Optimization of Radiation Dose and Image Quality in Musculoskeletal CT: Emphasis on Iterative Reconstruction Techniques (Part 2).

Computed tomography (CT) is a modality of choice for the study of the musculoskeletal system for various indications including the study of bone, calcifications, internal derangements of joints (with CT arthrography), as well as periprosthetic complications. However, CT remains intrinsically limited by the fact that it exposes patients to ionizing radiation. Scanning protocols need to be optimized to achieve diagnostic image quality at the lowest radiation dose possible. In this optimization process, the radiologist needs to be familiar with the parameters used to quantify radiation dose and image quality. CT imaging of the musculoskeletal system has certain specificities including the focus on high-contrast objects (i.e., in CT of bone or CT arthrography). These characteristics need to be taken into account when defining a strategy to optimize dose and when choosing the best combination of scanning parameters. In the first part of this review, we present the parameters used for the evaluation and quantification of radiation dose and image quality. In the second part, we discuss different strategies to optimize radiation dose and image quality of CT, with a focus on the musculoskeletal system and the use of novel iterative reconstruction techniques.

Computed tomography findings of paracoccidiodomycosis in musculoskeletal system

Objective: To evaluate musculoskeletal involvement in paracoccidioidomycosis at computed tomography. Materials and Methods: Development of a retrospective study based on a review of radiologic and pathologic reports in the institution database. Patients with histopathologically confirmed musculoskeletal paracoccidioidomycosis and submitted to computed tomography were included in the present study. The imaging findings were consensually described by two radiologists. In order to avoid bias in the analysis, one patient with uncountable bone lesions was excluded from the study. Results: A total of seven patients were included in the present study. A total of 18 bone lesions were counted. The study group consisted of 7 patients. A total number of 18 bone lesions were counted. Osteoarticular lesions were the first manifestation of the disease in four patients (57.14%). Bone lesions were multiple in 42.85% of patients. Appendicular and axial skeleton were affected in 85.71% and 42.85% of cases, respectively. Bone involvement was characterized by well-demarcated osteolytic lesions. Marginal osteosclerosis was identified in 72.22% of the lesions, while lamellar periosteal reaction and soft tissue component were present in 5.55% of them. One patient showed multiple small lesions with bone sequestra. Conclusion: Paracoccidioidomycosis can be included in the differential diagnosis of either single or multiple osteolytic lesions in young patients even in the absence of a previous diagnosis of pulmonary or visceral paracoccidioidomycosis

Ergonomics and musculoskeletal pain among postgraduate students and faculty members of the School of Dentistry of the University of Barcelona (Spain). A cross-sectional study

Objectives: To evaluate the intensity and location of musculoskeletal pain suffered by students and professors from different postgraduate programs of the School of Dentistry of the University of Barcelona (Spain), to identify the variables related to the occurrence of musculoskeletal symptoms and signs, and to establish possible preventive measures for such disorders. Materials and Methods: A cross-sectional study was made among students and faculty members from different postgraduate courses of the School of Dentistry at the University of Barcelona between May and June 2007. A total of 74 dentists (54 postgraduate students and 20 faculty members) completed an anonymous questionnaire containing 19 questions. The variables were divided into three main groups: sociodemographic information, ergonomic features and musculoskeletal pain arising from professional practice. Results: Most of the dentists (79.8%) had experienced some kind of musculoskeletal pain in the last 6 months. On comparing the different locations of pain (lumbar, cervical, dorsal, wrist, shoulder and others), the neck was found to be the most commonly affected location (58% of all subjects), and only 34% of the respondents took some preventive measures against musculoskeletal disorders. Women showed a higher frequency of intense pain involving the cervical, lumbar, dorsal and wrist areas (p<0.05). A higher incidence of wrist pain was recorded in professionals exclusively dedicated to oral surgery (p<0.05). No statistically significant correlation was found between the workload (hours) and pain in the different anatomical locations (p>0.05). Conclusions: An important incidence of pain symptoms secondary to musculoskeletal disorders was observed, particularly in the cervical region. Females and younger dentists showed a higher frequency of such symptoms. The implementation of preventive measures is necessary, in view of the high incidence of these disorders

Problematic Internet use in British adolescents: An exploration of the addictive symptomatology

Research into online addictions has increased substantially over the last decade, particularly amongst youth. This study adapted the Problematic Internet Entertainment Use Scale for Adolescents [PIEUSA] for use with a British population. The adapted scale was used to (i) validate the instrument for English-speaking adolescent samples, (ii) estimate the prevalence of adolescent online problem users and describe their profile, and (iii) assess the accuracy of the scale"s classification of symptomatology. A survey was administered to 1097 adolescents aged between 11 and 18 years. The results indicated that (i) reliability of the adapted scale was excellent; factor validity showed unidimensionality, and construct validity was adequate. The findings also indicated that (ii) prevalence of online problem users was 5.2% and that they were more likely to younger males that engaged in online gaming for more than two hours most days. The majority of online problem users displayed negative addictive symptoms, especially"loss of control" and"conflict". The adapted scale showed (iii) very good sensitivity, specificity, and classification accuracy, and was able to clearly differentiate between problem and non-problem users. The results suggest certain differences between adolescent and adult online problem users based in the predominance of slightly different psychological components.

The role of B-mode ultrasonography in the musculoskeletal anatomical evaluation of the cervical region of the dog spine

This study characterized the normal musculoskeletal anatomy of the cervical segment of the spine of dogs by means of B-mode ultrasonography. The objective was to establish the role of B-mode ultrasonography for the anatomical evaluation of the cervical spine segment in dogs, by comparing the ultrasonographic findings with images by computed tomography and magnetic resonance imaging. The ultrasound examination, in transverse and median sagittal sections, allowed to identify a part of the epaxial cervical musculature, the bone surface of the cervical vertebrae and parts of the spinal cord through restricted areas with natural acoustic windows, such as between the atlanto-occipital joint, axis and atlas, and axis and the third cervical vertebra. The images, on transverse and sagittal planes, by low-field magnetic resonance imaging, were superior for the anatomical identification of the structures, due to higher contrast between the different tissues in this modality. Computed tomography showed superiority for bone detailing when compared with ultrasonography. As for magnetic resonance imaging, in addition to the muscles and cervical vertebrae, it is possible to identify the cerebrospinal fluid and differentiate between the nucleus pulposus and annulus fibrosus of the intervertebral discs. Although not the scope of this study, with knowledge of the ultrasonographic anatomy of this region, it is believed that some lesions can be identified, yet in a limited manner, when compared with the information obtained mainly with magnetic resonance imaging. The ultrasound examination presented lower morphology diagnostic value compared with the other modalities.

Estimating microalgae Synechococcus nidulans daily biomass concentration using neuro-fuzzy network

In this study, a neuro-fuzzy estimator was developed for the estimation of biomass concentration of the microalgae Synechococcus nidulans from initial batch concentrations, aiming to predict daily productivity. Nine replica experiments were performed. The growth was monitored daily through the culture medium optic density and kept constant up to the end of the exponential phase. The network training followed a full 3³ factorial design, in which the factors were the number of days in the entry vector (3,5 and 7 days), number of clusters (10, 30 and 50 clusters) and internal weight softening parameter (Sigma) (0.30, 0.45 and 0.60). These factors were confronted with the sum of the quadratic error in the validations. The validations had 24 (A) and 18 (B) days of culture growth. The validations demonstrated that in long-term experiments (Validation A) the use of a few clusters and high Sigma is necessary. However, in short-term experiments (Validation B), Sigma did not influence the result. The optimum point occurred within 3 days in the entry vector, 10 clusters and 0.60 Sigma and the mean determination coefficient was 0.95. The neuro-fuzzy estimator proved a credible alternative to predict the microalgae growth.

Do Neuro-Muscular Adaptations Occur in Endurance-Trained Boys and Men?

Most research on the effects of endurance training has focused on endurance training's health-related benefits and metabolic effects in both children and adults. The purpose of this study was to examine the neuromuscular effects of endurance training and to investigate whether they differ in children (9.0-12.9 years) and adults (18.4-35.6 years). Maximal isometric torque, rate of torque development (RTD), rate of muscle activation (Q30), electromechanical delay (EMD), and time to peak torque and peak RTD were determined by isokinetic dynamometry and surface electromyography (EMG) in elbow and knee flexion and extension. The subjects were 12 endurance-trained and 16 untrained boys, and 15 endurance-trained and 20 untrained men. The adults displayed consistently higher peak torque, RTD, and Q30, in both absolute and normalized values, whereas the boys had longer EMD (64.7+/-17.1 vs. 56.6+/-15.4 ms) and time to peak RTD (98.5+/-32.1 vs. 80.4+/-15.0 ms for boys and men, respectively). Q30, normalized for peak EMG amplitude, was the only observed training effect (1.95+/-1.16 vs. 1.10+/-0.67 ms for trained and untrained men, respectively). This effect could not be shown in the boys. The findings show normalized muscle strength and rate of activation to be lower in children compared with adults, regardless of training status. Because the observed higher Q30 values were not matched by corresponding higher performance measures in the trained men, the functional and discriminatory significance of Q30 remains unclear. Endurance training does not appear to affect muscle strength or rate of force development in either men or boys.

Presencia de streptococcus mutans y lactobacillos spp en pacientes con xerostomía, antes y después del tratamiento con neuro-electro-estimulación.

Tesis (Maestría en Ciencias Odontológicas con Especialidad en Periodoncia) UANL, 2012.

Diferencia en el flujo salival en pacientes con hipofunción de las glándulas salivales por medio de la aplicación de neuro-electro-estimulación.

Tesis (Maestría en Ciencias Odontológicas con Especialidad en Periodoncia) UANL, 2012.

Un oeil sur la langue : aspects neuro-cognitifs du processus de la navigation chez l'aveugle-né

La vision est un élément très important pour la navigation en général. Grâce à des mécanismes compensatoires les aveugles de naissance ne sont pas handicapés dans leurs compétences spatio-cognitives, ni dans la formation de nouvelles cartes spatiales. Malgré l’essor des études sur la plasticité du cerveau et la navigation chez les aveugles, les substrats neuronaux compensatoires pour la préservation de cette fonction demeurent incompris. Nous avons démontré récemment (article 1) en utilisant une technique d’analyse volumétrique (Voxel-Based Morphometry) que les aveugles de naissance (AN) montrent une diminution de la partie postérieure de l’hippocampe droit, structure cérébrale importante dans la formation de cartes spatiales. Comment les AN forment-ils des cartes cognitives de leur environnement avec un hippocampe postérieur droit qui est significativement réduit ? Pour répondre à cette question nous avons choisi d’exploiter un appareil de substitution sensorielle qui pourrait potentiellement servir à la navigation chez les AN. Cet appareil d’affichage lingual (Tongue display unit -TDU-) retransmet l’information graphique issue d’une caméra sur la langue. Avant de demander à nos sujets de naviguer à l’aide du TDU, il était nécessaire de nous assurer qu’ils pouvaient « voir » des objets dans l’environnement grâce au TDU. Nous avons donc tout d’abord évalué l’acuité « visuo »-tactile (article 2) des sujets AN pour les comparer aux performances des voyants ayant les yeux bandées et munis du TDU. Ensuite les sujets ont appris à négocier un chemin à travers un parcours parsemé d’obstacles i (article 3). Leur tâche consistait à pointer vers (détection), et contourner (négociation) un passage autour des obstacles. Nous avons démontré que les sujets aveugles de naissance non seulement arrivaient à accomplir cette tâche, mais encore avaient une performance meilleure que celle des voyants aux yeux bandés, et ce, malgré l’atrophie structurelle de l’hippocampe postérieur droit, et un système visuel atrophié (Ptito et al., 2008). Pour déterminer quels sont les corrélats neuronaux de la navigation, nous avons créé des routes virtuelles envoyées sur la langue par le biais du TDU que les sujets devaient reconnaitre alors qu’ils étaient dans un scanneur IRMf (article 4). Nous démontrons grâce à ces techniques que les aveugles utilisent un autre réseau cortical impliqué dans la mémoire topographique que les voyants quand ils suivent des routes virtuelles sur la langue. Nous avons mis l’emphase sur des réseaux neuronaux connectant les cortex pariétaux et frontaux au lobe occipital puisque ces réseaux sont renforcés chez les aveugles de naissance. Ces résultats démontrent aussi que la langue peut être utilisée comme une porte d’entrée vers le cerveau en y acheminant des informations sur l’environnement visuel du sujet, lui permettant ainsi d’élaborer des stratégies d’évitement d’obstacles et de se mouvoir adéquatement.

Microstructural and metabolic changes in the brains of concussed athletes

Les commotions cérébrales ont longtemps été considérées comme une blessure ne comportant que peu ou pas de conséquences. Cependant, la mise à la retraite forcée de plusieurs athlètes de haut niveau, liée au fait d'avoir subi des commotions cérébrales multiples, a porté cette question au premier plan de la culture scientifique et sportive. Malgré la sensibilisation croissante du public et la compréhension scientifique accrue des commotions cérébrales, il reste encore beaucoup d’inconnus au sujet de ces blessures. En effet, il est difficile de comprendre comment cette atteinte peut avoir des effets si profonds malgré le fait qu’elle n’entraîne apparemment pas de conséquences physiques apparentes lorsque les techniques traditionnelles d’imagerie cérébrale sont utilisées. Les techniques de neuroimagerie fonctionnelle ont cependant contribué à répondre aux nombreuses questions entourant les conséquences des commotions cérébrales ainsi qu'à accroître la compréhension générale de la physiopathologie de commotions cérébrales. Bien que les techniques de base telles que l'imagerie structurelle comme les scans TC et IRM soient incapables de détecter des changements structurels dans la grande majorité des cas (Ellemberg, Henry, Macciocchi, Guskiewicz, & Broglio, 2009; Johnston, Ptito, Chankowsky, & Chen, 2001), d'autres techniques plus précises et plus sensibles ont été en mesure de détecter avec succès des changements dans le cerveau commotionné. Des études d’IRM fonctionelle ont entre autres établi une solide relation entre les altérations fonctionnelles et les symptômes post-commotionels (Chen, Johnston, Collie, McCrory, & Ptito, 2007; Chen et al., 2004; Chen, Johnston, Petrides, & Ptito, 2008; Fazio, Lovell, Pardini, & Collins, 2007). Les mesures électrophysiologiques telles que les potentiels évoqués cognitifs (ERP) (Gaetz, Goodman, & Weinberg, 2000; Gaetz & Weinberg, 2000; Theriault, De Beaumont, Gosselin, Filipinni, & Lassonde, 2009; Theriault, De Beaumont, Tremblay, Lassonde, & Jolicoeur, 2010) et la stimulation magnétique transcrânienne ou SMT (De Beaumont, Brisson, Lassonde, & Jolicoeur, 2007; De Beaumont, Lassonde, Leclerc, & Theoret, 2007; De Beaumont et al., 2009) ont systématiquement démontré des altérations fonctionnelles chez les athlètes commotionnés. Cependant, très peu de recherches ont tenté d'explorer davantage certaines conséquences spécifiques des commotions cérébrales, entre autres sur les plans structural et métabolique. La première étude de cette thèse a évalué les changements structurels chez les athlètes commotionnés à l’aide de l'imagerie en tenseur de diffusion (DTI) qui mesure la diffusion de l'eau dans la matière blanche, permettant ainsi de visualiser des altérations des fibres nerveuses. Nous avons comparé les athlètes commotionnés à des athlètes de contrôle non-commotionnés quelques jours après la commotion et de nouveau six mois plus tard. Nos résultats indiquent un patron constant de diffusion accrue le long des voies cortico-spinales et dans la partie du corps calleux reliant les régions motrices. De plus, ces changements étaient encore présents six mois après la commotion, ce qui suggère que les effets de la commotion cérébrale persistent bien après la phase aiguë. Les deuxième et troisième études ont employé la spectroscopie par résonance magnétique afin d'étudier les changements neurométaboliques qui se produisent dans le cerveau commotionné. La première de ces études a évalué les changements neurométaboliques, les aspects neuropsychologiques, et la symptomatologie dans la phase aiguë post-commotion. Bien que les tests neuropsychologiques aient été incapables de démontrer des différences entre les athlètes commotionnés et non-commotionnés, des altérations neurométaboliques ont été notées dans le cortex préfrontal dorsolatéral ainsi que dans le cortex moteur primaire, lesquelles se sont avérées corréler avec les symptômes rapportés. La deuxième de ces études a comparé les changements neurométaboliques immédiatement après une commotion cérébrale et de nouveau six mois après l’atteinte. Les résultats ont démontré des altérations dans le cortex préfrontal dorsolatéral et moteur primaire dans la phase aiguë post-traumatique, mais seules les altérations du cortex moteur primaire ont persisté six mois après la commotion. Ces résultats indiquent que les commotions cérébrales peuvent affecter les propriétés physiques du cerveau, spécialement au niveau moteur. Il importe donc de mener davantage de recherches afin de mieux caractériser les effets moteurs des commotions cérébrales sur le plan fonctionnel.