Processamento e Análise de Imagens Adquiridas através de Cápsula Endoscópica para o Auxílio ao Diagnóstico Clínico

O carcinoma foi a principal causa de morte para cerca de 8,2 milhões de habitantes no ano de 2012 a nível mundial. Deste valor, estima-se que o carcinoma colo retal foi responsável por 694.000 mortes nesse mesmo ano. O tratamento eficaz deste carcinoma carece de uma deteção precoce de determinadas patologias associadas, nomeadamente, à presença de hemorragia ou pólipo na mucosa intestinal. Essa deteção precoce passa pela realização frequente de determinados exames clínicos invasivos, como a endoscopia e a colonoscopia, que poder��o ser demasiado invasivos para o Homem para serem realizados regularmente. Assim surgiu a capsula endoscópica (CE) como método de diagnóstico pouco invasivo, confortável, seguro e com a funcionalidade de permitir a visualização de todo o trato gastrointestinal (TGI), uma vez que, com os métodos tradicionais de diagnóstico (endoscopia e colonoscopia) isso não acontece. Técnicas computacionais de processamento e análise de imagem automáticas, tais como filtros de suavização, remoção de ruído, deteção de contorno ou segmentação de zonas de interesse, podem ser utilizadas para facilitar a deteção destas patologias e homogeneizar a resposta entre diferentes clínicos, uma vez que, por cada exame de endoscopia por capsula são recolhidas cerca de 57 600 imagens. As imagens recolhidas a partir da CE passam por uma série de passos de processamento de imagem a m de clarificar a existência ou ausência de patologias no interior do TGI. Essa classificação pretende simplificar e auxiliar o clínico no diagnóstico precoce relativamente às patologias em causa, assim como reduzir o seu cansaço, aumentar a sua performance e aumentar a sua eficiência na análise de dados. Neste contexto e em parceria com a empresa INOVA+, esta tese está integrada no projeto PhotonicPill cofinanciado pelo QREN (Quadro de Refer��ncia Estratégico Nacional). Este projeto visa desenvolver um conjunto de módulos baseados em fotónica para incorporar numa CE, a m de possibilitar um diagnóstico mais preciso e atempado de diversas patologias, nomeadamente a presença de pólipos e hemorragias, assim como a possibilidade de terapêutica em locais do trato gastrointestinal de difícil acesso, como é o caso do intestino delgado. Um dos módulos baseados em fotónica assenta na tecnologia narrow band imaging (NBI). A contribuição desta tese no projeto prendeu-se no desenvolvimento de 3 métodos de deteção automática. O primeiro direcionado para a deteção de hemorragia, baseou-se na identificação dos valores mínimos e máximos dos canais de R,G,B para criar um valor de threshold duplo. De seguida, complementa-se o método através de operações morfológicas e operações locais. O segundo método de deteção automática é direcionado para a deteção de pólipo e baseou-se na aplicação da transformada de watershed juntamente com o cálculo de medidas associadas à forma típica de um pólipo. Por último, desenvolveu-se um método de deteção de vascularização na mucosa intestinal recorrendo essencialmente à deteção de valores máximos para cada canal do modelo RGB, definindo um valor de threshold máximo para cada um dos tr��s canais. Uma vez testados os algoritmos e obtendo uma percentagem de especificidade e sensibilidade média superior a 70% em todos os métodos, desenvolveu-se um protótipo de uma interface gráfica para este sistema de apoio à decisão clínica que engloba os tr��s par��metros em análise: deteção de hemorragia, deteção de pólipo e deteção de vascularização. Esta interface far�� toda a gestão do processo, ou seja, fara de forma automática a deteção e classificação das patologias a detetar, lançando uma mensagem de alerta ao clínico a informar se o paciente é ou não portador de alguma das anomalias em análise.

Aspectos gerais das septicemias e bacteriemias estafilocócicas no adulto

São apresentados 25 casos de infecções sistêmicas por estafilococos por pacientes adultos. Foram incluídos somente os casos em que houve concordância entre os achados bacteriológicos e clínicos. O Staphylccoceus aureus foi o mais encontrado em hemoculturas (17 casos). Dezoito casos comportaram-se verdadeiramente como septicemias caracterizadas por lesões metastáticas principalmente pulmonares, configurando os quadros clássicos de infartos pulmonares sépticos múltiplos. As principais complicações cardiovasculares foram a miocardite, endocardite, choque e o cor pulmonale agudo. As complicações neurológicas mais freqüentes foram meningite, coma e convulsões, tôdas seguidas de óbito. A porta de entrada mais freqüente foi através de infecção cutânea presente em 48% dos casos, seguida do aparelho genital feminino em conseqüência do abôrto provocado (20%). É apresentado estudo anátomo-patológico de 4 casos. Na discussão são apresentadas caracter��sticas biológicas do germe no sentido de facilitar o entendimento da fisiopatologia destas infecções sistêmicas assim como de esclarecer o quadro clínico exibido pelos pacientes. Breves considerações são realizadas no que concerne a patogenia e o quadro clínico nestas infecções e aspectos gerais de conduta terapêutica são assinalados.

The Hybrid Approach for Palliation of Hypoplastic Left Heart Syndrome: Intermediate Results of a Single-Center Experience

INTRODUCTION: Hypoplastic left heart syndrome (HLHS) is a major cause of cardiac death during the first week of life. The hybrid approach is a reliable, reproducible treatment option for patients with HLHS. Herein we report our results using this approach, focusing on its efficacy, safety and late outcome. METHODS: We reviewed prospectively collected data on patients treated for HLHS using a hybrid approach between July 2007 and September 2014. RESULTS: Nine patients had a stage 1 hybrid procedure, with seven undergoing a comprehensive stage 2 procedure. One patient completed the Fontan procedure. Five patients underwent balloon atrial septostomy after the hybrid procedure; in three patients, a stent was placed across the atrial septum. There were three deaths: two early after the hybrid procedure and one early after stage two palliation. Overall survival was 66%. CONCLUSIONS: In our single-center series, the hybrid approach for HLHS yields intermediate results comparable to those of the Norwood strategy. The existence of dedicated teams for the diagnosis and management of these patients, preferably in high-volume centers, is of major importance in this condition.

Prevalência sorológica da doença de chagas e correlação sorológico-eletrocardiográfica em populações não selecionadas do município de Encruzilhada do sul, Rio Grande do Sul

No mês de julho de 1974, no plano de estudo da endemia chag��sica na Zona Sul do Rio Grande do Sul, foram colhidas 360 amostras de sangue e registrado igual número de eletrocardiogramas entre as populações rurais de 10 localidades do Município de Encruzilhada do Sul (R. G. do Sul). Dez amostras não puderam ser utilizadas por material insuficiente, anticomplementaridade etc. Das 350 submetidas à fixação de complemento, 104 reagiram positivamente para a Doença de Chagas (29,71%). Dos 350 eletrocardiogramas analisados, 116 apresentaram alterações de vários tipos (33,14%), sendo que 41 pertencem aos 104 indivíduos com sorologia positiva (39,42%) e 75 aos 246 indivíduos com sorologia negativa (30,46%) A diferença percentual de 8,94% entre os dois grupos não se mostrou estatisticamente significativa, Portanto a positividade sorológica parece não ser fator condicionante de um maior índice de alterações eletrocardiográficas, a exemplo do que acontece em outras zonas endêmicas. O Autor compara os resultados atuais com aqueles obtidos em 1954 por Brant e Cols. no mesmo Município, para concluir que neste intervalo de tempo houve um substancial aumento na prevalência sorológica e nas alterações eletrocardiográficas, sem que contudo se delineasse um maior índice de alterações nos indivíduos com positividade sorológica.

Avaliação do ciclo de vida do sistema de produção soja-girassol no cerrado Brasileiro.

RESUMO: O girassol é uma importante cultura na região de Parecis, no Cerrado brasileiro. Em 2014, a região respondeu pela produção de 232.700 t de grãos, 45% da produção nacional. A produção de girassol provém principalmente de um sistema que tem a soja como cultura principal. A associação entre soja e girassol pode reduzir impactos ambientais devido ao uso compartilhado de recursos. Este estudo desenvolveu uma Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) ?do ber��o ao túmulo? do sistema de produção soja-girassol usado na região de Parecis e comparou seu perfil ambiental ao das monoculturas de soja e girassol. Impactos relacionados ao uso do solo (emissões da mudança de uso da terra e calagem) por cada cultura foram alocados em função do tempo de ocupação do solo. O sistema soja-girassol teve impactos ambientais menores em todas as categorias de impacto quando comparado à monocultura de soja e girassol, com o mesmo rendimento. Reduções importantes foram observadas em ?Mudança do Clima?, ?Acidificação Terrestre? e ?Formação de Material Particulado?. ABSTRACT: Sunflower is an important crop in Parecis region of the Brazilian Cerrado. In 2014 the region accounted for the production of 232,700 tons of sunflower grain, 45% of national production. Sunflower production comes mostly from a system that has soybean as the main crop. The association of soybean and sunflower can reduce environmental impacts due to shared use of resources. This study performed a ?cradle to gate? Life Cycle Assessment (LCA) of the soybean-sunflower production system used in Parecis region and compared its environmental profile to that of the monoculture of these two crops. Impacts related to the use of soil (land use change emissions and liming) by each crop were evaluated according to time of soil occupation criterion. Soybean-sunflower system had lower environmental impacts on every impact category comparing to soybean and sunflower monoculture with the same yield. Important reduction were observed on ?Climate change?, ?Terrestrial acidification? and ?Particulate matter formation? categories.

Avaliação econômica da estação de monta em caprinos utilizando protocolo de sincronização do estro e ração flushing.

Resumo: O objetivo deste estudo foi realizar uma análise econômica do protocolo de sincronização do estro mais a ração flushing oferecida as cabras durante a estação de monta. Foram selecionadas 12 cabras da raça Saanen e um reprodutor, recebendo ração flushing. Utilizou-se esponjas análogas a progesterona, Prostaglandina e Gonadotrofina Coriônica Equina. O custo total foi de R$ 46, 17/animal. A utilização da sincronização torna-se uma medida viável economicamente quando comparada a monta natural. [Economic analisy on station of sum to Saanen goats using protocol of synchronization of estrous and flushing ration]. Abstract: The aim of the experimente was to realize na economic analysis of protocol synchronization of estrous and flushing ration offered to Saanen breed goats during station of sum. Twelve Saanen breed goats and onde billy-goat were used. Intravaginal sponges containing progesterone, Prostaglandin and Equine Corionic Gonadotroohin were used. The total costs were R$ 46,17/animal. The use of protocol of sychronization of estrous is more economically viable the sum natural.

KeyStroke analyzer: desenvolvimento de protótipo para diagnóstico do Síndrome do Túnel Cárpico

A dactilografia profissional causa problemas a nível das articulações dos dedos, mãos, pulsos, braços e até mesmo ombros, a quem a exerce. Um deles, o Síndrome do Túnel Cárpico, considera-se ser a maior doença ocupacional nos Estados Unidos, responsável por avultados gastos médicos ano após ano. Até à data, o estudo de causas e consequências apresentou-se difícil, não havendo uma forma pr��tica e fiável de registar os movimentos do(a) dactilógrafo(a). O presente trabalho pretendeu desenvolver uma solução para a detecção e cálculo de estatísticas referentes às taxas de utilização de dedos em dactilografia profissional, com vista a estudos de terapias adequadas. Optou-se pela captação de imagens através de uma câmara USB, usando iluminação dedicada para garantir uma intensidade de luz constante e uniforme. Usando esta configuração, são capturadas imagens do teclado no instante em que uma tecla é premida. Após a captura, efectua-se o processamento da imagem para detecção dos dedos. Nos dedos do(a) dactilógrafo(a) colocaram-se autocolantes de várias cores para identificação. Para a identificação do dedo usou-se um algoritmo de lógica difusa para, através dos canais R, G e B da imagem, avaliar qual a cor observada na zona de interesse (tecla premida). Conseguiu-se assim uma eficácia de 91% em modo automático, podendo este valor chegar aos 100% no modo avançado, que permite a confirmação do utilizador. Existe ainda margem para evolução com a introdução de uma segunda câmara com um diferente posicionamento para obter outra perspectiva da zona de interesse, aumentando assim as hipóteses de correcta identificação.

Towards an algorithmic skeleton framework for programming the Intel R Xeon PhiTM processor

The Intel R Xeon PhiTM is the first processor based on Intel’s MIC (Many Integrated Cores) architecture. It is a co-processor specially tailored for data-parallel computations, whose basic architectural design is similar to the ones of GPUs (Graphics Processing Units), leveraging the use of many integrated low computational cores to perform parallel computations. The main novelty of the MIC architecture, relatively to GPUs, is its compatibility with the Intel x86 architecture. This enables the use of many of the tools commonly available for the parallel programming of x86-based architectures, which may lead to a smaller learning curve. However, programming the Xeon Phi still entails aspects intrinsic to accelerator-based computing, in general, and to the MIC architecture, in particular. In this thesis we advocate the use of algorithmic skeletons for programming the Xeon Phi. Algorithmic skeletons abstract the complexity inherent to parallel programming, hiding details such as resource management, parallel decomposition, inter-execution flow communication, thus removing these concerns from the programmer���s mind. In this context, the goal of the thesis is to lay the foundations for the development of a simple but powerful and efficient skeleton framework for the programming of the Xeon Phi processor. For this purpose we build upon Marrow, an existing framework for the orchestration of OpenCLTM computations in multi-GPU and CPU environments. We extend Marrow to execute both OpenCL and C++ parallel computations on the Xeon Phi. We evaluate the newly developed framework, several well-known benchmarks, like Saxpy and N-Body, will be used to compare, not only its performance to the existing framework when executing on the co-processor, but also to assess the performance on the Xeon Phi versus a multi-GPU environment.

Crystallographic studies of proteins involved in the mRNA localization mechanisms in Drosophila melanogaster and amidation of the peptidoglycan residues in Staphylococcus aureus

Part of the work described in this chapter, was the subject of the following publication: D. Vieira, T. a. Figueiredo, A. Verma, R. G. Sobral, A. M. Ludovice, H. de Lencastre, and J. Trincao, “Purification, crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of GatD, a glutamine amidotransferase-like protein from Staphylococcus aureus peptidoglycan,” Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Commun., vol. 70, no. 5, pp. 1–4, Apr. 2014.

Magnetoelectric CoFe2O4/polyvinylidene fluoride electrospun nanofibres

Magnetoelectric 0-1 composites comprising CoFe2O4 (CFO) nanoparticles in polyvinylidene fluoride (PVDF) polymerfibre matrix have been prepared by electrospinning. The average diameter of the electrospun composite fibres D is ~ 325 nm, independently of nanoparticle content, and the amount of crystalline polar β phase is strongly enhanced when compared to pure PVDF polymer fibres. The piezoelectric response of these electroactive nanofibres is modified by an applied magnetic field, thus evidencing the magnetoelectric character of the CFO/PVDF 0-1 composites.

Prediction of drug targets in human pathogens

The identification of new and druggable targets in bacteria is a critical endeavour in pharmaceutical research of novel antibiotics to fight infectious agents. The rapid emergence of resistant bacteria makes today's antibiotics more and more ineffective, consequently increasing the need for new pharmacological targets and novel classes of antibacterial drugs. A new model that combines the singular value decomposition technique with biological filters comprised of a set of protein properties associated with bacterial drug targets and similarity to protein-coding essential genes of E. coli has been developed to predict potential drug targets in the Enterobacteriaceae family [1]. This model identified 99 potential target proteins amongst the studied bacterial family, exhibiting eight different functions that suggest that the disruption of the activities of these proteins is critical for cells. Out of these candidates, one was selected for target confirmation. To find target modulators, receptor-based pharmacophore hypotheses were built and used in the screening of a virtual library of compounds. Postscreening filters were based on physicochemical and topological similarity to known Gram-negative antibiotics and applied to the retrieved compounds. Screening hits passing all filters were docked into the proteins catalytic groove and 15 of the most promising compounds were purchased from their chemical vendors to be experimentally tested in vitro. To the best of our knowledge, this is the first attempt to rationalize the search of compounds to probe the relevance of this candidate as a new pharmacological target.

Promising blood-derived biomarkers for estimation of the postmortem interval

A precise estimation of the postmortem interval (PMI) is one of the most important topics in forensic pathology. However, the PMI estimation is based mainly on the visual observation of cadaverous pheno- mena (e.g. algor, livor and rigor mortis) and on alternative methods such as thanatochemistry that remain relatively imprecise. The aim of this in vitro study was to evaluate the kinetic alterations of several bio- chemical parameters (i.e. proteins, enzymes, substrates, electrolytes and lipids) during putrefaction of human blood. For this purpose, we performed kinetic biochemical analysis during a 264 hour period. The results showed a significant linear correlation between total and direct bilirubin, urea, uric acid, transferrin, immunoglobulin M (IgM), creatine kinase (CK), aspartate transaminase (AST), calcium and iron with the time of blood putrefaction. These parameters allowed us to develop two mathematical models that may have predictive values and become important complementary tools of traditional methods to achieve a more accurate PMI estimation

Candida tropicalis biofilms: biomass, metabolic activity and secreted aspartyl proteinase production

According to epidemiological data, Candida tropicalis has been related to urinary tract infections and haematological malignancy. Several virulence factors seem to be responsible for C. tropicalis infections, for example: their ability to adhere and to form biofilms onto different indwelling medical devices; their capacity to adhere, invade and damage host human tissues due to enzymes production such as proteinases. The main aim of this work was to study the behaviour of C. tropicalis biofilms of different ages (24120 h) formed in artificial urine (AU) and their ability to express aspartyl proteinase (SAPT) genes. The reference strain C. tropicalis ATCC 750 and two C. tropicalis isolates from urine were used. Biofilms were evaluated in terms of culturable cells by colony-forming units enumeration; total biofilm biomass was evaluated using the crystal violet staining method; metabolic activity was evaluated by XTT assay; and SAPT gene expression was determined by real-time PCR. All strains of C. tropicalis were able to form biofilms in AU, although with differences between strains. Candida tropicalis biofilms showed a decrease in terms of the number of culturable cells from 48 to 72 h. Generally, SAPT3 was highly expressed. C. tropicalis strains assayed were able to form biofilms in the presence of AU although in a strain- and time-dependent way, and SAPT genes are expressed during C. tropicalis biofilm formation.