Thesis submitted in fulfilment of the requirements for the degree Masters of Technology: Radiography in the Faculty of Health and Wellness Sciences at the Cape Peninsula University of Technology / BACKGROUND: Diabetic patients are at increased risk of cardiovascular events and stroke, and its prevention is therefore the desired goal. In the arsenal of available techniques, ultrasound plays a vital role in primary healthcare. It is reliable, cost-effective and a noninvasive diagnostic tool that may prove beneficial for screening individuals at risk of cardiovascular disease (CVD) and stroke in SA. OBJECTIVE: To determine the interrelationships between carotid ultrasound findings with glycaemia status and contributing risk factors of atherosclerosis in the selected population. METHODS: Initially blinded by the glycaemia status, blood results, contributing risks and patient demographics, both carotid arteries were evaluated with duplex ultrasound (DUS), during July 2010 – July 2011. Using graphs, figures, frequency tables, means and standard deviations for the selected study population, univariate, multivariate and stepwise regression analysis was done to determine the association between ultrasound findings and risk factors for atherosclerosis. The hypothesis tested in this study was to determine if there is an increased incidence of carotid artery intima-media thickening (CIMT), plaque formation and stenosis in patients diagnosed with T2DM and hyperglycaemia in a very specific sub-population of mixedancestory, residing in Bellville South Africa (BSA). RESULTS: Of 534 subjects, 375 were of mixed ancestry and ≥35yrs of age, which met the inclusion criteria for the carotid ultrasound substudy. The glycaemic status for each individual was established, and 44% (165/375) were diagnosed hyperglycaemic, of which 66.7% (110/165) were diabetic (T2DM) and 33.3% (55/165) were pre-diabetic (Pre-DM). Majority (56%:265/375) had a normal glycaemic status. The ultrasound measurement of the carotid wall thicknesses (Mean Rt. and Lt. CIMT) revealed a statistically significant rise from normal glycaemia status to DM status for both the males (p = 0.0115*; p = 0.0259*) and females (p < 0.0001**; p < 0.0001**) respectively. In terms of plaques and internal carotid artery (ICA) stenosis (124/375), when grouped into normal and hyperglycaemic sub-groups, indicated plaque presence and some form of narrowing. A <50% stenotic ratio noted in 61% (76/124) of the hyperglycaemic group, that was 1.6 times higher than those with normal glycaemia (48/124). Predisposing factors demonstrated significantly higher levels in the females than in the males. The univariate multiple regression analysis after adjusted R² of 0.3247 for all independent variables (predisposing /contributing risk factor markers) of age (yrs.), SBP (mmHg), hs-CRP (mg/L), S-Cotinine (ng/mL) and LDL (mmol/L) showed statistically significant positive associations with dependent variable of the mean carotid wall thickness (p < 0.0001**, p< 0.0001**, p = 0.0033*, p = 0.0409* and p = 0.0044)* respectively. Statistically significant positive differences and standard error (SE), for every unit of change (1yr.) of age (yrs.), as a contributing factor for herosclerosis, there was a change in the mean carotid wall thickness as predicted according to this model. The total contribution of independent risk factors to CIMT ultrasound measurements were calculated as 34.5% (Adjusted R² = 0.3247). In the multivariate stepwise regression analysis, the independent variables of age (p< 0.0001) ** and systolic blood pressure (p < 0.0001) ** showed the strongest positive association with carotid wall thickeness changes. The hs-CRP (mg/L) inflammatory markers (p = 0.0014)* and LDL (mmol/L) (p = 0.0208)* were the 2nd and 3rd highest positive associated contributory risk factors for carotid artery wall thickening. The hip circumference (p = 0.0008)* and waist circumference (p = 0.0 555) + risk factors related to obesity was significant and approached significance, respectively, with the predicted increase of carotid artery wall thickening. CONCLUSION: Subjects diagnosed with T2DM and hyperglycaemia had increased levels of CIMT, plaques and carotid artery stenosis, compared to those subjects without T2DM. Age and systolic blood pressure, inflammatory (raised hs-CRP) and LDL cholesterol changes, and central (truncal) waist circumference adiposity, were positively associated with increased carotid intima media thickness. Smoking (S-Cotinine) and gender also reflected a direct relationship with CIMT changes. The hip circumference adiposity and diastolic blood pressure measurements were not directly associated with an increase in CIMT, which are in keeping with hypertension and obesity formulas. These findings confirm the association of thickened CIMT, plaques and stenosis with ‘unhealthy’ T2DM subjects at higher risk of CVD and stroke. The total contribution of independent risk factors to CIMT measurements were calculated as 34.5% (Adjusted R² =0.3247). The gathered information, discussion of results, and concluding statements thereby supports the recommendation of carotid artery ultrasound evaluation, for screening and diagnosis in primary health care, for ‘flagging’ high risk individuals at risk of stroke, so that lifestyle changes and appropriate management is early adopted.

abstract: The object of this study is to charac terize the effect of focused ultrasound stimulation (FUS) on the rat ce rvix which has been observed to speed its ripening during pregnancy. Ce rvical ripening is required for successful fetal delivery. Timed-pregnant Sprague-Dawley rats (n=36) were used. On day 14 of gestation, the FUS system was placed on the body surface of the rat over the cervix and ultrasound energy was applied to cervix for variable times up to 1 hour in the control group, the FUS system was placed on rats but no energy was applied. Daily measurement of cervix light-induced florescence (LIF, photon counts of collagen x-bridge fluorescence) were made on days 16 of gestation and daily until spont-aneous delivery (day22) to estimate changes in cervical ripening. We found that pulses of 680 KHz ultrasound at 25 Hertz, 1 millisecond pulse duration at 1W/cm^2 applied for as little as 30 minutes would immediately afterwards show the cervix to hav e ripened to the degree seen just before delivery on day 22. Delivery times, fetal weights and viability were unaffected in the FUS-treated animals. / Dissertation/Thesis / M.S. Bioengineering 2012

Nesta pesquisa estudou-se a soldagem de materiais poliméricos por ultra-som, sendo estes, policarbonato (PC) e poli(metacrilato de metila, PMMA. As soldagens foram obtidas através do equipamento especifico para soldagem Soldadoras Integradas, série 900IW, empresa BRANSON Ultrasonics Corporation. Onde detalhamos alguns aspectos do equipamento: mecanismo de soldagem, conversores, transformador e sonotrodo. Para o sonotrodo especificamos a relação de área em função da geometria do mesmo. Ressaltamos também os tipos de métodos de soldagem: direto e indireto, de forma que concluímos que os materiais semicristalinos devem ser soldados apenas pelo método direto em conseqüência destes apresentarem grande perda de amplitude durante a soldagem. Em função destes possuírem uma acentuada queda do módulo de cisalhamento (G) e um aumento no fator de perda mecânica Tang &#948; acima da temperatura de transição vítrea (Tg), o que prejudica a soldagem. Foram analisados outros fatores que influem no processo de soldagem da junta como: tipos de juntas para uma melhor transmissão de energia, onde verificamos que juntas que possuem um D.R (diretor de energia) apresentam uma boa soldagem, diferente o que acontece com superfícies planas que apresentaram uma soldagem inadequada. Pesquisou-se também a propagação da onda no diretor de energia onde verificamos variações da amplitude através do mesmo. Estudou-se o método para estimar a capacidade de soldagem por ultra-som dos matérias através de fórmulas, onde verificou-se resultados coerentes com os valores reais. Experimentalmente variou-se os parâmetros de soldagem tais como: tempo de soldagem, pressão, e o tempo de recalque, com o intuito de obter-se variações na área soldada e na resistência ao cisalhamento das juntas. Os resultados apresentados pela variação dos parâmetros foram significativos, de modo, que o aumento do tempo de soldagem influenciou em um aumento da área das amostras em 90% das soldagens realizadas, tanto para soldagens similar (de mesmo material) e dissimilar (de materiais diferentes). Com aumento da pressão de soldagem obtivemos resultados menos significativos, ou seja, verificamos que 86,52% das amostras com junção similar, aumentaram a área em função do aumento da pressão. Os outros 13,48% diminuíram a área soldada em função do aumento da pressão, fenômeno causado pela diferença de rechupe encontrado nas amostras injetadas. O aumento do tempo de recalque não apresentou variações de área e de resistência ao cisalhamento significativas. As amostras soldadas apresentam o fenômeno de esbranqueceamento da região unida, onde concluímos que a umidade presente no material e as microrugosidades presentes na superfície do mesmo, causam este fenômeno. O qual pode ser minimizado através de secagem do material antes da injeção. Mediu-se a área soldada, e a resistência ao cisalhamento de todos os tipos de juntas, de forma que obtivemos diferentes valores para cada tipo de material analisado (PMMA e PC) com junções similares (PMMA/PMMA e PC/PC), dissimilares (PMMA/PC) e com direções de injeção similares (HH, VV) e direção de injeção dissimilar (HV). Com estes resultados podemos aplicar o método estatístico de análise de variância em função da variação de área e da variação de resistência. Os resultados da análise de variância foram mais coerentes com os resultados experimentais em função do parâmetro tempo de soldagem. A análise de variância em função da pressão apresentou resultados menos significativos, comparado aos resultados experimentais. As juntas soldadas foram adaptadas da norma ASTM D638M, e para realização do teste de cisalhamento projetou-se um dispositivo especial para esta aplicação. / In this research it was studied welding of polymerics materials by ultrasound, being these, polycarbonate (PC) and poli(metacrilate of metila, PMMA). The weldings had been gotten through the equipment specify for welding (Integrated Soldering, series 900IW, company BRANSON Ultrasonics Corporation). Detail some aspects of the equipment: mechanism of welding, converters, transforming and sonotrode. For sonotrode we specify the relation of area in function of the geometry. Empathized also two types of welding methods: direct and indirect, then we conclude that the semi crystalline materials must be welded only by the direct method, in consequence of these materials to present great loss of amplitude during the welding. In function of these to possess one accented fall of the module of shear (G) and an increase in the mechanics loss factor (Tang &#948;), above of the glass transition temperature (Tg), these factors it harms the welding. Other factors had been analyzed that influence in the process of welding of the joining, as: geometric of joining for one better transmission of energy, where we verify that joining that possess a D.R (director of energy) these present a good welding, different of others joining with plain surfaces that had presented an inadequate welding. The propagation of the wave in the energy director was also searched where we verify variations of the amplitude through D.R. The method was studied for estimate of the capacity of welding for ultrasound of the materials through formulas, where it was verified coherent resulted with the real results. Experimentally varied the welding parameters such as: welding time, pressure, and the time pressure after welding, with intention to get variations in the welded area and the shear strength of the joining. The results presented for the variation of the parameters had significant, in way, that the increase of the welding time influenced in an increase of the area of the samples in 90% of the carried through weldings, as much for weldings similar (of same material) and dissimilar (of different materials). With increase of the welding pressure we got resulted less significant, or either, we verify that 86.52% of the samples with similar junction, had increased the area in function of the increase of the pressure. The others 13.48% had diminished the area welded in function of the increase of the pressure, phenomenon caused for the difference of contraction found in the injected samples. The increase of the time of the time pressure after welding did not present variations of area and significant shear strength. The welded samples present the phenomenon of change of color of the joined region, where we conclude that the present humidity in the material and the microrugosidades of the surface causes this phenomenon. The change color can be minimized through drying of the material before the injection. It measured welded area, and the shear strength of all the types of joining, and this form we got different values of area and of shear strength for each type of material analyzed (PMMA and PC) with similar junctions (PMMA/PMMA and PC/PC) and dissimilar (PMMA/PC) with similar directions of injection (HH, VV) and direction of dissimilar injection (HV). With these results we can apply the statistical method of analysis of variance in function of the variation of area and in function of the variation of resistance. The results of the variance analysis had been more coherent with the experimental results in function of the parameter welding time. The analysis of variance in function of the pressure presented resulted less significant, comparative to the experimental results. The welded joining had been adapted according to norm ASTM D638M, and for development of the shear test a special device for this application was projected.

Mudanças nas características mecânicas de tecidos biológicos geralmente estão relacionadas com algum tipo de patologia. Técnicas de imagens elastográficas são métodos quantitativos de se estimar as propriedades mecânicas de tecidos. Em geral, o objetivo destas técnicas de imagem é medir o movimento do tecido provocado por uma força interna ou externa. Por meio desse movimento, parâmetros viscoelásticos do meio em análise são reconstruídos. A força de excitação pode ser tanto quasi-estática, como dinâmica. O trabalho apresentado nesta tese aborda as técnicas de elastografia dinâmica e quasi-estática. Na abordagem quasi-estática, a elasticidade não-linear é estudada através de phantoms com características que simulam as do tecido humano. Na abordagem dinâmica, o movimento dinâmico promovido por força de radicação acústica é avaliado através de técnicas ultrassônicas e magnéticas. O desenvolvimento de materiais para serem usados como phantoms para elastografia por ultrassom é descrito. O comportamento elástico não-linear desses materiais foi analisado através de resultados de ensaios mecânicos. Esses materiais foram desenvolvidos para apresentarem uma relação tensão/deformação que não dependesse do módulo de cisalhamento para pequenas deformações, e foram projetados para serem usados em phantoms em que configurações heterogêneas são empregadas (por exemplo, phantoms com inclusões esféricas). O efeito da não-linearidade elástica dos materiais sobre o contraste, a relação sinal ruído e a relação contraste ruído de imagens elastográficas de um phantom contendo inclusões esféricas, sofrendo altas deformações (até 20%) foi investigada. Foi demonstrada a viabilidade de se medir movimentos vibratórios induzidos por feixes acústicos confocais através de um ultrassom Doppler que utiliza ondas contínuas. A interferência de feixes de ultrassom com pequena diferença de frequências provoca o aparecimento de uma força dinâmica no alvo. Foi demonstrada a formação de imagens de uma esfera rígida imersa em um phantom viscoelástico, através da varredura de ambos os transdutores (confocal e Doppler) pelo plano focal do transdutor confocal. O comportamento dinâmico de uma esfera magnetizada induzido por força de radicação acústica foi investigado. A esfera foi suspensa em água em configuração de pêndulo. Forcas estática de longa (poucos segundos) e curta (poucos milisegundos) duração foram utilizadas. O movimento da esfera foi medido através de um sensor magnetoresistivo. A partir da nova posição de equilíbrio em resposta à força de radicação de longa duração, a amplitude dessa força foi estimada. Para se estimar a viscosidade da água, o movimento de relaxação da esfera após a força ter sido desligada foi ajustado a um modelo de movimento-harmônico amortecido. O movimento de uma esfera rígida imersa em um phantom feito de gelatina, deslocada por força de radicação acústica, foi avaliado por meio de ecos ultrassônicas obtidos com um sistema pulso/eco. A teoria utilizada para se estimar os parâmetros viscoelásticos do phantom, usando o movimento induzido na esfera, é uma extensão da teoria usada para se estimar a viscosidade da água. / Changes in the mechanical properties of soft tissues may be related with pathological disorders. Elasticity imaging is a quantitative method of estimating the mechanical properties of the tissue. In general, the aim of this technique is to measure tissue motion caused by external or internal forces and use it to reconstruct the viscoelastic parameters of the medium. The excitation stress used can be (quasi-) static or dynamic. Both elastographic approaches are explored in this thesis work. In the quasi-static approach, the nonlinear elasticity is studied through tissue-mimicking phantom experiments. In the dynamic approach, the dynamic motion provided through acoustic radiation force is evaluated using ultrasonic and magnetic techniques. The development of phantom materials for elasticity imaging is reported. These materials were specifically designed to provide nonlinear stress/strain relationship that can be controlled independently of the small strain shear modulus of the material, and were designed for use in phantoms where heterogeneous configurations (e.g, spherical targets in a uniform background) are employed. The effects of phantom materials nonlinearity over the strain contrast, signal-to-noise ratio and contrast-to-noise ratio of a phantom containing spherical inclusions undergoing large deformations (up to 20%) were investigated.The feasibility of measuring vibration movement, through a mono-channel continuous wave Doppler system, induced by focused confocal beams, is demonstrated. The interference of two ultrasonic beams promotes a dynamic force to the target. The ability to form images of a rigid spherical inhomogeneity embedded in viscoelastic phantom by scanning both ultrasonic transducers (confocal and Doppler) across the confocal transducer focal plane is presented. The dynamic behavior of a rigid magnetic sphere induced by an acoustic radiation force was investigated. The sphere was suspended in water in a simple pendulum configuration. Steady forces of long (few seconds) and short (few milliseconds) durations were used. The movement of the magnetic sphere was tracked using a magnetoresistive sensor. From the new equilibrium position of the sphere in response to the long-duration static radiation force, the amplitude of this force was estimated. To access the water viscosity, the relaxation movement after the acoustic force had stopped was fitted to a harmonic-motion model. The motion of a rigid sphere embedded in gelatin phantom, displaced by acoustic radiation force, was evaluated using the ultrasonic echoes from a pulse-echo system. The theory used to estimate the viscoelastic parameters of the phantom, from the oscillation of the rigid sphere is an extension of the relation used to estimate the water viscosity.

Acoustic levitation is a method which uses sound radiation to suspend matter in a medium. The main use of this phenomenon is for the contactless processing of matter, allowing to manipulate small objects without any solid contact. Contactless processing of matter presents many advantages in, for example, the fabrication of MEMS (microelectromechanical systems) where handling the components is challenging because of their fragile and surface-sensitive characteristics or in the chemical/biological industry when handling high-purity or hazardous materials. Thus, a new device for noncontact linear transportation of small solid objects is presented here. In this device, ultrasonic flexural vibrations are generated along the ring shaped vibrator using two Langevin transducers and by using a reflector parallel to the vibrator, small particles are trapped at the nodal points of the resulting acoustic standing wave. The particles are then moved by generating a traveling wave along the vibrator, which can be done by modulating the vibration amplitude of the transducers. The working principle of the traveling wave along the vibrator has been modeled by the superposition of two orthogonal standing waves, and the position of the particles can be predicted by using finite element analysis of the vibrator and the resulting acoustic field. A prototype consisting of a 3 mm thick, 220 mm long, 50 mm wide and 52 mm radius aluminum ring-type vibrator and a reflector of the same length and width was built and small polystyrene spheres have been successfully transported along the straight parts of the vibrator. / Levitação acústica é um método para suspender matéria em um meio através de pressão de radiação acústica gerada por intensas ondas de som. O principal uso desse fenômeno é na manipulação de partículas sem contato solido. Esse fenômeno tem várias aplicações para pesquisas onde deve ser evitado todo o contato como, por exemplo, na área de biologia, química, e na fabricação de MEMS. Assim, um novo sistema de transporte linear de partículas por levitação acústica está apresentado aqui. Nesse sistema, vibrações flexurais estão geradas em uma placa tipo anel com dois transdutores tipo Langevin, e colocando um refletor paralelo ao oscilador, partículas estão presas no pontos nodais da onda acústica gerada. As partículas estão deslocadas modulando a amplitude dos transdutores. Assim, este trabalho tem como objetivos a modelagem do fenômeno de levitação acústica, o dimensionamento de um protótipo de sistema de transporte linear de partículas por levitação acústica, bem como a fabricação e o controle desse protótipo. Um protótipo consistindo de uma estrutura tipo anel de alumínio de 3 mm de espessura, 220 mm de comprimento e um raio de 52 mm foi fabricado e o transporte de pequenas esferas de isopor foi realizado com êxito nas parte retas do vibrador.

A finalidade deste trabalho foi obter suspensões aquosas estáveis de beta-quitina (GA = 79%) explorando o uso de ultrassom de alta intensidade, e preparar filmes autossuportados por casting a partir de suspensões de beta-quitina, soluções aquosas de quitosana (GA = 4,9%) e da combinação de ambas em diferentes proporções. Assim, foram preparados os filmes BQF (100% beta-quitina) e QF (100% quitosana), e os filmes compostos BQ80/Q20, BQ50/Q50, BQ20/Q80, sendo que as porcentagens de beta-quitina e quitosana são indicadas pelos sub-índices empregados na identificação dos referidos filmes. Foi constatado por análises de espectroscopia na região do infravermelho e espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio que o tratamento de ultrassom não alterou a estrutura de beta-quitina, enquanto a viscosimetria capilar em solução diluída mostrou ligeiro decréscimo (16%) da viscosidade intrínseca, indicando a ocorrência de despolimerização em baixa extensão. As análises de microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica mostraram que os filmes com maiores teores de beta-quitina exibiram superfícies mais heterogêneas, granulares e rugosas, enquanto a presença de quitosana resultou em filmes mais homogêneos e significativamente menos rugosos. Assim, os filmes BQF e QF apresentaram valores de rugosidade média quadrática (RMS) 225,0 nm e 21,6 nm , respectivamente. As medidas de ângulo de contato revelaram que o filme QF é o mais hidrofílico (&theta; &asymp; 75,40), enquanto os filmes compostos BQ20/Q80, BQ50/Q50 e BQ80/Q20, que têm teores crescentes de beta-quitina, foram mais hidrofóbicos, apresentando ângulos de contato 87,50, 95,60 e 95,20, respectivamente. As análises termogravimétricas revelaram que o tratamento de ultrassom favorece o intumescimento das partículas de beta-quitina e que o baixo grau de ordem dos filmes contribui para diminuir a estabilidade térmica quando comparada à beta-quitina na forma de pó. As análises de calorimetria exploratória diferencial dos filmes compostos mostraram que a eliminação de água demanda maior energia quanto maior o teor de beta- quitina, evidenciando a ocorrência de fortes interações entre as cadeias de beta-quitina e moléculas de água. Assim, os resultados mostraram que o tratamento de ultrassom permitiu o processamento de beta-quitina/quitosana para a formação de filmes autossustentados sem a utilização de solventes orgânicos, e que os filmes exibem características e propriedades que dependem fortemente de sua composição, i. e. dos teores de beta-quitina e quitosana. / The purpose of this study was to obtain stable aqueous suspensions of beta-chitin (GA = 79%) exploring the use of high intensity ultrasound, and to prepare self-sustained films by casting from suspensions of beta-chitin, chitosan aqueous solutions (GA = 4.9%) and from the combination of both, in different proportions. Thus, the films BQF (100% of beta-chitin) and QF (100% of chitosan) and compound films BQ80/Q20, BQ50/Q50, BQ20/Q80 were prepared, the percentages of beta-chitin and chitosan being indicated by the sub-indices used in the identification of those films. It has been found by infrared spectroscopy and proton nuclear magnetic resonance spectroscopy that the ultrasound treatment did not alter the structure of beta-chitin, while the capillary viscometry in dilute solution showed a slight decrease (16%) of intrinsic viscosity indicating the occurrence of depolymerization at low extension. Atomic force microscopy and scanning electron microscopy showed that the films with higher content of beta-chitin exhibited more heterogeneous, granular and rough surfaces, while the presence of chitosan resulted in significantly more homogeneous and less rough films. Thus, QF and BQF films showed values of mean square roughness (RMS) 225.0 nm and 21.6 nm, respectively. The contact angle measurements showed that QF (&theta; &asymp; 75.40) is the more hydrophilic film, while the composite films BQ20/Q80, and BQ50/Q50, BQ80/Q20, which have increasing contents of beta-chitin were more hydrophobic, exhibiting contact angles 87.50, 95.60 and 95.20, respectively. Thermogravimetric analysis showed that the ultrasound treatment favored the swelling of the particles of chitin and that the low degree of order of the films contributed to decrease the thermal stability when compared to beta-chitin in powder form. The differential scanning calorimetry of the compound films showed that the elimination of water requires more energy the higher the content of beta-chitin, indicating the occurrence of strong interactions between the chains of beta- chitin and water molecules. Thus, the results showed that the ultrasoud treatment allowed the processing beta- chitin/chitosan for the formation of self-sustained films without the use of organic solvents, and that the films exhibited characteristics and properties strongly dependent on their composition, i. e. the content of beta-chitin and chitosan.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The objective was to evaluate the quantitative characteristics of longissimus muscle area (LMA) and subcutaneous fat thickness (SFT) in vivo and in carcass of lambs and kids finished at feedlot. Before slaughter, were measured between the 12th and 13th thoracic vertebrae, with the use of ultrasound, the subcutaneous fat thickness (USFT) and longissimus muscle area (ULMA). Measures on the carcass of the longissimus muscle area (CLMA) and subcutaneous fat thickness (CSFT) were made using a millimeter ruler and pachymeter, respectively. In kids the measures in vivo and in carcass were made over the 3rd and 4th sternebrae and in the sternocostal cartilage between the 3rd and 4th sternebrae. Were used 20 crossbred lambs and 20 crossbred kids, non-castrated, being 10  Dorper x Santa InÃs (DxSI) lambs, 10  Dorper x Brazilian Somali (DxBS) lambs, 10  Savana x Without Defined Standard Breed (SxWDSB) kids and 10  Anglo-Nubian x Without Defined Standard Breed (AxWDSB) kids. The DxSI lambs were slaughtered at an average of 138 days of age with average weight of 43.7 kg whereas DxBS lambs were slaughtered with 32.0 kg at an 117 days of age, when both genetic groups reached approximately 3 mm of ultrasound subcutaneous fat thickness. The kids were slaughtered at an average of 197 days of age and body weight of 21.7 kg and 20.3 kg, for SxWDSB and AxWDSB genotypes, respectively. The data were analyzed under a completely randomized design with 4 genotypes and 10 repetitions each. The ULMA and CLMA were higher in lambs than in kids, being DxSI lambs (ULMA = 17.10cmÂ; CLMA = 17.78cmÂ) superior in relation to DxBS lambs (ULMA = 13.51 cmÂ; CLMA = 13. 91cmÂ), while in the kids the values were similar: SxWDSB (ULMA = 6.73 cmÂ; CLMA = 7.65 cmÂ) and AxWDSB (ULMA = 6.72 cmÂ; CLMA = 7.01 cmÂ). There were significant and positive correlations for ULMA and CLMA of lambs (0.75) and kids (0.86). Measures of USFT and CSFT in lambs also showed significant and positive correlation (0.51). In kids the depth of tissue over the 3rd and 4th sternebrae and sternocostal cartilage between the 3rd and 4th sternebrae measured in vivo and carcass showed no significant differences between both measurements in both genetic groups. There were significant and positive correlations between variables in the sternal region measured in vivo and in carcass. It was concluded that LMA is higher in lambs than in kids, indicating a superior muscular performance in lambs. The 3 mm USFT as desired slaughter criterion was reached only by lambs, indicating a greater precocity of ovine species. The use of ultrasound was an effective method to estimate LMA and SFT of lambs and LMA and the depth of the sternal tissues of kids. / Objetivou-se avaliar, as caracterÃsticas quantitativas de Ãrea de olho de lombo (AOL) e espessura de gordura subcutÃnea (EGS) in vivo e na carcaÃa de cordeiros e cabritos terminados em confinamento. Antes do abate, foram mensuradas entre a 12 e a 13 vÃrtebras torÃcicas com a utilizaÃÃo de ultrassom, a espessura de gordura subcutÃnea (EGSU) e a Ãrea de olho de lombo (AOLU). Na carcaÃa mensurou-se a Ãrea de olho de lombo (AOLC) e a espessura de gordura subcutÃnea (EGSC), atravÃs de uma rÃgua milimÃtrica e paquÃmetro, respectivamente. Nos caprinos mensurou-se, in vivo e na carcaÃa a espessura dos tecidos sobre a 3 esternÃbra, 4 esternÃbra e sobre a cartilagem esternocostal entre a 3 e 4 esternÃbras. Foram utilizados 20 cordeiros e 20 cabritos mestiÃos, machos nÃo castrados, sendo 10 cordeiros  Dorper x Santa InÃs (DxSI), 10 cordeiros  Dorper x Somalis Brasileiro (DxSB), 10 cabritos  Savana x SPRD (SxSPRD) e 10 cabritos  Anglo-Nubiana x SPRD (AxSPRD). Os cordeiros DxSI foram abatidos com idade mÃdia de 138 dias e peso corporal mÃdio de 43,75 kg, enquanto que os cordeiros DxSB apresentaram idade mÃdia de 117 dias e peso corporal mÃdio de 32,04 kg, quando alcanÃaram aproximadamente 3 mm de espessura de gordura subcutÃnea. Por sua vez, os cabritos foram abatidos com idade mÃdia de 197 dias e peso corporal mÃdio de 21,7 kg para os SxSPRD e 20,3 kg para os AxSPRD. Os dados obtidos foram analisados num delineamento inteiramente casualizado com 4 genÃtipos e 10 repetiÃÃes cada. A AOLU e AOLC foram maiores nos ovinos que nos caprinos, sendo dos cordeiros DxSI (AOLU = 17,10 cmÂ; AOLC = 17,78 cmÂ) superiores aos DxSB (AOLU = 13,51 cmÂ; AOLC = 13,91 cmÂ), enquanto nos cabritos foram similares: AxSPRD (AOLU = 6,73 cmÂ; AOLC = 7,65 cmÂ) e SxSPRD (AOLU = 6,72 cmÂ; AOLC = 7,01 cmÂ). Houve correlaÃÃes positivas e significativas para a AOLU e AOLC de cordeiros (0,75) e cabritos (0,86). As medidas de EGSU e EGSC de cordeiros tambÃm apresentaram correlaÃÃo positivas e significativas (0,51). Nos caprinos a profundidade dos tecidos sobre a 3 esternÃbra, 4 esternÃbra e sobre a cartilagem esternocostal entre a 3 e 4 esternÃbras mensuradas in vivo e na carcaÃa nÃo apresentaram diferenÃas significativas entre ambas as mediÃÃes em ambos os grupos genÃticos. Houve correlaÃÃes positivas e significativas entre as medidas mensuradas na regiÃo esternal in vivo e as mesmas na carcaÃa. Conclui-se que a AOL à maior em cordeiros do que em cabritos mesmo com idade inferior, indicando um desempenho muscular superior. A EGS desejada de aproximadamente 3 mm como critÃrio de abate foi atingida somente pelos ovinos, indicando maior precocidade de acabamento desta espÃcie. A utilizaÃÃo do ultrassom foi um mÃtodo eficaz para estimar AOL e EGS de cordeiros e AOL e a espessura dos tecidos esternais de cabritos.

A utilização do ultra som com a finalidade de acelerar o reparo tecidual é muito freqüente na prática clínica, embora as bases científicas para sua utilização não estejam bem estabelecidas. Este estudo analisou os efeitos do ultra som na cicatrização de tendões flexores de coelhos após tenorrafia. Foram utilizados 30 coelhos da raça Nova Zelândia, com peso médio de 2,7 Kg, divididos em dois grupos de 15 animais submetidos a tenotomia e tenorrafia com sutura tipo Kessler do tendão flexor profundo do terceiro dedo da pata dianteira direita. Após 24 horas foi iniciado em um dos grupos tratamento com ultra som, sendo o outro grupo utilizado para controle. A freqüência utilizada foi a de 3 MHz e a intensidade de 0,8 W/centímetro quadrado (SATA), por contato direto durante 7 dias consecutivos. Cada grupo foi dividido em subgrupos com 5 animais cada, e estes sacrificados em períodos distintos (8, 15 e 30 graus PO), e o tendão operado, dissecado e submetido à análise histológica pela microscopia de luz, analisando a reação inflamatória, grau de necrose, proliferação de fibroblastos, deposição de colágeno e formação de granuloma. Os resultados mostraram que o ultra som interferiu com o processo de reparo tecidual após a tenorrafia dos tendões flexores de coelhos / The use of ultrasound aiming to accelerate tissue healing is very frequent in clinical pratice, although the scientific basis to its use are not well established. This study analized the effects of ultrasound on the healing of rabbit’s flexor tendons after repair. It was used 30 New Zealand rabbits, with an average weight of 2.7 Kg, divided in two groups of 15 animal. They were submetted to tenotomy and repair with Kessler’s suture on deep flexor tendon of the middle right front claw. After 24 hour one of the groups started the ultrasound treatment, and the other was de control group. The ultrasound frequency used was 3 MHz and the intensity was 0.8 W/square cemtimeter (SATA), by direct contact during 7 consecutive days. Each group was divided in subgroups with 5 animals each, and these were killed in distincts periods (PO 8, 15 and 30), and the operated tendon was dissected and submitted to histologic analises by light microscopy, anlaysing the inflammatory reaction, necrosis degree, fibroblasts proliferation, colagen synthesis and granulom formation. The result showed that ultrasound interfere on the tissue healing process after repair on the rabbit’s flexor tendons

O trabalho buscou demonstrar o efeito benéfico do ultra-som no controle sintomático das osteorradionecroses (ORN) dos maxilares. Dez pacientes portadores de ORN dos maxilares foram avaliados e completaram o protocolo de tratamento proposto: um máximo de 40 aplicações de 20 minutos de ultra-som (US) de baixa intensidade sobre a área facial correspondente à região afetada pela ORN. O aparelho utilizado dispõe de transdutor composto por um disco cerâmico de PZT (Titanato de Zirconato de Chumbo) que emite ondas longitudinais, com freqüência de 1,5 Mhz e potência de 30 mW. Oito homens e duas mulheres compuseram a casuística, com idade média de 52,7 anos. Nove pacientes apresentavam ORN em mandíbula e um em maxila. Todos os pacientes mostraram resposta positiva ao tratamento com US, sendo que três foram tratados exclusivamente com US e sete submeteram-se a intervenção cirúrgica após as 40 aplicações de US. Extensão da casuística e pesquisas adicionais são indispensáveis ao melhor esclarecimento dos mecanismos de ação do US sobre o metabolismo ósseo, de sua interferência sobre o osso irradiado e para o estabelecimento de protocolos de tratamento clínico efetivos e cientificamente embasados. Concluímos que a terapia de US de baixa intensidade é eficiente no tratamento de ORNs dos maxilares, apresentando ausência de efeitos colaterais adversos e boa aceitação por parte dos pacientes. / The purpose of this research was to evaluate the effect of ultrasound (US) therapy upon symptomatic control of osteoradionecrosis (ORN) of the jaws. Ten ORN patients that completed the designed treatment protocol had their data analyzed. The treatment protocol consisted of a maximum of 40 sessions of 20-minute low intensity US application over the face in the area correspondent to the ORN lesion. The US device utilized was composed of a ceramic disc transducer (lead titanate zirconate) with 1.5 mHz frequency and 30 mW of power. Eight men and two women comprised the population studied, mean age 52.7 years. Nine patients presented the mandible and one patient the maxilla affected by ORN. All patients showed good results to US treatment. Three were treated exclusively by US and seven were submitted to a supplementary surgery intervention after the programmed 40 US applications. The extension of the casuistic and additional research are mandatory to enlighten the interactions between US waves and bone metabolism, the interferences of US upon irradiated bone and to the development of effective treatment protocols scientifically supported. It was concluded that US therapy is efficient to treat jaws osteoradionecrosis, generating no adverse effects and being well accepted by the patients.

Para o aperfeiçoamento das técnicas existentes e para o desenvolvimento de novas técnicas de diagnóstico por ultrassom equipamentos dedicados à pesquisa são necessários. Esses equipamentos devem possibilitar controle total da forma de excitação dos elementos piezoelétricos e acesso aos dados recebidos na sua forma pré-processada. Apesar de existirem equipamentos com essa finalidade, alguns deles ainda são limitados em relação aos controles de emissão e acesso aos dados raw por permitirem acesso apenas após a realização de um beamforming de recepção, como a aplicação de soma e atraso e apodização. Outro fator relevante sobre as máquinas voltadas para a pesquisa é o seu alto custo. Nesse projeto foi proposto um sistema de ultrassom de 8 canais, open source voltado à pesquisa, permitindo assim que seja reduzido o custo relacionado a propriedade intelectual do equipamento, e que permita controle completo dos parâmetros de emissão e recepção das ondas acústicas. Esse sistema de ultrassom foi construído utilizando kits de desenvolvimento comerciais. Os resultados adquiridos mostram que foram alcançadas variações de frequência de emissão de 1,79 MHz a 50 MHz, controles dos atrasos de emissão para controle de focalização dinâmica com resolução de 10 ns, controle de codificação do pulso, amplitude de excitação entre 10 e 140 V e acesso aos mapas RF na forma pré-processada, amostrados à uma frequência de 40 MHz. Os mapas de pressão acústica máxima foram adquiridos para diferentes profundidades de foco utilizando um hidrofone agulha e as imagens obtidas foram similares às simuladas anteriormente no software K-Wave. A etapa de recepção permitiu o acesso aos dados pré-beamforming de recepção, possibilitando o uso em técnicas que utilizam reconstrução por reversão no tempo, por exemplo. O sinal recebido utilizando o código desenvolvido permaneceu com aquisição incorreta de algumas amostras devido à problemas de timings internos do controlador do sistema que precisam ser corrigidos. Ao final do projeto foi demonstrada a utilização da plataforma construída na modalidade de imagem de fotoacústica. / In order to improve existed techniques and to help the development of new diagnostic techniques for ultrasound, research ultrasound equipment is needed. This equipment is focused on providing flexibility for those who involved in improvement of existing and new diagnostic techniques for ultrasound imaging. However, most of the equipment dedicated to research are expensive and sometimes do not provide unrestricted access to the very basic level. For instance, the full control of the form of excitation of piezoelectric elements and accessing to pre-beamformed data are two examples. For this purpose, we developed an 8-channel, open source ultrasound system to overcome beamforming limitations, providing access to raw data before sum-and-delay and apodization. Our purpose was focused on providing an open source ultrasound research system in which we reduced the high-cost related to intellectual property of the commercial available equipment. The system developed allows complete control of emission parameters and reception of acoustic waves, which permitted variations in transmission frequency of 1.79 MHz to 50 MHz, dynamic focusing with 10 ns resolution, pulse coding control, amplitude excitation with range 10 V to 140 V and access to pre-processed signals sampled with 40 MHz frequency. The effects of different configurations were evaluated acquiring sound pressure maps. The maps obtained were in agreement with simulated pressure maps, which were generated using K-Wave software. One example is presented in the project from the evaluation of the system in photoacoustic application. The data acquired were used for reconstruction of photoacoustic imaging, using time-reversal reconstruction. Nevertheless, due to internal system timing, a sampling problem during acquisition needs to be corrected. Although, at the end of the project, a photoacoustic imaging was provided to demonstrate the systems functionality.