3D volumetric intensity reconsturction from 2D x-ray images using partial least squares regression

Reconstruction of shape and intensity from 2D x-ray images has drawn more and more attentions. Previously introduced work suffers from the long computing time due to its iterative optimization characteristics and the requirement of generating digitally reconstructed radiographs within each iteration. In this paper, we propose a novel method which uses a patient-specific 3D surface model reconstructed from 2D x-ray images as a surrogate to get a patient-specific volumetric intensity reconstruction via partial least squares regression. No DRR generation is needed. The method was validated on 20 cadaveric proximal femurs by performing a leave-one-out study. Qualitative and quantitative results demonstrated the efficacy of the present method. Compared to the existing work, the present method has the advantage of much shorter computing time and can be applied to both DXA images as well as conventional x-ray images, which may hold the potentials to be applied to clinical routine task such as total hip arthroplasty (THA).

Results of bulk sediment X-ray diffraction analysis and quantification of mineral phases based on the RockJock and on the QUAX quantitative analysis

We have performed quantitative X-ray diffraction (qXRD) analysis of 157 grab or core-top samples from the western Nordic Seas between (WNS) ~57°-75°N and 5° to 45° W. The RockJock Vs6 analysis includes non-clay (20) and clay (10) mineral species in the <2 mm size fraction that sum to 100 weight %. The data matrix was reduced to 9 and 6 variables respectively by excluding minerals with low weight% and by grouping into larger groups, such as the alkali and plagioclase feldspars. Because of its potential dual origins calcite was placed outside of the sum. We initially hypothesized that a combination of regional bedrock outcrops and transport associated with drift-ice, meltwater plumes, and bottom currents would result in 6 clusters defined by "similar" mineral compositions. The hypothesis was tested by use of a fuzzy k-mean clustering algorithm and key minerals were identified by step-wise Discriminant Function Analysis. Key minerals in defining the clusters include quartz, pyroxene, muscovite, and amphibole. With 5 clusters, 87.5% of the observations are correctly classified. The geographic distributions of the five k-mean clusters compares reasonably well with the original hypothesis. The close spatial relationship between bedrock geology and discrete cluster membership stresses the importance of this variable at both the WNS-scale and at a more local scale in NE Greenland.

Influência do zinco suplementar na maturação biológica e no crescimento de jovens atletas de futebol do sexo masculino

Introdução O zinco é um importante elemento traço que auxilia na capacidade antioxidante, além de participar da maturação biológica. Em atletas, a suplementação de zinco tem efeito positivo nos parâmetros hematológicos e pode melhorar o rendimento esportivo. Sua deficiência é comumente observada nesses grupo e pode estar associada à diminuição da força física assim como da massa corporal, além de ter efeito significativo no crescimento. Assim os objetivos do presente estudo foram: comparar os métodos de avaliação da maturidade biológica e suas relações com variáveis antropométricas e de rendimento físico de acordo com o estado de zinco em jovens jogadores de futebol; comparar diferentes métodos de avaliação da composição corporal em jovens jogadores de futebol esratificados de acordo com os níveis plasmáticos de zinco e investigar o efeito do zinco suplementar na maturação biológica, no crescimento, na composição corporal e na força muscular de jogadores de futebol púberes do sexo masculino. Materiais e métodos Foram avaliados em dois momentos 48 jovens do sexo masculino (13±1 anos, massa corporal de 48±10kg, estatura de 160±10cm e zinco plasmático de 12,1±2,2 μmol/L). Todos eram jogadores de futebol de um tradicional clube do Rio de Janeiro e foram divididos aleatoriamente em dois grupos. Durante 12 semanas o grupo placebo (n=28) recebeu cápsulas de amido de milho e o grupo suplementado (n=20) recebeu cápsulas de gluconato de Zn (22mg/dia). O valor de 11,0 μmol/L foi considerado como ponto de corte para classificação dos jovens em normozincêmicos ou hipozincêmicos. No início da manhã, após jejum noturno, foram coletados sangue e urina para determinação da concentração de zinco. A massa corporal, alturas (do vértex, acromial, dactiloidal, iliocristal, trocantérica e sentado), composição corporal, força e maturidade esquelética (TW3) também foram determinadas por metodologias validadas. Resultados As comparações entre as categorias maturacionais definidas por cada método de avaliação mostraram que a idade óssea foi o único método que permitiu a identificação de diferenças entre as três categorias, em ao menos duas variáeis relacionadas ao rendimento (massa livre de gordura (MLG) e força na mão dominante (FMD) – p<0,0001). O método da pilosidade axilar foi capaz de discriminar apenas para a FMD (p<0,0001). Embora tenha fornecido quatro categorias maturacionais, o método por dosagem da testosterona não possibilitou a identificação de diferenças entre as categorias relativas a MLG, a FMD e as dobras cutâneas(DC). Quando observamos os métodos de avaliação da composição corporal não foram identificadas diferenças sigificativas entre os grupos hipozincêmico e normozincêmico no percentagem de gordura(PG) nem na MLG obtidas através dos métodos da absortometria de dupla energia (DXA) (p=0,06076 e p=0,5638 respectivamente), das DC (p=0,6840 and 0,5087) e através da bioimpedância elétrica (BIA) (p=0,3475 and p=0,3475). Entre os diferentes métodos também não foi encontrada diferenças significativas (PG: p=0,1272 e p=0,3231 - MLG: p=0,9229 and p=0,8933 para os grupos hipozincêmico e normozincêmico, respectivamente). As correlações entre os métodos foram significativas (PG: r= 0,3414 a 0,9765 e p<0,0001 a 0,0133 - MLG: r=0,9533 a 0,9998 e p<0,0001). Fortes coeficientes de determinação foram obtidos nas regressões múltiplas dos valores do DXA com a equação de Slaughter na estimativa da PG (r=0,86; r2=0,928 e SEE=2,37%) e ainda maiores para MLG (r=0,98; r2=0,990 e SEE=1,18kg). Valores menores foram encontrados para as outras equações com DC e para BIA. Ao analisar os efeitos da suplementação de zinco sobre o crescimento, a maturação, a composição corporal e a força, observou-se que somente as alterações ocorridas nos indicadores de crescimento foram significativas (p=0,0312), sendo que todas as demais não foram significativas - idade óssea (p=0,1391), massa livre de gordura (p=0,0593), percentual de massa gorda (p=0,2212) e força na mão dominante (p=0,6569). Conclusões Observando diferentes métodos de avaliação da maturidade biológica e as categorias por eles definidas, o método da idade óssea (IO) mostrou ser melhor, visto que ele permitiu identificar diferenças entre as três categorias possíveis, nas variáveis MLG e FMD, ao contrário dos outros métodos. Para a avaliação da composição corporal, os métodos baseados nas DC foram melhores que BIA, quando DXA não estiver disponível. A comparação entre os métodos baseados nas DC mostrou que a melhor associação foi obtida com a equação de Slaughter, seguida pela equação de Lohman com a utilização da IO ao invés da idade cronológica. Os níveis de zinco plasmático parecem não serem influenciados pela composição corporal, o que certamente justifica mais estudos. Os resultados da análise dos efeitos da suplementação de zinco no crescimento, na maturação, na composição corporal e na força, nos levam a concluir que o crescimento teve alteração positiva significativa e que os valores das demais variáveis estudadas (maturação, composição corporal e força muscular) não sofreram alterações significativas relacionadas à suplementação de zinco nos jovens jogadores de futebol do sexo masculino, na faixa etária dos 12 aos 14 anos.

Monte Carlo Simulation Of The Response Functions Of Cdte Detectors To Be Applied In X-ray Spectroscopy.

In this work, the energy response functions of a CdTe detector were obtained by Monte Carlo (MC) simulation in the energy range from 5 to 160keV, using the PENELOPE code. In the response calculations the carrier transport features and the detector resolution were included. The computed energy response function was validated through comparison with experimental results obtained with (241)Am and (152)Eu sources. In order to investigate the influence of the correction by the detector response at diagnostic energy range, x-ray spectra were measured using a CdTe detector (model XR-100T, Amptek), and then corrected by the energy response of the detector using the stripping procedure. Results showed that the CdTe exhibits good energy response at low energies (below 40keV), showing only small distortions on the measured spectra. For energies below about 80keV, the contribution of the escape of Cd- and Te-K x-rays produce significant distortions on the measured x-ray spectra. For higher energies, the most important correction is the detector efficiency and the carrier trapping effects. The results showed that, after correction by the energy response, the measured spectra are in good agreement with those provided by a theoretical model of the literature. Finally, our results showed that the detailed knowledge of the response function and a proper correction procedure are fundamental for achieving more accurate spectra from which quality parameters (i.e., half-value layer and homogeneity coefficient) can be determined.

Fast And Direct Na And K Determination In Table, Marine, And Low-sodium Salts By X-ray Fluorescence And Chemometrics.

X-ray fluorescence (XRF) is a fast, low-cost, nondestructive, and truly multielement analytical technique. The objectives of this study are to quantify the amount of Na(+) and K(+) in samples of table salt (refined, marine, and light) and to compare three different methodologies of quantification using XRF. A fundamental parameter method revealed difficulties in quantifying accurately lighter elements (Z < 22). A univariate methodology based on peak area calibration is an attractive alternative, even though additional steps of data manipulation might consume some time. Quantifications were performed with good correlations for both Na (r = 0.974) and K (r = 0.992). A partial least-squares (PLS) regression method with five latent variables was very fast. Na(+) quantifications provided calibration errors lower than 16% and a correlation of 0.995. Of great concern was the observation of high Na(+) levels in low-sodium salts. The presented application may be performed in a fast and multielement fashion, in accordance with Green Chemistry specifications.

Are Human Peripheral Nerves Sensitive To X-ray Imaging?

Diagnostic imaging techniques play an important role in assessing the exact location, cause, and extent of a nerve lesion, thus allowing clinicians to diagnose and manage more effectively a variety of pathological conditions, such as entrapment syndromes, traumatic injuries, and space-occupying lesions. Ultrasound and nuclear magnetic resonance imaging are becoming useful methods for this purpose, but they still lack spatial resolution. In this regard, recent phase contrast x-ray imaging experiments of peripheral nerve allowed the visualization of each nerve fiber surrounded by its myelin sheath as clearly as optical microscopy. In the present study, we attempted to produce high-resolution x-ray phase contrast images of a human sciatic nerve by using synchrotron radiation propagation-based imaging. The images showed high contrast and high spatial resolution, allowing clear identification of each fascicle structure and surrounding connective tissue. The outstanding result is the detection of such structures by phase contrast x-ray tomography of a thick human sciatic nerve section. This may further enable the identification of diverse pathological patterns, such as Wallerian degeneration, hypertrophic neuropathy, inflammatory infiltration, leprosy neuropathy and amyloid deposits. To the best of our knowledge, this is the first successful phase contrast x-ray imaging experiment of a human peripheral nerve sample. Our long-term goal is to develop peripheral nerve imaging methods that could supersede biopsy procedures.

Are skeletally mature female rats a suitable model to study osteoporosis?

OBJECTIVE: To analyze if female Wistar rats at 56 weeks of age are a suitable model to study osteoporosis. MATERIALS AND METHODS: Female rats with 6 and 36 weeks of age (n = 8 per group) were kept over a 20-week period and fed a diet for mature rodents complete in terms of Ca, phosphorous, and vitamin D. Excised femurs were measured for bone mass using dual-energy x-ray absorptiometry, morphometry, and biomechanical properties. The following serum mar-kers of bone metabolism were analyzed: parathyroid hormone (PTH), osteocalcin (OC), osteoprotegerin (OPG), receptor activator of nuclear factor Κappa B ligand (RANKL), C-terminal peptides of type I collagen (CTX-I), total calcium, and alkaline phosphatase (ALP) activity. RESULTS: Rats at 56 weeks of age showed important bone metabolism differences when compared with the younger group, such as, highest diaphysis energy to failure, lowest levels of OC, CTX-I, and ALP, and elevated PTH, even with adequate dietary Ca. CONCLUSION: Rats at 26-week-old rats may be too young to study age-related bone loss, whereas the 56-week-old rats may be good models to represent the early stages of age-related changes in bone metabolism.

Efeitos de diferentes frequencias semanais de treinamento com pesos sobre a composição corporal e capacidades motoras em homens idosos

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Resistencia a insulina, composição corporal e força muscular de homens idosos submetidos a treinamento com pesos

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Different coordination modes for disulfoxides towards diorganotin(IV) dichlorides. X-ray crystal structures of 1,2-cis-bis-(phenylsulfinyl)ethene (rac-,cis-cbpse) and adducts [{Ph2SnCl2(meso-bpse)}n] and [{n-Bu2SnCl2(pdtd)}2]

The reactions of meso-1,2-bis(phenylsulfinyl)ethane (meso-bpse) with Ph2SnCl2, 2-phenyl-1,3-dithiane trans-1-trans-3-dioxide (pdtd) with n-Bu2SnCl2 and 1,2-cis-bis-(phenylsulfinyl)ethene (rac-,cis-cbpse) with Ph2SnCl2, in 1:1 molar ratio, yielded [{Ph2SnCl2(meso-bpse)}n], [{n-Bu2SnCl2(pdtd)}2] and [{Ph2SnCl2(rac,cis-cbpse)}x] (x = 2 or n), respectively. All adducts were studied by IR, Mössbauer and 119Sn NMR spectroscopic methods, elemental analysis and single crystal X-ray diffractometry. The X-ray crystal structure of [{Ph2SnCl2(meso-bpse)}n] revealed the occurrence of infinite chains in which the tin(IV) atoms appear in a distorted octahedral geometry with Cl atoms in cis and Ph groups in trans positions. The X-ray crystal structure of [{n-Bu2SnCl2(pdtd)}2] revealed discrete centrosymmetric dimeric species in which the tin(IV) atoms possess a distorted octahedral geometry with bridging disulfoxides in cis and n-butyl moieties in trans positions. The spectroscopic data indicated that the adduct containing the rac,cis-cbpse ligand can be dimeric or polymeric. The X-ray structural analysis of the free rac-,cis-cbpse sulfoxide revealed that the crystals belong to the C2/c space group.

Synthesis of novel O-acylated-D-ribono-1,5-lactones and structural assignment supported by conventional NOESY-NMR and x-ray analysis

A practical method for the structural assignment of 3,4-O-benzylidene-D-ribono-1,5-lactones and analogues using conventional NMR techniques and NOESY measurements in solution is described. 2-O-Acyl-3,4-O-benzylidene-D-ribono-1,5-lactones were prepared in good yields by acylation of Zinner’s lactone with acyl chlorides under mildly basic conditions. Structural determination of 2-O-(4-nitrobenzoyl)-3,4-O-benzylidene-D-ribono-1,5-lactone was achieved by single crystal x-ray diffraction, which supports the results based on spectroscopic data.

Association between osteoporosis and rheumatoid arthritis in women: a cross-sectional study

CONTEXT AND OBJECTIVES: Osteoporosis has frequently been observed in patients with rheumatoid arthritis. The present study was undertaken in order to evaluate factors associated with osteoporosis among women with rheumatoid arthritis. DESIGN AND SETTING: Cross-sectional study, carried out in a public hospital in São Paulo. METHODS: The participants were 83 women with rheumatoid arthritis (53.7 ± 10.0 years old). Bone mineral density (BMD) and body composition were measured by dual energy X-ray absorptiometry. The patients were divided into three groups according to BMD: group 1, normal BMD (n = 24); group 2, osteopenia (n = 38); and group 3, osteoporosis (n = 21). Tests were performed to compare differences in means and correlations, with adjustments for age, duration of disease and cumulative corticosteroid. The relationships between clinical factors, physical activity score, dietary intake, body composition and biochemical parameters were analyzed using linear regression models. RESULTS: Mean calcium, vitamin D and omega-6 intakes were lower than the recommendations. Associations were found between BMD and age, disease duration, parathyroid hormone concentration and fat intake. The linear regression model showed that being older, with more years of disease and lower weight were negatively correlated with BMD [Total femur = 0.552 + 0.06 (weight) + 0.019 (total physical activity) - 0.05 (age) - 0.003 (disease duration); R² = 48.1; P < 0.001]. CONCLUSION: The present study indicates that nutritional factors and body composition are associated with bone mass in women with rheumatoid arthritis.

Body trunk fat and insulin resistance in post-pubertal obese adolescents

CONTEXT AND OBJECTIVE: Insulin resistance is a metabolic disorder commonly associated with excess body fat accumulation that may increase chronic disease risk. The present study was undertaken to evaluate the relationship between body composition and insulin resistance among obese adolescents. DESIGN AND SETTING: Cross-sectional study, at the Adolescence Center, Pediatric Department, Universidade Federal de São Paulo. METHODS: Body composition was assessed using dual-energy X-ray absorptiometry. Dietary intake was evaluated using a three-day dietary record. The biochemical evaluation comprised glucose, insulin, serum lipid, leptin and ghrelin measurements. Insulin resistance was calculated by means of the homeostasis model assessment of insulin resistance (HOMA-IR). RESULTS: Forty-nine post-pubertal obese adolescents participated in the study: 12 boys and 37 girls of mean age 16.6 (1.4) years and mean body mass index (BMI) of 35.0 (3.9) kg/m². The mean glucose, insulin and HOMA values were 90.3 (6.4) mg/dl, 16.6 (8.1) µIU/ml and 3.7 (1.9), respectively. Hyperinsulinemia and insulin resistance were observed in 40.2% and 57.1% of the subjects, respectively. Adolescents with insulin resistance had higher BMI and body trunk fat. There was a trend towards higher leptin concentration in obese individuals with insulin resistance. Insulin resistance was positively correlated with body trunk fat, BMI, body fat mass (kg), leptin and body fat percentage. Furthermore, there was a negative correlation between HOMA-IR and lean body mass. The body composition predicted 30% of the HOMA-IR levels, according to linear regression models. CONCLUSION: Body trunk fat was significantly associated with insulin resistance, demonstrating the clinical importance of abdominal obesity during adolescence.

Notificação imprecisa da ingestão energética na dieta de adolescentes

Objetivos: Examinar a prevalência da sub e supernotificação da ingestão energética em adolescentes e seus fatores associados. Métodos: Estudo transversal com 96 adolescentes na pós-puberdade (47 com peso normal e 49 obesos), com idade média de 16,6±1,3 anos. Peso e altura foram medidos e o índice de massa corporal foi calculado. A composição corporal foi avaliada através de absorciometria por raios X de dupla energia. A ingestão de alimentos foi avaliada por meio de um registro alimentar de 3 dias. Realizou-se uma avaliação bioquímica (níveis séricos de colesterol total, LDL, HDL, glicose plasmática e insulina). Os subnotificadores relataram uma ingestão energética < 1,35 x taxa metabólica basal (TMB), enquanto os supernotificadores relataram uma ingestão energética > 2,4 x TMB. Resultados: Notificação imprecisa (sub ou supernotificação) da ingestão energética foi identificada em 65,6 por cento dos adolescentes (64,6 e 1 por cento de sub e supernotificação, respectivamente). Os adolescentes obesos apresentaram 5.0 vezes mais chances de subnotificar a ingestão energética (IC95 por cento 2,0-12,7) do que os participantes com peso normal. Os subnotificadores apresentaram taxas mais altas de ingestão insuficiente de carboidratos (19,3 versus 12,1 por cento, p = 0,046) e de lipídios (11,3 versus 0 por cento, p < 0,001) do que os notificadores plausíveis. A ingestão de colesterol também foi mais baixa entre os subnotificadores (p = 0,017). Não houve diferenças significativas na composição corporal e nos parâmetros bioquímicos em relação à notificação imprecisa. Conclusões: Os resultados obtidos demonstraram alta porcentagem de notificação imprecisa da ingestão energética entre adolescentes, principalmente entre os obesos, o que sugere que os valores de consumo de nutrientes ajustado para o consumo de energia deveriam ser empregados na análise de risco da relação dieta-doença a fim de contribuir para a redução de erros associados à notificação imprecisa

Densidade mineral óssea, composição corporal e ingestão alimentar de adolescentes modelos de passarela

OBJETIVO: Avaliar a densidade mineral óssea (DMO) e relacioná-la com a ingestão alimentar e composição corporal de adolescentes modelos de passarela. MÉTODOS: Estudo transversal avaliando 33 modelos e 33 não modelos de 15 a 18 anos pareadas por idade e índice de massa corporal (IMC). A densidade mineral óssea da coluna (L1-L4) foi avaliada por meio da técnica da absorciometria de feixe duplo de energia (Lunar® DPX Alpha), e a composição corporal, pela técnica de pletismografia. A ingestão alimentar foi avaliada por meio do registro alimentar de 3 dias. RESULTADOS: A média de idade das adolescentes foi de 16,75±1,04 anos, sendo que 24 por cento apresentaram IMC abaixo dos valores ideais para a idade. Não houve diferença de DMO entre modelos (1,108±0,080 g/cm2) e não modelos (1,096±0,102 g/cm2) (p > 0,05), sendo identificada uma porcentagem de 6 por cento de baixa DMO para a idade. Observou-se que a média de ingestão de energia foi menor entre as modelos em comparação às adolescentesnão modelos (1.480,93±582,95 versus 1.973,00±557,63 kcal) (p > 0,05) e que a maioria das adolescentes de ambos os grupos apresentou consumo inadequado de micronutrientes, ressaltando-se a baixa ingestão de cálcio. Verificou-se correlação significativa da DMO apenas com a massa magra (kg) (modelos r = 0,362 e não modelos r = 0,618; p < 0,05). CONCLUSÃO: Apesar de não ter sido encontrada associação entre a DMO, o IMC e a ingestão de nutrientes importantes no processo de mineralização óssea, as inadequações na ingestão alimentar podem influenciar negativamente a aquisição de massa óssea, que se encontra potencializada neste estágio de vida