A fast time-domain algorithm for the assessment of tissue blood flow in laser-Doppler flowmetry

In this study, we derive a fast, novel time-domain algorithm to compute the nth-order moment of the power spectral density of the photoelectric current as measured in laser-Doppler flowmetry (LDF). It is well established that in the LDF literature these moments are closely related to fundamental physiological parameters, i.e. concentration of moving erythrocytes and blood flow. In particular, we take advantage of the link between moments in the Fourier domain and fractional derivatives in the temporal domain. Using Parseval's theorem, we establish an exact analytical equivalence between the time-domain expression and the conventional frequency-domain counterpart. Moreover, we demonstrate the appropriateness of estimating the zeroth-, first- and second-order moments using Monte Carlo simulations. Finally, we briefly discuss the feasibility of implementing the proposed algorithm in hardware.

Guided Wave based Damage Detection in a Composite T-joint using 3D Scanning Laser Doppler Vibrometer

Composite T-joints are commonly used in modern composite airframe, pressure vessels and piping structures, mainly to increase the bending strength of the joint and prevents buckling of plates and shells, and in multi-cell thin-walled structures. Here we report a detailed study on the propagation of guided ultrasonic wave modes in a composite T-joint and their interactions with delamination in the co-cured co-bonded flange. A well designed guiding path is employed wherein the waves undergo a two step mode conversion process, one is due to the web and joint filler on the back face of the flange and the other is due to the delamination edges close to underneath the accessible surface of the flange. A 3D Laser Doppler Vibrometer is used to obtain the three components of surface displacements/velocities of the accessible face of the flange of the T-joint. The waves are launched by a piezo ceramic wafer bonded on to the back surface of the flange. What is novel in the proposed method is that the location of any change in material/geometric properties can be traced by computing a frequency domain power flow along a scan line. The scan line can be chosen over a grid either during scan or during post-processing of the scan data off-line. The proposed technique eliminates the necessity of baseline data and disassembly of structure for structural interrogation.

Guided-wave-based damage detection in a composite T-joint using 3D scanning laser Doppler vibrometer

Composite T-joints are commonly used in modern composite airframe, pressure vessels and piping structures, mainly to increase the bending strength of the joint and prevents buckling of plates and shells, and in multi-cell thin-walled structures. Here we report a detailed study on the propagation of guided ultrasonic wave modes in a composite T-joint and their interactions with delamination in the co-cured co-bonded flange. A well designed guiding path is employed wherein the waves undergo a two step mode conversion process, one is due to the web and joint filler on the back face of the flange and the other is due to the delamination edges close to underneath the accessible surface of the flange. A 3D Laser Doppler Vibrometer is used to obtain the three components of surface displacements/velocities of the accessible face of the flange of the T-joint. The waves are launched by a piezo ceramic wafer bonded on to the back surface of the flange. What is novel in the proposed method is that the location of any change in material/geometric properties can be traced by computing a frequency domain power flow along a scan line. The scan line can be chosen over a grid either during scan or during post-processing of the scan data off-line. The proposed technique eliminates the necessity of baseline data and disassembly of structure for structural interrogation.

Ultrasonic Guided Wave Based Damage Detection Using Low-dimensional Data from Laser Doppler Scan

In the current state of the art, it remains an open problem to detect damage with partial ultrasonic scan data and with measurements at coarser spatial scale when the location of damage is not known. In the present paper, a recent development of finite element based model reduction scheme in frequency domain that employs master degrees of freedom covering the surface scan region of interests is reported in context of non-contact ultrasonic guided wave based inspection. The surface scan region of interest is grouped into master and slave degrees of freedom. A finite element wise damage factor is derived which represents damage state over distributed areas or sharp condition of inter-element boundaries (for crack). Laser Doppler Vibrometer (LDV) scan data obtained from plate type structure with inaccessible surface line crack are considered along with the developed reduced order damage model to analyze the extent of scan data dimensional reduction. The proposed technique has useful application in problems where non-contact monitoring of complex structural parts are extremely important and at the same time LDV scan has to be done on accessible surfaces only.

Empirical Doppler Characterization of Signals Scattered by Wind Turbines in the UHF Band under Near Field Condition

Time variability of the scattering signals from wind turbines may lead to degradation problems on the communication systems provided in the UHF band, especially under near field condition. In order to analyze the variability due to the rotation of the blades, this paper characterizes empirical Doppler spectra obtained from real samples of signals scattered by wind turbines with rotating blades under near field condition. A new Doppler spectrum model is proposed to fit the spectral characteristics of these signals, providing notable goodness of fit. Finally, the effect of this kind of time variability on the degradation of OFDM signals is studied.

O comportamento clínico e neurofisiológico da neuropatia durante os episódios reacionais da hanseníase

A hanseníase, uma doença conhecida por suas lesões de pele anestésicas, é a principal causa de neuropatia periférica nos países endêmicos. Os episódios reacionais são classicamente conhecidos por promover piora da função nervosa através das chamadas neurites que variam de quadros exuberantes a assintomáticos. Estas características da neuropatia tornam o diagnóstico precoce excepcionalmente desafiador assim como a necessidade de se intervir para se prevenir lesões permanentes nos nervos. Este estudo clínico, prospectivo, foi realizado selecionando-se pacientes com hanseníase, independente da forma clínica, no Ambulatório Souza Araujo, Fiocruz, Rio de Janeiro, que apresentavam episódios reacionais. O objetivo foi estudar o perfil neurológico clínico, eletroneurofisiológico e por imagem do nervo antes e após o tratamento das reações. Foram avaliados vinte e cinco pacientes levando-se em conta: exame neurológico, avaliação fisioterápica, estudo de condução nervosa, avaliação de espessura e ecogenicidade nervosa pelo método ultrassonográfico, fluxometria por laser Doppler e teste quantitativo da sensibilidade durante e um ano após o tratamento da reação. Estes pacientes foram divididos em três grupos: oito pacientes com neurite aguda, nove pacientes com neurite silenciosa e oito pacientes com reação cutânea sem neurite. Nos pacientes com episódios reacionais, observou-se predomínio do sexo masculino (60%), do grupo multibacilar (80%) e da forma clínica borderline-lepromatosa (36%). A neurite isolada foi o tipo de reação mais frequente, seguida de neurite associada à reação do tipo1, seguida da neurite associada à reação do tipo 2. O nervo motor mais acometido por neurite foi o fibular seguido pelo ulnar, enquanto o nervo sensitivo mais acometido foi o sural. O padrão eletroneuromiográfico característico dos episódios reacionais foi a mononeurite múltipla. A ultrassonografia, a fluxometria por laser Doppler e o teste quantitativo de sensibilidade, associados à clínica e ao estudo da condução nervosa, foram tidos como exames úteis para avaliação inicial e para acompanhar o tratamento dos episódios reacionais. Após o tratamento, foi constatada melhora nos parâmetros referentes à função motora, mas o mesmo não ocorreu para sensibilidade. Com esse estudo, observa-se a necessidade de acompanhamento multidiciplinar com exames especializados para os pacientes com hanseníase a fim de diagnóstico de reação e tratamento precoce evitando sequelas neurológicas.

Modelling and simulation of the second-order Doppler error of a laser dual-frequency interferometer

Only the first- order Doppler frequency shift is considered in current laser dual- frequency interferometers; however; the second- order Doppler frequency shift should be considered when the measurement corner cube ( MCC) moves at high velocity or variable velocity because it can cause considerable error. The influence of the second- order Doppler frequency shift on interferometer error is studied in this paper, and a model of the second- order Doppler error is put forward. Moreover, the model has been simulated with both high velocity and variable velocity motion. The simulated results show that the second- order Doppler error is proportional to the velocity of the MCC when it moves with uniform motion and the measured displacement is certain. When the MCC moves with variable motion, the second- order Doppler error concerns not only velocity but also acceleration. When muzzle velocity is zero the second- order Doppler error caused by an acceleration of 0.6g can be up to 2.5 nm in 0.4 s, which is not negligible in nanometric measurement. Moreover, when the muzzle velocity is nonzero, the accelerated motion may result in a greater error and decelerated motion may result in a smaller error.

Qualidade da imagem nas pacientes com suspeita de Endometriose infiltrada profunda : comparação entre a ultrassonografia transvaginal antes e após a realização do preparo retal

Comparar a qualidade da imagem entre a ultrassonografia transvaginal sem preparo intestinal e após preparo intestinal nas pacientes com suspeita de endometriose infiltrativa profunda do compartimento posterior e avaliar do grau de desconforto das pacientes em relação ao preparo intestinal. Estudo transversal com dados coletados prospectivamente, incluindo 39 pacientes com suspeita clínica de endometriose do compartimento posterior do ambulatório de Endometriose do Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), no Rio de Janeiro. As pacientes foram submetidas à ultrassonografia transvaginal (USTVG) sem preparo intestinal prévio, seguido de nova USTVG uma hora após realização do enema retal. Os vídeos dos exames gravados foram editados, com ênfase na avaliação do compartimento posterior, com interesse na identificação do nódulo retrocervical e do retossigmóide. Foram graduados conforme a qualidade da imagem pelo examinador e por um radiologista (ambos mascarados), que marcaram uma nota de 0 a 10, usando a escala analógica visual. Restaram apenas 26 pacientes. Em relação ao desconforto devido a realização do enema retal, todas pacientes (100%) relataram apenas um desconforto discreto. Conforme a opção escolhida pelos avaliadores em relação ao melhor método, eles concordaram em 13 (50%) pacientes que a ultrassonografia transvaginal com preparo retal é melhor. Foi usado o teste não-paramétrico de Wilcoxon para amostras dependentes. O p-valor obtido foi de 0.042, considerado significativo (abaixo de 0.05). Isto significa que a realização do enema retal antes da realização da ultrassonografia transvaginal proporcionou uma qualidade melhor na avaliação dos nódulos. A diferença entre as avaliações com e sem preparo retal é maior nos nódulos menores que 2cm, porque encontramos a diferença de 1,1 entre os valores das medianas dos dois tipos de exames. Nos nódulos maiores que 2cm, a diferença encontrada foi de apenas 0,65. A realização do enema retal previamente à realização da ultrassonografia transvaginal no diagnóstico do nódulo endometriótico mostra uma melhora discretamente significativa na qualidade da imagem, comparativamente a não realização de preparo intestinal prévio. Somente nos casos onde o nódulo era menor que 2 cm, foram encontrados valores estatisticamente significativos com o preparo retal. O enema retal causa discreto desconforto, porém isto não parece ser um fator limitante na realização da ultrassonografia com preparo intestinal.

Acurácia da avaliação doppler velocimétrica da velocidade máxima do pico sistólico da artéria cerebral média na detecção da anemia fetal na doença hemolítica perinatal: uma revisão sistemática

O contexto do estudo é a predição da anemia fetal em gestantes portadoras da doença hemolítica perinatal e tem como objetivo avaliar a acurácia da medida doppler velocimétrica da velocidade máxima do pico sistólico da artéria cerebral média na detecção da anemia fetal na doença hemolítica perinatal. A identificação dos estudos foi realizada com a adoção de bancos de dados gerais (MEDLINE e LILACS) e a partir de referências bibliográficas de outros autores. Os estudos selecionados tinham como critérios serem do tipo observacionais, com gestantes apresentando coombs indireto maior do que 1:8, técnica de insonação do vaso adequada, Vmax-ACM ≥ 1,5MOM, presença obrigatória de comparação com o padrão-ouro (hemoglobina fetal e/ou neonatal), e nível de evidência diagnóstica acima ou igual a 4. Os dados dos estudos selecionados foram alocados em tabelas 2x2 comparando o resultado do teste com o padrão-ouro. A acurácia diagnóstica foi expressa principalmente através da razão de verossimilhança. A revisão incluiu onze estudos, com uma amostra total de 688. Três estudos apresentaram delineamento do tipo prospectivo e nível de evidência diagnóstica categoria 1. A performance do teste em questão apresentou variação razoável. O estudo de Mari et al (2000) foi considerado o de melhor qualidade metodológica, apresentando uma RV(+) de 8,45 e uma RV(-) de 0,02. A medida do doppler da Vmax da ACM como preditor da anemia fetal na doença hemolítica perinatal está consolidada. Porém, alguns pontos precisam ser melhor esclarecidos, como o intervalo ideal dos exames em casos graves e a validade do método em fetos que já foram submetidos a transfusões intra-uterinas.

Estudo da microcirculação na hanseníase usando videomicroscopia (Microscan) e laser-Doppler associado à iontoforese: um modelo de disautonomia vascular por denervação

A hanseníase é uma doença infecciosa com características únicas, dentre elas o fato de atingir intensamente a inervação da pele e seus anexos. Entremeando estes anexos, está a microcirculação cutânea, que a principio também tem sua inervação comprometida. Vários artigos apontam para alterações de disautonomiamicrocirculatória. O presente estudo se propõe a avaliar a microcirculação cutânea na hanseníase tuberculóide. Utilizamos a videomicroscopia de campo escuro (Microscan), a análise de Fourier do sinal do laser Doppler para estudo da vasomotricidade e o laser Doppler fluxometria associado à iontoforese de substâncias vasoativas (acetilcolina e nitroprussiato de sódio) para avaliação da reatividade vascular. Sete pacientes portadores de hanseníase tuberculóide, sem outras co-morbidades que pudessem alterar os parâmetros microcirculatórios, foram avaliados pelos métodos descritos e seus resultados foram comparados, com controles realizados nos próprios pacientes em área contralateral com pele sã. Em relação à vasomotricidade foi observada alteração estatisticamente significativa entre os grupos, apenas no componente endotelial. Em relação à iontoforese de substâncias vasoativas não se constatou diferenças entre as manchas e os controles. No Microscan, observamos as maiores alterações. Os resultados apresentados sugerem que, provavelmente devido à alteração inervatória decorrente da hanseníase tuberculóide, estes pacientes apresentam uma alteração quantitativa de vasos e também da reatividade vascular da microcirculação cutânea.

Efeitos da terapia periodontal na função endotelial e na expressão de marcadores inflamatórios sistêmicos

A periodontite é uma doença infecciosa, crônica e altamente prevalente causando uma resposta inflamatória. A infecção e a inflamação são consideradas a base etiológica para o desenvolvimento da aterosclerose. Recentes estudos indicam que a periodontite severa pode influenciar o aumento de marcadores inflamatórios e de disfunção endotelial associados com o aumento de risco da doença coronariana e o acidente vascular cerebral. Embora alguns estudos tenham sugerido esta associação, os reais efeitos do tratamento da doença periodontal sobre a rede complexa de marcadores envolvidos na aterosclerose são pouco conhecidos. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da terapia periodontal nos biomarcadores inflamatórios (TNF-α, fibrinogênio, PCRus, INFγ, IL-1β, IL-6 e IL-10), perfil lipídico (CT, HDL, LDL, TG, oxLDL e anti-oxLDL) e função endotelial (IMT) das artérias carótidas. Um total de trinta e dois indivíduos saudáveis sistemicamente e afetados pela periodontite severa (16 mulheres, 16 homens; 51,87 anos de idade), incluindo 17 sujeitos para o grupo teste e 15 sujeitos para o grupo controle foram recrutados para o estudo. A ultrassonografia das artérias carótidas e os níveis séricos inflamatórios foram avaliados no início, 40 e 100 dias após o tratamento periodontal não-cirúrgico, comparando tempo e grupos. O tratamento periodontal resultou em significante redução dos parâmetros da doença periodontal. O grupo que recebeu tratamento mostrou decréscimos significativos de oxLDL (P<0.0001), anti-oxLDL (P<0,0001), TNF-α (P<0,0001), fibrinogênio (P=0,008), INFγ (P<0,0001), IL-1β (P<0,0001), IL-6 (P<0,0001), IMT (P=0,006) e significante aumento de IL-10 (P<0,0001) após 100 dias do tratamento periodontal comparando com grupo controle. Entretanto, os resultados não foram significativos para PCRu (P=0,109), colesterol total (P=0,438), HDL (P=0,119), LDL (P=0,425) e triglicerídeos (P=0,939). Com base nestes resultados, o tratamento da periodontite pode melhorar o perfil inflamatório e a função endotelial, sendo uma importante ferramenta adicional para a prevenção das doenças cardiovasculares.