Implementação paralela do algoritmo iterativo de busca do parâmetro de regularização ótimo para o funcional de Tikhonov no problema de restauração de imagens

O uso de técnicas com o funcional de Tikhonov em processamento de imagens tem sido amplamente usado nos últimos anos. A ideia básica nesse processo é modificar uma imagem inicial via equação de convolução e encontrar um parâmetro que minimize esse funcional afim de obter uma aproximação da imagem original. Porém, um problema típico neste método consiste na seleção do parâmetro de regularização adequado para o compromisso entre a acurácia e a estabilidade da solução. Um método desenvolvido por pesquisadores do IPRJ e UFRJ, atuantes na área de problemas inversos, consiste em minimizar um funcional de resíduos através do parâmetro de regularização de Tikhonov. Uma estratégia que emprega a busca iterativa deste parâmetro visando obter um valor mínimo para o funcional na iteração seguinte foi adotada recentemente em um algoritmo serial de restauração. Porém, o custo computacional é um fator problema encontrado ao empregar o método iterativo de busca. Com esta abordagem, neste trabalho é feita uma implementação em linguagem C++ que emprega técnicas de computação paralela usando MPI (Message Passing Interface) para a estratégia de minimização do funcional com o método de busca iterativa, reduzindo assim, o tempo de execução requerido pelo algoritmo. Uma versão modificada do método de Jacobi é considerada em duas versões do algoritmo, uma serial e outra em paralelo. Este algoritmo é adequado para implementação paralela por não possuir dependências de dados como de Gauss-Seidel que também é mostrado a convergir. Como indicador de desempenho para avaliação do algoritmo de restauração, além das medidas tradicionais, uma nova métrica que se baseia em critérios subjetivos denominada IWMSE (Information Weighted Mean Square Error) é empregada. Essas métricas foram introduzidas no programa serial de processamento de imagens e permitem fazer a análise da restauração a cada passo de iteração. Os resultados obtidos através das duas versões possibilitou verificar a aceleração e a eficiência da implementação paralela. A método de paralelismo apresentou resultados satisfatórios em um menor tempo de processamento e com desempenho aceitável.

Impacto do estilo de vida no controle do peso durante a gestação e pós-parto

O objetivo desta tese é avaliar o impacto do estilo de vida materno no ganho de peso durante a gestação e na sua evolução durante o pós-parto. Inicialmente, foi realizada uma revisão da literatura sobre os indicadores utilizados para computar as mudanças de peso ocorridas durante a gestação e o pós-parto (artigo I). Posteriormente, utilizou-se o modelo de regressão logística para avaliar a associação entre a abstinência ao fumo durante o pré-natal e o ganho de peso gestacional (GPG) excessivo, segundo as recomendações do Institute of Medicine (IOM), em 1.249 mulheres que deram à luz a recém-nascidos vivos a termo em 1984/85 em Estocolmo, Suécia (artigo II). Em seguida, foi utilizado o modelo de regressão linear múltipla para avaliar o efeito do GPG excessivo no índice de massa corporal (IMC) materno 15 anos após o parto. A população elegível para análise foi constituída de 483 mulheres suecas, que foram acompanhadas desde o nascimento da criança índice em 1984/85 até 1999/2000 (artigo III). Por último, uma revisão sistemática com a utilização de metanálise foi realizada para apreciar o efeito da dieta, exercício ou ambos na perda de peso no pós-parto (artigo IV). A diversidade de indicadores utilizada para computar o GPG e a retenção de peso no pós-parto dificulta a interpretação e comparação dos resultados de pesquisas sobre o tema. A baixa qualidade dos registros obstétricos e a escolha inadequada do indicador são consideradas as possíveis causas da não associação entre o ganho de peso materno e os desfechos gestacionais encontrada em alguns estudos (artigo I). Ex-fumantes apresentam 1,8 vezes mais chance de GPG excessivo em relação às mulheres não fumantes, mesmo após o ajuste pelas variáveis de confusão, como o consumo de álcool, atividade física, entre outras (artigo II). Mulheres que tiveram GPG excessivo apresentaram maior retenção de peso 15 anos após parto (10,0 kg) do que as mulheres que ganharam peso conforme os limites recomendados pelo IOM (6,7 kg). Mesmo após o controle pelas variáveis de confusão, o GPG excessivo provocou um aumento significativo de 0,72 kg/m2 no IMC materno (artigo III). Mulheres aconselhadas a praticarem exercícios aeróbicos durante o pós-parto não perderam, significativamente, mais peso que as mulheres alocadas no grupo controle (diferença de média ponderada (DMP): 0,00; IC 95%: -8,63/ 8,63). Mulheres alocadas no grupo dieta (DMP: -1,70; IC 95%: -2,08/ -1,32) ou dieta e exercício (DMP: -2,89; IC 95%: -4,83/ -0,95) perderam, significativamente, mais peso que as mulheres alocadas no grupo controle. Nenhuma das estratégias de intervenção para perda de peso no pós-parto (exercício; dieta; dieta e exercício) provocou efeitos adversos à saúde materno-infantil (artigo IV). Os achados apontam para a importância da identificação precoce de mulheres sob-risco GPG excessivo. Os profissionais de saúde devem fornecer aconselhamento adequado durante o pré-natal para o controle do GPG e motivar as mulheres a perderem o peso retido durante o pós-parto. Assinala-se também que os profissionais de saúde devem recomendar programas de modificação do estilo de vida relacionados à dieta combinada ao exercício físico para perda de peso durante o pós-parto e, consequentemente, para a prevenção da obesidade associada ao ciclo reprodutivo.

Transtorno do Estresse Pós-Traumático e alterações lipídicas

O transtorno do estresse pós-traumático (TEPT) e alterações lipídicas são as temáticas principais dessa Dissertação. Seu objetivo principal foi investigar a associação entre o TEPT e as concentrações séricas de colesterol total (CT), lipoproteína de baixa densidade (LDL), lipoproteína de alta densidade (HDL) e triglicerídeos (TG) através de uma revisão sistemática da literatura seguida de metanálise. Adicionalmente, a relação entre essas variáveis lipídicas e os grupos de sintomas do TEPT revivescência, esquiva/entorpecimento emocional e hiperestimulação autonômica foi avaliada em um segundo estudo com dados primários. A metanálise incluiu 18 artigos, totalizando 2.110 indivíduos com TEPT e 17.550 indivíduos sem TEPT. As diferenças de médias ponderadas (DMP) mg/dL dos parâmetros lipídicos foram calculadas por modelos de efeitos aleatórios e modelos de meta-regressão foram ajustados para investigar possíveis fontes de heterogeneidade. O estudo encontrou que o TEPT foi associado a um pior perfil lipídico quando comparados a controles sem o transtorno (DMPCT= 20,57, IC 95% 12,21 28,93; DMPLDL= 12,11, IC 95% 5,89 18,32; DMPHDL= -3,73, IC 95% -5,97 -1,49; DMPTG= 35,87, IC 95% 21,12 50,61). A heterogeneidade estatística entre os resultados dos estudos foi alta para todos os parâmetros lipídicos e a variável que mais pareceu explicar essas inconsistências foi idade. O segundo artigo faz parte de um estudo maior conduzido em 2004 com 157 policiais do sexo masculino do Batalhão de Choque da Polícia Militar do Estado de Goiás (BPMCHOQUE). Somente oficiais de férias ou em dispensa inclusive dispensa médica não foram avaliados. O instrumento utilizado para o rastreio do TEPT foi a versão em português para civis da Post-Traumatic Stress Disorder Checklist (PCL-C). Trinta e nove participantes (25%) foram excluídos do estudo: dois porque falharam no preenchimento dos questionários e 37 cujas amostras de sangue não foram coletadas por vários motivos. Neste trabalho, encontrou-se uma forte correlação positiva entre as concentrações séricas de CT e LDL com o grupo de sintomas de hiperestimulação autonômica, somente no grupo TEPT: ρ= 0,89 (p<0,01) e ρ =0,92 (p<0,01), respectivamente. Em suma, espera-se que os resultados dessa Dissertação possam colaborar para o estabelecimento de um melhor acompanhamento clínico de pacientes com TEPT, particularmente porque estes parecem estar sob um maior risco de doenças cardiovasculares devido a um pior perfil lipídico.

Microscopia multimodal prática: registro automático de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura

A discriminação de fases que são praticamente indistinguíveis ao microscópio ótico de luz refletida ou ao microscópio eletrônico de varredura (MEV) é um dos problemas clássicos da microscopia de minérios. Com o objetivo de resolver este problema vem sendo recentemente empregada a técnica de microscopia colocalizada, que consiste na junção de duas modalidades de microscopia, microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. O objetivo da técnica é fornecer uma imagem de microscopia multimodal, tornando possível a identificação, em amostras de minerais, de fases que não seriam distinguíveis com o uso de uma única modalidade, superando assim as limitações individuais dos dois sistemas. O método de registro até então disponível na literatura para a fusão das imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura é um procedimento trabalhoso e extremamente dependente da interação do operador, uma vez que envolve a calibração do sistema com uma malha padrão a cada rotina de aquisição de imagens. Por esse motivo a técnica existente não é prática. Este trabalho propõe uma metodologia para automatizar o processo de registro de imagens de microscopia ótica e de microscopia eletrônica de varredura de maneira a aperfeiçoar e simplificar o uso da técnica de microscopia colocalizada. O método proposto pode ser subdividido em dois procedimentos: obtenção da transformação e registro das imagens com uso desta transformação. A obtenção da transformação envolve, primeiramente, o pré-processamento dos pares de forma a executar um registro grosseiro entre as imagens de cada par. Em seguida, são obtidos pontos homólogos, nas imagens óticas e de MEV. Para tal, foram utilizados dois métodos, o primeiro desenvolvido com base no algoritmo SIFT e o segundo definido a partir da varredura pelo máximo valor do coeficiente de correlação. Na etapa seguinte é calculada a transformação. Foram empregadas duas abordagens distintas: a média ponderada local (LWM) e os mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais (MQPPO). O LWM recebe como entradas os chamados pseudo-homólogos, pontos que são forçadamente distribuídos de forma regular na imagem de referência, e que revelam, na imagem a ser registrada, os deslocamentos locais relativos entre as imagens. Tais pseudo-homólogos podem ser obtidos tanto pelo SIFT como pelo método do coeficiente de correlação. Por outro lado, o MQPPO recebe um conjunto de pontos com a distribuição natural. A análise dos registro de imagens obtidos empregou como métrica o valor da correlação entre as imagens obtidas. Observou-se que com o uso das variantes propostas SIFT-LWM e SIFT-Correlação foram obtidos resultados ligeiramente superiores aos do método com a malha padrão e LWM. Assim, a proposta, além de reduzir drasticamente a intervenção do operador, ainda possibilitou resultados mais precisos. Por outro lado, o método baseado na transformação fornecida pelos mínimos quadrados ponderados com polinômios ortogonais mostrou resultados inferiores aos produzidos pelo método que faz uso da malha padrão.

Frequência cardíaca peritraumática após exposição ao trauma como preditor de transtorno de estresse pós-traumático em adultos: revisão sistemática e metanálise.

O transtorno de estresse pós-traumático (TEPT) é um transtorno de ansiedade que pode ser desenvolvido após a ocorrência de um evento traumático, e que costuma vir acompanhado de um significativo comprometimento da qualidade de vida. Indivíduos diagnosticados com o TEPT apresentam níveis de frequência cardíaca mais elevados em situações de exposição a eventos estressores, como sons e imagens que relembram a experiência traumática. No entanto, estudos que avaliaram a frequência cardíaca no momento do trauma como preditor do desenvolvimento de TEPT não apresentam resultados consistentes. Os objetivos deste trabalho foram: verificar se frequência cardíaca (FC) peritraumática de repouso, após exposição ao trauma, é um fator preditor para o desenvolvimento do TEPT e para a gravidade dos sintomas de TEPT em adultos. Foi realizada uma revisão sistemática, seguida de metanálise, utilizando-se as bases eletrônicas PUBMED, LILACS, PILOTS, PsycoINFO e Web of Science. Foram incluídos 17 estudos nesta revisão sistemática. Os resultados de dez estudos foram utilizados para a metanálise das diferenças de médias de FC combinada. Oito estudos foram utilizados para a metanálise das correlações entre a FC e a gravidade dos sintomas de TEPT. Modelos de meta-regressão foram ajustados para identificar variáveis que pudessem explicar a heterogeneidade entre os estudos. A FC peritraumática no grupo de pacientes com TEPT é, em média, 3,98 batimento por mimuto (bpm) (p=0,04) maior em comparação com aqueles sem o transtorno, e o coeficiente de correlação de Pearson combinado foi de 0,14 (p=0,05).Consistente com a hipótese levantada, a frequência cardíaca peritraumática de repouso foi maior em indivíduos que desenvolveram o TEPT. Contudo, mensuração mais próxima do evento traumático e a exclusão de casos dissociativos poderão ampliar a magnitude do efeito encontrado, tornando este biomarcador simples e facilmente obtido um preditor clinicamente útil do desenvolvimento de TEPT.

Análise dos erros na estimação de gradientes em malhas de Voronoi

Este trabalho apresenta um estudo teórico e numérico sobre os erros que ocorrem nos cálculos de gradientes em malhas não estruturadas constituídas pelo diagrama de Voronoi, malhas estas, formadas também pela triangulação de Delaunay. As malhas adotadas, no trabalho, foram as malhas cartesianas e as malhas triangulares, esta última é gerada pela divisão de um quadrado em dois ou quatro triângulos iguais. Para tal análise, adotamos a escolha de três metodologias distintas para o cálculo dos gradientes: método de Green Gauss, método do Mínimo Resíduo Quadrático e método da Média do Gradiente Projetado Corrigido. O texto se baseia em dois enfoques principais: mostrar que as equações de erros dadas pelos gradientes podem ser semelhantes, porém com sinais opostos, para pontos de cálculos em volumes vizinhos e que a ordem do erro das equações analíticas pode ser melhorada em malhas uniformes quando comparada as não uniformes, nos casos unidimensionais, e quando analisada na face de tais volumes vizinhos nos casos bidimensionais.

Correlação do perfil lipídico e do quadro clínico de pacientes portadores de doença falciforme no Estado do Rio de Janeiro-RJ

A doença falciforme é uma síndrome hematológica genética que faz parte das hemoglobinopatias de grande abrangência na população mundial. Estima-se que 4,5% da população apresente algum tipo de hemoglobinopatia, cujos aspectos clínicos oscilam de leve à grave. O principal fator que pode influenciar o fenótipo das doenças falciformes é o genótipo da doença; homozigose para HbS ou genótipos compostos do tipo HbSC, HbS/beta-talassemia, HbSD. Este pode desenvolver distúrbios como dislipidemia, colelitíase e transtornos cardiovasculares que podem causar o óbito. O presente estudo visa correlacionar o perfil lipídico de pacientes portadores de doença falciforme. Foram avaliados 52 pacientes do Serviço de Hematologia Clínica do Hospital Universitário Pedro Ernesto HUPE-UERJ, portadores da doença falciforme confirmada pela técnica de HPLC realizada no Laboratório de Análises Clínicas da Faculdade de Farmácia (LACFAR)-UFRJ. As análises hematológicas compostas pelo hemograma completo e dosagens bioquímicas do perfil lipídico formado pela dosagem de triglicerídeos, colesterol total, colesterol HDL, colesterol LDL e colesterol VLDL. A população estudada é composta por 52 pacientes, sendo 22 pacientes do sexo masculino, representando 42% do total de pacientes e 30 do sexo feminino, definindo 58% do total. E com objetivo comparativo, foi constituído um grupo controle de 52 pessoas com média de idade 26 anos, variando entre 5 e 63 anos. A população de Doença Falciforme apresenta grupos etários que oscilam entre 6 e 60 anos de idade, tendo média de 28 anos. Baseada nas características fenotípicas definidas por HPLC, a classificação de hemoglobina demonstra um grupo de 83% de portadores de Hemoglobina SS (n=43), 13% portadores de Hemoglobina SC (n=7) e 4% com Hemoglobina SB0 (n=2). Em relação às dosagens bioquímicas, a análise do perfil lipídico demonstra hipocolesterolemia, cuja média da população é definida por 122mg/dL quando comparada com o grupo controle (GC) com média de 201mg/dL (p<0,001). A taxa do colesterol-HDL situa-se na média de 29mg/dL e do GC 54 mg/dL (p<0,001) e do colesterol-LDL 69mg/dL enquanto o GC 120mg/dL (p<0,001). A sistematização dos resultados hematológicos define uma média de hematimetria de 2,7. 106/mm3. Na dosagem de hemoglobina obteve-se média de 8,4g/dL. Tais resultados caracterizam que é predominante neste grupo a hipocromia sem expressão de microcitose. Dentre os processos patológicos mais comuns, a litíase biliar se destacou nos pacientes com doença falciforme, onde 25% dos pacientes estudados (n=13) apresentaram este comprometimento hepatobiliar, na qual grande parte desses pacientes foram submetidos à colecistectomia. A doença Falciforme cursa com hiperplasia medular principalmente às custas da hiperproliferação dos precursores eritróides na medula óssea. O estado hiperproliferativo nessa doença possivelmente causa redução do colesterol plasmático para atender à maior demanda deste elemento para síntese de novas membranas. Esta redução na produção endógena de colesterol pode ser entendida pela disfunção hepática que habitualmente está presente em pessoas com doença falciforme. Logo se concluiu que existe uma correlação de hipocolesterolemia total e de HDL-c baixo em pacientes com doença falciforme.

Avaliação por ressonância magnética funcional da necrose coagulativa por ablação de radiofrequência nas metástases hepáticas colorretais

A maioria dos pacientes que apresentam metástases hepáticas colorretais (MHCR) não são elegíveis para ressecção. Por isso, outras técnicas para se alcançar o controle locorregional da doença têm sido utilizadas. A Ablação por Radiofrequência (ARF) hepática tem sido empregada frequentemente para o tratamento desta condição devido às boas taxas de resposta, principalmente quando associada ao emprego de quimioterápicos modernos. Apesar da caracterização das MHCR no pré-operatório estar bem estabelecida, os parâmetros de ressonância magnética (RM) após ARF no período pós-cirúrgico requerem maior padronização objetiva. O coeficiente de difusão aparente de água (CDA) tem sido usado na RM como um parâmetro de isquemia e necrose. Entretanto, não está ainda bem definido seu papel e das imagens ponderadas de difusão (DWI) na avaliação da necrose coagulativa gerada pela ARF, especificamente em pacientes com MHCR. O objetivo deste estudo consiste em avaliar o espectro de mudança em RM funcional após a ARF de MHCR. Foi realizado estudo retrospectivo entre 2001 e 2006, avaliando 51 pacientes que foram submetidos à ARF por MHCR no Hospital Johns Hopkins (Baltimore, EUA) dos quais 16 preencheram os critérios de inclusão. Os critérios de inclusão foram: (1) apresentar MHCR tratada cirurgicamente com intenção curativa por ARF guiados por ultrassom per-operatório, e (2) ter uma RM anterior e imediatamente após a cirurgia (até 10 dias). As imagens de RMs antes e após a ablação hepática para MCHR foram identificadas e revistas. As imagens de RM de difusão e captação de contraste foram feitas numa unidade de 1.5 T. Imagens em T2 e T1 foram realizadas na presença e ausência de contraste venoso. Todos os exames tiveram a espessura de 4 a 6 mm e um intervalo de 2 mm, apresentando um angulo de rotação de 150. O índice de difusão foi determinado com um b-valor (intensidade do gradiente de difusão) de 500 seg/mm2. As análises de parâmetros para avaliar e comparar o pré e pós ARF através da RM funcional incluiram: (1) valores do mapa de CDA, (2) captação de contraste, (3) difusão e (4) mudança no tamanho da lesão. Em adição, a sobrevida mediana global e tempo para recorrência local foram calculados. As imagens foram avaliadas por um consenso de dois radiologistas/cirurgiões. Foram avaliados no total 65 lesões, com tamanho médio pré-ablação de 1,7 cm. Após ablação o tamanho médio da lesão aumentou para 3,5 cm (p<0,001). A captação de contraste nas fases arterial e venosa diminuíram significativamente após ARF (diminuição média 10% e 17,5%, respectivamente, p = 0,002 e <0,001). O valor médio do mapa de CDA da lesão foi de 2.79 x 10-3 mm2/seg pré-ARF, e após ARF diminui em média para 1.75 x 10-3 mm2/seg (p<0.001). A sobrevida mediana global foi de 34,7 meses. A ressonância magnética funcional através da captação de contraste e difusão pode prover uma estimativa subjetiva e objetiva da necrose coagulativa tissular e da desidratação celular na área ablada por radiofrequência. Quando combinada ao aumento no tamanho do tumor, podem atuar como um marcador adicional de resposta tumoral.