Medidas de estruturas cardíacas fetais através de imagens ecocardiográficas segmentadas

O presente trabalho implementa um método computacional semi-automático para obter medidas de estruturas cardíacas de fetos humanos através do processamento de imagens de ultra-som. Essas imagens são utilizadas na avaliação cardíaca pré-natal, permitindo que os médicos diagnostiquem problemas antes mesmo do nascimento. A dissertação é parte de um projeto desenvolvido no Instituto de Informática da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, denominado SEGIME (Segmentação de Imagens Médicas). Neste projeto, está sendo desenvolvida uma ferramenta computacional para auxiliar na análise de exames ecocardiográficos fetais com o apoio da equipe de Cardiologia Fetal do Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul. O processamento de cada imagem é realizado por etapas, divididas em: aquisição, pré-processamento, segmentação e obtenção das medidas. A aquisição das imagens é realizada por especialistas do Instituto de Cardiologia. No pré-processamento, é extraída a região de interesse para a obtenção das medidas e a imagem é filtrada para a extração do ruído característico das imagens de ultra-som. A segmentação das imagens é realizada através de redes neurais artificiais, sendo que a rede neural utilizada é conhecida como Mapa Auto-organizável de Kohonen. Ao final do processo de segmentação, a imagem está pronta para a obtenção das medidas. A técnica desenvolvida nesta dissertação para obtenção das medidas foi baseada nos exames realizados pelos especialistas na extração manual de medidas. Essa técnica consiste na análise da linha referente à estrutura de interesse onde serão detectadas as bordas. Para o início das medidas, é necessário que o usuário indique o ponto inicial sobre uma borda da estrutura. Depois de encontradas as bordas, através da análise da linha, a medida é definida pela soma dos pixels entre os dois pontos de bordas. Foram realizados testes com quatro estruturas cardíacas fetais: a espessura do septo interventricular, o diâmetro do ventrículo esquerdo, a excursão do septum primum para o interior do átrio esquerdo e o diâmetro do átrio esquerdo. Os resultados obtidos pelo método foram avaliados através da comparação com resultados de referência obtidos por especialistas. Nessa avaliação observou-se que a variação foi regular e dentro dos limites aceitáveis, normalmente obtida como variação entre especialistas. Desta forma, um médico não especializado em cardiologia fetal poderia usar esses resultados em um diagnóstico preliminar.

Estudo sobre modelos de fissuração de peças de concreto armado via método dos elementos finitos

o objetivo desta tese é apresentar dois modelos distintos para representar as fissuras em peças de concreto armado: um do tipo distribuído e outro do tipo incorporado. Os modelos de fissura incorporada se baseiam no conceito de descontinuidades incorporadas dentro do campo de deslocamento do elemento finito padrão. Já nos modelos de fissura distribuída a descontinuidade do campo de deslocamentos causada pela fissura é espalhada ao longo do elemento. O modelo distribuído proposto apresenta um diagrama tensão-deformação multilinear e sua calibragem é feita, segundo o Código Modelo CEB-FIP 1990, através de ensaios de tirantes de concreto armado. O modelo incorporado implementado é baseado no modelo de Dvorlcin, CuiMo e Gioia, o qual não inclui a contribuição da armadura no equilíbrio interno de forças do elemento. A inclusão da parcela da armadura é feita através de um modelo de transferência de tensão por aderência, conforme Russo, Zingone e Romano, Russo e Romano e FIE - Bulletin 10. Para representar o comportamento do concreto intacto, utiliza-se o modelo constitutivo de Ottosen. Trata-se de um modelo elástico não-linear, tridimensional, que utiliza valores secantes dos parâmetros do material. Já para simular o comportamento das barras de aço da armadura, emprega-se o modelo incorporado desenvolvido por Elwi e Hrudey. Neste modelo, permite-se uma disposição arbitrária das barras de aço no interior dos elementos de concreto. O modelo constitutivo adotado para a armadura é do tipo elasto-plástico com endurecimento. Por fim, alguns exemplos numéricos são analisados com o objetivo de comprovar a eficácia dos dois modelos propostos.

Perfil plasmático da ICAM-1 e da VCAM-1 no pós-operatório cardíaco de lactentes submetidos à circulação extracorpórea

Introdução – Grande parte da população de crianças portadoras de defeitos cardíacos congênitos torna-se criticamente doente durante o primeiro ano de vida e necessita tratamento cirúrgico. No entanto, durante cirurgias cardíacas, ocorre uma resposta inflamatória intensa desencadeada pelo período de circulação extracorpórea (CEC), o que provoca disfunção de órgãos e tecidos. Os neutrófilos assumem um papel importante e complexo neste período, envolvendo a ligação às células endoteliais, ativação e liberação de mediadores inflamatórios. Esse processo é iniciado e mantido através de moléculas de adesão específicas, como a molécula de adesão intercelular-1 (ICAM-1) e a molécula de adesão celular-vascular-1 (VCAM-1). Formas solúveis destas moléculas apresentam variações de seus níveis durante cirurgias cardíacas com uso de CEC. Há poucos dados na literatura relacionados ao comportamento destas moléculas após cirurgia cardíaca com uso de CEC em lactentes, estando seu significado no plasma ainda por ser decifrado. Objetivos – Mensurar os níveis plasmáticos das moléculas de adesão solúveis ICAM-1 e VCAM-1 em condições basais e após exposição ao circuito de CEC em lactentes submetidos à cirurgia cardíaca para correção de defeitos cardíacos congênitos. Comparar os níveis plasmáticos destas moléculas entre pacientes acianóticos e cianóticos. Métodos – Foram estudados 21 lactentes, durante o período de junho de 1998 a março de 1999, submetidos à cirurgia cardíaca com uso de CEC. Foram analisados os níveis plasmáticos da ICAM-1 e da VCAM-1 solúveis pelo método de ELISA, na indução anestésica, ao término da CEC e 8 e 26 horas após o término da CEC. Resultados – As patologias cardíacas congênitas mais comuns foram defeito do septo atrioventricular e tetralogia de Fallot. As médias de idade e de peso foram 6,6 meses e 5,8 Kg. As medianas dos tempos de CEC e de clampeamento de aorta foram, respectivamente, 87 e 53 minutos. Todos os lactentes utilizaram inotrópicos. As medianas dos tempos de intubação e de internação foram 72 horas e 21 dias. A taxa de mortalidade dos pacientes foi de 9,5%. Os níveis basais da ICAM-1 e da VCAM-1 foram significativamente mais elevados do que aqueles considerados normais (P<0,0001). Os níveis da ICAM-1 diminuíram significaticamente ao término da CEC (P<0,001), voltando a aumentar significativamente 8 horas após o término deste período (P<0,005), sem no entanto, alcançar os valores basais 26 horas depois. A VCAM-1 apresentou comportamento semelhante. No entanto, 26 horas após CEC houve diminuição significativa de seus níveis em relação ao valor identificado 8 horas após tal período (P<0,005). Não houve diferença estatisticamente significativa quanto aos valores das moléculas entre pacientes acianóticos e cianóticos (P>0,1). Não houve associação entre os valores das moléculas e as variáveis perioperatórias e os desfechos clínicos. Conclusões – Os níveis plasmáticos das moléculas de adesão solúveis ICAM-1 e VCAM-1 são aumentados em lactentes com cardiopatias congênitas acianóticas e cianóticas no seu estado basal. Os níveis plasmáticos de ICAM-1 e VCAM-1 solúveis variam após exposição ao circuito de CEC em lactentes submetidos à cirurgia cardíaca para correção de cardiopatias congênitas, apresentando um comportamento característico nestes pacientes. Não há diferenças no comportamento das moléculas entre pacientes acianóticos e cianóticos.

Avaliação de padrões morfológicos e funcionais do epitélio respiratório superior de ratos (Rattus norvegicus) mantidos em diferentes sistemas de ventilação.

Na última década, o uso de sistemas microventilados (sistema VMA) em biotérios possibilitou alojar animais com melhor qualidade sanitária devido ao maior controle ambiental fornecido por esses sistemas. Contudo, ainda é necessário uma melhor avaliação desses sistemas, principalmente no que tange às respostas dos animais. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a integridade do epitélio do trato respiratório superior (septo nasal e traquéia) de ratos mantidos em sistema VMA. Cem ratos, da linhagem Wistar-Hannover, heterogênicos, machos, de padrão sanitário convencional, foram mantidos durante 6 meses em dois distintos sistemas de ventilação: ventilação para conforto (grupo VGD, controle) e sistema VMA com intervalos de troca de cama variando de 3, 5, 7 e 9 dias (grupos IT3, IT5, IT7 e IT9, respectivamente). Após a eutanásia dos animais, fragmentos de septo nasal e traquéia foram coletados, processados com rotina de técnica histológica e corados com combinação de ácido periódico de Shiff e azul alciano (PAS-AB) e hematoxilina-eosina (HE). Os parâmetros morfométricos avaliados em septo nasal foram: 1) área de epitélio por unidade de superfície de membrana basal (EP/MB), 2) área de cílios por unidade de superfície de membrana basal (CI/MB), 3) número de núcleos por unidade de superfície de membrana basal (NN/MB), 4) área de muco ácido por unidade de superfície de membrana basal (MAc/MB), 5) área de muco ácido por área de epitélio (MAc/EP) e 6) número de núcleos por área de epitélio (NN/EP). Para NN/MB, o grupo VGD apresentou diferença estatística com os grupos IT3, IT5 e IT9. Para NN/EP, o grupo VGD teve diferença estatística com os todos grupos mantidos em VMA (IT3, IT5, IT7 e IT9). Em AE/MB observou-se diferença significativa do grupo VGD com os grupos IT7 e IT9. Para CI/MB notou-se diferença significativa entre os grupos IT3 e IT7. Embora não foi demonstrada diferença significativa entre os demais grupos, os dados sugerem que o grupo IT3 apresenta proporcionalmente maior área de cílios em relação aos demais grupos. Em MAc/MB e MAc/EP observou-se diferença significativa entre os grupos VGD e IT7. Na avaliação qualitativa da traquéia por escores, predominou a lesão inflamatória crônica, com intenso infiltrado de mononucleares (predominando neutrófilos). A presença e intensidade dessas lesões variaram de acordo com o sistema de ventilação sendo que somente no grupo VGD é que foram encontradas lesões severas (grau III). Com base nos resultados obtidos, os animais mantidos no sistema VMA, independente do intervalo de trocas de cama a que foram submetidos, apresentaram menor intensidade de lesões no septo nasal e na traquéia do que os animais mantidos em VGD. A maior integridade epitelial pode ser relacionado com a qualidade das condições ambientais fornecida aos animais alojados no sistema VMA, confirmando ser este o sistema mais adequado para a manutenção de ratos em experimentação.

Prevalência de litíase renal e avaliação metabólica de pacientes com ressecção parcial do intestino delgado

Hiperoxalúria ocorre após ressecção extensa do intestino delgado na presença de um colon intacto. De 1984 a 1997, 40 pacientes com ressecção de intestino delgado, extensão maior do que 30cm, foram estudados com o objetivo de se avaliar a prevalência de litíase renal nesta população e alterações metabólicas associadas. Sete pacientes, correspondendo a 17,5% da população em estudo, desenvolveram um ou mais cálculos renais durante o período de observação correspondendo a uma incidência de 3,1 casos por 100 pessoas/ano. Os pacientes foram então divididos em dois grupos. Grupo 1 formado por 33 pacientes com ressecção intestinal que não formaram cálculos renais durante o período de observação e o Grupo 2 com 7 pacientes que formaram um ou mais cálculos renais após a ressecção intestinal. A excreção urinária de oxalato foi, em média, maior no grupo 2, que desenvolveram litíase renal, comparado com o grupo 1, não formadores de cálculos renais (49,2±23,8 mg/24horas Vs 30,6±3,4 mg/24h, p=0,004). De forma oposta, o magnésio foi menor nos pacientes formadores de cálculos renais comparado com os pacientes não formadores de cálculos (54,5±17,9 mg/24horas Vs 94,9±8,5 mg/24horas, p=0,028), assim como o citrato também foi menor nos pacientes com cálculo renal, mas sem diferença do ponto de vista estatístico (265,9±55,8 mEq/24horas Vs 404,8±49,7mEq/24horas, P= 0,278). Este estudo mostra que novos cálculos urinários podem ser detectados em um número significativo de pacientes que se submetem à cirurgia de ressecção do intestino delgado, provavelmente associado ao aumento da excreção de oxalato e diminuição de, pelo menos, um dos inibidores da cristalização de oxalato de cálcio, o magnésio. Por isto, se torna importante a monitorização destes pacientes, regularmente, mesmo após vários anos da cirurgia. É importante a monitorização pelo menos do oxalato e magnésio, na urina de 24 horas, já que ambos estão associados a um maior risco de desenvolvimento de cálculos renais.

Expressão gênica de bcl2, receptor de estradiol e receptores de progesterona A e B em endométrio eutópico e ectópico de pacientes inférteis sem e com endometriose

A endometriose caracteriza-se pela presença de tecido endometriótico – glândulas e estroma – fora da cavidade uterina. A doença acomete superfícies peritoniais da pélvis, ovários e septo rectovaginal, sendo mais comum a endometriose pélvica. Embora os dados sobre a prevalência exata de endometriose sejam incertos, as evidências indicam uma prevalência em torno de 5 a 10% das mulheres em idade reprodutiva. Dor, dismenorréia, dispareunia e infertilidade são sintomas freqüentes da doença. Além de apresentar dependência aos hormônios sexuais, a endometriose está associada a um conjunto de desordens de diferentes etiologias, sendo considerada uma doença multifatorial de caráter genético e imune. Neste sentido, a carência de respostas imunológicas adequadas, aliada a um provável desequilíbrio entre os processos de proliferação e apoptose celular, pode ter um papel importante na instalação e manutenção das lesões endometrióticas. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a expressão de genes relacionados aos processos de proliferação e diferenciação celular em implantes endometrióticos e endométrio eutópico de mulheres inférteis sem e com endometriose, através da análise semiquantitativa por RT-PCR. Foram estudadas 34 pacientes consultando por infertilidade e submetidas à laparoscopia diagnóstica. Quinze pacientes (31,7 ± 1,5 anos) apresentavam endometriose e 19 (32,9 ± 0,9 anos) foram consideradas controles inférteis sem endometriose. Os dois grupos apresentaram IMC e SHBG similares. As biópsias de endométrio foram realizadas, em fase folicular, nas pacientes do grupo controle (C) e nas pacientes com endometriose (endométrio eutópico (EUT) e ectópico (ECT)). A presença do mRNA para os receptores de estrogênio e progesterona detectada nos 3 grupos estudados, sustenta a existência de sensibilidade tecidual local aos hormônios sexuais. Nas condições experimentais do presente estudo não foi observada diferença estatística na expressão gênica de bcl2 entre os grupos. A expressão do gene do ER endometrial também foi similar entre os grupos controle, eutópico e ectópico. Contudo, o endométrio ectópico apresentou níveis de mRNA mais elevados para PR-A (0,84  0,02 UA) em relação aos grupos controle e eutópico (0,60  0,04 UA e 0,63  0,04 UA; p < 0,05). A expressão gênica do PR-B não foi estatisticamente diferente entre os grupos do presente trabalho. Porém, houve forte correlação negativa entre a expressão dos genes bcl2 e PR-B nas amostras de endométrio sem e com endometriose (r = - 0,795 e p = 0,018), sugerindo que um papel anti-proliferativo do PR-B possa ser operativo neste modelo de estudo.