Processamento de imagens BOLD de ressonância magnética do músculo

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

Avaliação das alterações fisiológicas dos músculos da perna por IRM através de T2

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Avaliação por Imagem de Ressonância Magnética das alterações estruturais e fisiológicas dos músculos da perna após exercício

Esta dissertação tem como objectivo principal avaliar por IRM as alterações arquitectónicas e funcionais dos músculos mais importantes da perna quando submetidos a um protocolo de exercício intenso. Para esse fim, foram utilizadas técnicas avançadas de imagem específicas tais como o DTI, o BOLD e a relaxometria T2. Estas técnicas forneceram-nos de forma não-invasiva diversas informações in vivo e em tempo real sobre os tecidos musculares. Para além destas, também foram utilizadas sequências ponderadas em DP que serviram de referência anatómica e das quais também foram retirados dados arquitectónicos. Participaram neste estudo seis jovens atletas saudáveis do sexo feminino. Os músculos analisados foram o tibial anterior, os gastrocnémios (medial e lateral) e o solear. As diversas sequências de imagem foram adquiridas em duas fases distintas: pré e pós-exercício. O protocolo de exercício constou numa série de saltos unipedais realizados até à exaustão. Depois de adquiridas, as imagens foram processadas e tratadas com scripts dedicados e/ou software especializado. Os valores obtidos através da delimitação de ROIs, manipulação das imagens em 3D e execução de tractografias permitiram-nos apreciar as alterações ocorridas nos músculos exercitados. Após tratamento estatístico, verificou-se um comportamento semelhante entre os músculos nas várias técnicas de imagem. O ADC, o sinal BOLD e o valor de T2 variaram de forma equivalente nos músculos gastrocnémios e solear (agonistas no exercício praticado), enquanto que no tibial anterior estas variações foram menores ou inclusivamente negativas. Quanto aos dados arquitectónicos registados de forma directa na imagem ou obtidos através do DTI, não verificamos alterações estatisticamente significativas na maior parte das variáveis, à excepção do comprimento médio das fibras, do CSA e do ângulo de penação de alguns músculos. A IRM consegue assim avaliar a estrutura e função do músculo, complementando ou substituindo cada vez mais outras técnicas mais invasivas ou ineficazes.

Detection of purkinje images for automatic positioning of fixation target and interferometric measurements of anterior eye chamber

In cataract surgery, the eye’s natural lens is removed because it has gone opaque and doesn’t allow clear vision any longer. To maintain the eye’s optical power, a new artificial lens must be inserted. Called Intraocular Lens (IOL), it needs to be modelled in order to have the correct refractive power to substitute the natural lens. Calculating the refractive power of this substitution lens requires precise anterior eye chamber measurements. An interferometry equipment, the AC Master from Zeiss Meditec, AG, was in use for half a year to perform these measurements. A Low Coherence Interferometry (LCI) measurement beam is aligned with the eye’s optical axis, for precise measurements of anterior eye chamber distances. The eye follows a fixation target in order to make the visual axis align with the optical axis. Performance problems occurred, however, at this step. Therefore, there was a necessity to develop a new procedure that ensures better alignment between the eye’s visual and optical axes, allowing a more user friendly and versatile procedure, and eventually automatizing the whole process. With this instrument, the alignment between the eye’s optical and visual axes is detected when Purkinje reflections I and III are overlapped, as the eye follows a fixation target. In this project, image analysis is used to detect these Purkinje reflections’ positions, eventually automatically detecting when they overlap. Automatic detection of the third Purkinje reflection of an eye following a fixation target is possible with some restrictions. Each pair of detected third Purkinje reflections is used in automatically calculating an acceptable starting position for the fixation target, required for precise measurements of anterior eye chamber distances.