Comparação e validação de vários métodos de mapeamento cortical para o planeamento pré-cirúrgico por Imagem Funcional de Ressonância Magnética

Na análise funcional de imagens do cérebro podem utilizar-se diferentes métodos na identificação de zonas de activação. Tem havido uma evolução desde o método de correlação [19], para outros métodos [9] [14] até o método baseado no modelo linear generalizado que é mais comum ser utilizado hoje e que levou ao pacote de software SPM [15]. Deve-se principalmente à versatilidade que o método tem em realizar testes com diferentes objectivos. Têm sido publicados alguns estudos comparativos. Poucos têm sido quantitativos [20] e quando o são, o número de métodos testados é reduzido[22]. Há muitos estudos comparativos do ponto de vista da estatística envolvida (da matemática) mas que têm em geral apenas ns académicos. Um objectivo deste estudo é comparar os resultados obtidos por diferentes métodos. É de particular interesse averiguar o comportamento de cada método na fronteira do local de activação. As diferenças serão avaliadas numericamente para os seguintes métodos clássicos: t de Student, coeficiente de correlação e o modelo linear generalizado. Três novos métodos são também propostos - o método de picos de Fourier, o método de sobreposição e o método de amplitude. O segundo pode ser aplicado para o melhoramento dos métodos de t de Student, coe ciente de correlação e modelo linear generalizado. Ele pode no entanto, também manter-se como um método de análise independente. A influência exercida em cada método pelos parâmetros pertinentes é também medida. É adoptado um conjunto de dados clínicos que está amplamente estudado e documentado. Desta forma elimina-se a possibilidade dos resultados obtidos serem interpretados como sendo específicos do caso em estudo. Há situações em que a influência do método utilizado na identificação das áreas de activação de imagens funcionais do cérebro é crucial. Tal acontece, por exemplo, quando um tumor desenvolve-se perto de uma zona de activação responsável por uma função importante . Para o cirurgião tornase indispensável avaliar se existe alguma sobreposição. A escolha de um dos métodos disponíveis poderá ter infuência sobre a decisão final. Se o método escolhido for mais conservador, pode verificar-se sobreposição e eliminar-se a possibilidade de cirurgia. Porém, se o método for mais restritivo a decisão final pode ser favorável à cirurgia. Artigos recentes têm suportado a ideia de que a ressonância magnética funcional é de facto muito útil no processo de decisão pré-operatório [12].O segundo objectivo do estudo é então avaliar a sobreposição entre um volume de activação e o volume do tumor. Os programas informáticos de análise funcional disponíveis são variados em vários aspectos: na plataforma em que funcionam (macintosh, linux, windows ou outras), na linguagem em que foram desenvolvidos (e.g. c+motif, c+matlab, matlab, etc.) no tratamento inicial dos dados (antes da aplicação do método de análise), no formato das imagens e no(s) método(s) de análise escolhido(s). Este facto di culta qualquer tentativa de comparação. À partida esta poderá apenas ser qualitativa. Uma comparação quantitativa implicaria a necessidade de ocorrerem três factos: o utilizador tem acesso ao código do programa, sabe programar nas diferentes linguagens e tem licença de utilização de software comercial (e.g. matlab). Sendo assim foi decidido adoptar uma estratégia unificadora. Ou seja, criar um novo programa desenvolvido numa linguagem independente da plataforma, que não utilize software comercial e que permita aplicar (e comparar quantitativamente) diferentes métodos de análise funcional. A linguagem escolhida foi o JAVA. O programa desenvolvido no âmbito desta tese chama-se Cérebro.

Hemiparesia congênita e adquirida na criança: interrelação entre presença de crises epilépticas, os achados eletrencefalográficos e de neuroimagem por ressonância nuclear magnética

The purpose of this paper was to study patients with congenital and acquired hemiparesis, their clinical aspects, the presence or not of epileptic seizures, and electroencephalographic (EEG) and Magnetic Resonance Imaging (MRI) findings. We analyzed the interrelation between etiology, the presence and seriousness of epileptic seizures (ES) and the possible causes of refractoriness. This is a prospective study using the clinical diagnosis of a child neurologist, who attested to the presence of unilateral motor lesions. We compared the electroencephalographic findings in patients with or without epileptic seizures, and investigated if among the former, these seizures were controlled or not, their likely etiology and risks of refractoriness. EEG background activity on the lesion and contralateral side was analyzed, in addition to the presence of concomitant epileptiform activity. Encephalon MRIs of all the patients were studied to correlate etiology and the control or not of epileptic seizures. The disorganization of bilateral EEG activity correlated with the difficult-to-control epileptic seizures. Suitably organized background activity contralateral to the lesion is a good prognosis in relation to epileptic seizures. Focal epileptogenic activity does not necessarily predispose to epileptic manifestation. The MRI is more important in determining etiology than in prognosing epileptic seizures. This study used a multidisciplinary approach involving child neurologists, a physical therapist and a neuroradiologist. This meets the criteria of multidisciplinarity of the Postgraduate Program in Health Sciences

Medidas de parâmetros morfológicos e funcionais do Coração em brasileiros: um subestudo do primeiro registro multicêntricos latino-americano em ressonância magnética cardiáca

There is no data about cardiac measurements em Brazilians obtained by CMR. This a muldisciplinary study with the objective of obtaining measurements of the left ventricle (LV) and right ventricle (RV) diastolic diameter (Dd), systolic diameter (Ds), diastolic volume (Dv), systolic volume (Sv), ejection fraction (EF) and myocardial mass in Brazilians. One hundred and seven (54 men and 53 women, mean age of 43.4 ± 13.1 years) asymptomatic individuals without heart disease were submitted to cardiac magnetic resonance (cMR) studies using steady state free precession technique. The means and standard deviations of the parameters of the LV and RV were respectively: LVDD = 4,8 ± 0,5 cm; LVSD = 3,0±0,6 cm; LVDV = 128,4±29,6 ml; LVSV = 45,2±16,6 ml; LVEF = 65,5±6,3%; LV mass = 95,2±30,8.1 g; RVDD = 3,9±1,3 cm; RVSD = 2,5±0,5 cm; RVDV = 126,5±30,7 ml; RVSV = 53.6±18,4 ml; RVEF = 58.3±8,0.0% and RV mass = 26,1±6,1 g. The masses and volumes were significantly higher in men, except for the LVSV. The RV EF was significantly higher in women. There was inverse correlation between RV systolic volume and with age, being more significant in men. This study describes for the first time benchmarks for cardiac measurements obtained by CMR among asymptomatic Brazilians individuals without heart disease and demonstrated differences according to sex and age

Aplicações da tomografia de ressonância magnética nuclear como método não-destrutivo para avaliar os efeitos de injúrias mecânicas em goiabas 'Paluma' e 'Pedro Sato'

Objetivou-se determinar o potencial do uso da tomografia de ressonância magnética, como método não-destrutivo, para avaliar os efeitos das injúrias mecânicas em goiabas. Foram utilizados frutos no estádio de maturação de vez das cultivares Paluma e Pedro Sato. Na injúria por impacto, os frutos foram deixados cair, em queda livre, de uma altura de 1,20 m, sofrendo dois impactos, em lados opostos de sua porção equatorial. Na injúria por compressão, os frutos foram submetidos a um peso de 29,4 N, por 15 minutos. Para a injúria por corte, foram efetuados dois cortes, no sentido longitudinal dos frutos, de exatamente 30 mm de comprimento por 2 mm de profundidade. Os frutos injuriados foram armazenados sob condições de ambiente (22 ± 2 °C e 40 %UR). Foram realizadas análises com tomógrafo de ressonância magnética Varian Inova de 2 Tesla. As imagens foram obtidas a partir da detecção dos prótons de hidrogênio (¹H). Para cada fruto, foram obtidos tomogramas simétricos a partir do centro do fruto. A tomografia de ressonância magnética nuclear mostrou-se uma ferramenta eficaz na detecção de injúrias internas de frutos. O estresse físico causado pelo impacto produziu um colapso interno nos lóculos desses frutos (internal bruising), levando à perda da integridade celular e a conseqüente liquefação dos tecidos placentários. A cultivar Pedro Sato mostrou uma suscetibilidade maior à injúria por impacto que a 'Paluma'. A injúria por compressão tornou-se mais evidente no pericarpo externo do fruto, de ambas as cultivares. A injúria por corte levou a lignificação dos tecidos no local injuriado e deformações superficiais devido à perda acentuada de matéria fresca no local da lesão, evidentes no sexto dia de avaliação.

Caracterização de estruturas planares com substratos Iso/Anisotrópicos truncados através da técnica da ressonância transversa modificada

This work presents a theoretical and numerical analysis using the transverse resonance technique (TRT) and a proposed MTRT applied in the analysis of the dispersive characteristics of microstrip lines built on truncated isotropic and anisotropic dielectric substrates. The TRT uses the transmission lines model in the transversal section of the structure, allowing to analyze its dispersive behavior. The difference between TRT and MTRT consists basically of the resonance direction. While in the TRT the resonance is calculated in the same direction of the metallic strip normal axis, the MTRT considers the resonance in the metallic strip parallel plane. Although the application of the MTRT results in a more complex equivalent circuit, its use allows some added characterization, like longitudinal section electric mode (LSE) and longitudinal section magnetic mode (LSM), microstrips with truncated substrate, or structures with different dielectric regions. A computer program using TRT and MTRT proposed in this work is implemented for the characterization of microstrips on truncated isotropic and anisotropic substrates. In this analysis, propagating and evanescent modes are considered. Thus, it is possible to characterize both the dominant and higher order modes of the structure. Numerical results are presented for the effective permittivity, characteristic impedance and relative phase velocity for microstrip lines with different parameters and dimensions of the dielectric substrate. Agreement with the results obtained in the literature are shown, as well as experimental results. In some cases, the convergence analysis is also performed by considering the limiting conditions, like particular cases of isotropic materials or structures with dielectric of infinite size found in the literature. The numerical convergence of the formulation is also analyzed. Finally, conclusions and suggestions for the continuity of this work are presented

Análise dos Modos Ressonantes em Antenas de Microfita sobre Substratos Iso/Anisotrópicos por Técnicas da Ressonância Transversa

Neste trabalho, são utilizadas a Técnica da Ressonância Transversa (TRT) e a Técnica da Ressonância Transversa Modificada (MTRT), para a determinação das freqüências dos modos ressonantes de antenas de microfita com patch quadrado, retangular e circular e com substratos isotrópicos e anisotrópicos. Para isso, é proposto um modelo da cavidade equivalente, onde a antena tipo patch retangular é representada como sendo a superposição de duas linhas infinitas em microfita, uma de largura W, representando a dimensão que expressa a largura do patch, e a outra com largura L, representando a dimensão que expressa o comprimento do patch. A avaliação da eficiência e aplicabilidade dos métodos citados é realizada comparando-se com resultados experimentais e obtidos através de outras técnicas. Três situações serão verificadas: estruturas com substrato infinito, estrutura com substrato tipo pedestal e estruturas com substrato truncado além dos limites da fita metálica. Os resultados obtidos demonstram que as técnicas de análise de onda completa utilizadas neste trabalho, por um formalismo matemático mais rigoroso, são eficientes e precisas tanto na aplicação em estruturas com substrato isotrópico como nas que possuem substrato anisotrópico. Inicialmente são consideradas apenas as estruturas com substratos isotrópicos, com diferentes constantes dielétricas, e é avaliada a influência da largura do substrato sobre as freqüências dos modos ressonantes das antenas. Posteriormente, a análise do truncamento do dielétrico é realizada para estruturas com substrato anisotrópico. Em todos os casos, os resultados experimentais, obtidos a partir da construção de protótipos, são confrontados com os obtidos a partir de simulação, utilizando as técnicas TRT e MTRT. No final, as técnicas descritas são utilizadas para antenas tipo patch circular, sendo utilizada uma técnica de equivalência para transformar a antena circular em outra quadrada ou retangular equivalente, dependendo do modo que se queira encontrar. Os resultados obtidos são então analisados, observando-se uma boa concordância e indicando a viabilidade do método. Após isso, são apresentadas as conclusões e sugeridos alguns temas para a continuidade deste trabalho

Efeito Kerr magneto-óptico; Ressonância ferromagnética; Acoplamento bilinear; Acoplamento biquadrático

In this work, we investigated the magnetic properties of a monocrystalline Fe thin film and of Fe(80 Å)/Cr(t)/Fe(80 Å) tri-layers, with the nonmagnetic metallic Cr spacer layer thickness varying between 9 Å < t < 40 Å. The samples were deposited by the DC Sputtering on Magnesium Oxide (MgO) substrates, with (100) crystal orientation. For this investigation, experimental magneto-optical Kerr effect (MOKE) magnetometry and ferromagnetic resonance (FMR) techniques were employeed. In this case, these techniques allowed us to study the static and dynamical magnetization properties of our tri-layers. The experimental results were interpreted based on the phenomenological model that takes into account the relevant energy terms to the magnetic free energy to describe the system behavior. In the case of the monocrystalline Fe film, we performed an analytical discussion on the magnetization curves and developed a numerical simulation based on the Stoner-Wohlfarth model, that enables the numerical adjustment of the experimental magnetization curves and obtainment of the anisotropy field values. On the other hand, for the tri-layers, we analyzed the existence of bilinear and biquadratic couplings between the magnetizations of adjacent ferromagnetic layers from measurements of magnetization curves. With the FMR fields and line width angular dependencies, information on the anisotropy in three layers was obtained and the effects of different magnetic relaxation mechanisms were evidenced. It was also possible to observe the dependence of the epitaxy of the multilayers with growth and sputtering parameters. Additionally it was developed the technique of AC magnetic susceptibility in order to obtain further information during the investigation of magnetic thin films

Alterações da default mode network provocadas pela ingestão de Ayahuasca investigadas por Ressonância Magnética Funcional

Ayahuasca is psychotropic beverage that has been used for ages by indigenous populations in South America, notably in the Amazon region, for religious and medicinal purposes. The tea is obtained by the decoction of leaves from the Psychotria viridis with the bark and stalk of a shrub, the Banisteriopsis caapi. The first is rich in N-N-dimethyltryptamine (DMT), which has an important and well-known hallucinogenic effect due to its agonistic action in serotonin receptors, specifically 5-HT2A. On the other hand, β-carbolines present in B. caapi, particularly harmine and harmaline, are potent monoamine oxidase inhibitors (MAOi). In addition, the tetrahydroharmine (THH), also present in B. caapi, acts as mild selective serotonin reuptake inhibitor and a weak MAOi. This unique composition induces a number of affective, sensitive, perceptual and cognitive changes in individuals under the effect of Ayahuasca. On the other hand, there is growing interest in the Default Mode Network (DMN), which has been consistently observed in functional neuroimaging studies. The key components of this network include structures in the brain midline, as the anterior medial frontal cortex, ventral medial frontal cortex, posterior cingulate cortex, precuneus, and some regions within the inferior parietal lobe and middle temporal gyrus. It has been argued that DMN participate in tasks involving self-judgments, autobiographical memory retrieval, mental simulations, thinking in perspective, meditative states, and others. In general, these tasks require an internal focus of attention, hence the conclusion that the DMN is associated with introspective mental activity. Therefore, this study aimed to evaluate by functional magnetic resonance imaging (fMRI) changes in DMN caused via the ingestion of Ayahuasca by 10 healthy subjects while submitted to two fMRI protocols: a verbal fluency task and a resting state acquisition. In general, it was observed that Ayahuasca causes a reduction in the fMRI signal in central nodes of DMN, such as the anterior cingulate cortex, the medial prefrontal cortex, the posterior cingulate cortex, precuneus and inferior parietal lobe. Furthermore, changes in connectivity patterns of the DMN were observed, especially a decrease in the functional connectivity of the precuneus. Together, these findings indicate an association between the altered state of consciousness experienced by individuals under the effect of Ayahuasca, and changes in the stream of spontaneous thoughts leading to an increased introspective mental activity

Avaliação por ressonância magnética funcional e estimulação magnética transcraniana da intervenção única da terapia espelho em pacientes após acidente vascular cerebral isquêmico

Mirror therapy (MT) is being used as a rehabilitation tool in various diseases, including stroke. Although some studies have shown its effectiveness, little is known about neural mechanisms that underlie the rehabilitation process. Therefore, this study aimed at assessing cortical neuromodulation after a single MT intervention in ischemic stroke survivors, by means of by functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) and Transcranial Magnetic Stimulation (TMS). Fifteen patients participated in a single thirty minutes MT session. fMRI data was analyzed bilaterally in the following Regions of Interest (ROI): Supplementary Motor Area (SMA), Premotor cortex (PMC), Primary Motor cortex (M1), Primary Sensory cortex (S1) and Cerebellum. In each ROI, changes in the percentage of occupation and beta values were computed. Group fMRI data showed a significant decreased in the percentage of occupation in PMC and cerebellum, contralateral to the affected hand (p <0.05). Significant increase in beta values was observed in the following contralateral motor areas: SMA, Cerebellum, PMC and M1 (p<0,005). Moreover, a significant decrease was observed in the following ipsilateral motor areas: PMC and M1 (p <0,001). In S1 a bilateral significant decrease (p<0.0005) was observed.TMS consisted of the analysis of Motor Evoked Potential (MEP) of M1 hotspot. A significant increase in the amplitude of the MEP was observed after therapy in the group (p<0,0001) and individually in 4 patients (p <0.05). Altogether, our results imply that single MT intervention is already capable of promoting changes in neurobiological markers toward patterns observed in healthy subjects. Furthermore, the contralateral hemisphere motor areas changes are opposite to the ones in the ipsilateral side, suggesting an increase system homeostasis.

Análise de barreiras e o modelo de ressonância funcional de acidentes de Erik Hollnagel

Partindo de apresentação da proposta de análise de acidentes baseada no modelo sistêmico e não linear de acidentes, dito de ressonância funcional, desenvolvido por Erik Hollnagel, este texto discute críticas às concepções deterministas de acidente e aos modelos lineares de representação desses eventos. Aspectos do modelo de ressonância funcional são usados como eixo definidor de proposta de agenda de discussões a ser desenvolvida pelos interessados no tema da análise de acidentes, destacando-se: a) a defesa do abandono da idéia de causas de acidentes e sua substituição pela de explicação desses eventos; b) apresentação dos conceitos de variabilidade de desempenhos e adaptações locais e a proposta de sua utilização como bases para a identificação de perfis ou aspectos típicos de acidentes. Por fim, discute-se a necessidade de incorporação dos conceitos apresentados no debate sobre novos caminhos para as práticas de análises e de prevenção de acidentes em nosso país.

Uso das técnicas de infravermelho e de ressonância magnética nuclear na caracterização da reação ácido-base de um cimento odontológico experimental

Glass ionomer cements (GICs) are products of the acid-base setting reaction between an finely fluoro-alumino silicate glass powder and poly(acrylic acid) in aqueous solution. The sol gel method is an adequate route of preparation of the glasses used to obtain the GICs. The objective of this paper was to compare two powders: a commercial and an experimental and to investigate the structural changes during hardening of the cements by FTIR and Al MAS NMR. These analyses showed that the experimental glass powder reacted with organic acid to form the GICs and it is a promising material to manufacture dental cements.

Estudo comparativo dos métodos de ultra-sonografia, tomografia computadorizada e ressonância magnética no estadiamento e invasão das estruturas adjacentes por tumores renais.

BACKGROUND: Ultrasonography (US), Computed Tomography (CT), and Magnetic Resonance imaging (MR) were compared for the staging of renal tumors. The differences between these imaging techniques were also studied for their ability to detect adenopathies, vascular invasion, distant intra-abdominal metastases, and particularly adjacent organ invasion. METHODS: Thirty-one patients with solid or complex renal masses were prospectively studied using US, CT, and MR. Differences between the results obtained were studied using the COCHRAN G test and the McNEMAR test. The sensitivity and specificity of each diagnostic technique were compared against a gold standard of the surgical and histopathological findings. RESULTS: The following sensitivities were obtained: For the detection of adenopathy, US 63.6%, CT and MR 90.9%. For vascular invasion, US 42.8%, CT and MR 85.7%. For the adjacent organ invasion, US 28.5%, CT 85.7%, and MR 71.4%. Some of the criteria that suggest invasion of adjacent structures include: the envelopment of the adjacent structures by the tumor, tumor extension into the adjacent structures with an irregular appearance, and alterations in shape, size, and density of adjacent structures. Loss of fat planes between the tumor and adjacent structures is not a sign of tumor invasion. CONCLUSIONS: Significant differences were found in the detection capacity of US in relation to CT and MR, which were similar. All three techniques were highly sensitive and specific only in the detection of distant abdominal metastases. In addition to the accuracy of these diagnostic modalities for the detection and staging of tumors, invasiveness, risks and cost should be considered in relation to relative costs and benefits.

Teoria da ressonância adaptativa através da linguagem Java para detecção e classificação de e-mails indesejados

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Pesquisa e desenvovimento de novos materiais microporosos e mesoporosos para uso em ressonância magnética nuclear por imagem como agentes de contraste

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

A ressonância magnética no estudo da desintegração de comprimidos marcados com açaí (Euterpe oleracea)

Pós-graduação em Biologia Geral e Aplicada - IBB