Avaliação da caracterização de lesões em mamografia com recurso a sistemas CAD (Computer-Aided Diagnosis)

Os sistemas Computer-Aided Diagnosis (CAD) auxiliam a deteção e diferenciação de lesões benignas e malignas, aumentando a performance no diagnóstico do cancro da mama. As lesões da mama estão fortemente correlacionadas com a forma do contorno: lesões benignas apresentam contornos regulares, enquanto as lesões malignas tendem a apresentar contornos irregulares. Desta forma, a utilização de medidas quantitativas, como a dimensão fractal (DF), pode ajudar na caracterização dos contornos regulares ou irregulares de uma lesão. O principal objetivo deste estudo é verificar se a utilização concomitante de 2 (ou mais) medidas de DF – uma tradicionalmente utilizada, a qual foi designada por “DF de contorno”; outra proposta por nós, designada por “DF de área” – e ainda 3 medidas obtidas a partir destas, por operações de dilatação/erosão e por normalização de uma das medidas anteriores, melhoram a capacidade de caracterização de acordo com a escala BIRADS (Breast Imaging Reporting and Data System) e o tipo de lesão. As medidas de DF (DF contorno e DF área) foram calculadas através da aplicação do método box-counting, diretamente em imagens de lesões segmentadas e após a aplicação de um algoritmo de dilatação/erosão. A última medida baseia-se na diferença normalizada entre as duas medidas DF de área antes e após a aplicação do algoritmo de dilatação/erosão. Os resultados demonstram que a medida DF de contorno é uma ferramenta útil na diferenciação de lesões, de acordo com a escala BIRADS e o tipo de lesão; no entanto, em algumas situações, ocorrem alguns erros. O uso combinado desta medida com as quatro medidas propostas pode melhorar a classificação das lesões.

Análise quantitativa da saturação de gordura em ressonância magnética mamária: comparação das técnicas SPAIR e DIXON

Introdução – A ressonância magnética (RM) mamária com injeção de contraste é uma ferramenta indispensável para a caracterização de lesões mamárias. Para tal, é fulcral uma boa capacidade de saturação de gordura de forma a delimitar as lesões observadas. Este trabalho tem como objetivo analisar quantitativa e qualitativamente as técnicas de saturação de gordura em RM mamária, nomeadamente as técnicas SPAIR e Dixon. Metodologia – Utilizou-se um equipamento de RM de 1,5T com bobina específica para a mama. Aplicou-se, durante o exame, uma sequência adicional em que a técnica de saturação de gordura utilizada foi a Dixon. Posteriormente foram analisadas as imagens obtidas com as técnicas SPAIR e Dixon e colocadas regiões de interesse (ROI) na lesão, na glândula mamária, no tecido adiposo e no ar. Estes valores de sinal obtidos foram registados e calcularam-se as relações sinal-ruído (SNR), contraste-ruído (CNR) e uniformidade de saturação de gordura para as mesmas estruturas a analisar e nas distintas sequências. Resultados – Verificou-se que a técnica de supressão de gordura Dixon apresenta resultados quantitativos e qualitativos superiores à técnica SPAIR. Conclusões – Recomenda-se a utilização da técnica Dixon para saturação de gordura nas sequências de estudo dinâmico com agente de contraste, especificamente nos estudos de RM mamária.

The influence of experience and training in a group of novice observers: a jackknife alternative free-response receiver operating characteristic analysis

Purpose - The study evaluates the pre- and post-training lesion localisation ability of a group of novice observers. Parallels are drawn with the performance of inexperienced radiographers taking part in preliminary clinical evaluation (PCE) and ‘red-dot’ systems, operating within radiography practice. Materials and methods - Thirty-four novice observers searched 92 images for simulated lesions. Pre-training and post-training evaluations were completed following the free-response the receiver operating characteristic (FROC) method. Training consisted of observer performance methodology, the characteristics of the simulated lesions and information on lesion frequency. Jackknife alternative FROC (JAFROC) and highest rating inferred ROC analyses were performed to evaluate performance difference on lesion-based and case-based decisions. The significance level of the test was set at 0.05 to control the probability of Type I error. Results - JAFROC analysis (F(3,33) = 26.34, p < 0.0001) and highest-rating inferred ROC analysis (F(3,33) = 10.65, p = 0.0026) revealed a statistically significant difference in lesion detection performance. The JAFROC figure-of-merit was 0.563 (95% CI 0.512,0.614) pre-training and 0.677 (95% CI 0.639,0.715) post-training. Highest rating inferred ROC figure-of-merit was 0.728 (95% CI 0.701,0.755) pre-training and 0.772 (95% CI 0.750,0.793) post-training. Conclusions - This study has demonstrated that novice observer performance can improve significantly. This study design may have relevance in the assessment of inexperienced radiographers taking part in PCE or commenting scheme for trauma.

Electrochemical DNA-sensor for evaluation of total antioxidant capacity of flavours and flavoured waters using superoxide radical damage

In this paper, a biosensor based on a glassy carbon electrode (GCE) was used for the evaluation of the total antioxidant capacity (TAC) of flavours and flavoured waters. This biosensor was constructed by immobilising purine bases, guanine and adenine, on a GCE. Square wave voltammetry (SWV) was selected for the development of this methodology. Damage caused by the reactive oxygen species (ROS), superoxide radical (O2·−), generated by the xanthine/xanthine oxidase (XOD) system on the DNA-biosensor was evaluated. DNA-biosensor encountered with oxidative lesion when it was in contact with the O2·−. There was less oxidative damage when reactive antioxidants were added. The antioxidants used in this work were ascorbic acid, gallic acid, caffeic acid, coumaric acid and resveratrol. These antioxidants are capable of scavenging the superoxide radical and therefore protect the purine bases immobilized on the GCE surface. The results demonstrated that the DNA-based biosensor is suitable for the rapid assess of TAC in beverages.

Guest editorial: OPTIMAX 2013

In 2012 we were awarded an Erasmus Intensive Programme grant to facilitate OPTIMAX 2013, a three week duration residential summer school held within the UK during August 2013. The summer school helped to further develop student radiographer skills in optimising x-radiation dose and image quality. With a major emphasis on visual techniques to determine image quality, lesion visibility, lesion detection performance and physical measures of image quality (eg signal to noise ratio (SNR)) we conducted controlled laboratory experiments on phantoms using Computed Radiography, CT and Full Field Digital Mammography. Mathematical modelling was used for radiation dose estimation. Sixty seven people from 5 European countries participated. This included 49 PhD, MSc and BSc students. Discipline areas included radiography, physics, biomedical science and nuclear medicine.

Análise quantitativa da saturação de gordura em ressonância magnética mamária: comparação das técnicas SPAIR e DIXON

Mestrado em Radiações Aplicadas às Tecnologias da Saúde - Ramo de especialização: Ressonância Magnética

Reproducibility of simulated myocardial lesions simulated on a virtual phantom

Human virtual phantoms are being widely used to simulate and characterize the behavior of different organs, either in diagnosis stages but also to enable foreseeing the therapeutic effects obtained on a certain patient. In the present work a typical patient’s heart was simulated using XCAT2©, considering the possibility of a lesion and/or anatomical alteration being affecting the myocardium. These simulated images, were then used to carry out a set of parametric studies using Matlab©. Although performed in controlled sceneries, these studies are very important to understand and characterize the performance of the methodologies used, as well as to determine to what extent the relations between the perturbation introduced at the myocardium and the resulting simulated images can be considered conclusive.

Contribuição para o desenvolvimento de uma estratégia integrada de gestão de resíduos industriais não perigosos

Tendo como objecto de estudo a actual gestão de resíduos industriais não perigosos na região de Santarém, o trabalho desenvolvido definiu como meta principal o desenvolvimento de uma estratégia para a gestão desses resíduos que é suportada por um modelo de gestão integrada. Esta estratégia assenta na maximização do desvio dos resíduos de aterro, através da sua valorização, utilizando para isso unidades de tratamento ou de processamento para resíduos sólidos urbanos, nomeadamente unidades de valorização orgânica e triagem. Na revisão da literatura procurou-se apresentar casos de estudo europeus em que foram definidas estratégias para a gestão de resíduos industriais, com especial destaque para aqueles que definem opções conjuntas de gestão de resíduos sólidos urbanos (RSU) e resíduos industriais banais (RIB). São também introduzidas algumas considerações acerca de incentivos estabelecidos para maximizar o desvio de resíduos de aterro, sendo dada especial atenção às políticas comunitárias que potenciam a valorização dos resíduos industriais em detrimento da sua deposição em aterro. Posteriormente são analisados vários modelos recentes no âmbito da gestão de resíduos sólidos, sendo apresentados essencialmente, os seus objectivos, potencialidades e resultados decorrentes da sua aplicação. É igualmente descrito e analisado o modelo “Integrated Waste Management 2” (IWM-2), desenvolvido por McDougall et al. (2001), que suporta a estratégia de gestão de resíduos industriais banais, estabelecida no presente estudo. A metodologia do estudo realizado centrou-se na recolha e análise de informação sobre as quantidades e características dos RIB produzidos na área de estudo e obtenção de dados que permitisse correr o modelo. Primeiro procedeu-se à consulta e análise das guias de pesagem desses resíduos nos aterro existentes na região. Seguiu-se um conjunto de acções tendentes a obter a informação complementar junto das indústrias através de inquérito (via fax e e-mail) e de visitas. Na metodologia foram equacionados diferentes cenários que permitiram a comparação entre a situação actual de gestão, que passa essencialmente pela deposição em aterro, e opções que contemplem a triagem dos resíduos para reciclagem e valorização orgânica. A pertinência desta última opção prende-se com a predominância de agro-indústrias e indústrias alimentares, na região de estudo. Os resultados deste estudo, obtidos através da corrida do modelo permitiram identificar algumas lacunas bem como oportunidades de melhoria do modelo IWM-2. Os resultados designadamente custos económicos e ambientais, resultantes da aplicação do modelo e decorrentes das diferentes soluções preconizadas reforçam que a actual gestão de resíduos apresenta as maiores cargas ambientais, quer em termos de emissões gasosas, efluentes produzidos, consumo de combustíveis, quer no se refere a custos. Por outro lado conclui-se que o cenário que contempla a triagem de resíduos, para reciclagem e valorização orgânica por digestão anaeróbia, com os menores custos ambientais e económicos em termos globais, assegura a optimização desejada para a gestão de RIB na área de estudo.

OPTIMAX 2014 - Radiation dose and image quality optimisation in medical imaging

Medical imaging is a powerful diagnostic tool. Consequently, the number of medical images taken has increased vastly over the past few decades. The most common medical imaging techniques use X-radiation as the primary investigative tool. The main limitation of using X-radiation is associated with the risk of developing cancers. Alongside this, technology has advanced and more centres now use CT scanners; these can incur significant radiation burdens compared with traditional X-ray imaging systems. The net effect is that the population radiation burden is rising steadily. Risk arising from X-radiation for diagnostic medical purposes needs minimising and one way to achieve this is through reducing radiation dose whilst optimising image quality. All ages are affected by risk from X-radiation however the increasing population age highlights the elderly as a new group that may require consideration. Of greatest concern are paediatric patients: firstly they are more sensitive to radiation; secondly their younger age means that the potential detriment to this group is greater. Containment of radiation exposure falls to a number of professionals within medical fields, from those who request imaging to those who produce the image. These staff are supported in their radiation protection role by engineers, physicists and technicians. It is important to realise that radiation protection is currently a major European focus of interest and minimum competence levels in radiation protection for radiographers have been defined through the integrated activities of the EU consortium called MEDRAPET. The outcomes of this project have been used by the European Federation of Radiographer Societies to describe the European Qualifications Framework levels for radiographers in radiation protection. Though variations exist between European countries radiographers and nuclear medicine technologists are normally the professional groups who are responsible for exposing screening populations and patients to X-radiation. As part of their training they learn fundamental principles of radiation protection and theoretical and practical approaches to dose minimisation. However dose minimisation is complex – it is not simply about reducing X-radiation without taking into account major contextual factors. These factors relate to the real world of clinical imaging and include the need to measure clinical image quality and lesion visibility when applying X-radiation dose reduction strategies. This requires the use of validated psychological and physics techniques to measure clinical image quality and lesion perceptibility.

Complicações músculo-esqueléticas crónicas nas mulheres sobreviventes de cancro da mama

As mulheres com cancro da mama obtiveram, nos últimos anos, um aumento significativo da esperança média de vida; contudo, muitas destas mulheres vivem com as complicações crónicas resultantes do tratamento. O objetivo deste estudo é caracterizar as complicações músculo-esqueléticas (CME) nas sobreviventes de cancro da mama e enfatizar a necessidade de desenvolver terapêuticas preventivas para estas complicações. Métodos – Noventa e quatro mulheres sobreviventes de cancro da mama responderam a um questionário sobre potenciais CME. Resultados – Foi detetada associação significativa entre idade e linfedema (p=0,004), dor no braço (DB) (p=0,000), dor no ombro (DO) (p=0,004), dificuldade em elevar o braço (DEB) (p=0,022) e cervicalgia (p=0,000), verificando-se uma maior incidência nas mulheres com mais de 50 anos. Uma associação significativa foi detetada entre linfadenectomia e linfedema (p=0,000), DB (p=0,000), DO (p=0,008), verificando-se que as mulheres sujeitas a linfadenectomia apresentam maior incidência de linfedema, de DB e de DO. Quanto à sobrevivência constatou-se que as mulheres com mais de 10 anos de sobrevivência têm mais CME. Relativamente à mastectomia foi detetada associação significativa com o linfedema (p=0,012), DB (p=0,020), DO (p=0,003), DEB (p=0,037) e cervicalgia (p=0,020). Verificou-se que as mulheres mastectomizadas têm maior tendência para apresentar linfedema, DB, DO, DEB e cervicalgia. Conclusão – No nosso estudo, as mulheres acima dos 50 anos, as que realizaram a linfadenectomia, as com mais de 10 anos de sobrevivência e as mastectomizadas apresentaram maior incidência de CME.

Ibuprofen-loaded poly(trimethylene carbonate-co-ϵ- caprolactone) electrospun fibres for nerve regeneration

The development of scaffolds that combine the delivery of drugs with the physical support provided by electrospun fibres holds great potential in the field of nerve regeneration. Here it is proposed the incorporation of ibuprofen, a well-known non-steroidal anti-inflammatory drug, in electrospun fibres of the statistical copolymer poly(trimethylene carbonate-co-ε-caprolactone) [P(TMC-CL)] to serve as a drug delivery system to enhance axonal regeneration in the context of a spinal cord lesion, by limiting the inflammatory response. P(TMC-CL) fibres were electrospun from mixtures of dichloromethane (DCM) and dimethylformamide (DMF). The solvent mixture applied influenced fibre morphology, as well as mean fibre diameter, which decreased as the DMF content in solution increased. Ibuprofen-loaded fibres were prepared from P(TMC-CL) solutions containing 5% ibuprofen (w/w of polymer). Increasing drug content to 10% led to jet instability, resulting in the formation of a less homogeneous fibrous mesh. Under the optimized conditions, drug-loading efficiency was above 80%. Confocal Raman mapping showed no preferential distribution of ibuprofen in P(TMC-CL) fibres. Under physiological conditions ibuprofen was released in 24h. The release process being diffusion-dependent for fibres prepared from DCM solutions, in contrast to fibres prepared from DCM-DMF mixtures where burst release occurred. The biological activity of the drug released was demonstrated using human-derived macrophages. The release of prostaglandin E2 to the cell culture medium was reduced when cells were incubated with ibuprofen-loaded P(TMC-CL) fibres, confirming the biological significance of the drug delivery strategy presented. Overall, this study constitutes an important contribution to the design of a P(TMC-CL)-based nerve conduit with anti-inflammatory properties.

Incidência das complicações músculo-esqueléticas nas mulheres sobreviventes de cancro da mama

Mestrado em Fisioterapia

Contributo da análise ergonómica do trabalho na avaliação do risco de lesões músculoesqueléticas ligadas ao trabalho

Mestrado em Segurança e Higiene no Trabalho

Citologia da cúpula vaginal com suspeita de lesão intraepitelial de grau indeterminado: estudo de caso

No presente artigo é relatado um caso de uma paciente de 42 anos, diagnosticada em 2011 com Adenocarcinoma in situ e displasia grave do epitélio de revestimento pavimentoso, que foi tratada por traquelectomia. Em Novembro de 2013, a paciente realizou uma citologia da cúpula vaginal, onde se observaram achados citológicos compatíveis com lesão intraepitelial de baixo grau mas também a presença de células que favorecem o diagnóstico de lesão intraepitelial de alto grau. Não sendo possível classificar a lesão intraepitelial como sendo claramente baixo ou alto grau, atribuiu-se a interpretação de lesão intraepitelial de grau indeterminado. Para confirmação e esclarecimento do diagnóstico foi efetuada biopsia com resultado de displasia grave do epitélio de revestimento pavimentoso vaginal sem evidência de invasão do estroma. Por fim foi indicada a pesquisa e tipificação de vírus do papiloma humano, com resultado positivo para o tipo 16. Diagnósticos citológicos de lesão intraepitelial de grau indeterminado apresentam um follow-up histológico estatisticamente diferente das lesões intraepiteliais de alto e baixo grau, e estão na sua maioria associadas a infeção por vírus do papiloma humano de alto risco. Os achados citológicos do presente estudo apoiam a necessidade de se estabelecer esta lesão como categoria de diagnóstico no Sistema de Bethesda, com um follow-up definido.

Visual functional analysis in medical imaging

Aims of study: 1) Describe the importance of human visual system on lesion detection in medical imaging perception research; 2) Discuss the relevance of research in medical imaging addressing visual function analysis; 3) Identify visual function tests which could be conducted on observers prior to participation in medical imaging perception research.