Utilização de ultrassom na conservação de suco de laranja : efeito sobre características físico-químicas, enzimáticas, microbiológicas e sensoriais

O consumo de suco de frutas vem aumentando no Brasil. Entre 2002 e 2009 o consumo de sucos, sejam eles concentrados, em pó, sucos ou néctares, aumentou em 21%. Devido ao seu sabor agradável e doce, e ao seu valor nutricional, o suco de laranja é o suco mais comum fabricado pela indústria de processamento de bebidas. Diversos fatores podem afetar a qualidade do suco de laranja. A microbiota típica presente no suco de laranja pode ser proveniente de várias etapas de sua produção. Em relação às enzimas, a pectinametilesterase (PME) é a principal causadora de alterações em suco laranja. A pasteurização e a esterilização comercial são os métodos de conservação mais comuns utilizados para inativar enzimas e micro-organismos, porém podem causar efeitos adversos em relação às características sensoriais (cor, sabor, aroma, e outros) dos produtos. A tecnologia de ultrassom vem sendo estudada recentemente como uma forma de conservar os alimentos sem causar efeitos indesejáveis como os provocados pelos tratamentos térmicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização da tecnologia de ultrassom e de ultrassom aliado a temperaturas brandas, como forma de conservar suco de laranja. Para isto, foram analisadas a contagem de mesófilos totais e bolores e leveduras, a atividade da pectinametilesterase, o teor de vitamina C, a cor, o pH, o teor de sólidos solúveis e a estabilidade em relação à turbidez. Ainda, avaliou-se a aceitação sensorial de suco de laranja submetido à termossonicação. Os resultados foram comparados com os obtidos para o suco natural e o suco pasteurizado. Utilizou-se um ultrassom de 40 kHz, associado às temperaturas de 25 ºC, 30 ºC, 40 ºC, 50 ºC e 60 ºC durante 10 minutos. Os tratamentos utilizando ultrassom a 50 ºC e 60 ºC foram capazes de reduzir a contagem de bolores e leveduras e de mesófilos totais, apresentando uma redução de 3 ciclos logarítmicos. Resultado similar foi encontrado quando realizado o tratamento térmico a 90 ºC por 30 segundos. Observou-se que a aplicação da termossonicação permitiu uma redução significativa na atividade de PME e uma menor perda de vitamina C. O tratamento que apresentou melhor redução na atividade de PME foi utilizando ultrassom 40 kHz com temperatura de 60 ºC. Em relação ao ácido ascórbico, quanto menor a temperatura utilizada em conjunto com a sonicação, menor foi a perda deste composto. O teor de sólidos solúveis, o pH e a cor do suco não foram alterados ao longo do processamento. Avaliando a aceitabilidade do suco, verificou-se que a cor não foi influenciada por nenhum tratamento. Em relação ao aroma, sabor e aceitação global o suco submetido a termossonicação obteve aceitação sensorial superior à encontrada para o suco pasteurizado. Concluiu-se então que a utilização da termossonicação como uma forma de conservação para suco de laranja é viável.

Exogenous induction of ovarian activity and ovulation and transfer of fresh embryos of domestic cat (Felis catus)

The objective of the present study was the exogenous stimulation of ovarian activity and definition of embryo collection, and transfer protocols, in the domestic cat for potential application in non-domestic endangered species. Sixteen adult queens and two adult male reproducers kept in the experimental cat house at the Morphology sector at the Veterinary Department (DVT), UFV, were used in this study. All the queens received a single application of 150 IU Equine Chorionic Gonadotropin (eCG) in the post estrus to induce ovarian activity and 80 to 84 hours later, received a single application of 100 UI Human Chorionic Gonadotropin (hCG) to induce ovulation. After hCG application, only the donor queens were naturally mated. The receptor queens received extra stimulus for induction of ovulation through manipulation of an intravaginal swab. Five to six days after hCG application, the donor queens were subjected to a laparotomy for embryo collection that was performed by trans-horn uterine washing. On average, six embryos were surgically inovulated. They were classified as type I and III compact morula and blastocysts in four receptor queens. Three animals presented pregnancy confirmed by ultrasound at day 36 and two of these animals gave birth to litters of two and four offsprings, respectively, at 66 and 63 days after induction of ovulation. Except for one still birth, all the offspring developed normally.

Dense motion field estimation from myocardial boundary displacements

Minimally invasive cardiovascular interventions guided by multiple imaging modalities are rapidly gaining clinical acceptance for the treatment of several cardiovascular diseases. These images are typically fused with richly detailed pre-operative scans through registration techniques, enhancing the intra-operative clinical data and easing the image-guided procedures. Nonetheless, rigid models have been used to align the different modalities, not taking into account the anatomical variations of the cardiac muscle throughout the cardiac cycle. In the current study, we present a novel strategy to compensate the beat-to-beat physiological adaptation of the myocardium. Hereto, we intend to prove that a complete myocardial motion field can be quickly recovered from the displacement field at the myocardial boundaries, therefore being an efficient strategy to locally deform the cardiac muscle. We address this hypothesis by comparing three different strategies to recover a dense myocardial motion field from a sparse one, namely, a diffusion-based approach, thin-plate splines, and multiquadric radial basis functions. Two experimental setups were used to validate the proposed strategy. First, an in silico validation was carried out on synthetic motion fields obtained from two realistic simulated ultrasound sequences. Then, 45 mid-ventricular 2D sequences of cine magnetic resonance imaging were processed to further evaluate the different approaches. The results showed that accurate boundary tracking combined with dense myocardial recovery via interpolation/ diffusion is a potentially viable solution to speed up dense myocardial motion field estimation and, consequently, to deform/compensate the myocardial wall throughout the cardiac cycle. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.

Robust temporal alignment of multimodal cardiac sequences

Given the dynamic nature of cardiac function, correct temporal alignment of pre-operative models and intraoperative images is crucial for augmented reality in cardiac image-guided interventions. As such, the current study focuses on the development of an image-based strategy for temporal alignment of multimodal cardiac imaging sequences, such as cine Magnetic Resonance Imaging (MRI) or 3D Ultrasound (US). First, we derive a robust, modality-independent signal from the image sequences, estimated by computing the normalized crosscorrelation between each frame in the temporal sequence and the end-diastolic frame. This signal is a resembler for the left-ventricle (LV) volume curve over time, whose variation indicates di erent temporal landmarks of the cardiac cycle. We then perform the temporal alignment of these surrogate signals derived from MRI and US sequences of the same patient through Dynamic Time Warping (DTW), allowing to synchronize both sequences. The proposed framework was evaluated in 98 patients, which have undergone both 3D+t MRI and US scans. The end-systolic frame could be accurately estimated as the minimum of the image-derived surrogate signal, presenting a relative error of 1:6 1:9% and 4:0 4:2% for the MRI and US sequences, respectively, thus supporting its association with key temporal instants of the cardiac cycle. The use of DTW reduces the desynchronization of the cardiac events in MRI and US sequences, allowing to temporally align multimodal cardiac imaging sequences. Overall, a generic, fast and accurate method for temporal synchronization of MRI and US sequences of the same patient was introduced. This approach could be straightforwardly used for the correct temporal alignment of pre-operative MRI information and intra-operative US images.

Fast left ventricle tracking in CMR images using localized anatomical affine optical flow

In daily cardiology practice, assessment of left ventricular (LV) global function using non-invasive imaging remains central for the diagnosis and follow-up of patients with cardiovascular diseases. Despite the different methodologies currently accessible for LV segmentation in cardiac magnetic resonance (CMR) images, a fast and complete LV delineation is still limitedly available for routine use. In this study, a localized anatomically constrained affine optical flow method is proposed for fast and automatic LV tracking throughout the full cardiac cycle in short-axis CMR images. Starting from an automatically delineated LV in the end-diastolic frame, the endocardial and epicardial boundaries are propagated by estimating the motion between adjacent cardiac phases using optical flow. In order to reduce the computational burden, the motion is only estimated in an anatomical region of interest around the tracked boundaries and subsequently integrated into a local affine motion model. Such localized estimation enables to capture complex motion patterns, while still being spatially consistent. The method was validated on 45 CMR datasets taken from the 2009 MICCAI LV segmentation challenge. The proposed approach proved to be robust and efficient, with an average distance error of 2.1 mm and a correlation with reference ejection fraction of 0.98 (1.9 ± 4.5%). Moreover, it showed to be fast, taking 5 seconds for the tracking of a full 4D dataset (30 ms per image). Overall, a novel fast, robust and accurate LV tracking methodology was proposed, enabling accurate assessment of relevant global function cardiac indices, such as volumes and ejection fraction.

Sistema eletromecânico para controlo intuitivo dos movimentos de uma sonda transesofágica

O ser humano realiza uma alimentação pouco variada, com grandes teores de açúcar e gorduras saturadas, ao mesmo tempo, está sujeito a profissões cada vez mais competitivas aonde passa longos períodos sentados sem qualquer esforço físico. Estes aspetos levam à acumulação de gorduras em redor de todos os órgãos, que promovem o aparecimento de problemas cardiovascular, que são atualmente, a principal causa de morte no mundo. O tratamento das doenças cardiovasculares é em muitas situações realizado por procedimentos minimamente-invasivos, que são guiados através de imagem médica. Contudo, a utilização de radiação durante a navegação é normalmente requerida o que tem consequências para o paciente e para a equipa médica. Nesta dissertação, focamo-nos nos recentes sistemas de aquisição de imagem sem radiação e no desenvolvimento de sistemas mais inteligentes para facilitar o controlo destes equipamentos durante o procedimento. Assim, pretendemos desenvolver um robô que apoie na aquisição de imagens de ultrassons através de uma sonda transesofágica. O robô desenvolvido possui um conjunto de engrenagens que fazem a transferência de movimento para as rodas dos manípulos da sonda e um encoder magnético que proporciona uma leitura rápida e de alta precisão dos movimentos da sonda. De forma a automaticamente adaptar a posição da sonda na direção do alvo anatómico, um sistema de motion tracking foi acoplado ao robô e ao instrumento cirúrgico utilizado durante o procedimento. Assim, todos os movimentos realizados pelo intervencionista são repetidos pela sonda, permitindo assim adquirir uma imagem de ultrassom sempre centrada no instrumento cirúrgico. Para avaliar a performance do robô foram realizados testes em laboratório. mais concretamente: 1) controlo do robô sem sonda acoplada e 2) controlo do robô com sonda acoplada. Os testes foram realizados com diferentes posições angulares, em todas as gamas de funcionamento do robô, avaliando o erro da posição final em relação posição desejada e o tempo de resposta. Os resultados demonstraram que um erro médio de 2º foi observado para as diferentes situações com um tempo médio de resposta de 300 ms. Os resultados alcançados demonstraram uma boa resposta do sistema, pelo que se espera que sistema desenvolvido venha ser capaz de reduzir o tempo de intervenção, aumentando a qualidade da intervenção e minimizando possíveis erros.

Estudo da função sistólica do ventrículo direito por ecocardiografia transtorácica: relatório de projecto

Mestrado em Tecnologia de Diagnóstico e Intervenção Cardiovascular. Área de especialização - Ultrassonografia Cardiovascular

A interdisciplinaridade das tecnologias da saúde no diagnóstico e no tratamento de tumores de mama: estudo de caso

Introdução – O cancro de mama é a principal causa de morte por cancro na população feminina portuguesa. Assim, pretende-se descrever sucintamente o percurso de uma paciente com tumor de mama, evidenciando a interligação entre algumas áreas das tecnologias da saúde. Metodologia – Selecionou-se um caso clínico de uma paciente com cancro de mama e recorreu-se à pesquisa bibliográfica de forma a apoiar ou refutar os resultados obtidos com o referido caso clínico. Resultados e discussão de resultados – Em 1996 foi diagnosticado à paciente um carcinoma ductal da mama esquerda e posteriormente, em 2011, foi diagnosticada uma metástase do carcinoma mamário com padrão mucinoso. Neste caso, bem como em todos os tumores de mama, foi realizada uma abordagem multidisciplinar envolvendo diferentes áreas das tecnologias da saúde. Para deteção e diagnóstico do cancro de mama são utilizadas a mamografia e a ultrassonografia. Para casos de re-estadiamento e monitorização da terapêutica devem ser utilizadas a tomografia por emissão de positrões (TEP) e a ressonância magnética mamária. No que se refere à terapêutica, neste tipo de tumores recorre-se à cirurgia, à radioterapia e à quimioterapia. ABSTRACT - Introduction – The breast cancer is the main cause of death by cancer in the Portuguese female population. We intend to describe briefly the pathway of a patient with breast cancer, highlighting the connection between some of the health technology areas. Methodology – It was selected a clinical case of a patient with breast cancer and it was used a literature research to support or refute the results obtained with the mentioned clinical case. Results and discussion – In 1996, it was diagnosed to the patient a ductal carcinoma of the left breast and in 2011 it was diagnosed a breast metastases. In this case, as well as other breast tumours, it was done a multidisciplinary approach involving different areas of health technologies. For detection and diagnose of breast cancer it’s used the mammography and ultrasound. For cases of re-staging and treatment monitoring it should be used positron emission tomography and magnetic resonance imaging of the breast. Regarding the therapy approach, in this type of tumours, it is used surgery, radiotherapy and chemotherapy.

Imaging for radiofrequency ablation

Many solid tumors have a poor response to systemic chemotherapy, local radiotherapy or surgical recession. They are responsible for premature morbidity and decreased patient survival. The radiofrequency ablation is an emerging technique, and is now becoming more widespread throughout the world because it is minimally invasive, image guided, which offers the possibility of an effective and less costly approach. The procedure can be performed percutaneously, guided by several imaging modalities as Ultrasound, Computed Tomography and Magnetic Resonance. This article pretends to demonstrate the state-of-the-art of this technique focusing in the technical aspects and application of radiofrequency ablation.

Avaliação radiológica do refluxo vesico – ureteral em crianças

O Refluxo Vesico – Ureteral (RVU) é uma patologia frequente na idade pediátrica. A detecção precoce de RVU é fundamental na orientação terapêutica, de modo a permitir um crescimento renal adequado e prevenir infecções urinárias recorrentes. A investigação radiológica de RVU baseia-se na ecografia e cistouretrografia miccional seriada (CUMS), sendo este último procedimento, o método de eleição, efectuado sob controlo fluoroscópico. Este trabalho tem como objectivo dar a conhecer o papel CUMS na avaliação de RVU e abordar os parâmetros técnicos de aquisição, posicionamento e critérios de qualidade de imagem.

Identificação e análise de movimento humano com ultrassons

Faz-se nesta dissertação a análise do movimento humano utilizando sinais de ultrassons refletidos pelos diversos membros do corpo humano, designados por assinaturas de ultrassons. Estas assinaturas são confrontadas com os sinais gerados pelo contato dos membros inferiores do ser humano com o chão, recolhidos de forma passiva. O método seguido teve por base o estudo das assinaturas de Doppler e micro-Doppler. Estas assinaturas são obtidas através do processamento dos ecos de ultrassons recolhidos, com recurso à Short-Time Fourier Transform e apresentadas sobre a forma de espectrograma, onde se podem identificar os desvios de frequência causados pelo movimento das diferentes partes do corpo humano. É proposto um algoritmo inovador que, embora possua algumas limitações, é capaz de isolar e extrair de forma automática algumas das curvas e parâmetros característicos dos membros envolvidos no movimento humano. O algoritmo desenvolvido consegue analisar as assinaturas de micro-Doppler do movimento humano, estimando diversos parâmetros tais como o número de passadas realizadas, a cadência da passada, o comprimento da passada, a velocidade a que o ser humano se desloca e a distância percorrida. Por forma a desenvolver, no futuro, um classificador capaz de distinguir entre humanos e outros animais, são também recolhidas e analisadas assinaturas de ultrassons refletidas por dois animais quadrúpedes, um canino e um equídeo. São ainda estudadas as principais características que permitem classificar o tipo de animal que originou a assinatura de ultrassons. Com este estudo mostra-se ser possível a análise de movimento humano por ultrassons, havendo características nas assinaturas recolhidas que permitem a classificação do movimento como humano ou não humano. Do trabalho desenvolvido resultou ainda uma base de dados de assinaturas de ultrassons de humanos e animais que permitirá suportar trabalho de investigação e desenvolvimento futuro.

Perfil ecocardiográfico do doente com estenose aórtica degenerativa

Mestrado em Tecnologia de Diagnóstico e Intervenção Cardiovascular - Área de especialização: Ultrassonografia Cardiovascular.

Classification and staging of chronic liver disease from multimodal data

Chronic liver disease (CLD) is most of the time an asymptomatic, progressive, and ultimately potentially fatal disease. In this study, an automatic hierarchical procedure to stage CLD using ultrasound images, laboratory tests, and clinical records are described. The first stage of the proposed method, called clinical based classifier (CBC), discriminates healthy from pathologic conditions. When nonhealthy conditions are detected, the method refines the results in three exclusive pathologies in a hierarchical basis: 1) chronic hepatitis; 2) compensated cirrhosis; and 3) decompensated cirrhosis. The features used as well as the classifiers (Bayes, Parzen, support vector machine, and k-nearest neighbor) are optimally selected for each stage. A large multimodal feature database was specifically built for this study containing 30 chronic hepatitis cases, 34 compensated cirrhosis cases, and 36 decompensated cirrhosis cases, all validated after histopathologic analysis by liver biopsy. The CBC classification scheme outperformed the nonhierachical one against all scheme, achieving an overall accuracy of 98.67% for the normal detector, 87.45% for the chronic hepatitis detector, and 95.71% for the cirrhosis detector.

Valores de referência de robustez óssea avaliados próximo ao nascimento por ultrassonografia quantitativa em recém-nascidos de termo e pré-termo

Objectivo: Estabelecer valores de referência da robustez óssea nos primeiros dias de vida, em recém-nascidos de termo e pré-termo adequados para a idade de gestação nascidos em Portugal. Métodos: Foi medida a velocidade do som (VdS) (m/s) por ultrassonografia quantitativa, numa amostra sistemática de recém-nascidos adequados para a idade de gestação, de termo e pré-termo, respectivamente nos primeiros dois e cinco dias após o nascimento. Foi avaliada a homogeneidade de valores entre géneros e entre grupos de idade de gestação. Resultados: A amostra constou de 158 recém-nascidos, 34 de termo e 124 pré-termo (idade de gestação entre 26 a 41 semanas), com peso de nascimento de 595 g a 4195 g, 84 do sexo masculino (53,2%) e 20 gémeos (10,8%). A média da VdS aumenta significativamente com a idade de gestação. São providenciados valores de referência da VdS para os percentis 10, 25, 50, 75 e 90, para grupos de idade de gestação, sem distinção para o género. Conclusão: São disponibilizados valores de referência de VdS nos primeiros dias de vida, de recém-nascidos adequados para a idade de gestação, de termo e pré-termo, nascidos em Portugal. Estes valores reflectem a robustez óssea intrauterina e servem de referência basal para estudos evolutivos realizados em Portugal.

Robótica móvel: sistema de condução autónoma

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica Ramo Automação e Electrónica Industrial