Estrutura crustal e mantélica da província Borborema através de funções do receptor e dispersão de ondas superficiais

The Borborema Province, located in northeastern Brazil, has a basement of Precambrian age and a tectonic framework structured at the Neoproterozoic (740-560 Ma). After separation between South America and Africa during the Mesozoic, a rift system was formed, giving rise to a number of marginal and inland basins in the Province. After continental breakup, episodes of volcanism and uplift characterized the evolution of the Province. Plateau uplift was initially related to magmatic underplating of mafic material at the base of the crust, perhaps related to the generation of young continental plugs (45-7 Ma) along the Macau-Queimadas Alignment (MQA), due to a small-scale convection at the continental edge. The goal of this study is to investigate the causes of intra-plate uplift and its relationship to MQA volcanism, by using broadband seismology and integrating our results with independent geophysical and geological studies in the Borborema Province. The investigation of the deep structure of the Province with broadband seismic data includes receiver functions and surface-wave dispersion tomography. Both the receiver functions and surface-wave dispersion tomography are methods that use teleseismic events and allow to develop estimates of crustal parameters such as crustal thickness, Vp/Vs ratio, and S-velocity structure. The seismograms used for the receiver function work were obtained from 52 stations in Northeast Brazil: 16 broadband stations from the RSISNE network (Rede Sismográfica do Nordeste do Brasil), and 21 short-period and 6 broadband stations from the INCT-ET network (Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia – Estudos Tectônicos). These results add signifi- cantly to previous datasets collected at individual stations in the Province, which include station RCBR (GSN - Global Seismic Network), stations CAUB and AGBL (Brazilian Lithosphere Seismic Project IAG/USP), and 6 other broadband stations that were part of the Projeto Milênio - Estudos geofísicos e tectônicos na Província Borborema/CNPq. For the surface-wave vii tomography, seismograms recorde at 22 broadband stations were utilized: 16 broadband stations from the RSISNE network and 6 broadband stations from the Milênio project. The new constraints developed in this work include: (i) estimates of crustal thickness and bulk Vp/Vs ratio for each station using receiver functions; (ii) new measurements of surfassewave group velocity, which were integrated to existing measurementes from a continental-scale tomography for South America, and (iii) S-wave velocity models (1D) at various locations in the Borborema Province, developed through the simultaneous inversion of receiver functions and surface-wave dispersion velocities. The results display S-wave velocity structure down to the base of the crust that are consistent with the presence of a 5-7.5 km thick mafic layer. The mafic layer was observed only in the southern portion of the Plateau and absent in its northern portion. Another important observation is that our models divide the plateau into a region of thin crust (northern Plateau) and a region of thick crust (southern Plateau), confirming results from independent refraction surveys and receiver function analyses. Existing models of plateau uplift, nonetheless, cannot explain all the new observations. It is proposed that during the Brazilian orogeny a layer of preexisting mafic material was delaminated, as a whole or in part, from the original Brasiliano crust. Partial delamination would have happened in the southern portion of the plateau, where independent studies found evidence of a more resistant rheology. During Mesozoic rifting, thinning of the crust around the southern Plateau would have formed the marginal basins and the Sertaneja depression, which would have included the northern part of the Plateau. In the Cenozoic, uplift of the northern Plateau would have occurred, resulting in a northern Plateau without mafic material at the base of the crust and a southern Plateau with partially delaminated mafic layer.

Analisi preliminare dei risultati di TC perfusionale effettuata su tessuto polmonare sano

Le ultime ricerche in campo oncologico sulle cure antitumorali sono indirizzate verso una categoria definita target therapy. In particolare tra le più promettenti, le terapie antiangiogenetiche, il cui scopo primario è quello di limitare l’apporto di sangue al tumore. In questo contesto la Tomografia Computerizzata (TC) perfusionale rappresenta un’importante tecnica di imaging radiologico in grado, teoricamente, di fornire misure quantitative, che permettano una valutazione, anche precoce, della risposta alle terapie antiangiogenetiche. I principali problemi aperti in questo campo riguardano la standardizzazione dei protocolli di acquisizione e di elaborazione delle sequenze perfusionali, che determinano la scarsa riproducibilità dei risultati intra- ed inter-paziente, non consentendone l’uso nella pratica clinica. In letteratura sono presenti diversi studi riguardanti la perfusione dei tumori polmonari, ma vi sono pochi studi sull’affidabilità dei parametri perfusionali calcolati. Questa Tesi si propone di analizzare, quantificare e confrontare gli errori e l’affidabilità dei parametri perfusionali calcolati attraverso la TC perfusionale. In particolare, vengono generate delle mappe di errore ed effettuati dei confronti di diverse regioni del polmone sano. I risultati ottenuti dall’analisi dei casi reali sono discussi al fine di poter definire dei livelli di affidabilità dei parametri perfusionali e di quantificare gli errori che si commettono nella valutazione dei parametri stessi. Questo studio preliminare consentirà, quindi, un’analisi di riproducibilità, permettendo, inoltre, una normalizzazione dei valori perfusionali calcolati nella lesione, al fine di effettuare analisi intra- ed inter-paziente.

Classificação de nódulos pulmonares em imagens tomográficas utilizando redes neurais artificiais em cascata

Lung cancer is the most common of malignant tumors, with 1.59 million new cases worldwide in 2012. Early detection is the main factor to determine the survival of patients affected by this disease. Furthermore, the correct classification is important to define the most appropriate therapeutic approach as well as suggest the prognosis and the clinical disease evolution. Among the exams used to detect lung cancer, computed tomography have been the most indicated. However, CT images are naturally complex and even experts medical are subject to fault detection or classification. In order to assist the detection of malignant tumors, computer-aided diagnosis systems have been developed to aid reduce the amount of false positives biopsies. In this work it was developed an automatic classification system of pulmonary nodules on CT images by using Artificial Neural Networks. Morphological, texture and intensity attributes were extracted from lung nodules cut tomographic images using elliptical regions of interest that they were subsequently segmented by Otsu method. These features were selected through statistical tests that compare populations (T test of Student and U test of Mann-Whitney); from which it originated a ranking. The features after selected, were inserted in Artificial Neural Networks (backpropagation) to compose two types of classification; one to classify nodules in malignant and benign (network 1); and another to classify two types of malignancies (network 2); featuring a cascade classifier. The best networks were associated and its performance was measured by the area under the ROC curve, where the network 1 and network 2 achieved performance equal to 0.901 and 0.892 respectively.

Utilização de pulsos de radiofrequência fortemente modulados no processamento de informação quântica via ressonância magnética nuclear

Nesta dissertação apresentamos um trabalho de desenvolvimento e utilização de pulsos de radiofreqüência modulados simultaneamente em freqüência, amplitude e fase (pulsos fortemente modulados, SMP, do inglês Strongly Modulated Pulses) para criar estados iniciais e executar operações unitárias que servem como blocos básicos para processamento da informação quântica utilizando Ressonância Magnética Nuclear (RMN). As implementações experimentais foram realizas em um sistema de 3 q-bits constituído por spins nucleares de Césio 133 (spin nuclear 7/2) em uma amostra de cristal líquido em fase nemática. Os pulsos SMP´s foram construídos teoricamente utilizando um programa especialmente desenvolvido para esse fim, sendo o mesmo baseado no processo de otimização numérica Simplex Nelder-Mead. Através deste programa, os pulsos SMP foram otimizados de modo a executarem as operações lógicas desejadas com durações consideravelmente menores que aquelas realizadas usando o procedimento usual de RMN, ou seja, seqüências de pulsos e evoluções livres. Isso tem a vantagem de reduzir os efeitos de descoerência decorrentes da relaxação do sistema. Os conceitos teóricos envolvidos na criação dos SMPs são apresentados e as principais dificuldades (experimentais e teóricas) que podem surgir devido ao uso desses procedimentos são discutidas. Como exemplos de aplicação, foram produzidos os estados pseudo-puros usados como estados iniciais de operações lógicas em RMN, bem como operações lógicas que foram posteriormente aplicadas aos mesmos. Utilizando os SMP\'s também foi possível realizar experimentalmente os algoritmos quânticos de Grover e Deutsch-Jozsa para 3 q-bits. A fidelidade das implementações experimentais foi determinadas utilizando as matrizes densidade experimentais obtidas utilizando um método de tomografia da matriz densidade previamente desenvolvido.

Komputerowe gry edukacyjne dla dzieci z trudnościami w czytaniu – doświadczenia polskie i irlandzkie.

W latach 2011-13 przeprowadziliśmy projekt badawczy, którego celem była ocena skuteczności komputerowych gier edukacyjnych jako narzędzia do treningu tempa czytania w pracy z dziećmi wolno czytającymi. W projekcie napotkaliśmy szereg nieprzewidzianych trudności; niniejszy artykuł stanowi refleksję nad nimi z perspektywy praktycznych możliwości i ograniczeń korzystania z komputerowych gier edukacyjnych w terapii pedagogicznej. Powolne czytanie rozumiemy jako trudność w automatyzacji procesu dekodowania. Zakładamy, że natura treningu komputerowego może służyć zaprojektowaniu skutecznego narzędzia do poprawy automatyzacji dekodowania. W tekście opisujemy przebieg trzykrotnej próby wdrożenia treningu tempa czytania dla dzieci z klas 3-6 na podstawie edukacyjnej gry komputerowej GraphoGame-Fluent. Okazało się, że zebrane w rezultacie dane były niewystarczające do odpowiedzi na postawione przez nas pytania dotyczące efektywności treningu i jego poszczególnych parametrów (tj. rodzaj trenowanego materiału – sylaba / wyraz, frekwencja w języku pisanym). W związku z powyższym, przedstawiamy krytyczne uwagi na temat trudności stojących przed badaczem (a także terapeutą) chcącym stosować edukacyjne gry komputerowe w terapii. Trudności mogą dotyczyć etapu wyboru gry (czy jest odpowiednia do problemu ucznia, skuteczna i motywująca), technicznych trudności ze sprzętem (dostępność komputerów i akcesoriów) oraz organizacji treningu (ograniczenia wynikające ze sztywnego stosowania systemu klasowo-lekcyjnego). Opis trudności w prowadzeniu badań w polskich szkołach zestawiamy z opisem takiego samego badania prowadzonego przez nas w szkołach w Irlandii.

Recente evoluzione delle tecnologie PET-RMN

La PET/RMN è un ibrido delle tecnologie di imaging che incorpora la risonanza magnetica nucleare (RMN), che fornisce un'imaging di tipo morfologico, e la tomografia ad emissione di positroni (PET), che fornisce un'imaging di tipo funzionale. Questa nuova tecnologia trova applicazioni in campo oncologico, cardiovascolare e nello studio del sistema nervoso centrale (SNC). La realizzazione di questa nuova tecnologia ha comportato diverse sfide tecniche per la combinazione delle due apparecchiature, che sono state risolte con diversi approcci. Lo sviluppo futuro della PET/RMN sarà guidato da molteplici fattori tra i quali l'eliminazione degli eventuali disturbi e la necessità di accordi per i rimborsi dell'esame. Tutt'ora esistono tre diversi produttori al mondo : Simens, Philips e GE (General Electric), i quali hanno diverse tecnologie e diversi metodi di analisi. La prima apparecchiatura PET/RMN in Italia è stata acquistata dall'ospedale di Padova nel gennaio 2015, mentre negli altri paesi aveva già fatto la sua comparsa dal 2011.

Sequential Morphological Changes in the CNV Net after Intravitreal Anti-VEGF Evaluated with OCT Angiography

PURPOSE: To assess and describe sequential morphological changes in the choroidal neovascularization (CNV) net using optical coherence tomography angiography (OCTA) in patients undergoing treatment with intravitreal antivascular endothelial growth factor (VEGF). METHODS: Prospective cohort study. OCTA was performed sequentially: before (t0), 1 h (t1), 1 week (t2) and 1 month after the injection (t3), using Avanti RTVue XR equipped with the AngioVue® software (Optovue, Calif., USA). All images were classified by two independent graders. RESULTS: Ten eyes of 10 patients, with a mean age of 72.4 ± 10.5 years, were included. CNV morphology was described as tree-like in 5 eyes, glomerular in 1 and fragmented in 4. A fibrovascular capsule surrounding the CNV net was found in 4 eyes and a feeder trunk was noticed in 6. No changes were observed at t1. Loss of peripheral capillaries, vessel fragmentation and decreased vessel density were evident in 8 eyes at t2. The CNV capillary density and the peripheral anastomosis increased in all of these at t3. Two eyes remained unchanged through the whole length of follow-up. CONCLUSIONS: Significant changes in the CNV net can be observable in OCTA at least 1 week after intravitreal anti-VEGF. The safety of frequent examinations may provide a method of gauging treatment effects.

RETINAL ANGIOMATOUS PROLIFERATION: A Quantitative Analysis of the Fundoscopic Features of the Fellow Eye

PURPOSE: To quantitatively analyze and compare the fundoscopic features between fellow eyes of retinal angiomatous proliferation and typical exudative age-related macular degeneration and to identify possible predictors of neovascularization. METHODS: Retrospective case-control study. Seventy-nine fellow eyes of unilateral retinal angiomatous proliferation (n = 40) and typical exudative age-related macular degeneration (n = 39) were included. Fundoscopic features of the fellow eyes were assessed using digital color fundus photographs taken at the time of diagnosis of neovascularization in the first affected eye. Grading was performed by two independent graders using RetmarkerAMD, a computer-assisted grading software based on the International Classification and Grading System for age-related macular degeneration. RESULTS: Baseline total number and area (square micrometers) of drusen in the central 1,000, 3,000, and 6,000 μm were considerably inferior in the fellow eyes of retinal angiomatous proliferation, with statistically significant differences (P < 0.05) observed in virtually every location (1,000, 3,000, and 6,000 μm). A soft drusen (≥125 μm) area >510,196 μm2 in the central 6,000 μm was associated with an increased risk of neovascularization (hazard ratio, 4.35; 95% confidence interval [1.56-12.15]; P = 0.005). CONCLUSION: Baseline fundoscopic features of the fellow eye differ significantly between retinal angiomatous proliferation and typical exudative age-related macular degeneration. A large area (>510,196 μm2) of soft drusen in the central 6,000 μm confers a significantly higher risk of neovascularization and should be considered as a phenotypic risk factor.

Imaging TC ed analisi tessiturale: caratterizzazione del parenchima polmonare di pazienti con broncopneumopatia cronica ostruttiva

La caratterizzazione del parenchima polmonare è un aspetto cruciale per l’identificazione dell’enfisema e dell’air trapping in pazienti affetti da broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO). L’innovazione presente in questo lavoro di tesi è quella di utilizzare a questo scopo l’analisi tessiturale mediante il metodo delle matrici di co-occorrenza su immagini di tomografia computerizzata (TC) acquisite in inspirio ed espirio co-registrate. La co-registrazione che ha portato le immagini acquisite in espirio sullo stesso sistema di riferimento di quelle acquisite in inspirio è avvenuta utilizzando la trasformazione diffeomorfa B-Spline SyN, implementata nel software ANTs, ed è stata applicata sia alle immagini TC che alle features estratte da esse. Dalle matrici di co-occorrenza è stata calcolata la feature Energia, che misura l’uniformità dei livelli di grigio contenuti nell’immagine, e quindi la sua omogeneità. Partendo dal fatto che le aree parenchimali affette da enfisema e air trapping hanno alti livelli di omogeneità dovuti alla presenza dell’aria intrappolata al loro interno, l’idea alla base di questo lavoro è stata quella di identificare queste aree attraverso gli alti valori che l’Energia assume in loro corrispondenza. Sono state quindi stabilite sperimentalmente alcune soglie basate sui valori assunti dall’Energia in inspirio e in espirio. Sulla base di queste il parenchima polmonare è stato clusterizzato in diverse aree identificanti i tessuti sani, quelli affetti da enfisema e quelli affetti dall’air trapping. La clusterizzazione ottenuta è risultata coerente con la reale distribuzione dell’enfisema e dell’air trapping nei pazienti analizzati, dimostrando la validità della tecnica utilizzata e aprendo nuovi scenari futuri alla caratterizzazione del parenchima polmonare in questa patologia.

PET e PET/CT com FDG: comparação de duas bases de dados de referência do normal com SUV

Mestrado em Medicina Nuclear - Área de especialização: Tomografia por Emissão de Positrões

Tumores do espaço parafaríngeo: experiência de 10 anos do IPO-LFG

Introdução: As neoplasias do espaço parafaríngeo são raras, representando apenas 0,5% dos tumores da cabeça e pescoço. A maioria são benignas, mas uma ampla variedade de patologias benignas e malignas podem ser encontradas neste espaço, o que cria desafios complexos de diagnóstico e tratamento. Objetivo: Descrever e analisar uma série de casos de neoplasias primárias do espaço parafaríngeo tratadas no Instituto Português de Oncologia de Lisboa Francisco Gentil (IPOLFG). Material e métodos: Estudo retrospetivo, com recolha e análise dos dados dos processos clínicos de tumores primários do espaço parafaríngeo, que foram diagnosticados ou referenciados ao IPOLFG entre 1 de Janeiro de 2003 e 31 de Dezembro de 2013. Resultados: Foram incluídos 38 doentes. A idade mediana foi de 52 anos (Âmbito Interquartil: 40-63 anos). Dez (26,3%) doentes eram assintomáticos. O sintoma mais comum à apresentação foi a sensação de corpo estranho orofaríngeo (23,7%) e o achado mais frequente foi um abaulamento orofaríngeo (78,4%). Todos os doentes fizeram exames de imagem pré-operatórios: 94,7% tomografia computorizada e 68,4% ressonância magnética. A citologia aspirativa foi realizada em 39,5%. 31 tumores eram benignos (81,6%), sendo os mais frequentes os adenomas pleomórficos (58,1%). 7 eram malignos (18,4%), com os carcinomas exadenomas pleomórficos (28,6%) e os linfomas (28,6%) sendo os mais comuns. 36 doentes (94,7%) foram submetidos a tratamento cirúrgico primário; os outros 2 doentes (5,3%) receberam tratamento não cirúrgico, com quimioterapia e quimioradioterapia, respectivamente. A abordagem cervical foi a mais utilizada (80%). A mandibulotomia foi necessária em apenas 5,7%. A complicação mais frequente foi a neuropatia de pares cranianos de novo, identificada em 22,2%. Destes, 75% foram sequela da resseção de tumores neurogénicos. Todas as neuropatias que resultaram da resseção de tumores não neurogénicos foram transitórias. O follow-up mediano foi de 6,5 anos. A taxa de recorrência foi de 13,5%. Conclusões: Os tumores do espaço parafaríngeo requerem um elevado índice de suspeição para serem diagnosticados num estadio precoce. A resseção cirúrgica completa é o principal tratamento. A abordagem cirúrgica deve ser selecionada caso a caso, mas a cervical fornece um excelente acesso à maioria dos tumores deste espaço

Upper crustal structure of Madeira Island revealed from ambient noise tomography

We present the first image of the Madeira upper crustal structure, using ambient seismic noise tomography. 16 months of ambient noise, recorded in a dense network of 26 seismometers deployed across Madeira, allowed reconstructing Rayleigh wave Green's functions between receivers. Dispersion analysis was performed in the short period band from 1.0 to 4.0 s. Group velocity measurements were regionalized to obtain 2D tomographic images, with a lateral resolution of 2.0 km in central Madeira. Afterwards, the dispersion curves, extracted from each cell of the 2D group velocity maps, were inverted as a function of depth to obtain a 3D shear wave velocity model of the upper crust, from the surface to a depth of 2.0 km. The obtained 3D velocity model reveals features throughout the island that correlates well with surface geology and island evolution.