An association rule-based method to support medical image diagnosis with efficiency

In this paper, we propose a method based on association rule-mining to enhance the diagnosis of medical images (mammograms). It combines low-level features automatically extracted from images and high-level knowledge from specialists to search for patterns. Our method analyzes medical images and automatically generates suggestions of diagnoses employing mining of association rules. The suggestions of diagnosis are used to accelerate the image analysis performed by specialists as well as to provide them an alternative to work on. The proposed method uses two new algorithms, PreSAGe and HiCARe. The PreSAGe algorithm combines, in a single step, feature selection and discretization, and reduces the mining complexity. Experiments performed on PreSAGe show that this algorithm is highly suitable to perform feature selection and discretization in medical images. HiCARe is a new associative classifier. The HiCARe algorithm has an important property that makes it unique: it assigns multiple keywords per image to suggest a diagnosis with high values of accuracy. Our method was applied to real datasets, and the results show high sensitivity (up to 95%) and accuracy (up to 92%), allowing us to claim that the use of association rules is a powerful means to assist in the diagnosing task.

Supporting content-based image retrieval and computer-aided diagnosis systems with association rule-based techniques

In this work, we take advantage of association rule mining to support two types of medical systems: the Content-based Image Retrieval (CBIR) systems and the Computer-Aided Diagnosis (CAD) systems. For content-based retrieval, association rules are employed to reduce the dimensionality of the feature vectors that represent the images and to improve the precision of the similarity queries. We refer to the association rule-based method to improve CBIR systems proposed here as Feature selection through Association Rules (FAR). To improve CAD systems, we propose the Image Diagnosis Enhancement through Association rules (IDEA) method. Association rules are employed to suggest a second opinion to the radiologist or a preliminary diagnosis of a new image. A second opinion automatically obtained can either accelerate the process of diagnosing or to strengthen a hypothesis, increasing the probability of a prescribed treatment be successful. Two new algorithms are proposed to support the IDEA method: to pre-process low-level features and to propose a preliminary diagnosis based on association rules. We performed several experiments to validate the proposed methods. The results indicate that association rules can be successfully applied to improve CBIR and CAD systems, empowering the arsenal of techniques to support medical image analysis in medical systems. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Mophological analysis of the human vasculature from medical imaging. Application to cerebral and coranary arteries

In this project, we have investigated new ways of modelling and analysis of human vasculature from Medical images. The research was divided in two main areas: cerebral vasculature analysis and coronary arteries modeling. Regarding cerebral vasculature analysis, we have studed cerebral aneurysms, internal carotid and the Circle of Willis (CoW). Aneurysms are abnormal vessel enlargements that can rupture causing important cerebral damages or death. The understanding of this pathology, together with its virtual treatment, and image diagnosis and prognosis, includes identification and detailed measurement of the aneurysms. In this context, we have proposed two automatic aneurysm isolation method, to separate the abnormal part of the vessel from the healthy part, to homogenize and speed-up the processing pipeline usually employed to study this pathology, [Cardenes2011TMI, arrabide2011MedPhys]. The results obtained from both methods have been also compared and validatied in [Cardenes2012MBEC]. A second important task here the analysis of the internal carotid [Bogunovic2011Media] and the automatic labelling of the CoW, Bogunovic2011MICCAI, Bogunovic2012TMI]. The second area of research covers the study of coronary arteries, specially coronary bifurcations because there is where the formation of atherosclerotic plaque is more common, and where the intervention is more challenging. Therefore, we proposed a novel modelling method from Computed Tomography Angiography (CTA) images, combined with Conventional Coronary Angiography (CCA), to obtain realistic vascular models of coronary bifurcations, presented in [Cardenes2011MICCAI], and fully validated including phantom experiments in [Cardene2013MedPhys]. The realistic models obtained from this method are being used to simulate stenting procedures, and to investigate the hemodynamic variables in coronary bifurcations in the works submitted in [Morlachi2012, Chiastra2012]. Additionally, another preliminary work has been done to reconstruct the coronary tree from rotational angiography, and published in [Cardenes2012ISBI].

Leiomioma hepático em paciente imunocompetente

Diagnosis and treatment of hepatic tumors are a challenge for the surgeon in some situations. There are many histologic types of these neoplasms, and their diagnoses are increasing. Leyomioma of the liver is a rare pathology that is presented in this article in a 44 years old woman without immunosuppression. A review about its clinical aspects, image diagnosis and surgical therapy is discussed, based on the world medical literature.

Guia de endereços eletrônicos para o estudo de cardiologia

OBJETIVO: Ampliar os recursos didáticos para estudantes de medicina, médicos e profissionais da área da saúde, estimulando o uso da Internet para fins acadêmicos ou de reciclagem em cardiologia. MÉTODO: Pesquisados e selecionados endereços eletrônicos com conteúdo acadêmico nas áreas da anatomia, biofísica, fisiologia, semiologia, eletrocardiografia e diagnóstico por imagem, com critérios de seleção, incluíndo relevância do conteúdo, clareza na apresentação e riqueza em recursos de animação e, os sites obtidos, classificados quanto ao conteúdo e nível acadêmico. RESULTADOS: Obtidos 5 sites de anatomia e anatomia patológica, 1 de biofísica, 3 de fisiologia, 8 de semiologia, 7 de diagnóstico por imagem e 2 de eletrocardiografia. Como alternativa de acesso, os sites também foram organizados de acordo com o nível acadêmico. O conjunto de endereços resultou em um guia simplificado e hierarquizado de conteúdos para o estudo da morfologia cardíaca e do diagnóstico por imagem em cardiologia. CONCLUSÃO: O roteiro obtido é um exemplo do potencial da Internet como instrumento de aprendizagem, a ser utilizado em associação com outros métodos pedagógicos convencionais.

Estudo dacriocistográfico e tomográfico da via lacrimal excretora de cães portadores de epífora

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Controle de qualidade em microfiltração marginal

Pós-graduação em Ciências Odontológicas - FOAR

Marcadores ultra-sonográficos hepáticos em portadores assintomáticos do vírus da hepatite C, pré-doadores de sangue da Fundação HEMOPA, Belém-Pará

Para avaliar a importância da ultra-sonografia como método de diagnóstico por imagem na detecção de alterações ecográficas hepático-portais na hepatite por vírus C realizou-se esta investigação cujos objetivos foram: descrever os achados de marcadores ecográficos de alteração morfológica do fígado e do sistema porta; determinar a freqüência dessas alterações e investigar a presença de associação entre as alterações ultra-sonográficas hepáticas e portais e a infecção pelo vírus da hepatite C (VHC), em indivíduos portadores assintomáticos deste vírus, os quais foram selecionados entre pré-doadores de sangue da Fundação Hemopa, hemocentro de referência oficial no Estado do Pará, Brasil, no período de outubro a dezembro de 2003. O estudo foi realizado comparando-se os achados de um grupo com 30 participantes soropositivos para o VHC (grupo central) e de um grupo controle, composto de 38 participantes soronegativos. Ambos os grupos da pesquisa incluíram indivíduos assintomáticos, de ambos os sexos e com idade adequada para doação de sangue. A triagem para doação foi realizada no hemocentro, utilizando seus procedimentos de rotina. Procedeu-se pareamento dos participantes da pesquisa por sexo e idade. A amostra analisada evidenciou predomínio da faixa etária de 18 a 28 anos, correspondendo a 53% dos participantes do grupo central e 50% dos participantes do grupo controle. Hepatomegalia e hiperecogenicidade do parênquima, achados inespecíficos e encontrados comumente na esteatose hepática, foram mais freqüentes no grupo central, porém sem diferença estatística significante. Heterogenicidade textural, focos hipoecogênicos, alterações de visibilidade dos ramos venosos intra-hepáticos e esplenomegalia foram outros parâmetros mais freqüentes no grupo de infectados, também sem diferença estatística significante. Os participantes do grupo central apresentaram alterações com diferença estatística significante no parâmetro superfície hepática e na classificação por pontuação pelos escores de Lin, considerando-se os parâmetros superfície, parênquima, veias internas e índice esplênico. A totalização de pontos classificou os participantes nos padrões fino -80% no grupo central e 100% no grupo controle - heterogêneo -13,3% no grupo central e 0% no grupo controle - e nodular-6,7% no grupo central e 0% no grupo controle, demonstrando diferença estatística significante. Não foram observados em participantes de ambos os grupos achados de nódulos, massas, ascite, aumento de calibre das veias porta e esplênica e circulação colateral, podendo-se aventar que o predomínio da faixa etária mais jovem na população de pré-doadores pode ter minimizado os achados dos marcadores ecográficos, haja vista a tendência evolutiva lenta e silenciosa da infecção pelo VHC, com expressão tardia das alterações morfológicas de hepatite crônica, cirrose e carcinoma hepatocelular.

Efeitos da parede de levedura em dieta úmida na microbiota fecal, na produção de gás e na morfologia intestinal de gatos adultos

The aim of this study is to evaluate the effects of yeast extract (EPL) in the moist diet on the fecal microbiotal, gas production and intestinal morphology of adult cats. Twenty adult cats from both sexes were randomly assigned to four treatments: 1) moist commercial diet (control); 2) control + 0,2% yeast extract dry matter; 3) control + 0,4%; and 4) control + 0,6%. Fecal microbiology and intestinal morphology were performed by radiographic, ultrasound, colonoscopy and intestinal biopsy exams for histology. There were no significant differences (P>0,05) for lactic acid bacteria counts and clostridium-reductor, gas area in the bowel (radiographic), wall thickness of the colon (ultrasound) and colonocytes count/globet cells (histology). Through colonoscopy, changes in characteristics of the intestinal mucosa in animals receiving treatment 4 were noticed. It is concluded that the addition of up to 0.6% EPL had no effect on the parameters evaluated, but further studies are needed to understand the action mechanisms and additive effects for domestic cats.

Utilização de material alternativo para a obtenção e caracterização de biomodelos, por meio da técnica de impressão 3DPRINTER

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Relação entre a reatividade de pontos de acupuntura e atividade física com afecções ortopédicas determinadas por exames de imagens em equinos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Relação entre a reatividade de pontos de acupuntura e atividade física com afecções ortopédicas determinadas por exames de imagens em equinos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação em 3D da cabeça da mandíbula em crianças portadoras de mordida cruzada posterior unilateral por meio de tomografia computadorizada de feixe cônico

Durante o desenvolvimento da oclusão, a instalação de maloclusões podem resultar em desarmonias dento faciais de natureza e severidade diversas, podendo provocar alterações no desenvolvimento crânio facial, dentre as estruturas envolvidas as Articulações Temporo Mandibulares (ATM), podem sofrer alguma influência, dessa forma a avaliação desta região, no aspecto morfológico e funcional, constituí tema de interesse, sempre que levados em conta os aspectos funcionais da oclusão. A relação entre a forma e a função, tanto das cabeças da mandíbula, bem como o contorno da fossa mandibular com as maloclusões ainda é controversa e não está compreendida por completo, porém a literatura sobre o assunto, demonstra correlação entre a instalação de maloclusões e modificações neste sistema, mesmo que algumas alterações não sejam de ordem estatística e em amostras de indivíduos em tenra idade, as mesmas podem comprometer o desenvolvimento adequado em indivíduos adultos ou mesmo adultos jovens. Tendo como propósito nesse estudo a avaliação das cabeças da mandíbula quanto ao volume e superficíe dos lados direito e esquerdo, cruzado e não cruzado, a amostra selecionada foi de 20 indivíduos com mordida cruzada posterior unilateral, com idades entre 06 e 09 anos de idade, utilizando imagens de tomografia computadorizada por feixe cônico, imagens obtidas por um equipamento modelo i- Cat, sendo utilizado na reformatação e manipulação das imagens o programa computacional - NemoCeph 3D® versão 11.5. Nas medições propostas para esse estudo, utilizou-se o teste t pareado de Student para amostras com distribuição normal. Na observação das tabelas e seus respectivos gráficos, podemos verificar que na comparação entre os lados direito e esquerdo, e cruzado e não cruzado das cabeças da mandíbula, com relação ao volume e superfície, existem diferenças numéricas entre elas, porém não pode ser observado diferenças estatísticas significantes, nessa amostra especifica com a metodologia empregada para esse estudo. Assim foi possível concluir que nas Mordidas Cruzadas Posteriores Unilaterais as cabeças da mandíbula tanto em seu volume como em sua superfície não apresentaram diferenças estatisticamente significantes na amostra estudada.

Automatic Abdominal Aortic Aneurysm segmentation in MR images

Abdominal Aortic Aneurism is a disease related to a weakening in the aortic wall that can cause a break in the aorta and the death. The detection of an unusual dilatation of a section of the aorta is an indicative of this disease. However, it is difficult to diagnose because it is necessary image diagnosis using computed tomography or magnetic resonance. An automatic diagnosis system would allow to analyze abdominal magnetic resonance images and to warn doctors if any anomaly is detected. We focus our research in magnetic resonance images because of the absence of ionizing radiation. Although there are proposals to identify this disease in magnetic resonance images, they need an intervention from clinicians to be precise and some of them are computationally hard. In this paper we develop a novel approach to analyze magnetic resonance abdominal images and detect the lumen and the aortic wall. The method combines different algorithms in two stages to improve the detection and the segmentation so it can be applied to similar problems with other type of images or structures. In a first stage, we use a spatial fuzzy C-means algorithm with morphological image analysis to detect and segment the lumen; and subsequently, in a second stage, we apply a graph cut algorithm to segment the aortic wall. The obtained results in the analyzed images are pretty successful obtaining an average of 79% of overlapping between the automatic segmentation provided by our method and the aortic wall identified by a medical specialist. The main impact of the proposed method is that it works in a completely automatic way with a low computational cost, which is of great significance for any expert and intelligent system.

Multimodal image fusion of anatomical structures for diagnosis, therapy planning and assistance

This paper provides an overview of work done in recent years by our research group to fuse multimodal images of the trunk of patients with Adolescent Idiopathic Scoliosis (AIS) treated at Sainte-Justine University Hospital Center (CHU). We first describe our surface acquisition system and introduce a set of clinical measurements (indices) based on the trunk's external shape, to quantify its degree of asymmetry. We then describe our 3D reconstruction system of the spine and rib cage from biplanar radiographs and present our methodology for multimodal fusion of MRI, X-ray and external surface images of the trunk We finally present a physical model of the human trunk including bone and soft tissue for the simulation of the surgical outcome on the external trunk shape in AIS.