Desenvolvimento de uma interface de visualização de conectividade cerebral usando realidade virtual e controlo por gestos

A presente dissertação foi desenvolvida em colaboração com o Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica(IBEB/FCUL)

Análise da evolução da conectividade estrutural em doentes de Parkinson

A presente dissertação foi desenvolvida em cola-boração com o Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica (IBEB/FCUL) e com o Hospital Santa Maria

Conectividade efectiva em epilepsia

A epilepsia é uma das mais comuns patologias que afectam o cérebro humano e caracteriza-se por uma actividade cerebral oscilatória desordenada e excessiva que prejudica gravemente a qualidade de vida do doente. Com o objectivo de detectar o percurso da actividade cerebral anormal a ressonância magnética, em conjunto com a técnica de electroencefalografia (EEG) têm evoluído no sentido de tornar a identificação do foco epiléptico e respectivas vias de propagação mais clara e fácil para o neurocirurgião. Esta detecção pode recorrer ao efeito BOLD (do inglês “Blood Oxygenation Level Dependent”) para, de forma indirecta, obter um mapa de activação neuronal da zona em estudo contribuindo para uma possível intervenção cirúrgica à área epiléptica. No entanto, para chegar a uma conclusão definitiva sobre este mapa neuronal é necessário ter em conta que diferentes regiões podem apresentar HRFs (do inglês “Hemodynamic Response Functions”) diferentes, influenciando o resultado de qualquer análise se este facto não for tido em conta. Na presente dissertação foi aplicado um método de cálculo de influência causal entre regiões do cérebro humano a dados de epilepsia obtidos através da técnica EEG+fMRI. Foram utilizadas técnicas de conectividade efectiva (causalidade de Granger) usando um pacote de software (PyHRF) para estimar com precisão a HRF da região em estudo e permitir a desconvolução do sinal antes do cálculo de conectividade. Foi demonstrada a utilidade desta contribuição metodológica para a caracterização topográfica e dinâmica de uma crise epiléptica.

Alterações da substância branca cerebral relacionadas com o envelhecimento

INTRODUÇÃO: Estudos prévios, com técnicas de imagem, documentam de forma consistente a existência de alterações da substância branca cerebral relacionadas com o envelhecimento (ASBRE). Tais alterações poderão ter um papel importante no declínio funcional do idoso, reflectindo‐se sobretudo no desempenho motor e cognitivo, com repercussão evidente na prática clínica. Apesar disso, a caracterização em definitivo dos fenótipos clínicos e da evolução das ASBRE continua por esclarecer, possivelmente pelas dificuldades metodológicas de que se reveste o seu estudo, incluindo: a adequação das baterias neuropsicológicas, a utilização de amostras de doentes com diferentes graus de severidade e de envolvimento regional, as limitações das diferentes escalas e a sensibilidade dos diferentes métodos de imagem. A Ressonância Magnética (RM) de difusão tem revelado grande sensibilidade para as alterações isquémicas, admitindo‐se que poderá permitir uma melhor caracterização das ASBRE e deste modo possibilitar uma correlação mais precisa com as variáveis cognitivas e motoras, permitindo avaliar ainda a substância branca aparentemente normal (SBAN). OBJECTIVOS: Descrever a evolução imagiológica das ASBRE no intervalo de um ano e analisar a sua expressão clínica e impacto funcional; identificar factores preditivos de progressão das ASBRE e de declínio funcional associado. Descrever a expressão clínica e perfil evolutivo dos doentes com ASBRE com envolvimento preferencial da região parieto‐occipital; comparar este grupo de doentes com os doentes com ASBRE, sem envolvimento preferencial desta região. Medir os coeficientes de difusão aparente (CDA), utilizando regiões de interesse (RDI), em diferentes localizações da substância branca, incluindo substância branca lesada e SBAN, descrever sua evolução temporal no intervalo de um ano e determinar suas correlações clínicas e imagiológicas. MÉTODOS: Utilizando uma amostra de conveniência, foram estudados 30 doentes, com mais de 65 anos, sem incapacidade funcional ou com incapacidade mínima, avaliada pela escala de actividades instrumentais da vida diária (IADL), apresentando ASBRE em TC. Foi utilizado um protocolo exaustivo de avaliação clínica (com particular destaque para as funções motoras e cognitivas) e imagiológica, em dois momentos de avaliação separados por um ano de intervalo (t0 e t1). As ASBRE foram avaliadas com escalas visuais, escala ARWMC e escala de Fazekas, e os doentes foram estudados em função do grau de severidade (ligeiro versus moderado a grave na escala de Fazekas) e de um envolvimento preferencial posterior (definido como 2 ou mais pontos na escala ARWMC na região parieto‐occipital por comparação com a região frontal). Os CDA foram avaliados mediante estudo de RDI, na substância branca frontal lesada (SBFL) e SBAN frontal, parieto‐occipital e dos pedúnculos cerebelosos. Para verificar diferenças na ordem de distribuição das variáveis foi usado o teste de Mann‐Whitney e para comparação de proporções, o teste exacto de Fisher. Na comparação entre a avaliação em t0 e t1 foi usado o teste Wilcoxon Signed Ranks na comparação da distribuição da ordem das variáveis e o teste McNemar na análise de frequências. Na análise correlacional foram utilizados os testes de T para variáveis emparelhadas e as correlações entre estas foram efectuadas com o coeficiente de correlação de Spearman ou de Pearson. O trabalho foi aprovado pela Comissão de Ética do hospital onde foi realizado e todos os doentes incluídos assinaram um consentimento informado. RESULTADOS: A idade média da população estudada foi 72,5 anos (17 doentes eram do sexo masculino). No final de um ano, 1 doente tinha falecido e 3 doentes não completaram a avaliação imagiológica. Registou‐se uma progressão significativa das ASBRE segundo a escala ARWMC (t0: 8,37 / t1: 9,65 ; p<0,001). Na análise funcional, motora e cognitiva, não houve um agravamento significativo. Avaliando os doentes em t0 e t1 segundo o grau de severidade das ASBRE, o grupo com atingimento moderado a grave (ASBRE2) comparado com o grupo com atingimento ligeiro (ASBRE1) apresentava: maior extensão de lesão da substância branca (ARWMC t0: 11,9 / 4,8 ; p<0.001 ; t1: 14,0 / 5,9 ; p<0,001); tendência a pior desempenho funcional (IADL t0: 90,7 / 99,2 ; p=0,023; t1: 86,4 / 96,7 ; p=n.s.) e motor (SPPB t0: 9,8 / 10,3 ; p=n.s. ; t1: 9,5 / 10,5 ; p=0,058); tendência a maior compromisso do humor (Escala Cornell t0: 6,7 / 3,5 ; p=0,037; t1: 6,2 / 4,5 ; p=n.s.). Analisando a evolução, de t0 para t1, de cada um dos grupos (ASBRE2 e ASBRE1) registou‐se: aumento da extensão da lesão da substância branca em ambos (ASBRE2: 12,0 / 14,0;z=‐2,687 ; p=0,007; ASBR1: 4,8 / 5,9 ; z=‐2,724 ; p=0,006); variação não significativa funcional e motora; tendência ao agravamento em ambos na prova de Cancelamento de dígitos (ASBRE2: 17,5 / 17,4 ; p=n.s. ; ASBRE1: 19,9 / 16,9 ; z=‐2,096 ; p=0,036);tendência à melhoria em ambos no MMS (ASBRE2: 25,7 / 27,5 ; z=‐2,155 ; p=0,031; ASBRE1: 27,5 / 28,2 ; p=n.s). Avaliando os doentes em t0 e t1 em função do padrão de distribuição das ASBRE, os doentes com um envolvimento preferencial posterior (ASBREP) comparados com os restantes (ASBREnP), apresentavam: maior extensão da lesão (ARWMC t0: 10,8 / 6,9 ; p=0,025; t1: 12,9 / 7,6 ; p=0,011); diferenças não significativas no desempenho motor; tendência a melhor desempenho na prova dos Labirintos (t0: 8,1 / 11,8 ; p=0,06; t1: 8,7 / 9,5 ; p=n.s.) e Cancelamento de dígitos (t0: 20,9 / 17,4 ; p=0,045; t1: 18,5 / 16,3 ; p=n.s.); tendência a maior compromisso depressivo na GDS (t0: 5,0 / 3,68 ; p=n.s. ; t1: 5,7 / 3,3 p=0,033). Analisando o perfil evolutivo de t0 para t1, registou‐se: aumento da extensão da lesão nos dois grupos (ASBREP: 10,8 / 12,9 ; z=‐2,555 ; P=0,011; ASBREnP: 6,4 / 7,6 ; z=‐2,877 ; p=0,04); variação em sentidos diferentes com melhoria funcional no grupo ASBREP (91,0 / 95,5 ; z=‐0,926 ; p=0,036) e agravamento no grupo ASBREnP (96,7 / 89,8 ; z=‐2,032 ; p=0,042); variação sem sentidos diferentes, com agravamento significativo no grupo ASBREnP no item estação de pé do SPPB (ASBREP 3,8/3,9 p=n.s.; ASBREnP 3,9/3,6; z=‐2,236 ; p=0,025); tendência à melhoria nos dois grupos no MMS (ASBREP: 27,2 / 28,2 ; p=n.s.; ASBREnP: 26,3 / 27,7 ; z=‐2,413 ; p=0,016) e tendência em sentidos diferentes no Trail Making, com eventual melhoria no grupo ASBREP (113,9 / 91,6 ; p=n.s.) e agravamento no grupo ASBREnP (113,7 / 152,0 ; z=‐2,155 ; p=0,031). Na análise da imagem, utilizando a escala ARWMC e o estudo dos CDA, na avaliação transversal na inclusão, a comparação entre as pontuações médias da escala ARWML nas diferentes regiões mostrava diferenças significativas (F=39,54 , p<0,0001). A análise comparativa post‐hoc de Bonferroni mostrou valores significativamente mais altos para as regiões frontais e parieto‐occipitais (p<0,0001). Os valores médios dos CDA eram significativamente diferentes entre regiões (F=44,56; p<0,0001), sendo mais altos na SBFL (p<0,0001). Não existia diferença significativa entre os valores registados na SBAN nas regiões frontais e parieto‐occipitais. As pontuações regionais da escala ARWMC e os valores médios dos CDA correlacionavam‐se todos de forma positiva. A pontuação da escala ARWMC na região frontal correlacionava‐se significativamente com os valores do CDA da SBFL (r=0,467 ; p=0,012). Existia tendência para uma correlação positiva entre as pontuações da escala ARWMC na região frontal e os valores médios dos CDA na SBAN frontal (r=0,276 ; p=0,155). As pontuações da escala ARWMC e os CDA correlacionavam‐se de forma positiva com a idade e com a tensão arterial (TA). Foram encontradas correlações significativas entre: idade e SBAN frontal (r=0,440 ; p=0,019); TA diastólica e SBFL (r=0,386 ; p=0,034); TA sistólica e SBAN Parieto‐occipital (r=0,407 ; P=0,032). Na avaliação motora e cognitiva, dado elevado número de variáveis, foi efectuada uma análise de factor principal. Registou‐se uma tendência global negativa na correlação entre as pontuações da escala visual na região frontal, os valores dos CDA, e o desempenho motor e cognitivo. Na análise evolutiva, (n=19), registou‐se variação significativa dos CDA, com aumento na SBFL (Direita: z=‐2,875 ; p=0,004 ; Esquerda: z=‐2,113 ; p=0,035) e diminuição na SBAN dos pedúnculos cerebelosos (Direita: z=‐2,094 ; p=0,036 ; Esquerda: z=‐1,989 ; p=0,047). Foi observada uma correlação negativa entre a variação do CDA na SBAN dos pedúnculos cerebelosos e na SBFL contralateral (SBAN pedúnculo cerebeloso Esquerdo / SBFL Direita: r=‐0,133 ; p=n.s.; SBAN pedúnculo cerebeloso Direito / SBFL Esquerda: r=‐0,561 ; p=0,012). Os valores dos CDA à direita correlacionavam‐se de forma positiva com a velocidade da marcha (r=0,562 ; p=0,012). CONCLUSÕES: A progressão das ASBRE pode ser observada com uma escala visual detalhada no intervalo de um ano. Contudo, o eventual agravamento da incapacidade funcional, motora e cognitiva, não parece ser apreciável em igual intervalo de tempo. A maior severidade das ASBRE associa‐se a uma tendência para um maior compromisso funcional, motor e possivelmente do humor. A questão da progressão em escalas simplificadas, de um estádio ligeiro para um estádio moderado a grave, não é elucidada pelos resultados do presente trabalho. Os doentes com um envolvimento preferencial da região parieto‐occipital poderão constituir um subgrupo distinto que, apesar de ter maior extensão de lesão, parece ter um melhor desempenho motor e cognitivo. O perfil evolutivo destes doentes parece igualmente ser distinto, não se observando a tendência ao agravamento funcional, motor e cognitivo (sobretudo em provas de função executiva) que se encontra nos restantes doentes. A análise transversal na inclusão, utilizando uma escala visual e o estudo dos CDA, sugere que a severidade das ASBRE se correlaciona com o compromisso motor e cognitivo, bem como com a idade e com a TA. Uma maior vulnerabilidade da substância branca frontal à lesão vascular parece ter um papel importante no compromisso motor e na disfunção executiva, (essencialmente à custa do compromisso da atenção), possivelmente associada à desconexão dos circuitos fronto‐subcorticais. A análise dos CDA sugere que isso é válido igualmente para a SBAN e sublinha que, as imagens de RM convencional poderão não traduzir a verdadeira extensão da lesão e consequentemente do compromisso motor e cognitivo. A relação entre a progressão da doença vascular em lesões frontais constituídas e a redução do CDA no pedúnculo cerebeloso contralateral poderá estar associada a um pior desempenho motor. A disrupção dos circuitos fronto‐cerebelosos, determinando hipometabolismo e diminuição da perfusão no cerebelo, poderá ser responsável pela diminuição do CDA no cerebelo. ABSTRACT INTRODUCTION: Previous studies, with new imaging techniques, have consistently documented the presence of age‐related white matter lesions (ARWML), emphasizing their role in agerelated functional decline, mainly related to motor and cognitive impairment, and inherent consequences in clinical practice. However clinical significance of ARWML remains to be elucidated, probably on account of methodological difficulties such as: specific neuropsychological batteries, utilization of samples with different degrees of severity and regional involvement, utilization of different imaging scales and different sensitivity of imaging techniques. Recently, Diffusion Weighted Magnetic Ressonance imaging (DWI) has shown a higher sensitivity to ischemic lesions, suggesting it might be superior for characterization of ARWML, allowing more precise correlation with motor and cognitive variables, and evaluating also normal appearing white matter (NAWM). OBJECTIVES: To describe imagiologic evolution of ARWML within one year interval and to analyse its clinical and functional significance. To identify predictors of ARWML progression and associated functional impairment. To describe clinical characteristics and evolution profile of patients with predominantly posterior lesions; to compare this group of patients with patients without predominantly posterior lesions. To study average Apparent Diffusion Coeficcients (ADC) in different white matter regions using regions of interest (ROI); to analyse their evolution profile and to determine their clinical and imagiologic correlations. METHODS: A sample of 30 patients older than 65 years, without functional impairment or with minimal impairment, according to the Instrumental Activities of Daily Lliving scale, with ARWML on CT scan, were studied in a cross‐sectional design. An extensive clinical(with detailed motor and cognitive evaluation) and imagiologic protocol was applied in two one‐year interval separate moments (t0 and t1). ARWML were studied using visual scales, ARWMC and Fazekas’s scale, and patients were studied according to degree of severity (Fazekas scale mild versus moderate / severe) and preferential involvement of the posterior region (defined as 2 or more points in the ARWMC scale in the parietooccipital region compared with frontal region). Evaluation of ADC was performed using ROI in frontal lesioned white matter (FLWM) and NAWM (frontal, parieto‐occipital and cerebellar regions). To study differences in the distribution of variables the Mann‐Whitney test was used and to compare proportions the exact Fisher Test was used. To compare temporal evolution profile between t0 and t1, the Wilcoxon Signed ranks Test was used to analyse the distribution of variables and the Mc Nemar Test to analyse frequencies. Correlation analysis was performed using Spearman or Pearson tests. The study was approved by the local Ethics Committee and all patients signed an informed consent. RESULTS: Mean age was 72.5 years (17 patients were male). By the end of the study, one patient was dead and 3 patients did not undergo brain imaging. There was a higher extent of ARWML evaluated with the ARWMC scale (t0: 8.37 / t1: 9.65 ; p<0.001). Functional, motor and cognitive performance did not progress significantly. Evaluating patients in t0 and t1 according to the degree of severity (Fazekas scale), the moderate / severe group of patients (WML2), compared with the mild group (WML1), showed: higher extent of lesion (ARWMC scale t0: 11.9 / 4.8 ; p<0.001 ; t1: 14.0 / 5.9 ; p<0.001); tendency to worse functional (IADL t0: 90.7 / 99.2 ; p=0.023; t1: 86.4 / 96.7 ; p=n.s.) and motor (SPPB t0: 9.8 / 10.3 ; p=n.s. ; t1: 9.5 / 10.5 ; p=0.058) performance; tendency to higher depressive scores (Cornell Scale t0: 6.7 / 3.5 ; p=0.037; t1: 6.2 / 4.5; p=n.s.). Analysing the evolution profile from t0 to t1 of each group (WML2 and WML1), there was a higher extent of lesion (ARWMC scale) in both (WML2: 12.0 / 14.0; z=‐2.687 ; p=0.007; WML1: 4.8 / 5.9 ; z=‐2.724 ; p=0.006); non‐significant variation in functional and motor performances; tendency to worse performance on the Digit Cancelling (WML2: 17.5 / 17.4 ; p=n.s. ; WML1: 19.9 / 16.9 ; z=‐2.096 ; p=0,036) and to better performance on the MMS (WML2: 25.7 / 27.5 ; z=‐2.155 ; p=0.031; WML1: 27.5/ 28.2 ; p=n.s). Evaluating patients in t0 and t1 according to the regional distribution of ARWML, patients with predominantly posterior lesions (WMLP) compared with the rest of the group (WMLnP), showed: higher extent of lesion (ARWMC scale t0: 10.8 / 6.9 ; p=0.025; t1:12.9 / 7.6 ; p=0.011); non significant differences on motor evaluation; tendency to a better performance on Maze (t0: 8.1 / 11.8 ; p=0.06; t1: 8.7 / 9.5 ; p=n.s.) and Digit cancelling (t0: 20.9 / 17.4 ; p=0.045; t1: 18.5 / 16.3 ; p=n.s.) tests;tendency to higher scores on GDS (t0: 5.0 / 3.68 ; p=n.s. ; t1: 5.7 / 3.3 p=0.033). Analysing the evolution profile from t0 to t1 of each group (WMLP and WMLnP), there was: higher extent of lesion (ARWMC scale) in both groups (WMLP: 10.8 / 12.9 ;z=‐2,555 ; P=0,011; WMLnP: 6.4 / 7.6 ; z=‐2.877; p=0.04); variation in different directions with better functional performance in the group WMLP (91.0 / 95.5 ;z=‐0.926 ; p=0.036) and worse in WMLnP (96.7 / 89.8 ; z=‐2.032 ; p=0.042); variation in different directions with worse motor performance in one SPPB item (total stands) in the group WMLnP (WMLP 3.8/3.9 p=n.s.; ASBREnP 3.9/3.6; z=‐2.236 ; p=0.025);tendency to improvement in both groups in MMS (WMLP: 27.2 / 28.2 ; p=n.s.; WMLnP:26.3 / 27.7 ; z=‐2.413 ; p=0.016); tendency to a variation in different directions in the Trail Making Test, with possible improvement in the group WMLP (113.9 / 91.6 ;p=n.s.) and worsening in the group WMLnP (113.7 / 152.0 ; z=‐2.155 ; p=0.031). Imaging analysis in the inclusion, using the ARWMC scale and ADC evaluation, showed significant differences in different regions (F=39.54, p<0.0001). Comparative post‐hoc Bonferroni analysis showed significantly higher scores in the frontal and parieto‐occipital regions (p<0.0001. ADC values were significantly different between regions (F=44.56; p<0.0001), being higher in FLWM (p<0‐0001). There was no significant difference between ADC in NAWM in frontal and parieto‐occipital regions. ARWMC scores and ADC values correlated positively. Significant correlations were found between frontal ARWMC score and FLWM ADC values (r=0.467 ; p=0.012). ARWMC scores and ADC values correlated positively with age and blood pressure. Significant correlations were: age and frontal NAWM (r=0.440 ; p=0.019); Diastolic blood pressure and FLWM (r=0.386 ; p=0.034); sistolic blood pressure and parietooccipital NAWM (r=0.407 ; P=0.032). Due to the higher number of motor and cognitive variables a preliminary study was done, using principal component analysis. A global tendency to a negative correlation was found between ARWMC scores, ADC values and motor and cognitive performances. Evolutive analysis of ADC (n=19), showed a significant variation, with higher values in t1 in FLWM (Right: z=‐2.875 ; p=0.004 ; Left: z=‐2.113 ; p=0.035) and lower values in t1 in cerebellar NAWM (Right: z=‐2.094 ; p=0.036 ; Left: z=‐1.989 ; p=0.047). A negative correlation was found between ADC variation in cerebellar NAWM and contralateral FLWM (Left cerebellar NAWM / Right FLWM: r=‐0.133 ; p=n.s.; Right cerebellar NAWM/ Left FLWM: r=‐0.561 ; p=0.012). ADC values on the right correlated positively with walking speed (r=0,562 ; p=0,012). CONCLUSIONS: Progression of ARWML can be documented with a detailed visual scale in a one year interval. However, functional, motor and cognitive impairment, do not seem to progress significantly within the same period. A higher severity of ARWML is associated with a tendency to a worse functional and motor performance (and possibly to higher scores in depression scales). The issue of progression in a simplified visual scale from a mild to a moderate / severe degree of ARWML is not further elucidated. Patients with predominantly posterior lesions may be a subset of ARWML patients, with a different profile, that despite higher extent of lesion, seem to fair better than the rest of the group, namely with better performance on motor and cognitive tests. Evolution profile of this subset of patients also seems to be different, without a clearcut tendency to worsening functional, motor and cognitive (particularly for executive function tests) performance that is observed in the rest of the group. Imaging analysis, with a visual scale and ADC evaluation, suggests that severity of ARWML correlates negatively with cognitive and motor performance and positively with age and blood pressure. A higher vulnerability of frontal white matter to vascular disease seems to play an important role in motor and cognitive dysfunction, mainly determined by impairment of attention skills associated with frontal‐subcortical disconnection. DWI results, suggest that this may also be true for NAWM, underlining that conventional MR images may not represent the true extent of cognitive decline. The relation between vascular disease progression inside frontal lesions and ADC reduction in contralateral cerebellar peduncles, may be associated with a worse motor performance. Disruption of fronto‐cerebellar cicuits, with associated regional hypometabolism, may be responsible for the reduction of cerebellar ADC.

Enfarte cerebral e incapacidade em idosos

RESUMO Introdução O acidente vascular cerebral (AVC) é a segunda causa de morte a nível mundial e a terceira nos países industrializados. A idade é o factor de risco não modificável mais importante para AVC, verificando-se um aumento da incidência de AVC até ao limite mais extremo da idade avançada. Presentemente, mais de metade de todos os AVCs ocorrem em doentes com mais de 75 anos, e, dado que a esperança de vida está a aumentar, sendo os muito idosos o segmento de crescimento mais rápido da população, é de esperar que este segmento da população venha a contribuir com uma proporção cada vez maior do número total de AVCs. O AVC no doente idoso apresenta características particulares, sendo diferente do AVC no doente mais jovem relativamente a factores de risco, a subtipos clínicos e etiológicos de AVC, e a prognóstico. O factor de risco ardiovascular mais importante para AVC em doentes idosos é a fibrilhação auricular. O enfarte cerebral em doentes idosos é clinicamente mais grave do que nos restantes doentes, associando-se esta maior gravidade a uma maior incidência de enfartes cardioembólicos. As taxas de letalidade são mais elevadas nos doentes mais idosos, e o estado funcional dos sobreviventes é, igualmente, pior, a curto e a longo prazo. Contudo, uma proporção importante de doentes idosos com AVC sobrevive em bom estado funcional. Até agora, muito poucos estudos procuraram identificar factores preditivos independentes de resultado em doentes idosos com AVC em geral, de qualquer subtipo patológico, e menos ainda em doentes idosos apenas com AVC isquémico. Objectivos: O objectivo principal deste estudo consistiu em descrever a contribuição do AVC para a passagem de um estado independente para um estado de dependência ou morte numa coorte de doentes idosos que sofreram o seu primeiro AVC isquémico ao longo da vida, e em identificar os factores que a determinam. Paralelamente, como objectivo secundário, foi analisada a demografia, factores de risco, aracterísticas clínicas e de resultado da coorte de doentes idosos, estratificada em dois grupos de idade. Métodos: No período entre 1 de Julho de 2003 e 31 de Dezembro de 2005, foram recrutados todos os doentes com idade igual ou superior a 70 anos, internados consecutivamente no Serviço de Medicina I do Hospital Egas Moniz, pelo seu primeiro AVC isquémico ao longo da vida. Foi adoptada a definição de AVC da Organização Mundial de Saúde (OMS). Os doentes foram avaliados na fase aguda, à data da alta hospitalar e em consultas de seguimento aos 1, 3 e 6 meses. Foi elaborado um protocolo padronizado para a avaliação na fase aguda, e outro para as consultas de seguimento. O protocolo destinado à fase aguda incluía informação sobre: (1) dados sociodemográficos; (2) factores de risco vascular e outras comorbilidades; (3) avaliação cognitiva pré-AVC; (4) avaliação de incapacidade pré-AVC; (5) dados de avaliação médica geral na fase aguda; (6) índice de comorbilidade médica geral de Charlson; (7) dados de avaliação neurológica do doente, quer de uma forma especificada, quer sintetizados numa escala de gravidade dos défices neurológicos, a “National Institutes of Health Stroke Scale” (NIHSS) e na classificação clínica do “Oxfordshire Community Stroke Project” (OCSP); (8) resultados laboratoriais de rotina primeiros valores após o início do AVC); (9) resultados dos principais exames complementares de diagnóstico: TC crâneo-encefálica sem contraste, lectrocardiograma, ecocardiograma trans-torácico, doppler das artérias cervicais extracraneanas; e outros exames, em doentes seleccionados; (10) a classificação etiológica dos AVCs segundo os critérios do “Trial of Org 10172 in Acute Stroke Treatment” (TOAST); (11) principais complicações neurológicas e médicas, ocorridas durante o internamento; (12) principais intervenções terapêuticas; (13) estado vital (morte à data da alta ou até aos 28 dias; data e causa de morte); (14) gravidade dos défices neurológicos e estado funcional à data da alta; (15) destino após a alta.O protocolo elaborado para as avaliações de seguimento incluía informação sobre:(1) estado vital (morte; data de morte; causa de morte); (2) local de residência; (3)terapêutica efectuada; (4) ocorrência de eventos cerebrovasculares recorrentes ou cardiovasculares; (5) presença de sintomas e/ou sinais de insufuciência cardíaca; (6) avaliação da gravidade dos defices neurológicos residuais; (7) avaliação funcional; (8) nova avaliação cognitiva (realizada apenas na consulta dos 6 meses).A análise estatística consistiu, em primeiro lugar, numa análise descritiva da coorte global de doentes seguida de uma análise comparativa dos doentes estratificados em dois grupos de idade (< 80 versus @ 80 anos), relativamente ao conjunto de todas as variáveis independentes e de resultado; em segundo lugar, no subgrupo de doentes sem incapacidade pré-AVC, após um processo de selecção de variáveis, foram desenvolvidos, pelo método de regressão logística múltipla backward stepwise, modelos preditivos para o resultado “morte ou dependência” versus “estar vivo e independente” aos 6 meses. Para a selecção das variáveis, procedeu-se em primeiro lugar a análise bivariada, tendo sido removidas as variáveis que não apresentavam associação significativa com o resultado. Em segundo lugar, as restantes variáveis foram classificadas em cinco grupos, sendo o primeiro constituído pelas variáveis demográficas (género e idade), o segundo, por uma variável do exame clínico geral, o terceiro, pelas variáveis da avaliação neurológica inicial, o quarto, por uma variável imagiológica, e o quinto por uma variável de comorbilidade médica geral. Resultados: População geral de doentes Durante o período de 30 meses em que se procedeu ao recrutamento prospectivo de doentes, foram internados consecutivamente 145 doentes que preenchiam os critérios de inclusão, dos quais 142 aceitaram participar no estudo. A idade média dos doentes era de 79,5±6,0 anos e 69,7% eram do sexo feminino. O factor de risco vascular mais frequente no conjunto da população foi a hipertensão arterial, atingindo 73,2% dos doentes. A diabetes mellitus e o consumo de tabaco, passado ou corrente, foram presentes em igual proporção de doentes (27,5%, cada). A fibrilhação auricular, antes ou durante o internamento hospitalar, foi detectada em 39,3% dos doentes. A proporção de doentes com incapacidade prévia ao AVC (score de Rankin modificado pré-AVC > 2) foi de 19%, traduzindo, pelo menos em parte, a presença de numerosas comorbilidades (insuficiência cardíaca em 39,4% dos doentes; doença osteo-articular em 38,7%; incontinência de esfincteres em 31,0%; défice cognitivo em 18,4%; défice visual em 18,3%; e défice auditivo em 15,6%). O índice de comorbilidade de Charlson foi superior a 1 em 54,9% dos doentes. Na avaliação neurológica inicial, através da escala de NIHSS,aproximadamente metade dos doentes (50,7%) tinha um score igual ou superior a 7, sendo este o valor mediano deste score para o conjunto dos doentes. Aos 28 dias e seis meses, as taxas de letalidade foram de 5,6% e 22,5%, respectivamente. Dos sobreviventes, aos seis meses, 44,5% apresentava incapacidade moderada ou grave (score de Rankin modificado > 2). No conjunto de toda a população, a proporção de doentes com score de Rankin modificado > 2 aumentou de 19% antes do AVC para 57% aos seis meses, sendo de 34,5% a proporção de doentes com incapacidade moderada ou grave. Nos 115 doentes sem incapacidade antes do AVC, a taxa de letalidade, aos seis meses, foi de 19,1%, e dos sobreviventes, 34,5% ficaram com incapacidade moderada a grave (score de Rankin modificado > 2). Comparação dos doentes estratificados em dois grupos de idade Dos 142 doentes que aceitaram participar no estudo, 75 (52,8%) tinham idade igual ou superior a 80 anos. Neste grupo de doentes, em comparação com o grupo mais jovem, havia mais doentes do sexo feminino (77,3% versus 61,2%; p=0,037), mais viúvos (54,7% versus 37,3%; p=0,038), menos doentes a viver em suas casas com esposa/companheiro (34,7% versus 56,7%; p = 0,008), mais doentes a viver com familiares ou cuidador (34,7% versus 17,9%; p = 0,024), e mais doentes a viver em instituição (8,0% versus 0,0%; p=0,029). Relativamente aos factores de risco vascular, o grupo mais idoso apresentou uma frequência mais elevada de fibrilhação auricular pré ou intra-hospitalar (48,6% versus 28,8%; p = 0,016) e de insuficiência cardíaca (49,3% versus 28,4%; p = 0,011), e uma frequência mais baixa de antecedentes de tabagismo (20,0% versus 35,8%; p=0,035), consumo de álcool (6,7% versus 22,4%; p=0,007) e doença arterial periférica (2,7% versus 13,4%; p=0,017). A incapacidade prévia ao AVC, definida pelo Índice de Barthel (score <100), ou pela escala de Rankin modificada (score >2), foi mais frequente no grupo mais idoso (56,0% versus 31,3%, com p = 0,003 e 29,3% versus 7,5%, com p = 0,001, respectivamente). A proporção de doentes com pressão arterial (PA) sistólica inicial elevada é menor no grupo de doentes mais idoso (57,3% versus 76,1%; p=0,018). Na avaliação neurológica inicial, este grupo apresentou uma maior proporção de doentes com afundamento do estado de consciência (62,7% versus 31,3%; p<0,001), afasia (42,7% versus 17,9%; p = 0,001), alteração da motilidade ocular (36,0% versus 20,9%; p = 0,047), e com um score de NIHSS inicial @ 7 (65,3% versus 34,3%; p<0,001). A distribuição dos subtipos clínicos do OCSP foi diferente entre os dois grupos de doentes (p=0,001). Os enfartes total e parcial da circulação anterior (TACI e PACI, respectivamente) foram mais frequentes no grupo de doentes com idade mais avançada (18,7% versus 6,0%, para o TACI; 48,0% versus 28,4%, para o PACI). Os enfartes lacunares e da circulação posterior (LACI e POCI, respectivamente) foram mais frequentes no grupo de doentes mais novo (52,2% versus 29,3%, para o LACI; 13,4% versus 4,0%, para o POCI). Na classificação etiológica, apenas o AVC por oclusão de pequenos vasos foi mais frequente no grupo de doentes menos idoso (22,4% versus 2,7%; p < 0,001). No final do período de seguimento, o grupo de doentes mais idoso tinha uma maior proporção de casos fatais (33,3% versus 10,4%; p=0,001), e, nos sobreviventes, uma maior proporção de doentes incapacitados, quer com a incapacidade definida pelo índice de Barthel (score < 100) ou pela escala escala de Rankin modificada (score > 2) (78,0% versus 51,7% com p=0,004 e 56,0% versus 35,0% com p=0,027, respectivamente). Modelos preditivos Na análise multivariável foi incluído apenas o grupo de doentes que não tinha incapacidade prévia ao AVC, constituído pelos 115 doentes que tinham um score de Rankin pré-AVC igual ou inferior a 2. No desenvolvimento dos modelos, as variáveis idade e género, a PA sistólica inicial codificada (@140 mmHg), a variável de imagem “cortical extenso” e o índice de comorbilidade de Charlson, são comuns a todos eles. As variáveis neurológicas, diferentes de modelo para modelo, são: o score de NIHSS, no modelo1; o score de coma de Glasgow (15 versus <15), no modelo 2; o subtipo clínico TACI, no modelo 3; e as variáveis neurológicas clínicas, afasia, extinção, parésia de mais do que um membro, campos visuais e motilidade ocular, no modelo 4. O modelo 1, em que o score de NIHSS constituiu a forma de avaliação do défice neurológico inicial, foi o que teve melhor exactidão preditiva, classificando correctamente 85,2% dos doentes e explicando 60% da variância no resultado (R2 de Nagelkerke). A capacidade discriminativa deste modelo, medida através da area under the receiver operating characteristic (ROC) curve (AUC), foi a mais elevada (0,893), embora não sendo estatisticamente diferente da AUC dos outros modelos. Os preditores independentes de mau resultado neste modelo foram o género feminino, a PA sistólica inicial @ 140 mmHg e o score de NIHSS inicial. Em todos os restantes modelos, as variáveis da avaliação neurológica inicial foram igualmente preditores independentes de resultado, em conjunto com o género feminino e o índice de comorbilidade de Charlson. A idade e a PA sistólica inicial foram também preditores independentes de resultado nos modelos 3 e 4, e a variável “cortical extenso” no modelo 2. Conclusões No presente estudo, considerando a totalidade dos doentes, aos 6 meses após o AVC, as proporções dos doentes que morrem ou ficam incapacitados, em particular a dos doentes incapacitados, são mais altas do que as encontradas em estudos incluíndo doentes de todas as idades com o seu primeiro AVC isquémico, reflectindo o pior prognóstico dos doentes mais idosos com AVC isquémico, em que uma proporção importante apresenta incapacidade já antes do AVC. No entanto, considerando apenas os doentes sem incapacidade prévia ao AVC, as proporções encontradas para morte ou incapacidade aos 6 meses foram próximas das de estudos de base populacional incluíndo doentes de todas as idades com o seu primeiro AVC isquémico. O presente estudo demonstrou que em doentes idosos que sofrem o seu primeiro AVC isquémico ao longo da vida, e que não tinham incapacidade prévia ao AVC, a gravidade do défice neurológico inicial é, do mesmo modo que nos doentes com AVC isquémico de todas as idades, o principal preditor independente de resultado. O score de NIHSS demonstrou ser um importante preditor independente de resultado em doentes idosos com AVC isquémico, eliminando a contribuição independente para o resultado de vários outros preditores potenciais, o que não aconteceu quando a gravidade do AVC foi medida através de outras variáveis de validade e fiabilidade mais incerta. O presente estudo demonstra como o resultado de uma análise multivariável é fortemente afectado pelas variáveis independentes utilizadas. Os vários modelos apenas diferiam na forma como foi avaliada a gravidade neurológica do AVC, originando, mesmo assim, resultados bastante diferentes. Este facto reforça a necessidade de utilizar para o desenvolvimento dos modelos variáveis clinicamente relevantes, com elevada fiabilidade e validade comprovadas. Uma das características dos doentes muito idosos é a presença de múltiplas comorbilidades simultaneamente. O presente estudo sugere que o efeito da comorbilidade sobre o resultado pode ocorrer por intermédio da maior gravidade neurológica do AVC,embora estes resultados necessitem de ser confirmados em estudos com maior número de doentes. Este achado, a confirmar-se, é da maior importância, levando a que a prevenção e tratamento da patologia cardiovascular e cerebrovascular deva ser encarada como um todo. O presente estudo mostra que os doentes muito idosos com AVC isquémico apresentam características epidemiológicas e clínicas específicas, mesmo quando a comparação é feita entre dois diferentes estratos de doentes idosos. Em particular, a maior frequência,neste grupo de doentes, de fibrilhação auricular, associada à maior frequência dos enfartes TACI e PACI da classificação clínica do OCSP, que são os subtipos clínicos mais frequentemente de etiologia cardioembólica, têm importantes implicações relativamente a prevenção e tratamento, reforçando a importância da anticoagulação terapêutica tanto para prevenção primária como secundária.

Paralisia cerebral na Região de Lisboa e Vale do Tejo : factores de risco : caracterização multidimensional : inclusão escolar

RESUMO - A Paralisia Cerebral (PC) deve ser olhada como uma patologia do neurodesenvolvimento: a infância é um período de actividade exploratória por essência, a restrição motora condiciona as várias áreas do desenvolvimento. Contextos, apoios, oportunidades e experiências de vida serão determinantes no desenvolvimento de todo o seu potencial. Objectivos/finalidade: Identificar, descrever, comparar e analisar factores de risco associados à PC, sua caracterização multidimensional e integração escolar aos 5 e 10 anos. Procurou‐se contribuir para a sua prevenção primária e secundária, e obter dados para planeamento e implementação dos programas de apoio. Métodos: Adoptou‐se a abordagem do Programa Nacional de Vigilância da Paralisia Cerebral (PNVPC) e da Surveillance of Cerebral Palsy in Europe (SCPE). Analisaram‐se factores de risco, competências funcionais, défices associados, severidade e integração escolar de duas populações de Lisboa e Vale do Tejo, (nascimento 1996/1997‐2001/2002 e prevalência aos 5 e 10 anos). Descreveram‐se os dados, efectuaram‐se correlações, aplicaram‐se testes de independência e compararam‐se com dados dos nadovivos, dados nacionais e europeus. Analisaram‐se os factores que influenciaram a integração escolar através de métodos de regressão logística. Resultados/Conclusões/Recomendações: 1,65‰ e 1,57‰ dos nadovivos desenvolveram PC; a prevalência aos 5 anos foi de 1,7‰ e de 1,48‰; 5,9% e 7,9% faleceram antes dos 5 anos. Em 2001/2002 verificou‐se aumento de: PC espástica bilateral‐2/3membros, prematuridade, causa pos‐neonatal, níveis funcionais ligeiros e graves; percentil estaturo‐ponderal <3 (5‐anos). Diminuição de: disquinésia, anóxia e alguns défices associados. Destacaram‐se as associação: prematuridade e PC espástica bilateral‐ 2/3membros; nascer de termo e anóxia, disquinésia, primíparas, défices associados e severidade; infecção pré‐natal e QI<50, epilepsia e severidade; causa pos‐neonatal e PC espástica bilateral‐4membros e múltiplos défices. Aos 5 anos, as variáveis explicativas para a não inclusão escolar foram: QI<50 e epilepsia; uma elevada percentagem de crianças com PC moderada/grave encontrava‐se integrada; 75% das que se encontravam desintegradas mantiveram‐se nesta situação aos 10. Nesta idade, as variáveis explicativas para a não inclusão escolar foram: QI<50 e motricidade fina; 35,1% encontrava‐se fora do ensino regular; 4,5%, embora em idade de escolaridade obrigatória, não frequentavam qualquer estabelecimento escolar. Informação sistematizada, abrangente, objectiva, simples e acessível, sobre novos casos de PC, factores de risco, prevalência em idades‐chave e caracterização multidimensional constitui uma ferramenta clínica e epidemiológica, que deve sustentar as políticas de saúde, educacionais e sociais, contribuindo para a permanência destas crianças no ensino regular, trazendo às crianças e famílias o suporte que as encorajem e sustentem nestes processos. ABSTRACT ------- Cerebral Palsy (CP) must be recognized as a neurodevelopmental disorder: childhood is, on its nature, a period for exploring the environment and therefore motor deficit interferes with all developmental areas. The context, support, opportunities and life experiences are determinants for the development of his full potential. Objective/Aim: To identify, describe, compare and analyze CP risk factors the multidimensional characterization and school integration levels at the age of 5 and 10 years. We aim to contribute to CP primary and secondary prevention and provide information for service planning and implementation of support programs. Methods: The approach of National Cerebral Palsy Surveillance Programme (NCPSP) and Surveillance of Cerebral Palsy in Europe (SCPE) were used. For two groups of children from Lisboa e Vale do Tejo region, birth data 1996/1997‐2001/2002 and prevalence at 5 and 10 years, were analyzed: CP risk factors, functional ability, associated impairments, severity and school integration settings. Data collected was described, analyzed using correlations, applied tests of independence and compared with new born data, national data and european data. To analyze the factors related to school inclusive settings, logistic regression was appealed. Results/Conclusions/Recommendations: 1,65% and 1,57‰ of the new‐born alive developed CP. The prevalence at 5 years was 1,7‰ and 1,48‰ 5,9% and 7,9% died before their 5th birthday. Bilateral spastic CP 2/3limb, preterm birth, cases of post‐neonatal origin, mild and sever functional impairment; weight and height percentile <3 at 5 years old Increased in 2001. Decreased dyskinetic CP, anoxia and some additional imparments. Were identified among other the association between prematurity and spastic bilateral CP‐2/3 members; born at term and anoxia, dyskinetic CP, first child, associated impairments and severity; prenatal infection and IQ<50, epilepsy and severity; post‐neonatal cause and spastic bilateral CP‐4 members and associated impairments. At 5‐years‐old the more explanatory variables for not be in a school inclusive settings were IQ<50 and epilepsy, a high percentage of children with moderate/severe CP was attending regular school, but most children who were out of inclusive settings at 5 years continue on this situations at 10‐years‐old. At this age the more explanatory variables for not be in a school inclusive settings were: IQ<50 and upper limb function; 35,1% were out of regular school; 4,5%, even in compulsory school age, are out of school. Standardized comprehensive, objective, simple and accessible information about CP new cases, risk factors, prevalence in the key‐age and children multidimensional characterization constitutes a clinical and epidemiological tool that should sustain health, educational and social policy. This would support the continuity of these children in regular schools, encouraging g them and their families in these processes.

Carbon monoxide, autophagy and cytoprotection in response to cerebral ischemia

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina

Disclosing Carbon Monoxide Protection in Cerebral Ischemia: Insights into the cellular mechanisms

Dissertation presented to obtain the PhD degree in Biochemistry, Neurosciences

Análise da conectividade estrutural na doença de Parkinson

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Mapeamento do perfil metabólico cerebral em indivíduos normais e com patologias do sistema nervoso central

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Uncovering the role of IFNAR1 in Experimental Cerebral malaria

Dissertation presented the Ph.D degree in Biology

Cerebral vasculopathy in children with sickle cell disease A study of genetic modulators of the disease

Sickle cell disease (SCD) is a genetic disorder with recessive transmission, caused by the mutation HBB:c.20A>T. It originates hemoglobin S that forms polymers inside the erythrocyte, upon deoxygenation, deforming it and ultimately leading to premature hemolysis. The disease presents with high heterogeneity of clinical manifestations, the most devastating of which, ischemic stroke, occurs in 11% of patients until 20 years of age. In this study, we tried to identify genetic modifiers of risk and episodes of stroke by studying 66 children with SCD, grouped according to the degree of cerebral vasculopathy (Stroke, Risk and Control). Association studies were performed between the three phenotypic groups and hematological and biochemical parameters of patients, as well as with 23 polymorphic regions in genes related to vascular cell adhesion (VCAM-1, THBS-1 and CD36), vascular tonus (NOS3 and ET-1) and inflammation (TNF-α and HMOX-1). Relevant data was collected from patient’s medical records. Known genetic modulators of SCD (beta-globin cluster haplotype and HBA and BCL11A genotypes) and putative genetic modifiers of cerebral vasculopathy were characterized. Differences in their distribution among groups were assessed. VCAM-1 rs1409419 allele C and NOS3 rs207044 allele C were associated to stroke events, while VCAM-1 rs1409419 allele T was found to be protective. Alleles 4a and 4b of NOS3 27 bp VNTR appeared to be respectively associated to stroke risk and protection. HMOX-1 longer STRs seemed to predispose to stroke. Higher hemoglobin F levels were found in Control group, as a result of Senegal haplotype or of BCL11A rs11886868 allele T, and higher lactate dehydrogenase levels, marker of hemolysis, were found in Risk group. Molecular mechanisms underlying the modifier functions of the relevant genetic variants are discussed.