o IPM foi investigado por meio de Doppler pulsátil, com janela de 2-4mm, filtro>190Hz e velocidade de varredura que permitisse observar de 3 a 4 ciclos cardíacos simultâneos no ecrã. O IPM corresponde à soma dos tempos isovolumétricos (contração e relaxamento) dividido pelo tempo de ejeção do ciclo cardíaco. O IPM do ventrículo equerdo (IPM VE) foi realizado em ciclo único, sendo possível obter seus componentes: tempo de contração isovolumétrico (TCI), tempo de relaxamento isovolumétrico (TRI) e tempo de ejeção (TE). O IPM do ventrículo direito (IPM VD) foi obtido em dois tempos. Os valores obtidos de IPM VE, seus componentes foram convertidos em escore zeta para a idade gestacional. Frente à suspeita de anemia fetal, realizou-se cordocentese com determinação dos níveis de hemoglobina fetal antes e após a transfusão intra-uterina. Os respectivos valores foram convertidos em escore-zeta (Hb zeta). Na análise estatística, foram incluidas avaliações do IPM realizadas com menos de 72 horas antes, e até 24 horas após cada transfusão. Para cada transfusão foi calculada a variação no IPM (delta IPM = IPM antes - IPM após). O nível de significância estatísca adotado foi de 0,05. Análises por regressão linear simples e logística foram utilizadas para examinar a associação entre os valores de IPM e delta IPM e as seguintes variáveis: idade gestacional no procedimento, múltiplos da mediana (MoM) da Vmax ACM, Hb zeta pré e após TIU, volume de sangue transfundido e porcentagem da expansão do volume feto-placentário (EVFP). Resultados: Foram incluidas 14 gestações submetidas a 31 procedimentos de cordocentese para transfusão intra-uterina. A idade gestacional média na 1ª transfusão foi de 28,2 ± 4,1 semanas Em 6 procedimentos, a avaliação do IPM pós transfusional foi incompleta, e esses dados não foram incluídos na análise. Quanto à análise dos dados obtidos nas cordocenteses, observou-se correlação significativa entre os valores de escore zeta de IPM VE (r= 0,59, p <0,001), TRI (r= 0,45, p =0,01) e o TE (r= 0,42, p=0,2) e o escore zeta da hemoglobina fetal. Não foi observada correlação significativa com o escore zeta do TCI (r= 0,35, p=0,054) e do IPM VD (r=0,12, p= 0,53). Quando comparados aos valores observados antes das transfuões intra-uterinas, observou-se aumento significativo do escore zeta de IPM VE após os procedimentos (Delta MPI = 1,10 ± 2,47, p = 0,036). Não foi observada correlação entre os valores de escore zeta de IPM antes e após TIU. Delta MPI do VE se correlacionou inversamente, e de forma significativa, com a idade gestacional no procedimento (r= 0,47, p=0,018), escore zeta IPM VE pré-TIU (r= 0,50, p=0,012) e EVFP (r= 0,41, p=0,044). Conclusões: O desempenho miocárdico do ventriculo esquerdo fetal permanece preservado frente a anemia, e nos casos de anemia moderada e grave encontra-se ainda mais eficiente. Após a realização da transfusão intrauterina, observou-se aumento significativo do índice de performance miocárdica, e este aumento esteve relacionado com idade gestacional no procedimento, valores de IPM pré-transfusionais e a expansão do volume feto-placentário / Fetal anemia is associated with several adaptative mechanisms in order to maintain adequate tissue oxygenation. Circulatory changes play a key role in such circumstances. In severe anemia, the overload imposed on the fetal heart, due to the hyperdynamic flow, has been considered to be responsible for cardiac failure and finally hydrops fetalis. However, cardiac failure in this pathology remains controversy. Myocardial performance index (MPI) is a novel technique, Doppler derived and non-invasive that allows assesses global cardiac function (systolic and diatolic). Objective: Evaluate global cardiac function in alloimune disease through myocardial performance index. Methods: This prospective study was carried out at a tertiary referral center for fetal medicine (Clínica Obstetrica do Hospital das Clinicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo). Women with singleton pregnancies and Rh D alloimmune disease were invited to take part in the study and gave informed consent. Fetal examinations did not show structural abnormalities. At every ultrasonography evaluation, MPI was examined with Doppler sample gate set between 2-4mm, wall motion filter >190Hz and high sweep-speed to allow simultaneous identification of 3-4 cardiac cycles on the screen. MPI is the sum of isovolumetric times (contraction and relaxation) divided by ejection time. Left ventricle MPI (LV MPI) was obtained in a single cycle and the MPI components were obtained: isovolumetric contraction time (ICT), isovolumetric relaxation time (IRT) and ejection time (ET). Right ventricle MPI (RV MPI) was obtained in two cycles. The values obtained for LV MPI and its components were converted in zeta score for gestacional age. Cordocentesis was perfomed if fetal anemia was suspicion and fetal hemoglobin levels were determined: before and after intrauterine transfusion. Hemoglobin values were converted into the zeta score (Hb zeta). Statistical analysis included MPI evaluations performed within less than 72 hours before and until 24 hours after every transfusion. Variation in the MPI was calculated for every transfusion (delta MPI = MPI before - MPI after). Significance level was set at 0,05. Linear and regression analyses were made in order to examine association between MPI values and delta MPI gestational age at procedure, fetal ACM multiples of median (MoM), Hb zeta before and after the IUT, volume of blood transfused and percentage of the feto-placental expansion volume (FPEV). Results: 14 pregnancies were included. Overall 31 cordocentesis for intrauterine transfusion were performed at mean gestational age of 28,2 ± 4,1 weeks. In 6 procedures, post transfusion MPI evaluation was incomplete and these data were not included in the analysis. Zeta-score values LV MPI (r= 0,59, p < 0,001), IRT (r= 0,45, p =0,01) and ET (r= 0,42, p=0,02) correlated significantly with fetal hemoglobin zeta score. Left ventricle ICT zeta-score (r= 0,35, p=0,054) and RV MPI (r=0,12, p= 0,53). did not show significant correlation. After intrauterine transfusion, LV MPI z-score ]increases and it was statistical significant (Delta MPI = 1,10 ± 2,47, p = 0,036). No correlation was observed between MPI zeta score values before and after the IUT. Delta LV MPI had inverse and significant correlation with pregnancy age in the proceedings (r= 0,47, p=0,018), LV MPI zeta score before IUT (r= 0,50, p=0,012) and FPEV (r= 0,41, p=0,044). Conclusions: Left ventricle myocardial performance not only remains preserved but is actually enhanced in cases of moderate/severe fetal anemia. After intrauterine transfusion procedure, left ventricle myocardial performance index increases significantly and greater changes are associated with procedures at earlier gestational age, lower pre transfusion MPI z-scores and smaller feto-placental volume expansion

O timo é um órgão linfoide primário, localizado em região mediastinal, cuja importância funcional é a diferenciação e maturação de todas as subpopulações de linfócitos T provenientes da medula óssea assim como a seleção de células autorreativas. Sua hipoplasia ou aplasia resultam em síndromes de imunodeficiência. Embora de vital importância, o estudo clínico de sua função não é rotineiro na prática clínica, o que pode ser atribuído a sua dificuldade de avaliação em razão de sua localização, necessidade de uso de métodos de imagem não inócuos ao paciente (tomografia computadorizada (TC), PET-SCAN) e complexidade das análises em sangue periférico de subpopulações de células T por citometria de fluxo e, mais recentemente, medição de T cell receptor excision circles (TRECs), por PCR. Um possível método da avaliação do timo sem radiação ionizante ou dor ao paciente seria a elastografia de timo por ultrassom e seu uso na prática clínica poderia substituir a TC, como ocorre na avaliação de lesões hepáticas ou mamárias. Objetivo - Este estudo se propõe a 1. Implantar este método na avaliação da função tímica, 2. Estabelecer valores de referência de TRECs na faixa etária estudada, 3. Investigar se há correlação entre os dois parâmetros. Métodos - Foram incluídas sessenta e quatro crianças de 0-5 anos em acompanhamento no ambulatório de cirurgia infantil sem doença sistêmica ou infecção aguda, e que iriam coletar amostra de sangue para exames pré-operatórios. Quarenta e oito destas coletaram amostra de sangue para avaliação de TRECs, vinte e nove realizaram elastografia num mesmo momento, porém apenas 13 destas apresentaram resultado confiável. A média da idade foi de 36 ± 16meses, predomínio do grupo foi masculino (75%), nascidos a termo (72%) e a principal intervenção cirúrgica foi do tipo urológica de pequeno porte. A elastografia mostrou média de 1,21 ± 0,24m/s, sem diferença significativa quando comparada ano a ano. Observamos uma média de TRECs de 195,6 ± 120,5 cópias/µL, mostrando valores significativamente mais altos quando comparados a adolescentes hígidos da base de dados do laboratório. Os valores de TRECs observados mostram uma ampla variabilidade na faixa etária estudada, sem diferença significativa quando separados por idade ano a ano. Não se encontrou correlação significativa entre a dureza do timo analisada à elastografia e valores de TRECs em sangue periférico. Concluímos que a elastografia é um método que possibilita a avaliação das dimensões e função do timo em crianças a partir de 2 anos de idade, entretanto estudos adicionais são necessários para que se possa recomendar a larga implantação deste método com essa finalidade / The thymus is a primary lymphoid gland responsible for the maturation of T cells as well as the immunological central tolerance. It has been a neglected organ by physicians, despite its relevance in early immunity. Thymic function can be indirectly measured by Computerized Tomography imaging and PET SCAN, T cell subpopulation flow cytometry. More recently, in the beginning of this century, a direct measurement represented by TRECs (T cell receptors excision circles) was developed. Classical thymic imaging has used ionized radiation, which poses a major risk for the pediatric patient and new techniques are needed. Objectives and methods - In this work, we tested the use of elastography ultrasound for the evaluation of the thymus in a group of < 5-year- old healthy children. In parallel, we measured TRECs in peripheral blood and compared the values obtained from both methods. We have reached sixty-four children at the pediatric surgery outpatients ambulatory, scheduled for minor surgeries. A sample of blood was taken during pre operatory and then patients were sent to the imaging service for elastography. Of all, sixty-four had undertaken TRECs and seventeen, elastography. The median age was 36 ±16 months and we had 75% of boys for surgical correction of urologic minor defects. The elastography results showed a median of 1.2 ± 0.24 m/s in all ages, the same stiffness as the liver, as shown in other works. Our median TREC/µL value was 195.6 ± 120.5 copies/µL showing a trend of reduction in older ages, and with statistical significance when compared with healthy teenagers\' values from the lab database. We concluded that elastography may be a good diagnostic tool for thymus evaluation, and additional works are needed for its recommendation in clinical practice. Our TRECs values showed a large variability, as also demonstrated in previous works, and a trend of reduction over age. We could not observe any significant correlation between elastography and TRECs values