Scoliosis curve type classification from 3D trunk image

Adolescent idiopathic scoliosis (AIS) is a deformity of the spine manifested by asymmetry and deformities of the external surface of the trunk. Classification of scoliosis deformities according to curve type is used to plan management of scoliosis patients. Currently, scoliosis curve type is determined based on X-ray exam. However, cumulative exposure to X-rays radiation significantly increases the risk for certain cancer. In this paper, we propose a robust system that can classify the scoliosis curve type from non invasive acquisition of 3D trunk surface of the patients. The 3D image of the trunk is divided into patches and local geometric descriptors characterizing the surface of the back are computed from each patch and forming the features. We perform the reduction of the dimensionality by using Principal Component Analysis and 53 components were retained. In this work a multi-class classifier is built with Least-squares support vector machine (LS-SVM) which is a kernel classifier. For this study, a new kernel was designed in order to achieve a robust classifier in comparison with polynomial and Gaussian kernel. The proposed system was validated using data of 103 patients with different scoliosis curve types diagnosed and classified by an orthopedic surgeon from the X-ray images. The average rate of successful classification was 93.3% with a better rate of prediction for the major thoracic and lumbar/thoracolumbar types.

Evaluation of Reducibility of Trunk Asymmetry in Lateral Bending

The value of the lateral bending test is important in the assessment of spinal curve mobility and prediction of surgical outcome in the treatment of adolescent idiopathic scoliosis (AIS). However, radiographic bending tests are unable to assess the reducibility of trunk asymmetry. This study aims to exploit surface topography measurement in order to evaluate the changes in shape of the trunk (a) between bending and neutral standing positions, and (b) between standing pre- and post-operative visits, in a cohort of adolescents with AIS having undergone surgical correction; and to correlate the differences measured in cases (a) and (b). Our cohort includes 13 patients with right thoracic AIS. Each patient had their 3D trunk surface digitized with a multi-head InSpeck system in standing posture (at the pre-op and post-op visits) and in maximum voluntary right and left bending (at the pre-op visit). We developed a novel trunk shape analysis method which produces a set of inclined trunk cross-sections allowing comparison between different postures. Two asymmetry indices, trunk rotation (TR) and back surface rotation (BSR), were computed in all cases and a statistical analysis was performed. Our correlation study (Pearson test) showed fair correlations in most cases between the changes in side-bending and those post-surgery, with the strongest relationship (p-value < 0.01) when combining the TR measurements from both bendings. These results provide evidence that the bending test can be used to assess trunk asymmetry reducibility. The proposed approach could provide a non-invasive trunk asymmetry reducibility test for routine clinical use in AIS surgery planning.

Noninvasive Clinical Assessment of Trunk Deformities Associated With Scoliosis

Besides the spinal deformity, scoliosis modifies notably the general appearance of the trunk resulting in trunk rotation, imbalance, and asymmetries that constitutes patients' major concern. Existing classifications of scoliosis, based on the type of spinal curve as depicted on radiographs, are currently used to guide treatment strategies. Unfortunately, even though a perfect correction of the spinal curve is achieved, some trunk deformities remain, making patients dissatisfied with the treatment received. The purpose of this study is to identify possible shape patterns of trunk surface deformity associated with scoliosis. First, trunk surface is represented by a multivariate functional trunk shape descriptor based on 3-D clinical measurements computed on cross sections of the trunk. Then, the classical formulation of hierarchical clustering is adapted to the case of multivariate functional data and applied to a set of 236 trunk surface 3-D reconstructions. The highest internal validity is obtained when considering 11 clusters that explain up to 65% of the variance in our dataset. Our clustering result shows a concordance with the radiographic classification of spinal curves in 68% of the cases. As opposed to radiographic evaluation, the trunk descriptor is 3-D and its functional nature offers a compact and elegant description of not only the type, but also the severity and extent of the trunk surface deformity along the trunk length. In future work, new management strategies based on the resulting trunk shape patterns could be thought of in order to improve the esthetic outcome after treatment, and thus patients satisfaction.

Prediction of scoliosis curve type based on the analysis of trunk surface topography

Scoliosis treatment strategy is generally chosen according to the severity and type of the spinal curve. Currently, the curve type is determined from X-rays whose acquisition can be harmful for the patient. We propose in this paper a system that can predict the scoliosis curve type based on the analysis of the surface of the trunk. The latter is acquired and reconstructed in 3D using a non invasive multi-head digitizing system. The deformity is described by the back surface rotation, measured on several cross-sections of the trunk. A classifier composed of three support vector machines was trained and tested using the data of 97 patients with scoliosis. A prediction rate of 72.2% was obtained, showing that the use of the trunk surface for a high-level scoliosis classification is feasible and promising.

Development of active microwave imaging techniques for applications in mammography

Breast cancer is the most common non - skin malignancy in women and a leading cause of female morality. A potentially important strategy for reducing this menace is the detection at an early stage . The invention of non-invasive and non-ionizing microwave technique, to reveal the internal structure of biological objects was a break through in the field of medical diagnostics. Electrical properties of biological tissues and their interaction with electromagmetic waves have direct impact on human life. This thesis focuses on theoretical and experimental investigations of active microwave imaging techniques for breast cancer detection.

Automatic Detection and Classification of Glioma Tumors using Statistical Features

The characterization and grading of glioma tumors, via image derived features, for diagnosis, prognosis, and treatment response has been an active research area in medical image computing. This paper presents a novel method for automatic detection and classification of glioma from conventional T2 weighted MR images. Automatic detection of the tumor was established using newly developed method called Adaptive Gray level Algebraic set Segmentation Algorithm (AGASA).Statistical Features were extracted from the detected tumor texture using first order statistics and gray level co-occurrence matrix (GLCM) based second order statistical methods. Statistical significance of the features was determined by t-test and its corresponding p-value. A decision system was developed for the grade detection of glioma using these selected features and its p-value. The detection performance of the decision system was validated using the receiver operating characteristic (ROC) curve. The diagnosis and grading of glioma using this non-invasive method can contribute promising results in medical image computing

Catalysis by Enzymes immobilized on Tuned Mesoporous Silica

Mesoporous silica nanoparticles provide a non-invasive and biocompatible delivery platform for a broad range of applications in therapeutics, pharmaceuticals and diagnosis. Additionally, mesoporous silica materials can be synthesized together with other nanomaterials to create new nanocomposites, opening up a wide variety of potential applications. The ready functionalization of silica materials makes them ideal candidates for bioapplications and catalysis. These properties of mesoporous silica like high surface areas, large pore volumes and ordered pore networks allow them for higher loading of drugs or biomolecules. Comparative studies have been made to evaluate the different procedures; much of the research to date has involved quick exploration of new methods and supports. Requirements for different enzymes may vary, and specific conditions may be needed for a particular application of an immobilized enzyme such as a highly rigid support. In this endeavor, mesoporous silica materials having different pore size were synthesized and easily modified with active functional groups and were evaluated for the immobilization of enzymes. In this work, Aspergillus niger glucoamylase, Bovine liver catalase, Candida rugosa lipase were immobilized onto support by adsorption and covalent binding. The structural properties of pure and immobilized supports are analyzed by various characterization techniques and are used for different reactions of industrial applications.

Study on Granular Dynamics in Vertically Vibrated Beds using Tracking Technique

The study of granular material is of great interest to many researchers in both engineering and science communities. The importance of such a study derives from its complex rheological character and also its significant role in a wide range of industrial applications, such as coal, food, plastics, pharmaceutical, powder metallurgy and mineral processing. A number of recent reports have been focused on the physics of non-cohesive granular material submitted to vertical vibration in either experimental or theoretical approaches. Such a kind of system can be used to separate, mix and dry granular materials in industries. It exhibits different instability behaviour on its surface when under vertical vibration, for example, avalanching, surface fluidization and surface wave, and these phenomena have attracted particular interest of many researchers. However, its fundamental understanding of the instability mechanism is not yet well-understood. This paper is therefore to study the dynamics of granular motion in such a kind of system using Positron Emission Particle Tracking (PEPT), which allows the motion of a single tracer particle to be followed in a non-invasive way. Features of the solids motion such as cycle frequency and dispersion index were investigated via means of authors’ specially-written programmes. Regardless of the surface behaviour, particles are found to travel in rotational movement in horizontal plane. Particle cycle frequency is found to increase strongly with increasing vibration amplitude. Particle dispersion also increased strongly with vibration amplitude. Horizontal dispersion is observed to always exceed vertical dispersion.

Utilidad de la patología placentaria en el diagnóstico de sepsis temprana en recién nacidos pretermino

Antecedentes : la incidencia de sepsis neonatal tempana en prematuros es del 40% en nuestro medio, con mortalidad entre el 15-50% de los casos, el cual aumenta exponencialmente con la prematurez y se relaciona con secuelas neurológicas y pulmonares. Hasta la fecha no se han dado conclusiones definitivas en cuanto a la mejor prueba diagnóstica en este tópico, por lo anterior es de vital importancia encontrar el mejor método para su detección precoz. Objetivo: evaluar la utilidad de la histopatología placentaria en el diagnóstico de sepsis neonatal temprana de los recién nacidos menores de 36 semanas de edad gestacional, de la Fundación Santa Fe de Bogotá. Metodología: estudio de prueba diagnóstica donde se describieron los resultados obtenidos del análisis de la histopatología placentaria de los recién nacidos pretermino con sospecha de sepsis temprana comparados con el diagnostico de sepsis temprana probada. Resultados : se analizaron 114 pacientes con factores de riesgo para sepsis temprana de los cuales 74 tuvieron diagnóstico de sepsis probable confirmándose en cinco casos, encontrándose así para la histopatología placentaria sensibilidad del 100% IC 95% (90%-100%), especificidad 78.9% (IC 95% 70.7-87.0), índice de validez 79.8% (IC 95% 72%-87.6%), VPP 17.7 (IC 95%: 1.89%-33.8%) y VPN 100% (IC:98.7%-100%). Conclusión La corioamnionitis histológica es un biomarcador relevante en el diagnóstico oportuno de sepsis temprana probada en recién nacidos pretermino, ofreciendo una opción de ayuda diagnostica, no invasiva, con resultados definitivos en 24 horas.

Infiltración grasa hepática difusa y su correlación con índice de masa corporal, triglicéridos y transaminasas

Introducción: la enfermedad hepática grasa no alcohólica (NAFLD) es una enfermedad muy frecuente y de curso insidioso. El diagnostico, seguimiento y tratamiento de esta condición permanecen aun sin consenso debido principalmente a la falta de conocimiento de su historia natural y la dificultad de un diagnostico preciso de forma no invasiva. Materiales y Métodos: estudio prospectivo, observacional de corte transversal y correlación usando un muestreo no aleatorio de los pacientes que asistieron al servicio de chequeo médico de la Fundación CardioInfantil – Instituto de Cardiología. Se evaluaron variables clínicas y para-clínicas como Índice de Masa Corporal, transaminasas, triglicéridos y apariencia ultrasonográfica del hígado. Se realizo análisis no paramétrico de varianza con la prueba de Kruskal-Wallis y análisis de correlación por medio del índice de correlación de Spearman. Resultados: se incluyeron 619 pacientes. Se encontró una variación estadísticamente significativa (p<0,001) entre todas las variables analizadas agrupadas de acuerdo a la apariencia ultrasonográfica del hígado. Finalmente, se encontraron coeficientes de correlación positivos y estadísticamente significativos (p<0,001) para las mismas variables. Discusión: la evaluación por ultrasonografía del hígado es una opción atractiva para el diagnostico y seguimiento de los pacientes con NAFLD debido a sus características no invasivas, bajo costo y amplia disponibilidad. Los resultados obtenidos sugieren que dada la variación de los parámetros clínicos de acuerdo con la apariencia hepática, esta herramienta puede ser útil tanto en fase de diagnostico como en fase de seguimiento para los pacientes de esta población. Los coeficientes de correlación sugieren que la posibilidad de predecir variables sanguíneas usando este método que debería estudiarse más a fondo. Conclusiones: en conjunto, los resultados de este estudio soportan la utilidad de la evaluación ultrasonográfica del hígado como herramienta de evaluación y posible seguimiento en pacientes con sospecha de NAFLD en esta población.

Trombosis de senos venosos cerebrales en pacientes mayores de 18 años en un hospital de cuarto nivel de Bogotá

Aunque la trombosis venosa cerebral representa una pequeña proporción de la enfermedad cerebrovascular, su incidencia y prevalencia se han incrementado en los últimos años. Este fenómeno puede ser explicado por la mejoría en el acceso a métodos diagnósticos no invasivos y el desarrollo de técnicas más especializadas de Resonancia Magnética. Por las razones anteriores es necesario conocer las características demográficas y el comportamiento clínico de esta entidad en nuestro medio. Objetivo. El propósito de este estudio es describir las características clínicas y demográficas de pacientes con trombosis venosa cerebral y sus complicaciones en una población clínica de un hospital de IV nivel de Bogotá, Colombia. Métodos. Se analizaron historias clínicas de pacientes con trombosis venosa cerebral para obtener datos sobre los aspectos demográficos, condición clínica y complicaciones. Resultados. Se encontraron 38 registros clínicos, 76,3% mujeres, con un 60,4% de este grupo menor de 40 años. La trombofilia fue el factor de riesgo más común, siendo el síndrome antifosfolípido su principal causa, otras causas importantes fueron el embarazo y puerperio. Conclusión. La trombosis venosa cerebral es una enfermedad frecuente en la práctica clínica. En este estudio las mujeres en edad fértil fueron el grupo más afectado. Aunque no se encontró una relación estadísticamente significativa, las mujeres con síndrome antifosfolípido representaron el grupo con mayor chance de complicaciones. Se necesitan más estudios a futuro con un mayor tamaño de muestra.

Efecto del flujo del dializado sobre la ganancia interdialítica en hemodiálisis crónica (Estudio FLUGAIN)

Objetivos: Determinar si existe diferencia en la ganancia interdialítica entre los pacientes al ser tratados con flujo de dializado (Qd) de 400 mL/min y 500 mL/min. Diseño: Se realizó un estudio de intervención, cruzado, aleatorizado, doble ciego en pacientes con enfermedad renal crónica en hemodiálisis para determinar diferencias en la ganancia de peso interdialítica entre los pacientes tratados con flujo de dializado (Qd) de 400 ml/min y 500 ml/min. Pacientes: Se analizaron datos de 46 pacientes en hemodiálisis crónica con Qd de 400 ml/min y 45 con Qd de 500 ml/min. Análisis: La prueba de hipótesis para evaluar diferencias en la ganancia interdialítica y las otras variables entre los grupos se realizó mediante la prueba T para muestras pareadas. Para el análisis de correlación se calculó el coeficiente de Pearson. Resultados: No hubo diferencia significativa en ganancia interdialítica usando Qd de 400 ml/min vs 500 ml/min (2.37 ± 0.7 vs 2.41 ± 0.6, p=0.41) ni en Kt/V (1.57 ± 0.25 vs 1.59 ± 0.23, p = 0.45), potasio (4.9 ± 1.1 vs 5.1 ± 1.0, p=0.45), fosforo (4.5 ± 1.2 vs 4.4 ± 1.2, p=0.56) o hemoglobina (11.3 ± 1.8 vs 11.3 ± 1.6, p=0.96). Conclusiones: En pacientes con peso ≤ 65 Kg el uso de Qd de 400 ml/min no se asocia con menor ganancia interdialítica de peso. No hay diferencia en la eficiencia de diálisis lo que sugiere que es una intervención segura a corto plazo.

Efectividad del tratamiento con neurofeedback en trastornos del estado del ánimo, ansiedad y fibromialgia: una revisión de literatura

El neurofeedback es una técnica no invasiva en la que se pretende corregir, mediante condicionamiento operante, ondas cerebrales que se encuentren alteradas en el electroencefalograma. Desde 1967, se han conducido numerosas investigaciones relacionadas con los efectos de la técnica en el tratamiento de alteraciones psicológicas. Sin embargo, a la fecha no existen revisiones sistemáticas que reúnan los temas que serán aquí tratados. El aporte de este trabajo es la revisión de 56 artículos, publicados entre los años 1995 y 2013 y la evaluación metodológica de 29 estudios incluidos en la revisión. La búsqueda fue acotada a la efectividad del neurofeedback en el tratamiento de depresión, ansiedad, trastorno obsesivo compulsivo (TOC), ira y fibromialgia. Los hallazgos demuestran que el neurofeedback ha tenido resultados positivos en el tratamiento de estos trastornos, sin embargo, es una técnica que aún está en desarrollo, con unas bases teóricas no muy bien establecidas y cuyos resultados necesitan de diseños metodológicamente más sólidos que ratifiquen su validez.

Escala para valoración cliníca de fotoenvejecimiento cutáneo en la cara

Introducción: el fotoenvejecimiento cutáneo es causado principalmente por la exposición crónica y acumulativa a los rayos ultravioleta. Las clasificaciones y escalas existentes evalúan el envejecimiento cutáneo de forma global y no existe un instrumento que valore exclusivamente el fotoenvejecimiento cutáneo. Objetivo: Construir y realizar la validación de contenido, de una escala para valoración clínica del fotoenvejecimiento cutáneo en la cara. Materiales y métodos: Estudio de validez de contenido, de una escala para valoración clínica del fotoenvejecimiento cutáneo en cara, construida a partir del marco conceptual, y evaluada por 15 expertos con especialidades médicas que manejan el fotoenvejecimiento. Los datos obtenidos se analizaron así: porcentaje de la pertinencia; la media; coeficiente de variación (CV) e índice de validez de contenido por ítem (CVIi) de cada ítem incluido en la escala. Resultados: Para el grupo de 15 expertos evaluadores, la pertinencia de los 6 ítems incluidos en los criterios clínicos, arrojo una media de 4,2/5 con CVIi entre 73,3% y 100% y con CV por debajo del 20%; el ítem de surcos tuvo un CV de 26,93%; la pertinencia de los 5 ítems incluidos en los antecedentes, arrojo una media de 3,9/5, un CVIi entre 73,3% y 80% y un CV entre 33,67% y 39,84%. Discusión y conclusiones: La validez de contenido de los criterios clínicos de la escala cumplió en un nivel alto con la pertinencia, lo que indica que miden adecuada y exclusivamente las dimensiones del grado clínico de fotoenvejecimiento cutáneo en cara evaluado por los expertos.

Sobrevida y factores relacionados con reintervención en pacientes tratados con valvuloplastia aórtica con balón en la Fundación Cardioinfantil

Introducción: La valvuloplastía aórtica con balón (VAB) es el procedimiento de elección para el manejo de La estenosis valvular aórtica en pediatría. La mortalidad y la supervivencia libre de reintervenciones no han sido evaluadas en Colombia. Objetivo: Determinar la sobrevida global y los factores asociados de reintervención valvular aórtica (RVA) en los pacientes tratados con VAB en la Fundación Cardio infantil – Instituto de Cardiología entre febrero del 2005 y marzo del 2013. Métodos: estudio estudio analítico de cohorte Resultados: Se evaluaron 69 VAB. La edad promedio de realización fue de 74,89 meses. La relación hombre: mujer de 4:1. Un 30,5% de los pacientes tenían malformaciones cardiacas asociadas. Se presentaron complicaciones en 13% de las VAB. La presión sistólica del ventrículo izquierdo presento una reducción promedio de un 63,6%. Se siguieron el 81,2% de las VAB, encontrando a los 9 años de seguimiento, supervivencia de 89,2% y necesidad de RVA en 14,2% de las VAB, siendo más frecuentes en VAB con gradiente post-VAB mayor de 35 mmhg (p= 0.005), con un RR de 6.6. Los otros factores no mostraron relaciones estadísticamente significativas (edad, morfología valvular, malformaciones asociadas, insuficiencia aórtica post-VAB). Conclusiones: La VAB es eficaz en el manejo de la EVA congénita, con una mortalidad y supervivencia libre de RVA similares a las encontradas en estudios previamente publicados. El gradiente post VAB mayor de 35 mm hg fue el único factor de riesgo que se correlacionó con la supervivencia libre de RVA.