Factors associated with uncontrolled asthma in Porto Alegre, Brazil

The prevalence of uncontrolled and controlled asthma, and the factors associated with uncontrolled asthma were investigated in a cross-sectional study. Patients aged 11 years with confirmed asthma diagnosis were recruited from the outpatient asthma clinic of Hospital de Clínicas de Porto Alegre, Brazil. Patients were excluded if they had other chronic pulmonary disease. They underwent an evaluation by a general questionnaire, an asthma control questionnaire (based on the 2006 Global Initiative for Asthma guidelines), assessment of inhaled device technique and pulmonary function tests. Asthma was controlled in 48 of 275 patients (17.5%), partly controlled in 74 (26.9%) and uncontrolled in 153 (55.6%). In the univariate analysis, asthma severity was associated with asthma control (P < 0.001). Availability of asthma medications was associated with asthma control (P = 0.01), so that most patients who could purchase medications had controlled asthma, while patients who depend on the public health system for access to medications had lower rates of controlled asthma. The use of inhaled corticosteroid was lower in the uncontrolled group (P < 0.001). Logistic regression analysis identified three factors associated with uncontrolled asthma: severity of asthma (OR = 5.33, P < 0.0001), access to medications (OR = 1.97, P = 0.025) and use of inhaled corticosteroids (OR = 0.17, P = 0.030). This study showed a high rate of uncontrolled asthma in patients who attended an outpatient asthma clinic. Severity of asthma, access to medications and adequate use of inhaled corticosteroids were associated with the degree of asthma control.

Cardiopulmonary exercise testing variables as predictors of long-term outcome in thoracic sarcoidosis

Cardiopulmonary exercise testing (CPET) plays an important role in the assessment of functional capacity in patients with interstitial lung disease. The aim of this study was to identify CPET measures that might be helpful in predicting the vital capacity and diffusion capacity outcomes of patients with thoracic sarcoidosis. A longitudinal study was conducted on 42 nonsmoking patients with thoracic sarcoidosis (median age = 46.5 years, 22 females). At the first evaluation, spirometry, the measurement of single-breath carbon monoxide diffusing capacity (D LCOsb) and CPET were performed. Five years later, the patients underwent a second evaluation consisting of spirometry and D LCOsb measurement. After 5 years, forced vital capacity (FVC)% and D LCOsb% had decreased significantly [95.5 (82-105) vs 87.5 (58-103) and 93.5 (79-103) vs 84.5 (44-102), respectively; P < 0.0001 for both]. In CPET, the peak oxygen uptake, maximum respiratory rate, breathing reserve, alveolar-arterial oxygen pressure gradient at peak exercise (P(A-a)O2), and Δ SpO2 values showed a strong correlation with the relative differences for FVC% and D LCOsb% (P < 0.0001 for all). P(A-a)O2 ≥22 mmHg and breathing reserve ≤40% were identified as significant independent variables for the decline in pulmonary function. Patients with thoracic sarcoidosis showed a significant reduction in FVC% and D LCOsb% after 5 years of follow-up. These data show that the outcome measures of CPET are predictors of the decline of pulmonary function.

Morphometric evaluation of nitric oxide synthase isoforms and their cytokine regulators predict pulmonary dysfunction and survival in systemic sclerosis

Because histopathological changes in the lungs of patients with systemic sclerosis (SSc) are consistent with alveolar and vessel cell damage, we presume that this interaction can be characterized by analyzing the expression of proteins regulating nitric oxide (NO) and plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) synthesis. To validate the importance of alveolar-vascular interactions and to explore the quantitative relationship between these factors and other clinical data, we studied these markers in 23 cases of SSc nonspecific interstitial pneumonia (SSc-NSIP). We used immunohistochemistry and morphometry to evaluate the amount of cells in alveolar septa and vessels staining for NO synthase (NOS) and PAI-1, and the outcomes of our study were cellular and fibrotic NSIP, pulmonary function tests, and survival time until death. General linear model analysis demonstrated that staining for septal inducible NOS (iNOS) related significantly to staining of septal cells for interleukin (IL)-4 and to septal IL-13. In univariate analysis, higher levels of septal and vascular cells staining for iNOS were associated with a smaller percentage of septal and vascular cells expressing fibroblast growth factor and myofibroblast proliferation, respectively. Multivariate Cox model analysis demonstrated that, after controlling for SSc-NSIP histological patterns, just three variables were significantly associated with survival time: septal iNOS (P=0.04), septal IL-13 (P=0.03), and septal basic fibroblast growth factor (bFGF; P=0.02). Augmented NOS, IL-13, and bFGF in SSc-NSIP histological patterns suggest a possible functional role for iNOS in SSc. In addition, the extent of iNOS, PAI-1, and IL-4 staining in alveolar septa and vessels provides a possible independent diagnostic measure for the degree of pulmonary dysfunction and fibrosis with an impact on the survival of patients with SSc.

Effect of L-carnitine on exercise performance in patients with mitochondrial myopathy

Exercise intolerance due to impaired oxidative metabolism is a prominent symptom in patients with mitochondrial myopathy (MM), but it is still uncertain whether L-carnitine supplementation is beneficial for patients with MM. The aim of our study was to investigate the effects of L-carnitine on exercise performance in MM. Twelve MM subjects (mean age±SD=35.4±10.8 years) with chronic progressive external ophthalmoplegia (CPEO) were first compared to 10 healthy controls (mean age±SD=29±7.8 years) before they were randomly assigned to receive L-carnitine supplementation (3 g/daily) or placebo in a double-blind crossover design. Clinical status, body composition, respiratory function tests, peripheral muscle strength (isokinetic and isometric torque) and cardiopulmonary exercise tests (incremental to peak exercise and at 70% of maximal), constant work rate (CWR) exercise test, to the limit of tolerance [Tlim]) were assessed after 2 months of L-carnitine/placebo administration. Patients with MM presented with lower mean height, total body weight, fat-free mass, and peripheral muscle strength compared to controls in the pre-test evaluation. After L-carnitine supplementation, the patients with MM significantly improved their Tlim (14±1.9 vs 11±1.4 min) and oxygen consumption ( V ˙ O 2 ) at CWR exercise, both at isotime (1151±115 vs 1049±104 mL/min) and at Tlim (1223±114 vs 1060±108 mL/min). These results indicate that L-carnitine supplementation may improve aerobic capacity and exercise tolerance during high-intensity CWRs in MM patients with CPEO.

Correlations between forced oscillation technique parameters and pulmonary densitovolumetry values in patients with acromegaly

The aims of this study were to evaluate the forced oscillation technique (FOT) and pulmonary densitovolumetry in acromegalic patients and to examine the correlations between these findings. In this cross-sectional study, 29 non-smoking acromegalic patients and 17 paired controls were subjected to the FOT and quantification of lung volume using multidetector computed tomography (Q-MDCT). Compared with the controls, the acromegalic patients had a higher value for resonance frequency [15.3 (10.9-19.7) vs 11.4 (9.05-17.6) Hz, P=0.023] and a lower value for mean reactance [0.32 (0.21-0.64) vs 0.49 (0.34-0.96) cm H2O/L/s2, P=0.005]. In inspiratory Q-MDCT, the acromegalic patients had higher percentages of total lung volume (TLV) for nonaerated and poorly aerated areas [0.42% (0.30-0.51%) vs 0.25% (0.20-0.32%), P=0.039 and 3.25% (2.48-3.46%) vs 1.70% (1.45-2.15%), P=0.001, respectively]. Furthermore, the acromegalic patients had higher values for total lung mass in both inspiratory and expiratory Q-MDCT [821 (635-923) vs 696 (599-769) g, P=0.021 and 844 (650-945) vs 637 (536-736) g, P=0.009, respectively]. In inspiratory Q-MDCT, TLV showed significant correlations with all FOT parameters. The TLV of hyperaerated areas showed significant correlations with intercept resistance (rs=−0.602, P<0.001) and mean resistance (rs=−0.580, P<0.001). These data showed that acromegalic patients have increased amounts of lung tissue as well as nonaerated and poorly aerated areas. Functionally, there was a loss of homogeneity of the respiratory system. Moreover, there were correlations between the structural and functional findings of the respiratory system, consistent with the pathophysiology of the disease.

La transplantation d’hépatocytes chez le rat Long Evans Cinnamon, modèle animal de la maladie de Wilson

La maladie de Wilson est une maladie héréditaire due à un déficit du transporteur du cuivre, l’ATP7B. Cette maladie se présente sous forme d’insuffisance hépatique aiguë ou chronique, pour lesquels le traitement médical actuel consiste en l’administration d’agents chélateurs, ce qui ne résulte cependant pas en une guérison complète de la maladie. La transplantation orthotopique du foie est le seul traitement définitif actuellement, avec tous les désavantages qu’elle comporte. Un traitement alternatif à cette option est donc souhaitable. Cette étude porte sur la faisabilité de la transplantation d’hépatocytes chez le modèle animal de la maladie de Wilson, le rat Long Evans Cinnamon (LEC), avec pour buts d’en déterminer la sécurité et l’efficacité tant sur le plan clinique (amélioration de la survie, prévention de l’hépatite) que pathologique. Douze rats LEC ont reçu une injection intrasplénique de 2,6 x 105 – 3,6 x 107 hépatocytes prélevés chez des rats donneurs de souche LE. Ils ont été suivis durant 6 mois puis sacrifiés. Ils ont ensuite été comparés à un groupe contrôle de douze autres rats LEC. Aucune différence significative n’a été notée au niveau du poids, du bilan hépatique et des concentrations de cuivre biliaire et hépatique. Cependant, une amélioration de l’activité oxydase de la céruloplasmine post-transplantation a été démontrée chez le groupe de rats transplantés (49,6 ± 31,5 versus 8,9 ± 11,7). Les rats transplantés ont aussi eu une amélioration sur tous les critères histologiques étudiés. Enfin, l’ARNm de l’atp7b a été retrouvé chez 58% des rats transplantés avec un taux d’expression de 11,9% ± 13,6 par rapport à un rat LE normal. L’immunohistochimie a quant à elle démontré la présence de l’atp7b chez tous les rats transplantés. Les résultats obtenus sont considérés favorables à ce traitement alternatif, et indiquent que la transplantation d’hépatocytes est une technique sécuritaire qui peut contribuer à renverser le processus pathologique en cours dans la maladie de Wilson.

Étude de l’effet des médicaments antiplaquettaires sur la fonction plaquettaire : de la variabilité de réponse à l’effet rebond

En inhibant la formation de caillots dans le sang, les médicaments antiplaquettaires diminuent de façon importante le risque d’événements ischémiques aigus. Cependant, une sous-population de patients souffrant de maladie coronarienne présente une inhibition inadéquate de la fonction plaquettaire malgré la prise quotidienne d’acide acétylsalicylique (AAS). Le premier volet de cette thèse démontre qu’une régénération plaquettaire accélérée pourrait expliquer en partie la variabilité dans la persistance de l’effet antiplaquettaire de l’AAS chez certains sujets souffrant de maladie coronarienne. Ces données suggèrent qu’une augmentation de la fréquence d’administration d’AAS d’une à deux fois par jour pourrait être bénéfique chez ces sujets. Des méta-analyses ont suggéré qu’une réponse plaquettaire inadéquate à l’AAS pourrait augmenter le risque d’événements ischémiques récurrents. La nature rétrospective de ces analyses ne permet pas d’établir la causalité. Dans le deuxième volet de cette thèse, les résultats d’une étude prospective visant à comparer la pertinence clinique de 6 tests de fonction plaquettaire fréquemment utilisés pour évaluer la réponse plaquettaire à l’AAS est présentée. Les résultats démontrent qu’aucun des tests de fonction plaquettaire couramment employés ne prédit la survenue d’événements ischémiques aigus chez des patients souffrant de maladie coronarienne stable. Toutefois, la cessation de la prise d’AAS est un prédicteur important d’événements thrombotiques. La cessation de médicaments antiplaquettaires a souvent été associée à la survenue d’événements thrombotiques dans les jours suivant l’interruption. À savoir si la survenue de ces événements est attribuable uniquement au retrait d’un médicament protecteur ou plutôt à une sensibilisation plaquettaire, constitue un débat d’actualité. Dans le troisième volet de cette thèse, des données sont présentées démontrant que la cessation de clopidogrel après la période recommandée par les lignes directrices actuelles provoque une sensibilisation des plaquettes nouvellement formées aux stimuli plaquettaires physiologiques. Ces résultats encouragent la recherche sur différentes modalités pour atténuer le risque thrombotique accru chez ces patients souffrant de maladie coronarienne. En conclusion, cet ouvrage présente des études visant à identifier les sous-populations de patients qui sont plus à risque de complications cardiovasculaires récurrentes. Dans ce contexte, la personnalisation de traitement est une avenue thérapeutique prometteuse, où chaque patient pourra recevoir un traitement ciblé en fonction de ses besoins et de ses contre-indications. Ce changement de paradigme d’une thérapie empirique issue d’études de grande envergure sur des données populationnelles à une thérapie ajustée aux besoins individuels représente un vaste champ de recherche, où la majorité des découvertes sont à faire.

Étude clinique sur l’impact du Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline sur l’évolution des patients atteints de fibrose kystique

La prévalence du Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) a augmenté de façon dramatique dans les dernières années chez les patients atteints de fibrose kystique. Quoique le rôle du SARM dans la pathogénèse de l’atteinte respiratoire de la fibrose kystique ne soit pas clairement déterminé, certaines études récentes ont suggéré une association entre la persistance du SARM et le déclin accéléré de la fonction respiratoire. Cependant, l’importance clinique des diverses souches qui colonisent les patients atteints de fibrose kystique n’a pas encore été élucidée. Les objectifs de ce mémoire étaient de déterminer les effets d’une colonisation persistante par un SARM sur le statut clinique et respiratoire des enfants atteints de fibrose kystique. Également, nous tenions à étudier les caractéristiques des différentes souches de SARM dans cette population. Nous avons réalisé une étude rétrospective en analysant les données cliniques ainsi que les mesures de la fonction respiratoire chez les enfants atteints de fibrose kystique suivis à la Clinique de fibrose kystique du CHU Sainte-Justine entre 1996 et 2008 et ayant une colonisation persistante par un SARM. Afin de déterminer les souches qui colonisent cette population, nous avons effectué une caractérisation moléculaire des isolats du SARM. Nous avons identifié 22 patients avec une colonisation persistante par un SARM. Les résultats n’ont démontré aucun changement significatif en ce qui concernait le taux de déclin de la fonction respiratoire avant ou après l’acquisition du SARM. Cependant, la colonisation persistante par un SARM était associée à une augmentation du nombre d’hospitalisations pour une exacerbation pulmonaire. La plupart de nos patients étaient colonisés par le CMRSA-2, une souche épidémique au Canada. La présente étude suggère que la souche épidémique CMRSA-2 pouvait affecter l’évolution clinique des enfants atteints de fibrose kystique.

Descripción de las pruebas de función hepática en el control médico anual en un grupo de aviadores de Colombia

El objetivo de este estudio es describir los resultados de las diferentes pruebas de la función hepática y la asociación que estás guardan con la exposición a horas de vuelo de los aviadores. Métodos: Se realizo revisión de 1716 historias clínicas correspondientes al control médico anual de esta población, realizados entre el 1 junio del 2010 y el 1 de junio del 2011, observando los valores de transaminasas, bilirrubinas, edad, horas de vuelo y antecedentes médicos. Resultados: Se encontraron valores anormales para todas las pruebas de función hepática disponibles para el estudio (AST, ALT, Bilirubinas); se encontró relación estadísticamente significativa entre el número de horas de vuelo y la alteración de las transaminasas. Discusión: No hay estudios específicos relacionados con estas alteraciones en el campo de la aviación militar o comercial, pero se conoce que la exposición a vapores de hidrocarburos, el consumo de drogas hepatotóxicas y consumo de alcohol, sufrir enfermedades virales, cardiacas, neoplasias primarias o metastásicas del hígado, así como el síndrome metabólico, entre otras patologías, alteran la función hepática. Conclusiones: Hay asociación entre el número de horas de vuelo y la elevación de la AST y la ALT. Para establecer una relación específica se requiere la aplicación de estudios de seguimiento y la inclusión de otros factores que alteran las pruebas función hepática.

Revisión sistemática de literatura de la neumonía lipoidea exógena (nle) por exposición laboral

Objetivo Realizar una revisión sistemática de la neumonía lipoidea exógena (NLE) con el propósito de compactar y sintetizar los conocimientos fragmentados, así como el de informar el estado actual de este tema como riesgo laboral. Metodología La neumonía lipoidea es una condición poco común que resulta de la presencia de lípidos en el interior del espacio alveolar, se desconoce su actual incidencia. La neumonía lipoidea exógena se produce por aspiración o inhalación de sustancias oleosas, es una patología rara en pacientes sin enfermedades de base que predispongan a la broncoaspiración y cuando se presenta en individuos sanos se debe sospechar un origen ocupacional. Se realizó una revisión de literatura según la metodología estandarizada, incluyendo en la búsqueda: reporte de casos, descripciones de la enfermedad y el uso de técnicas diagnósticas. Las bases de datos fueron OVID además de GOOGLE ACADÉMICO; buscadores específicos: MEDLINE, CHEST, PUB MED, REDALYC, SCIELO, Europe PubMed Central (Europe PMC) y ELSEVIER. La búsqueda estuvo además, orientada por una serie de preguntas orientadoras sobre la neumonía lipoidea exógena (NLE) como riesgo laboral. Los artículos que cumplieron con los criterios de inclusión, se clasificaron de acuerdo con tipo de estudio, la calidad del artículo y finalmente se evaluaron con base en una lista de chequeo ajustada para este fin. Resultados Se seleccionó un total de 71 estudios incluyendo reporte de casos, descripciones de la enfermedad y técnicas diagnósticas; publicaciones provenientes de 21 países. Un total de 63 casos, 31 en mujeres (49,20%) y 32 en hombres (50,8%) fueron reportados; el 7,93% de los casos fueron atribuidos a la exposición de agentes en el ambiente laboral: combustibles, parafina/pintura/ pulverizaciones oleosas y diésel, ambientes propios de trabajadores de almacenes de pinturas y conductores de vehículos. Los síntomas de la neumonía lipoidea exógena (NLE) descritos fueron muy variables, puede cursar asintomática o con presencia de fiebre, disnea y tos irritativa; dolor torácico, en algunos casos hemoptisis, cianosis y pérdida de peso; El examen físico generalmente es normal, aunque puede revelar sibilancias o roncus. En pruebas de función respiratoria tales como la espirometría, se presenta un patrón restrictivo, además puede hallarse un descenso en la capacidad de difusión para el monóxido de carbono. En el hemograma puede detectarse leucocitosis con predominio de neutrófilos y aumento de la velocidad de sedimentación globular, hallazgos que también pueden ser producidos por una infección concomitante. Conclusiones Se destaca el hallazgo en la literatura de los diferentes agentes causales presentes en el ambiente laboral que pueden incidir en la aparición de la enfermedad: combustibles, parafina/pintura/ pulverizaciones oleosas y diésel, ambientes propios de trabajadores de almacenes de pinturas y conductores de vehículos. Se presentó neumonía lipoidea exógena (NLE) de tipo agudo después de 30 minutos a 24 horas de exposición masiva a aceites y sustancias oleosas, luego de de ocho meses a 9,5 años de inhalación continua secundaria. Los métodos más para de la diagnóstico enfermedad incluyen el lavado broncoalveolar (BAL), la biopsia de pulmón y la con radiografía torácica. Finalmente, es posible que en pacientes con neumonía lipoidea exógena, puedan presentarse complicaciones asociadas tales como: sobreinfección, fibrosis, retracción de las lesiones, cáncer de pulmón, bronconeumonías recurrentes e hipercalcemia.

Enfermedad tiroidea autoinmune en pacientes colombianos con lupus eritematoso sistémico

Objetivos: Determinar la prevalencia y los factores asociados con el desarrollo de hipotiroidismo autoinmune (HA) en una cohorte de pacientes con lupus eritematoso sistémico (LES), y analizar la información actual en cuanto a la prevalencia e impacto de la enfermedad tiroidea autoinmune y la autoinmunidad tiroidea en pacientes con LES. Métodos: Este fue un estudio realizado en dos pasos. Primero, un total de 376 pacientes con LES fueron evaluados sistemáticamente por la presencia de: 1) HA confirmado, 2) positividad para anticuerpos tiroperoxidasa/tiroglobulina (TPOAb/TgAb) sin hipotiroidismo, 3) hipotiroidismo no autoinmune, y 4) pacientes con LES sin hipotiroidismo ni positividad para TPOAb/TgAb. Se construyeron modelos multivariados y árboles de regresión y clasificación para analizar los datos. Segundo, la información actual fue evaluada a través de una revisión sistemática de la literatura (RLS). Se siguieron las guías PRISMA para la búsqueda en las bases de datos PubMed, Scopus, SciELO y Librería Virtual en Salud. Resultados: En nuestra cohorte, la prevalencia de HA confirmado fue de 12% (Grupo 1). Sin embargo, la frecuencia de positividad para TPOAb y TgAb fue de 21% y 10%, respectivamente (Grupo 2). Los pacientes con LES sin HA, hipotiroidismo no autoinmune ni positividad para TPOAb/TgAb constituyeron el 40% de la corhorte. Los pacientes con HA confirmada fueron estadísticamente significativo de mayor edad y tuvieron un inicio tardío de la enfermedad. El tabaquismo (ORA 6.93, IC 95% 1.98-28.54, p= 0.004), la presencia de Síndrome de Sjögren (SS) (ORA 23.2, IC 95% 1.89-359.53, p= 0.015) y la positividad para anticuerpos anti-péptido cíclico citrulinado (anti-CCP) (ORA 10.35, IC 95% 1.04-121.26, p= 0.047) se asociaron con la coexistencia de LES-HA, ajustado por género y duración de la enfermedad. El tabaquismo y el SS fueron confirmados como factores predictivos para LES-HA (AUC del modelo CART = 0.72). En la RSL, la prevalencia de ETA en LES varío entre 1% al 60%. Los factores asociados con esta poliautoinmunidad fueron el género femenino, edad avanzada, tabaquismo, positividad para algunos anticuerpos, SS y el compromiso articular y cutáneo. Conclusiones: La ETA es frecuente en pacientes con LES, y no afecta la severidad del LES. Los factores de riesgo identificados ayudarán a los clínicos en la búsqueda de ETA. Nuestros resultados deben estimular políticas para la suspensión del tabaquismo en pacientes con LES.

Hipotensión arterial y variabilidad de la frecuencia cardiaca en pacientes embarazadas llevadas a cesarea bajo anestesia raquídea

INTRODUCCION La hipotensión arterial por anestesia raquídea en embarazadas llevadas a cesárea es frecuente y deletérea para la madre y el feto, sin que a la fecha exista una herramienta clínicamente útil para predecirla. La variabilidad de la frecuencia cardiaca es una medida que estima la actividad del sistema nervioso autónomo y algunos estudio iniciales indican una posible utilidad como herramienta predictiva de hipotensión arterial en esta población. METODOLOGIA Se realizó un estudio observacional descriptivo para examinar el comportamiento de la variabilidad de la frecuencia cardiaca, medida como razón de Baja frecuencia/Alta frecuencia, con un punto de corte de 2.5 tomada con un reloj POLAR RS800CX, en una población de pacientes con embarazo a término llevadas a cesárea, en un hospital de tercer nivel en Bogotá- Colombia entre Febrero y Abril del 2015. RESULTADOS El estudio incluyó 82 pacientes. Se determinó que la razón Baja frecuencia/Alta frecuencia mayor a 2,5 era poco frecuente en nuestra población (15.85%), y su asociación no fue significativa. DISCUSION El presente estudio demostró que la asociación entre la presencia de hipotensión y un índice Baja frecuencia/Alta frecuencia con punto de corte de 2.5 no es significativo para nuestra población de mujeres con embarazo a término llevadas a cesárea con anestesia espinal. Según los resultados se sugieres un punto de corte de 1.6 como punto de partida para la realización de nuevos estudios que permitan validar este valor.

Dynamic visual acuity following high-frequency head vibration

In order to evaluate high-frequency VOR function, the effects of different types of motion on visual acuity were evaluated in asymptomatic and symptomatic subjects. A new testing protocol of evaluating vestibular function was developed in an effort to enhance current treatment protocols.

First-principle data-driven models for assessment of motor disorders in Parkinson’s disease

Parkinson’s disease (PD) is an increasing neurological disorder in an aging society. The motor and non-motor symptoms of PD advance with the disease progression and occur in varying frequency and duration. In order to affirm the full extent of a patient’s condition, repeated assessments are necessary to adjust medical prescription. In clinical studies, symptoms are assessed using the unified Parkinson’s disease rating scale (UPDRS). On one hand, the subjective rating using UPDRS relies on clinical expertise. On the other hand, it requires the physical presence of patients in clinics which implies high logistical costs. Another limitation of clinical assessment is that the observation in hospital may not accurately represent a patient’s situation at home. For such reasons, the practical frequency of tracking PD symptoms may under-represent the true time scale of PD fluctuations and may result in an overall inaccurate assessment. Current technologies for at-home PD treatment are based on data-driven approaches for which the interpretation and reproduction of results are problematic.  The overall objective of this thesis is to develop and evaluate unobtrusive computer methods for enabling remote monitoring of patients with PD. It investigates first-principle data-driven model based novel signal and image processing techniques for extraction of clinically useful information from audio recordings of speech (in texts read aloud) and video recordings of gait and finger-tapping motor examinations. The aim is to map between PD symptoms severities estimated using novel computer methods and the clinical ratings based on UPDRS part-III (motor examination). A web-based test battery system consisting of self-assessment of symptoms and motor function tests was previously constructed for a touch screen mobile device. A comprehensive speech framework has been developed for this device to analyze text-dependent running speech by: (1) extracting novel signal features that are able to represent PD deficits in each individual component of the speech system, (2) mapping between clinical ratings and feature estimates of speech symptom severity, and (3) classifying between UPDRS part-III severity levels using speech features and statistical machine learning tools. A novel speech processing method called cepstral separation difference showed stronger ability to classify between speech symptom severities as compared to existing features of PD speech. In the case of finger tapping, the recorded videos of rapid finger tapping examination were processed using a novel computer-vision (CV) algorithm that extracts symptom information from video-based tapping signals using motion analysis of the index-finger which incorporates a face detection module for signal calibration. This algorithm was able to discriminate between UPDRS part III severity levels of finger tapping with high classification rates. Further analysis was performed on novel CV based gait features constructed using a standard human model to discriminate between a healthy gait and a Parkinsonian gait. The findings of this study suggest that the symptom severity levels in PD can be discriminated with high accuracies by involving a combination of first-principle (features) and data-driven (classification) approaches. The processing of audio and video recordings on one hand allows remote monitoring of speech, gait and finger-tapping examinations by the clinical staff. On the other hand, the first-principles approach eases the understanding of symptom estimates for clinicians. We have demonstrated that the selected features of speech, gait and finger tapping were able to discriminate between symptom severity levels, as well as, between healthy controls and PD patients with high classification rates. The findings support suitability of these methods to be used as decision support tools in the context of PD assessment.

Avaliação da cinemática do complexo tóracoabdominal durante repouso e endurance muscular respiratória em obesos

Background: Obesity may affect the respiratory system, causing changes in respiratory function and in the pulmonary volumes and flows. Objectives: To evaluate the influence of obesity in the movement of thoracoabdominal complex at rest and during maximal voluntary ventilation (MVV), and the contribution between the different compartments of this complex and the volume changes of chest wall between obese and non-obese patients. Materials and Methods: We studied 16 patients divided into two groups: the obese group (n = 8) and group non-obese (n = 8). The two groups were homogeneous in terms of spirometric characteristics (FVC mean: 4.97 ± 0.6 L - 92.91 ± 10.17% predicted, and 4.52 ± 0.6 L - 93.59 ± 8.05%), age 25.6 ± 5.0 and 26.8 ± 4.9 years, in non-obese and obese respectively. BMI was 24.93 ± 3.0 and 39.18 ± 4.3 kg/m2 in the groups investigated. All subjects performed breathing calm and slow and maneuver MVV, during registration for optoelectronic plethysmography. Statistical analysis: we used the unpaired t test and Mann-Whitney. Results: Obese individuals had a lower percentage contribution of the rib cage abdominal (RCa) during breathing at rest and VVM. The variation of end expiratory (EELV) and end inspiratory (EILV) lung volumes were lower in obese subjects. It has been found asynchrony and higher distortion between compartments of thoracoabdominal complex in obese subjects when compared to non-obese. Conclusions: Central obesity impairs the ventilation lung, reducing to adaptation efforts and increasing the ventilatory work