Mesmo não estando entre os casos de câncer com maior incidência, os tumores oculares têm acometido a população brasileira. O Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP), juntamente à Escola Paulista de Medicina (UNIFESP), criou um projeto que visa o desenvolvimento e implementação de um tratamento de câncer oftálmico alternativo que consiste na utilização de sementes de irídio-192 em braquiterapia. O Projeto surgiu pelo motivo da Escola Paulista tratar muitos casos oncológicos no âmbito do Sistema Único de Saúde (SUS) e pela experiência em pesquisas de fontes radioativas seladas do grupo de braquiterapia do IPEN. A metodologia foi desenvolvida a partir da infraestrutura disponível e pela experiência dos pesquisadores. O protótipo desenvolvido da semente se apresenta com um núcleo (irídio em liga de irídio-platina) de 3,0mm de comprimento selado por uma cápsula de titânio de 0,8mm de diâmetro externo, 0,05mm de espessura de parede e 4,5mm de comprimento. Nenhum estudo sobre a confecção destas sementes foi encontrado em literatura disponível. Criou-se uma metodologia que envolveu: caracterização do fio, criação do dispositivo para ativação neutrônica dos núcleos e testes de estanqueidade da fonte produzida. A análise dos resultados comprovaram a viabilidade do método. Como sugestão para trabalhos futuros, estudos quanto à metrologia e dosimetria destas fontes e aprimoramento da metodologia devem ser realizados, para uma futura implementação em caráter nacional. / Even ocular tumors are not among the cases with a higher incidence, they affect the population, especially children. The Institute of Energy and Nuclear Research (IPEN-CNEN/SP) in partnership with Escola Paulista de Medicina (UNIFESP), created a project to develop and implement a alternative treatment for ophthalmic cancer that use brachytherapy iridium-192 seeds. The project arose by reason of the Escola Paulista treat many cancer cases within the Unified Health System (SUS) and the research experience of sealed radioactive sources group at IPEN. The methodology was developed from the available infrastructure and the experience of researchers. The prototype seed presents with a core (192-iridium alloy of iridium-platinum) of 3.0 mm long sealed by a capsule of titanium of 0.8 mm outside diameter, 0.05 mm wall thickness and 4,5mm long. This work aims to study and develop a seed of iridium-192 from a platinum-iridium alloy. No study on the fabrication of these seeds was found in available literature. It was created a methodology that involved: characterization of the material used in the core, creation of device for neutron activation irradiationand ans seed sealing tests. As a result, proved the feasibility of the method. As a suggestion for future work, studies regarding metrology and dosimetry of these sources and improvement of the methodology should be carried out, for future implementation in national scope.

A Braquiterapia oftálmica utiliza radionuclídeos, como o Rutênio-106 no tratamento de melanomas uveais e outras neoplasias oculares. Para realização desse procedimento é necessária uma interação da equipe multidisciplinar principalmente entre a Oftalmologia, Oncologia, Radioterapia, Física Médica e Enfermagem, envolvendo estrutura física e profissionais qualificados para garantir os processos e resultados do procedimento. Este estudo tem o objetivo de avaliar os primeiros tratamentos de braquiterapia oftálmica com Rutênio-106 e também estabelecer protocolos e processos para implementação da técnica em um Hospital Geral. Os resultados obtidos para os primeiros 11 casos tratados entre 2015 e 2017, sendo 10 melanomas e 1 hemangioma, evidenciaram baixa toxicidade aguda. Foram analisados 5 pacientes com seguimento de 5 a 13 meses. Houve regressão da lesão em todos os pacientes, com média de 28% no ápice e 12% na base no período de até 12 meses, sendo observado uma regressão progressiva durante o período de avaliação. Os protocolos foram utilizados e validados durante todas as etapas do tratamento. O uso do Ru-106 mostra-se alternativa viável no tratamento de lesões oculares, sendo primordial a capacitação e integração da equipe e seguimento de protocolos para o êxito do tratamento. / Ophthalmic Brachytherapy uses radionuclides, such as Ruthenium-106 in the treatment of uveal melanomas and other ocular tumors. For this procedure is necessary a multidisciplinary interaction between Ophthalmology, Oncology, Radiotherapy, Medical Physics and Nursing, involving physical structure and qualified professionals to guarantee the processes and results of the procedure. This study aims to evaluate the first ophthalmic brachytherapy treatments with ruthenium- 106 and also to establish protocols and processes for the implementation of this service in a General Hospital. The results obtained for the first 11 cases treated between 2015 and 2017, being 10 melanomas and 1 hemangioma, showed low acute toxicity. Five patients were followed up for 5 to 13 months. There was regression of the lesion in all of these patients, with a mean of 28% at the apex and 12% at the base in the period close to 1 year, with a progressive regression during the evaluation period. The protocols were used and validated during all stages of treatment. The use of 106-Ru is a viable alternative in the treatment of ocular tumors, being the team qualification and the correct follow-up of the protocols crucial for the treatment success.

A Braquiterapia oftálmica utiliza radionuclídeos, como o Rutênio-106 no tratamento de melanomas uveais e outras neoplasias oculares. Para realização desse procedimento é necessária uma interação da equipe multidisciplinar principalmente entre a Oftalmologia, Oncologia, Radioterapia, Física Médica e Enfermagem, envolvendo estrutura física e profissionais qualificados para garantir os processos e resultados do procedimento. Este estudo tem o objetivo de avaliar os primeiros tratamentos de braquiterapia oftálmica com Rutênio-106 e também estabelecer protocolos e processos para implementação da técnica em um Hospital Geral. Os resultados obtidos para os primeiros 11 casos tratados entre 2015 e 2017, sendo 10 melanomas e 1 hemangioma, evidenciaram baixa toxicidade aguda. Foram analisados 5 pacientes com seguimento de 5 a 13 meses. Houve regressão da lesão em todos os pacientes, com média de 28% no ápice e 12% na base no período de até 12 meses, sendo observado uma regressão progressiva durante o período de avaliação. Os protocolos foram utilizados e validados durante todas as etapas do tratamento. O uso do Ru-106 mostra-se alternativa viável no tratamento de lesões oculares, sendo primordial a capacitação e integração da equipe e seguimento de protocolos para o êxito do tratamento. / Ophthalmic Brachytherapy uses radionuclides, such as Ruthenium-106 in the treatment of uveal melanomas and other ocular tumors. For this procedure is necessary a multidisciplinary interaction between Ophthalmology, Oncology, Radiotherapy, Medical Physics and Nursing, involving physical structure and qualified professionals to guarantee the processes and results of the procedure. This study aims to evaluate the first ophthalmic brachytherapy treatments with ruthenium- 106 and also to establish protocols and processes for the implementation of this service in a General Hospital. The results obtained for the first 11 cases treated between 2015 and 2017, being 10 melanomas and 1 hemangioma, showed low acute toxicity. Five patients were followed up for 5 to 13 months. There was regression of the lesion in all of these patients, with a mean of 28% at the apex and 12% at the base in the period close to 1 year, with a progressive regression during the evaluation period. The protocols were used and validated during all stages of treatment. The use of 106-Ru is a viable alternative in the treatment of ocular tumors, being the team qualification and the correct follow-up of the protocols crucial for the treatment success.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karol. inst., 2004. / Härtill 5 uppsatser.

En los ultimos años el número de casos de ceguera se ha reducido significativamente. A pesar de este hecho, la Organización Mundial de la Salud estima que un 80% de los casos de pérdida de visión (285 millones en 2010) pueden ser evitados si se diagnostican en sus estadios más tempranos y son tratados de forma efectiva. Para cumplir esta propuesta se pretende que los servicios de atención primaria incluyan un seguimiento oftalmológico de sus pacientes así como fomentar campañas de cribado en centros proclives a reunir personas de alto riesgo. Sin embargo, estas soluciones exigen una alta carga de trabajo de personal experto entrenado en el análisis de los patrones anómalos propios de cada enfermedad. Por lo tanto, el desarrollo de algoritmos para la creación de sistemas de cribado automáticos juga un papel vital en este campo. La presente tesis persigue la identificacion automática del daño retiniano provocado por dos de las patologías más comunes en la sociedad actual: la retinopatía diabética (RD) y la degenaración macular asociada a la edad (DMAE). Concretamente, el objetivo final de este trabajo es el desarrollo de métodos novedosos basados en la extracción de características de la imagen de fondo de ojo y clasificación para discernir entre tejido sano y patológico. Además, en este documento se proponen algoritmos de pre-procesado con el objetivo de normalizar la alta variabilidad existente en las bases de datos publicas de imagen de fondo de ojo y eliminar la contribución de ciertas estructuras retinianas que afectan negativamente en la detección del daño retiniano. A diferencia de la mayoría de los trabajos existentes en el estado del arte sobre detección de patologías en imagen de fondo de ojo, los métodos propuestos a lo largo de este manuscrito evitan la necesidad de segmentación de las lesiones o la generación de un mapa de candidatos antes de la fase de clasificación. En este trabajo, Local binary patterns, perfiles granulométricos y la dimensión fractal se aplican de manera local para extraer información de textura, morfología y tortuosidad de la imagen de fondo de ojo. Posteriormente, esta información se combina de diversos modos formando vectores de características con los que se entrenan avanzados métodos de clasificación formulados para discriminar de manera óptima entre exudados, microaneurismas, hemorragias y tejido sano. Mediante diversos experimentos, se valida la habilidad del sistema propuesto para identificar los signos más comunes de la RD y DMAE. Para ello se emplean bases de datos públicas con un alto grado de variabilidad sin exlcuir ninguna imagen. Además, la presente tesis también cubre aspectos básicos del paradigma de deep learning. Concretamente, se presenta un novedoso método basado en redes neuronales convolucionales (CNNs). La técnica de transferencia de conocimiento se aplica mediante el fine-tuning de las arquitecturas de CNNs más importantes en el estado del arte. La detección y localización de exudados mediante redes neuronales se lleva a cabo en los dos últimos experimentos de esta tesis doctoral. Cabe destacar que los resultados obtenidos mediante la extracción de características "manual" y posterior clasificación se comparan de forma objetiva con las predicciones obtenidas por el mejor modelo basado en CNNs. Los prometedores resultados obtenidos en esta tesis y el bajo coste y portabilidad de las cámaras de adquisión de imagen de retina podrían facilitar la incorporación de los algoritmos desarrollados en este trabajo en un sistema de cribado automático que ayude a los especialistas en la detección de patrones anomálos característicos de las dos enfermedades bajo estudio: RD y DMAE. / In last years, the number of blindness cases has been significantly reduced. Despite this promising news, the World Health Organisation estimates that 80% of visual impairment (285 million cases in 2010) could be avoided if diagnosed and treated early. To accomplish this purpose, eye care services need to be established in primary health and screening campaigns should be a common task in centres with people at risk. However, these solutions entail a high workload for trained experts in the analysis of the anomalous patterns of each eye disease. Therefore, the development of algorithms for automatic screening system plays a vital role in this field. This thesis focuses on the automatic identification of the retinal damage provoked by two of the most common pathologies in the current society: diabetic retinopathy (DR) and age-related macular degeneration (AMD). Specifically, the final goal of this work is to develop novel methods, based on fundus image description and classification, to characterise the healthy and abnormal tissue in the retina background. In addition, pre-processing algorithms are proposed with the aim of normalising the high variability of fundus images and removing the contribution of some retinal structures that could hinder in the retinal damage detection. In contrast to the most of the state-of-the-art works in damage detection using fundus images, the methods proposed throughout this manuscript avoid the necessity of lesion segmentation or the candidate map generation before the classification stage. Local binary patterns, granulometric profiles and fractal dimension are locally computed to extract texture, morphological and roughness information from retinal images. Different combinations of this information feed advanced classification algorithms formulated to optimally discriminate exudates, microaneurysms, haemorrhages and healthy tissues. Through several experiments, the ability of the proposed system to identify DR and AMD signs is validated using different public databases with a large degree of variability and without image exclusion. Moreover, this thesis covers the basics of the deep learning paradigm. In particular, a novel approach based on convolutional neural networks is explored. The transfer learning technique is applied to fine-tune the most important state-of-the-art CNN architectures. Exudate detection and localisation tasks using neural networks are carried out in the last two experiments of this thesis. An objective comparison between the hand-crafted feature extraction and classification process and the prediction models based on CNNs is established. The promising results of this PhD thesis and the affordable cost and portability of retinal cameras could facilitate the further incorporation of the developed algorithms in a computer-aided diagnosis (CAD) system to help specialists in the accurate detection of anomalous patterns characteristic of the two diseases under study: DR and AMD. / En els últims anys el nombre de casos de ceguera s'ha reduït significativament. A pesar d'este fet, l'Organització Mundial de la Salut estima que un 80% dels casos de pèrdua de visió (285 milions en 2010) poden ser evitats si es diagnostiquen en els seus estadis més primerencs i són tractats de forma efectiva. Per a complir esta proposta es pretén que els servicis d'atenció primària incloguen un seguiment oftalmològic dels seus pacients així com fomentar campanyes de garbellament en centres regentats per persones d'alt risc. No obstant això, estes solucions exigixen una alta càrrega de treball de personal expert entrenat en l'anàlisi dels patrons anòmals propis de cada malaltia. Per tant, el desenrotllament d'algoritmes per a la creació de sistemes de garbellament automàtics juga un paper vital en este camp. La present tesi perseguix la identificació automàtica del dany retiniano provocat per dos de les patologies més comunes en la societat actual: la retinopatia diabètica (RD) i la degenaración macular associada a l'edat (DMAE) . Concretament, l'objectiu final d'este treball és el desenrotllament de mètodes novedodos basats en l'extracció de característiques de la imatge de fons d'ull i classificació per a discernir entre teixit sa i patològic. A més, en este document es proposen algoritmes de pre- processat amb l'objectiu de normalitzar l'alta variabilitat existent en les bases de dades publiques d'imatge de fons d'ull i eliminar la contribució de certes estructures retinianas que afecten negativament en la detecció del dany retiniano. A diferència de la majoria dels treballs existents en l'estat de l'art sobre detecció de patologies en imatge de fons d'ull, els mètodes proposats al llarg d'este manuscrit eviten la necessitat de segmentació de les lesions o la generació d'un mapa de candidats abans de la fase de classificació. En este treball, Local binary patterns, perfils granulometrics i la dimensió fractal s'apliquen de manera local per a extraure informació de textura, morfologia i tortuositat de la imatge de fons d'ull. Posteriorment, esta informació es combina de diversos modes formant vectors de característiques amb els que s'entrenen avançats mètodes de classificació formulats per a discriminar de manera òptima entre exsudats, microaneurismes, hemorràgies i teixit sa. Per mitjà de diversos experiments, es valida l'habilitat del sistema proposat per a identificar els signes més comuns de la RD i DMAE. Per a això s'empren bases de dades públiques amb un alt grau de variabilitat sense exlcuir cap imatge. A més, la present tesi també cobrix aspectes bàsics del paradigma de deep learning. Concretament, es presenta un nou mètode basat en xarxes neuronals convolucionales (CNNs) . La tècnica de transferencia de coneixement s'aplica per mitjà del fine-tuning de les arquitectures de CNNs més importants en l'estat de l'art. La detecció i localització d'exudats per mitjà de xarxes neuronals es du a terme en els dos últims experiments d'esta tesi doctoral. Cal destacar que els resultats obtinguts per mitjà de l'extracció de característiques "manual" i posterior classificació es comparen de forma objectiva amb les prediccions obtingudes pel millor model basat en CNNs. Els prometedors resultats obtinguts en esta tesi i el baix cost i portabilitat de les cambres d'adquisión d'imatge de retina podrien facilitar la incorporació dels algoritmes desenrotllats en este treball en un sistema de garbellament automàtic que ajude als especialistes en la detecció de patrons anomálos característics de les dos malalties baix estudi: RD i DMAE. / Colomer Granero, A. (2018). Fundus image analysis for automatic screening of ophthalmic pathologies [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/99745