Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-09-12T14:28:27Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese _Diógenes Soares Moura_final.pdf: 4560976 bytes, checksum: efbc9854c7666e2a40de8b98b027e62d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-12T14:28:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese _Diógenes Soares Moura_final.pdf: 4560976 bytes, checksum: efbc9854c7666e2a40de8b98b027e62d (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / CAPEs / O presente trabalho explora a utilização de lasers na região do infravermelho do espectro eletromagnético em aplicações biomédicas. O uso dos lasers na indústria, para processamento de materiais e em aplicações médicas, como a realização de cirurgias, têm atraído grande interesse nas últimas décadas. Neste trabalho, laser infravermelho foi explorado no corte de bolsas de sangue e no desenvolvimento de sistema de avaliação de elasticidade de hemácias baseado em técnica de aprisionamento óptico. No corte de bolsas de sangue foram determinados os parâmetros da ablação como tempo de perfuração, taxa de ablação e diâmetro dos furos para diferentes fluências e taxas de repetição do laser. Neste trabalho foram utilizados laser pulsados no regime de femtossegundos, com comprimento de onda de 800 nm, com taxa de repetição de 10 Hz e 1 KHz. Os resultados mostraram uma dependência do processo de ablação com o aumento da fluência e da taxa de repetição do laser. Além disso, foram avaliados os resíduos gasosos emitidos durante o processo de ablação das bolsas. A avaliação dos parâmetros de ablação à laser de bolsas de sangue consiste em um estudo pioneiro e introduz um novo direcionamento no processo de corte das mesmas. No desenvolvimento de um sistema para avaliação automática de elasticidade de hemácias aprisionadas opticamente foram utilizados lasers contínuos nos comprimentos de onda de 785 nm e 1064 nm. O sistema permite obter o valor da elasticidade de uma célula em 20 segundos, o que imprime uma redução significativa do tempo do processo de avaliação (60 ×) comparada ao método convencional. O sistema automático pode ajudar a expandir as aplicações de pinças ópticas em Hematologia e Hemoterapia. Além disto, o sistema construído foi utilizado para avaliar danos em hemácias aprisionadas opticamente. Foi verificada uma dependência da elasticidade das células com o comprimento de onda, potência do laser incidente e com tempo de aprisionamento da hemácia. Observou-se que as hemácias, após 2 minutos de exposição ao laser de 785 nm tornaram-se até ~ 104% menos deformáveis que as hemácias controle. A exposição ao laser de 1064 nm de 2 minutos a 10 mW induziu um aumento de até ~ 20% na rigidez celular. Atribuiu-se a dependência do comprimento de onda dos danos ópticos à absorção do laser pela hemoglobina. As modificações observadas nas propriedades elásticas das células estudadas estabelecem novos limites para aplicações utilizando lasers em hemácias. / This work explores the use of lasers in the infrared region of the electromagnetic spectrum in biomedical applications. The use of lasers in industry for materials processing and in medical applications, such as in surgeries, have attracted great interest in recent decades. In this work, infrared lasers were explored in blood bags cutting and in the development of a red blood cells elasticity evaluation system based on optical trapping technique. For the blood bags cutting process, ablation parameters such as drilling time, ablation rate and ablation diameter for different laser fluence and repetition rates were determined. In this work we used pulsed laser in femtosecond regime, with a wavelength of 800 nm, with repetition rate of 10 Hz and 1 KHz. The results showed a dependence of the ablation process with laser fluence and repetition rate. In addition, the waste gases emitted during the blood bags ablation process were evaluated. The evaluation of the blood bag laser ablation parameters consists of a pioneering study and introduces a new direction in the blood bag cutting process. In the development of a system for automatic evaluation elasticity of optically trapped red blood cells (RBCs), continuous laser at a wavelength of 785 nm and 1064 nm were used. The system allows to obtain the value of cell elasticity in 20 seconds, establishing a significant reduction in the assessment process time (× 60) compared to the conventional method. The automated system can help expand the applications of optical tweezers in Hematology and Hemotherapy. In addition, the constructed system was used to evaluate damage to red blood cells optically trapped. A dependence of the cells elasticity with the wavelength and power laser and with cell time trapping was observed. The results shows that the red blood cells was up to ~104% less deformable after 2 minutes of 785 nm laser exposition. The 2 minutes exposure to 10 mW of 1064 nm laser induced an increase up to ~ 20% on cell rigidity. We ascribed the wavelength dependence of the optical damages to the laser absorption by the hemoglobin. Moreover, the increase of RBCs rigidity could be associated to initial changes optically caused in the hemoglobin after irradiation. The results establish new limits for laser applications in RBCs, by identifying considerable modifications on their elastic properties.

INTRODUÇÃO: As distrofias musculares de cinturas (DMC) representam um grupo heterogêneo de desordens hereditárias e degenerativas da musculatura esquelética, com evolução progressiva, caracterizadas pelo acometimento predominante das cinturas escapular e/ou pélvica. São classificadas de acordo com o padrão de herança e o gene envolvido, podendo ser autossômicas dominantes ou autossômicas recessivas. No presente estudo, foi feita a análise de pacientes com diagnóstico de distrofia muscular de cinturas 2B (DMC2B). Trata-se de condição autossômica recessiva, cujo gene envolvido na sua fisiopatologia é o DYSF; sua mutação pode associar-se a alterações na proteína disferlina. OBJETIVOS: Avaliar a distribuição da fraqueza muscular na distrofia muscular de cinturas 2B com ênfase no acometimento dos membros superiores; realizar avaliação objetiva da força muscular para preensão palmar e pinças; correlacionar a força muscular dos diferentes movimentos com a idade de início dos sintomas, idade na ocasião da avaliação, tempo de evolução da doença e capacidade funcional. METODOLOGIA: Estudo prospectivo, observacional, corte transversal, caso-controle. Foi feita avaliação clínica da força muscular de membros superiores e superiores dos pacientes, através de instrumentos clínicos específicos e dinamômetro de pinça e de preensão palmar; adicionalmente, foram aplicadas escalas de capacidade funcional (Escala de Vignos e Escala de Brooke). RESULTADOS: Foram avaliados 12 pacientes com diagnóstico molecular confirmado de DMC2B e recrutados 41 pacientes para o grupo controle. Os grupos não diferiram por gênero nem nas médias etárias. A média da idade de início dos sintomas dos pacientes foi de 26,9 anos (DP 10,05); a idade média na ocasião da avaliação foi de 43,6 anos (DP 9,34). A avaliação clínica da força muscular evidenciou maior acometimento de membros inferiores em relação aos membros superiores. A dinamometria de pinça (bidigital e trigidital) e de preensão palmar evidenciou diferença significativa entre os pacientes e o grupo controle para todos os movimentos citados. Os valores de CK apresentaram média de 2769 U/L (cerca de quinze vezes o limite superior de normalidade). As escalas de avaliação de capacidade funcional evidenciaram uma correlação significativa entre a idade do paciente na ocasião da avaliação e o escore na escala de Brooke. CONCLUSÃO: A análise do padrão de fraqueza dos pacientes com DMC2B evidenciou acometimento de membros inferiores e também de membros superiores. A análise objetiva com dinamometria demonstrou acometimento em todos os movimentos avaliados, evidenciando o envolvimento distal de membros superiores. A análise da capacidade funcional de membros superiores apresentou correlação com idade na avaliação (quanto maior a idade do paciente, maior o grau de incapacidade para membros superiores). Os valores de CK e de força muscular correlacionaram-se com a idade do início dos sintomas e idade na avaliação, ou seja, o início mais precoce da doença correlacionou-se com quadros mais graves (maiores valores de CK e maior envolvimento de força muscular - principalmente distal de membros superiores) / INTRODUCTION: Limb-girdle muscular dystrophies (LGMD) are a heterogeneous group of hereditary and degenerative disorders of the skeletal muscle, with progressive evolution, characterized by the predominant involvement of the scapular and / or pelvic girdles. They are classified according to the inheritance pattern and the involved gene, being autosomal dominant or autosomal recessive. In the present study, we evaluated patients with a diagnosis of 2D (LGMD2B). The LGMD2B is an autosomal recessive condition whose gene involved in its pathophysiology is DYSF; its mutation may be associated with changes in protein dysferlin. OBJECTIVES: To assess the distribution of muscle weakness in 2D womb muscular dystrophy with emphasis on upper limb involvement; perform objective evaluation of muscle strength for palmar grip and forceps; to correlate the muscular strength of the different movements with the age of onset of symptoms, age at the time of evaluation, duration of disease and functional capacity. METHODS: Prospective, observational, cross-sectional, case-control study. Clinical evaluation of the muscular strength of the upper and upper limbs of the patients was made through specific clinical instruments and pinch dynamometer and palmar grip; In addition, functional capacity scales were applied (Vignos Scale and Brooke Scale). RESULTS: Twelve patients with confirmed molecular diagnosis of DMC2B were evaluated and 41 patients were recruited for the control group. The groups did not differ by gender nor in the age groups. The mean age of onset of the patients\' symptoms was 26.9 years (SD 10.05); the mean age at the time of the evaluation was 43.6 years (SD 9.34). The clinical evaluation of muscle strength showed a greater involvement of the lower limbs in relation to the upper limbs. Pinch dynamometry (bidigital and trigidital) and handgrip dynamometry showed a significant difference between the patients and the control group for all the mentioned movements. CK values presented a mean of 2769 U / L (about eight times the upper limit of normality); there was a significant negative correlation (p <0.01) between the age of the patient at the time of the evaluation and the maximum value of CK. The functional capacity evaluation scales showed a significant correlation between the age of the patient at the time of the evaluation and the score on the Brooke scale. The correlation values between the muscular strength between the different movements evaluated and the age of onset of symptoms, age at the time of evaluation and time of evaluation of the disease presented values of significance close to 0.05 for the upper limb distal muscles and age of onset and age at the time of evaluation. CONCLUSION: The analysis of the weakness pattern of patients with LGMD2B showed involvement of lower limbs as well as upper limbs. Objective analysis with dynamometry showed involvement in all the movements evaluated, showing the distal involvement in the upper limbs. The analysis of functional capacity of upper limbs showed correlation with age in the evaluation (the higher the patient\'s age, the greater the degree of incapacity for upper limbs). The values of CK and muscle strength correlated with the age of onset of symptoms and age at the assessment, ie the earlier onset of the disease was correlated with more severe conditions (higher CK values and greater involvement of muscle strength - mainly distal upper limbs)

A recuperação motora da mão é importante para a independência funcional de pacientes com acidente vascular cerebral (AVC). A estimulação magnética transcraniana (EMT) é uma técnica não invasiva que pode ser usada para avaliar a excitabilidade do córtex motor. O objetivo principal deste estudo foi avaliar a correlação entre as medidas de EMT (inibição intracortical, IIC; facilitação intracortical, FIC; período silente ipsilateral, Psil) e o desempenho motor em atividades relevantes para as atividades de vida diária, em indivíduos com AVC (grupo AVC) e boa recuperação motora, assim como em sujeitos sem AVC (grupo controle). As medidas foram realizadas no hemisfério afetado (HA) dos indivíduos com AVC e no hemisfério homólogo dos sujeitos do grupo controle. Os objetivos secundários foram: confirmar que a as medidas de EMT do grupo AVC seriam comparáveis às do grupo controle; investigar a relação entre as medidas de IIC ou FIC e o Psil nos dois grupos. Após avaliação de elegibilidade de 2298 sujeitos, 12 pacientes (seis homens) foram incluídos no grupo AVC com média (+- desvio-padrão) de idade 52,9 (+- 11,8) anos, pontuações na escala de AVC do National Institutes of Health de 2,6 (+- 1,8) e na subescala de avaliação do membro superior de Fugl-Meyer de 57,5 (+- 4,6). No grupo controle foram incluídos 10 indivíduos (seis homens) com média de idade 53,3 (+- 12,0) anos. Nos dois grupos, foram avaliados: desempenho no teste de Jebsen Taylor, força de preensão, limiar motor, IIC, FIC e Psil. O coeficiente de correlação de Spearman foi utilizado para avaliar a correlação entre medidas de desempenho motor e medidas de EMT, assim como para associações entre medidas de excitabilidade intracortical e Psil. Para comparação das medidas entre o grupo AVC e o grupo controle, foi utilizado o teste de Mann-Whitney. Foi encontrada uma correlação significativa (r = 0,68; p = 0,014) entre a força de preensão e a IIC no Grupo AVC, mas não no grupo controle (r= 0,16; p= 0,47). Não foram encontradas correlações estatisticamente significativas entre o desempenho no teste de Jebsen-Taylor e qualquer outra medida de excitabilidade nos dois grupos. Não houve diferenças estatisticamente significativas entre as medidas de EMT nos dois grupos (p > 0,05). Não houve correlação significativa entre as medidas de excitabilidade intracortical e o Psil no grupo AVC, mas houve correlação significativa entre aumento da IIC e maior duração do Psil no grupo controle (r=-0,8; p= 0,008). A FIC não teve correlação significativa com o Psil em quaisquer dos grupos. Esses resultados sugerem que a atividade gabaérgica no córtex motor primário do HA seja relevante para a força da mão parética em indivíduos com AVC. Além disso, confirmam a hipótese de que pacientes com boa recuperação motora apresentem padrões de excitabilidade cortical semelhante aos de indivíduos saudáveis. Finalmente, os resultados não corroboram a hipótese de que um mesmo grupo de interneurônios medeie a IIC do HA e a inibição inter hemisférica do hemisfério afetado para o hemisfério não afetado em indivíduos com AVC e bom desempenho motor, na fase crônica / Recovery of hand motor function is important for the functional independence of patients with stroke. Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive technique for assessment of motor cortex excitability. The main objective of this study was to evaluate the correlation between TMS measures (short-interval intracortical inhibition, SICI; intracortical facilitation, ICF and ipsilateral silent period, ISP) and motor performance in subjects with stroke and good motor recovery (stroke group) as well as in subjects without stroke (control group). Measurements were performed in the affected hemisphere of stroke subjects and in the homologous hemisphere of subjects in the control group. The secondary objectives were: to confirm that the SICI, ICF and ISP of the stroke group would be comparable to those of the control group; to investigate the relation between SICI or ICF and the ISP in the two groups. After assessment of eligibility in 2298 subjects, 12 patients (six men) were included in the stroke group. Mean (+- standard deviation) age was 52.9 (+- 11.8) years, National Institutes of Health Stroke Scale score was 2.6 (+- 1.8) and Fugl-Meyer upper limb subscale score was 57.5 (+- 4.6) in the stroke group. In the control group, 10 subjects (six men) were included with a mean age of 53.3 (+- 12.0) years. In the two groups, the Jebsen-Taylor test, grip strength, motor threshold, SICI or ICF and ISP were evaluated. The Spearman\'s correlation coefficient was used to assess the correlation between motor performance measures and TMS measures, as well as the associations between intracortical excitability measures and the ISP. The Mann-Whitney test was used to compare the measures between the stroke group and the control group. A significant correlation (r = 0.68, p = 0.014) was found between grip strength and SICI in the stroke group, but not in the control group (r = 0.16, p = 0.47). No statistically significant correlations were found between performance in the Jebsen-Taylor test and any other measures of excitability in the two groups. There were no statistically significant differences between the TMS measurements between the two groups (p > 0.05). There was no significant correlation between the SICI measures and the ISP in the stroke group, but there was a significant correlation between increased SICI and longer duration of the ISP in the control group (r=-0.8; p=0.008). ICF had no significant correlation with the ISP in any of the groups. These results suggest that increased gabergic activity in the motor cortex of the affected hemisphere is relevant for strength of the paretic hand in patients with stroke. Also, they confirm the hypothesis that patients with good motor recovery present patterns of cortical excitability similar to those of healthy subjects. Finally, the results do not support the hypothesis that the same group of interneurons mediate intracortical inhibition and interhemispheric inhibition of the unaffected hemisphere by the affected hemisphere in subjects with stroke and good motor performance in the chronic phase