An efficient total variation algorithm for super-resolution in fetal brain MRI with adaptive regularization.

Although fetal anatomy can be adequately viewed in new multi-slice MR images, many critical limitations remain for quantitative data analysis. To this end, several research groups have recently developed advanced image processing methods, often denoted by super-resolution (SR) techniques, to reconstruct from a set of clinical low-resolution (LR) images, a high-resolution (HR) motion-free volume. It is usually modeled as an inverse problem where the regularization term plays a central role in the reconstruction quality. Literature has been quite attracted by Total Variation energies because of their ability in edge preserving but only standard explicit steepest gradient techniques have been applied for optimization. In a preliminary work, it has been shown that novel fast convex optimization techniques could be successfully applied to design an efficient Total Variation optimization algorithm for the super-resolution problem. In this work, two major contributions are presented. Firstly, we will briefly review the Bayesian and Variational dual formulations of current state-of-the-art methods dedicated to fetal MRI reconstruction. Secondly, we present an extensive quantitative evaluation of our SR algorithm previously introduced on both simulated fetal and real clinical data (with both normal and pathological subjects). Specifically, we study the robustness of regularization terms in front of residual registration errors and we also present a novel strategy for automatically select the weight of the regularization as regards the data fidelity term. Our results show that our TV implementation is highly robust in front of motion artifacts and that it offers the best trade-off between speed and accuracy for fetal MRI recovery as in comparison with state-of-the art methods.

Dopplerfluxometria no estudo da circulação fetal: revisão do aspecto segurança

Os autores apresentam os métodos Doppler e sua evolução no estudo da circulação fetal, dando ênfase à segurança e aos bioefeitos. Os aparelhos de ultra-sonografia utilizados correntemente funcionam com índice térmico máximo e índice mecânico automaticamente mantidos em níveis inferiores a 1,0. Até os dias atuais, não foi descrita lesão biológica em fetos humanos submetidos ao Doppler diagnóstico. Portanto, o Doppler pulsado, o colorido e o "power" Doppler são seguros na exposição ultra-sonográfica do pré-natal.

Fetal laser therapy: applications in the management of fetal pathologies.

Fetoscopic coagulation of placental anastomoses is the treatment of choice for severe twin-to-twin transfusion syndrome. In the present day, fetal laser therapy is also used to treat amniotic bands, chorioangiomas, sacrococcygeal teratomas, lower urinary tract obstructions and chest masses, all of which will be reviewed in this article. Amniotic band syndrome can cause limb amputation by impairing downstream blood flow. Large chorioangiomas (>4 cm), sacrococcygeal teratomas or fetal hyperechoic lung lesions can lead to fetal compromise and hydrops by vascular steal phenomenon or compression. Renal damage, bladder dysfunction and lastly death because of pulmonary hypolasia may be the result of megacystis caused by a posterior urethral valve. The prognosis of these pathologies can be dismal, and therapy options are limited, which has brought fetal laser therapy to the forefront. Management options discussed here are laser release of amniotic bands, laser coagulation of the placental or fetal tumor feeding vessels and laser therapy by fetal cystoscopy. This review, largely based on case reports, does not intend to provide a level of evidence supporting laser therapy over other treatment options. Centralized evaluation by specialists using strict selection criteria and long-term follow-up of these rare cases are now needed to prove the value of endoscopic or ultrasound-guided laser therapy.

Fetal programming and epigenetic mechanisms in arterial hypertension.

PURPOSE OF REVIEW: To provide an overview of available evidence of the potential role of epigenetics in the pathogenesis of hypertension and vascular dysfunction. RECENT FINDINGS: Arterial hypertension is a highly heritable condition. Surprisingly, however, genetic variants only explain a tiny fraction of the phenotypic variation and the term 'missing heritability' has been coined to describe this phenomenon. Recent evidence suggests that phenotypic alteration that is unrelated to changes in DNA sequence (thereby escaping detection by classic genetic methodology) offers a potential explanation. Here, we present some basic information on epigenetics and review recent work consistent with the hypothesis of epigenetically induced arterial hypertension. SUMMARY: New technologies that enable the rigorous assessment of epigenetic changes and their phenotypic consequences may provide the basis for explaining the missing heritability of arterial hypertension and offer new possibilities for treatment and/or prevention.

Estudo prospectivo do derrame pleural pós-cirurgia abdominal e dos fatores de risco associados: avalição por ultra-sonografia

MOTIVAÇÃO: Derrame pleural é alteração pulmonar comumente observada em exames de imagem após cirurgias abdominais eletivas, sem repercussão clínica na maioria dos enfermos, devendo ser individualizada das complicações pulmonares que requerem tratamento. Sua incidência, bem como os indicadores de risco, são desconhecidos em nosso meio. OBJETIVO: Determinar, pela ultra-sonografia, a incidência de derrame pleural pós-operatório (DPPO) em cirurgias abdominais eletivas e averiguar suas possíveis associações com fatores de risco relacionados aos doentes e procedimentos anestésico-cirúrgicos. MATERIAIS E MÉTODOS: Estudaram-se 21 (56,8%) mulheres e 16 (43,2%) homens, entre 29 e 76 anos, submetidos a cirurgias abdominais eletivas. Os exames ecográficos foram realizados no pré-operatório e 48 horas após a cirurgia. Foram estudados os fatores de risco associados ao paciente - idade maior de 60 anos, sexo, obesidade, tabagismo, etilismo e presença de doenças associadas -, e ao procedimento anestésico-cirúrgico - cirurgia para ressecção de câncer, classe ASA > 2, tempo anestésico-cirúrgico, incisão longitudinal e incisão > 15 cm. A litíase biliar (43,2%) e a presença de câncer gastrintestinal (43,2%) foram os principais responsáveis pela indicação cirúrgica. O DPPO foi graduado de pequeno, médio e grande. RESULTADOS: A incidência de DPPO foi de 70,3% (26/37). Dois (5,4%) desses doentes evoluíram com complicações pulmonares graves, um deles vindo a falecer. Idade maior de 60 anos, tabagismo, etilismo, obesidade e presença de doenças associadas não influenciaram o aparecimento de DPPO. Cirurgia para ressecção de câncer, classe ASA > 2, incisão longitudinal e incisão > 15 cm associaram-se de modo significante à presença de DPPO, que ocorreu mesmo na vigência de antibioticoprofilaxia. O tempo de permanência hospitalar foi 2,4 vezes maior nos doentes com DPPO. CONCLUSÃO: A ocorrência de derrame pleural em pós-operatório de cirurgia abdominal eletiva é muito freqüente. A maioria dos DPPO é autolimitada, evoluindo de modo assintomático. A ecografia na constatação do DPPO mostrou-se efetiva e sua utilização merece ser difundida.

Papel da ultra-sonografia na avaliação da efusão pleural

A efusão pleural, antigamente denominada derrame pleural, é caracterizada pelo acúmulo de líquido no espaço pleural, em decorrência do desequilíbrio entre formação e reabsorção de fluido ou por alteração na drenagem linfática. O propósito desta revisão foi estabelecer a importância da aplicação da ultra-sonografia no diagnóstico de efusão pleural. Os autores discutem a aplicação da ultra-sonografia no diagnóstico e abordagem terapêutica dessa entidade, e ressaltam sua importância nas doenças do tórax, vantagens, limitações e desvantagens em relação a radiografia simples, tomografia computadorizada e exame físico. Discutem, ainda, o conceito de efusão pleural, sua fisiopatologia, morbidade, mortalidade, principais causas e apresentação clínica. A técnica de realização do exame é sistematicamente abordada, tanto pela via torácica quanto abdominal.

Spatio-temporal image correlation (STIC): nova técnica para avaliação do coração fetal

As malformações cardíacas são as mais freqüentes anomalias congênitas ao nascimento, entretanto, a sua detecção pré-natal pela ultra-sonografia convencional permanece baixa. As ultra-sonografias de terceira e quarta dimensões surgiram no início da década de 90, apresentando grandes aplicações em obstetrícia, principalmente nos casos de diagnósticos duvidosos à ultra-sonografia bidimensional. O spatio-temporal image correlation (STIC) representa grande avanço na área de ultra-som de quarta dimensão; constitui-se em um software acoplado ao aparelho Voluson 730 Expert, que permite a aquisição volumétrica do coração fetal e suas conexões vasculares. As análises volumétricas são realizadas nos modos multiplanar e de renderização, podendo-se também utilizar o Doppler. Apresenta, como grandes vantagens, a aquisição rápida e a possibilidade de análise posterior por especialistas em ecocardiografia fetal. Pode ser aplicada para a pesquisa de quaisquer cardiopatias congênitas, pois permite a aquisição de qualquer plano, diferentemente do ultra-som bidimensional. Sua principal desvantagem está relacionada aos movimentos fetais. A maior difusão do método pode permitir um aumento na detecção de malformações cardíacas, pois possibilita ao ultra-sonografista geral encaminhar, via Internet, os volumes para a análise por especialistas em ecocardiografia fetal.

Aplicações da ultra-sonografia tridimensional na avaliação do cerebelo fetal

Nos últimos anos a ultra-sonografia tridimensional tem-se tornado um método de imagem de grande importância no diagnóstico em obstetrícia. Um de seus benefícios seria a maior sensibilidade, em relação ao ultra-som bidimensional, no diagnóstico de algumas malformações fetais. As potenciais aplicações desse novo método seriam uma maior acurácia na medida do volume de órgãos fetais, a possibilidade de rever volumes na ausência da paciente, a possibilidade de utilizar diferentes planos para avaliar determinada estrutura anatômica e a capacidade de transmissão de volumes para centros de referência. A avaliação ultra-sonográfica do cerebelo fetal é de extrema importância, pois, comprovadamente, alterações no seu desenvolvimento estão correlacionadas com alterações do crescimento fetal e anomalias congênitas. O objetivo desta atualização é demonstrar os métodos VOCAL™ e 3D XI™ na avaliação do cerebelo fetal, seus potenciais benefícios e o que há de mais atual na literatura a respeito deste assunto.

O valor da ultra-sonografia e da ressonância magnética fetal na avaliação das hérnias diafragmáticas

OBJETIVO: Demonstrar a significância dos achados da ressonância magnética e da ultra-sonografia na caracterização pré-natal e avaliação do prognóstico de pacientes com hérnia diafragmática congênita. MATERIAIS E MÉTODOS: Catorze gestantes (idade gestacional média de 28,7 semanas) examinadas com ultra-sonografia e apresentando fetos com suspeita de hérnia diafragmática congênita foram avaliadas por meio da ressonância magnética. Os exames foram realizados em aparelho de 1,5 tesla usando seqüências-padrão. Dois radiologistas avaliaram as imagens e estabeleceram os achados por consenso. RESULTADOS: Doze fetos tinham hérnia diafragmática à esquerda e dois, à direita. O fígado fetal foi localizado no interior do tórax de cinco fetos pela ultra-sonografia (três com hérnia diafragmática esquerda e dois com hérnia diafragmática direita) e de oito pela ressonância magnética (seis com hérnia diafragmática esquerda e dois com hérnia diafragmática direita). Herniação do estômago e alças de intestino delgado foi observada em todos os fetos com hérnia diafragmática esquerda (n = 12), tanto pela ultra-sonografia quanto pela ressonância magnética. Oito fetos sobreviveram após cirurgia (sete com hérnia diafragmática esquerda e um com hérnia diafragmática direita). CONCLUSÃO: A ultra-sonografia e a ressonância magnética são métodos de imagens complementares na avaliação das hérnias diafragmáticas congênitas. A ressonância magnética pode auxiliar a ultra-sonografia na avaliação da posição do fígado, o qual representa importante fator prognóstico.

Estudo da translucência nucal, ducto venoso, osso nasal e idade materna na detecção de cromossomopatia fetal em uma população de alto risco

OBJETIVO: Avaliar a translucência nucal, o ducto venoso, o osso nasal e a idade materna > 35 anos como testes de rastreamento para aneuploidias entre 12 e 14 semanas de gestação em pacientes de alto risco. MATERIAIS E MÉTODOS: Estudo prospectivo observacional envolvendo 92 gestantes entre 12 e 14 semanas submetidas a biópsia de vilo corial por alto risco de trissomia, baseado na medida da translucência nucal (17,4%) e idade materna >35 anos (78,3%). Antes da biópsia de vilo corial, realizaram-se medida da translucência nucal, avaliação de fluxo no ducto venoso e identificação do osso nasal. Calcularam-se a sensibilidade, a especificidade, o valor preditivo positivo e o valor preditivo negativo para testes realizados em paralelo e em seqüência. RESULTADOS: Encontrou-se alteração cromossômica em 12 (13,5%) fetos; 7 (58,3%) apresentavam trissomia 21. Osso nasal foi identificado em todos os fetos com trissomia. Translucência nucal, ducto venoso e idade materna isolados mostraram baixa sensibilidade (41,67-58,33%) e baixo valor preditivo positivo (10-45,45%). A associação translucência nucal + ducto venoso + idade materna apresentou o melhor resultado (sensibilidade: 100%; especificidade: 6,49%; valor preditivo positivo: 14,29%; valor preditivo negayivo: 100%). CONCLUSÃO: Em gestantes com idade > 35 anos, a associação translucência nucal + ducto venoso mostra-se como a mais sensível para a indicação de procedimento invasivo.

Treatment of pleural malignancies by photo-induction combined to systemic chemotherapy: Proof of concept on rodent lung tumors and feasibility study on porcine chest cavities.

BACKGROUND: Low-dose, Visudyne®-mediated photodynamic therapy (photo-induction) was shown to selectively enhance tumor vessel transport causing increased uptake of systemically administered chemotherapy in various tumor types grown on rodent lungs. The present experiments explore the efficacy of photo-induced vessel modulation combined to intravenous (IV) liposomal cisplatin (Lipoplatin®) on rodent lung tumors and the feasibility/toxicity of this approach in porcine chest cavities. MATERIAL AND METHODS: Three groups of Fischer rats underwent orthotopic sarcoma (n = 14), mesothelioma (n = 14), or adenocarcinoma (n = 12) implantation on the left lung. Half of the animals of each group had photo-induction (0.0625 mg/kg Visudyne®, 10 J/cm(2) ) followed by IV administration of Lipoplatin® (5 mg/kg) and the other half received Lipoplatin® without photo-induction. Then, two groups of minipigs underwent intrapleural thoracoscopic (VATS) photo-induction (0.0625 mg/kg Visudyne®; 30 J/cm(2) hilum; 10 J/cm(2) apex/diaphragm) with in situ light dosimetry in combination with IV Lipoplatin® administration (5 mg/kg). Protocol I (n = 6) received Lipoplatin® immediately after light delivery and Protocol II (n = 9) 90 minutes before light delivery. Three additional animals received Lipoplatin® and VATS pleural biopsies but no photo-induction (controls). Lipoplatin® concentrations were analyzed in blood and tissues before and at regular intervals after photo-induction using inductively coupled plasma mass spectrometry. RESULTS: Photo-induction selectively increased Lipoplatin® uptake in all orthotopic tumors. It significantly increased the ratio of tumor to lung Lipoplatin® concentration in sarcoma (P = 0.0008) and adenocarcinoma (P = 0.01) but not in mesothelioma, compared to IV drug application alone. In minipigs, intrapleural photo-induction combined to systemic Lipoplatin® was well tolerated with no toxicity at 7 days for both treatment protocols. The pleural Lipoplatin® concentrations were not significantly different at 10 and 30 J/cm(2) locations but they were significantly higher in protocol I compared to II (2.37 ± 0.7 vs. 1.37 ± 0.7 ng/mg, P  < 0.001). CONCLUSION: Visudyne®-mediated photo-induction selectively enhances the uptake of IV administered Lipoplatin® in rodent lung tumors. Intrapleural VATS photo-induction with identical treatment conditions combined to IV Lipoplatin chemotherapy is feasible and well tolerated in a porcine model. Lasers Surg. Med. 47:807-816, 2015. © 2015 Wiley Periodicals, Inc.

Estudo morfométrico do coração fetal: sua utilização como parâmetro para análise ecocardiográfica

OBJETIVO: Avaliar o diâmetro, o perímetro e a área das valvas atrioventriculares do coração fetal, bem como a espessura das paredes ventriculares e os diâmetros das cavidades ventriculares. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram dissecados 20 corações de fetos com idade gestacional entre 28 e 36 semanas. Em seguida foram medidos os diâmetros ântero-posterior e transverso e aferidos as áreas e os perímetros das valvas mitral e tricúspide, bem como foram medidas as espessuras das paredes ventriculares e os diâmetros de suas cavidades, utilizando-se um paquímetro com acurácia de1/10 mm. RESULTADOS: Os diâmetros ântero-posterior e transverso da valva atrioventricular esquerda mediram, em média, 10,35 ± 1,62 mm e 9,90 ± 1,79 mm, respectivamente, e os diâmetros ântero-posterior e transverso da valva atrioventricular direita, 10,98 ± 1,90 mm e 9,51 ± 1,81 mm, respectivamente. A área e o perímetro da valva mitral foram de 84,06 ± 25,09 mm² e 29,87 ± 3,96 mm, respectivamente. A área e o perímetro da valva tricúspide mediram, respectivamente, 84,49 ± 26,79 mm² e 28,44 ± 3,85 mm. No ventrículo direito a espessura da parede anterior foi de 5,00 ± 1,70 mm e a da parede posterior foi de 3,83 ± 0,91 mm; no ventrículo esquerdo a espessura da parede anterior foi de 4,25 ± 0,87 mm e a da parede posterior foi de 4,14 ± 0,89 mm. O septo interventricular teve espessura de 4,10 ± 1,13 mm. O ventrículo direito teve como diâmetro ântero-posterior 9,25 ± 0,85 mm, e como diâmetro transverso 8,24 ± 0,42 mm. O ventrículo esquerdo mediu 9,95 ± 0,37 mm para o diâmetro ântero-posterior e 9,20 ± 0,40 mm para o diâmetro transverso. CONCLUSÃO: O conhecimento dos dados morfométricos do coração do feto é de grande importância para o diagnóstico ecocardiográfico de possíveis malformações cardíacas.