Resumo em Português:

Segmentos de cauda bovina foram utilizados para investigar a perda de capacidade de suporte de carga do disco intervertebral (IVD) sob compressão monotônica e cíclica combinada com torção e flexão. Embora a resposta do disco a hiper-flexão e hiper-torção compressiva já fora previamente investigada, pouco se conhece sobre suas influências individuais e combinada para a falha compressiva. Oitenta segmentos dissecados a partir de 41 caudas bovina foram submetidos a compressão monotônica e cíclica com componentes adicionais de flexão e de torção. As quatro combinações diferentes de flexão e torção foram 0º torção/0º flexão, 10º torção/15º flexão, 10º torção/0º flexão e 0º torção/15º flexão. A compressão monotônica não evidenciou qualquer diferença significativa entre as diferentes combinações de torção e flexão para tensão de ruptura, deformação em ruptura e módulo tangente. A compressão cíclica indicou influência significativa da torção na redução da capacidade de carga do disco intervertebral. A carga cíclica proporciona uma ferramenta sensível para a avaliação de parâmetros mecânicos potencialmente deletérios ao IVD.

Resumo em Inglês:

Bovine caudal motion segments were used to investigate the loss of load-bearing ability of the intervertebral disc (IVD) under both quasi-static and cyclic compressive loading combined with torsion and flexion. While the response of the disc to both compressive hyper-flexion and hyper-torsion has been previously investigated much less is known about their individual and combined influence on compressive failure. Eighty motion segments dissected from 41 bovine tails were subjected to quasi-static and cyclic compression with added components of flexion and torsion. The four different combinations of flexion and torsion were 0º torsion/0º flexion, 10º torsion/15º flexion, 10º torsion/0º flexion and 0º torsion/15º flexion. Quasi-static compression failed to show any significant difference among the different combinations of torsion and flexion for failure stress, failure strain and compressive tangent modulus. Cyclic compression indicated a significant influence of torsion in reducing the disc's load-bearing ability. Cyclic loading provides a more sensitive tool for the assessment of potentially damaging mechanical parameters for the IVD.

Resumo em Português:

O Teste de Romberg clássico, baseado em testes estabilométricos nas condições de olhos abertos (EO) e fechados (EC), tem sido utilizado para investigar a influência da realimentação visual no controle das oscilações posturais em sujeitos adultos saudáveis. Estabilogramas de 144 sujeitos (18 a 40 anos) em posição ortostática sobre uma plataforma de força foram coletados durante 30 s na condição EO e 30 s em EC. As velocidades médias para EO (VmEO) e EC (VmEC), obtidas nas direções anteroposterior (y), mediolateral (x) e no plano (x,y), foram utilizadas no cálculo dos respectivos quocientes de Romberg (RQV). Os histogramas dos parâmetros Vm e RQV apresentaram morfologia unimodal assimétrica, aos quais foram ajustadas distribuições lognormais (Teste de Kolmogorov-Smirnov, p > 0,05). Tais distribuições sugerem haver um único grupo homogêneo no que concerne à estratégia visual. Considerando o intervalo de confiança de 95%, somente quatro sujeitos (2,7%) apresentaram valores de Vm e QRV abaixo do limite inferior, percentual este compatível com o teste bicaudal. A Correlação de Spear entre o RQV e seu respectivo VmEC foi sempre superior a 0,86, sendo o coeficiente de determinação R2 > 74,0%, enquanto que com VmEO R2 < 2,9%. Tais achados sugerem que o RQV obtido a partir de um único teste estabilométrico não seria adequado ao diagnóstico de problemas de controle das oscilações posturais ocasionados pela visão. No entanto, o RQV pode ser útil para indicar a realização de testes adicionais com vistas a investigar possível déficit na integração da informação visual no sistema de controle postural.

Resumo em Inglês:

The classical Romberg's test based on stabilometric tests in eyes open (EO) and closed (EC) conditions was used for investigating the influence of visual feedback in the body sway control in healthy adult subjects. Stabilograms from 144 subjects (aged 18-40) resting over a force platform were recorded for 30 s in EO and 30 s in EC conditions. The mean velocity was obtained for EO (VmEO) and EC (VmEC) in both anterior-posterior (y) and medial-lateral (x) directions and in the (x,y) plane, and thus used for computing the respective Romberg's quotient (RQ V). All Vm and RQ V parameter histograms presented unimodal asymmetric shapes, which were adequately fitted to lognormal distributions (Kolmogorov-Smirnov test, p > 0.05). These findings suggest a single homogeneous group in terms of visual strategy. Taking the threshold scores (95% confidence interval) of the Vm and RQ V distributions, only four subjects (2.7%) presented values below the lower limit, as expected by the confidence level (two tailed, 5%). A strong dependence was also found between each RQ V and the respective VmEC (Spear correlation > 0.86, R² > 74.0%), with VmEO presenting almost negligible coefficients of determination (R² < 2.9%). One can conclude that RQ V derived from a single stabilometric trial could be not sufficient for the diagnosis of body sway control impairment by vision. Nevertheless, the RQ V could be useful to indicate subjects to carry out additional tests to investigate a possible deficit in the integration of the visual information in the postural control system.

Resumo em Português:

A Engenharia Clínica é uma área com atuação nos Estabelecimentos Assistenciais de Saúde, desenvolvendo atividades baseadas nos conhecimentos de engenharia e de gerenciamento aplicadas às tecnologias de saúde. Nesse contexto, este trabalho relata os impactos econômicos da aplicação de técnicas de gestão em Engenharia Clínica num hospital público brasileiro de grande porte e referência em alta complexidade - Hospital de Clínicas da Universidade Federal de Uberlândia. Trata-se de uma pesquisa quantitativa, onde foram consideradas questões econômicas e de qualidade, suportada por pesquisa documental. O levantamento de dados baseou-se em relatórios e documentos administrativos do hospital do período de 2001 a 2010, referentes a recursos humanos, indicadores de serviços, indicadores de qualidade, custos com peças e contratos. Dentre os resultados encontrados, destaca-se a redução de aproximadamente 20% nas manutenções corretivas e sua estabilização ao longo do tempo, mesmo em face de um elevado aumento do parque tecnológico da instituição. No montante global de gastos com contratos, observou-se uma redução de cerca de 65% no período avaliado. A economia gerada pela gestão em Engenharia Clínica para a instituição foi de aproximadamente R$ 2 milhões em 2010, e a economia acumulada no período de 2001 a 2010 foi de R$ 7,6 milhões. Concluiu-se, que a gestão em Engenharia Clínica na instituição possibilitou uma redução significativa nos custos por meio da formação e capacitação de uma equipe própria, da redução dos custos com contratos e melhor planejamento das manutenções. Tais resultados demonstram a importância de um serviço de Engenharia Clínica para a melhor gestão de custos e das tecnologias em hospitais, sejam eles públicos ou privados.

Resumo em Inglês:

Clinical Engineering is an important area for health care facilities, capable of applying engineering and management techniques to improve health technologies. In this context, this paper reports the economic impacts of the application of clinical engineering management techniques in a large Brazilian public hospital, which is also a reference for high complexity medical procedures - General Hospital of the Federal University of Uberlândia. The discussion is supported by a quantitative documentary research, which took into account not only the economic aspects, but also the quality of the service provided. The survey was based on reports and administrative documents from 2001 to 2010, related to human resources, service and quality indicators, costs of parts and contracts. Among the findings, it was observed a reduction of approximately 20% in corrective maintenance and their stabilization over time, even as the technological park of the institution increased. As for the overall amount of cost with contracts, there was a reduction of approximately 65% during the period. The savings generated by the Clinical Engineering Service, for the institution, were about R$ 2 million in 2010. The cumulative savings over the period of 2001 to 2010 were about R$ 7.6 million. Based on those results, it can be concluded that the Clinical Engineering Service provided a significant reduction in costs for the institution, by means of setting and training its own team, reducing costs and a better planning of maintenance. Those results demonstrate the importance of a Clinical Engineering Service for best managing costs and technologies in hospitals, whether public or private.

Resumo em Português:

Campos elétricos de alta intensidade (HIEF) são aplicados ao miocárdio durante desfibrilação e cardioversão. Embora eficazes na reversão de arritmias potencialmente letais, HIEF podem lesar cardiomiócitos por eletropermeabilização da membrana. Neste estudo, a influência das dimensões celulares sobre o efeito letal de HIEF foi estudada em cardiomiócitos isolados de rato alinhados paralelamente ao campo. A máxima variação do potencial de membrana induzida pelo campo (ΔVmax) foi calculada com o modelo de Klee-Plonsey. As células estudadas foram distribuídas em dois pares de grupos de acordo com seu comprimento e largura. A intensidade limiar do campo não dependeu da largura celular, mas sim do comprimento (menor nas células mais longas, p < 0.001), enquanto ΔVmax no limiar foi comparável entre os grupos. Nas células mais longas, observou-se desvio à esquerda (p < 0.01) da curva que descreve a relação entre probabilidade de letalidade e a intensidade do campo, evidenciando maior sensibilidade à ação deletéria de HIEF. Porém, a curva de letalidade em função de ΔVmax foi semelhante em todos os grupos, o que confirma a predição pelo modelo de Klee-Plonsey. A similaridade de resultados com estimulação limiar e com HIEF indica que: a) o efeito do comprimento celular sobre a sensibilidade ao campo poderia ser atribuído a diferenças no grau de polarização da membrana durante a aplicação do estímulo; b) o modelo de Klee-Plonsey parece ser confiável para a análise da interação espacial da célula com HIEF; c) é possível que o maior comprimento celular em miócitos hipertrofiados os torne mais susceptíveis a lesão durante desfibrilação/cardioversão.

Resumo em Inglês:

Application of high intensity electric fields (HIEF) to the myocardium is commonly used for cardiac defibrillation/cardioversion. Although effective at reversing life-threatening arrhythmias, HIEF may cause myocyte damage due to membrane electropermeabilization. In this study, the influence of cell length and width on HIEF-induced lethal injury was analyzed in isolated rat cardiomyocytes in parallel alignment with the field. The field-induced maximum variation of membrane potential (ΔVmax) was estimated with the Klee-Plonsey model. The studied myocyte population was arranged in two group pairs for comparison: the longest vs. the shortest cells, and the widest vs. narrowest cells. Threshold field intensity was significantly lower in the longest vs. shortest myocytes, whereas cell width influence was not significant. The threshold ΔVmax was comparable in all groups. Likewise, a significant leftward shift of the lethality curve (i.e., relationship of the probability of lethality vs. field intensity) of the longest cells was observed, evidencing greater sensitivity to HIEF-induced damage. However, the lethality curve as a function of ΔVmax was similar in all groups, confirming a prediction of the Klee-Plonsey model. The similar results for excitation and injury at threshold and HIEF stimulation, respectively, indicate that: a) the effect of cell length on the sensitivity to the field would be attributable to differences in field-induced membrane polarization that lead to excitation or lethal electroporation; b) the Klee-Plonsey model seems to be reliable for analysis of cell interaction with HIEF; c) it is possible that increased cell length in hypertrophied hearts enhances myocyte fragility upon defibrillation/cardioversion.

Resumo em Português:

Uma identificação correta de transientes em sinais de ECG (Eletrocardiograma) pode auxiliar métodos de processamento de sinal de ECG, pois esse tipo de evento degrada o sinal e pode induzir a erros. Diante disso, o presente trabalho propõe uma arquitetura para a detecção desses fenômenos, seguindo a tendência atual da computação distribuída, na qual um sensor realiza a detecção dos transientes no momento da aquisição do sinal, e, em seguida, encaminha essa informação através de uma rede de comunicação de dados, desenvolvida especialmente para a automação hospitalar, até um dispositivo computacional que irá processar os dados ou então apresentá-los a um profissional capacitado para fazer a análise de forma manual. Para realizar a detecção de transientes, foi proposto um método matemático baseado na transformada Hilbert do sinal de ECG, aliado ao PM-AH (Protocolo Multiciclos para Automação Hospitalar), com adição de quadros neste, para que seja possível o envio da informação sobre a ocorrência de transientes junto aos dados do sinal de eletrocardiograma. Dentre os transientes possíveis, foi escolhido o ruído, por ser o fenômeno que mais interfere no processamento de sinais de ECG, onde testes foram realizados com a base de dados MIT-BIH Arrhythmia Database, enquanto uma análise matemática foi feita nos novos quadros do protocolo PM-AH, com o intuito de demonstrar a consistência do protocolo com esta adição.

Resumo em Inglês:

A correct identification of transients in the ECG (electrocardiogram) can assist processing methods for ECG signals, since this type of event degrades the signal and can be misleading. Therefore, this paper proposes an architecture for detection of these phenomena, following the current trend of distributed computing, in which a sensor will detect transients at the time of signal acquisition, and then forward this information through a data communication network, designed specifically for hospital automation, to a computing device that will process the data or present it to a trained professional for manual analysis. To perform the detection of transients, a mathematical method based on the Hilbert transform of the ECG signal is proposed here, allied with the MP-HA (Multicycle Protocol for Hospital Automation), with the addition of frames, so that information on the occurrence of transients can be transmitted along with signal data of the electrocardiogram. Among the possible transients, noise was chosen because it is the phenomenon that interferes the most with the processing of ECG signals. Tests were performed using the MIT-BIH Arrhythmia Database, while a mathematical analysis was used in the new frames of the MP-HA protocol in order to demonstrate the consistency of the protocol with this addition.

Resumo em Português:

O presente trabalho descreve o projeto e construção de um calorímetro diferencial com a finalidade de avaliar o aquecimento gerado por feixes ultrassônicos em níveis terapêuticos. O calorímetro consiste em duas câmaras cilíndricas de alumínio idênticas (de medição e de referência), preenchidas com um material mimetizador de tecido biológico (phantom). Cada câmara possui seis termopares tipo E (diâmetro 0,24 mm), posicionados ao longo do eixo central de propagação da onda, entre as profundidades 10-60 mm, distantes 10 mm entre si. Foi levantada a curva de potência e estimado o valor da área de radiação efetiva (ERA) dos dois transdutores utilizados. A partir destes dados, a intensidade efetiva foi determinada. Para avaliar o calorímetro, foi utilizado um equipamento de ultrassom de Fisioterapia, operando nas frequências nominais 1 e 3 MHz, modo contínuo, intensidades nominais 0,5; 1,0; 1,5 e 2,0 W.cm-2 e tempo de irradiação 180 segundos. Uma sequência de oito protocolos de medição foi realizada dez vezes. Para ambas as frequências, houve um declínio do aquecimento ao longo da profundidade e a região do "phantom" que mais aqueceu foi a que corresponde à profundidade de 10 mm, em todas as intensidades. O maior aquecimento ocorreu a 2,0 W.cm-2, com médias de 6,7 ± 1,0 ºC e 12,6 ± 1,2 ºC, a 1 MHz e 3 MHz, respectivamente. O calorímetro proposto mostrou-se útil na caracterização de feixes ultrassônicos aplicados em Fisioterapia, principalmente na identificação de possíveis máximos locais de temperatura (pontos quentes) que ocorrem ao longo do eixo principal do feixe.

Resumo em Inglês:

The present work describes the project and construction of a differential calorimeter designed to evaluate the heating generated by ultrasound beam in therapeutic levels. The calorimeter consists of two identical aluminum cylindrical chambers (for measurement and reference) filled with biological tissue mimicking material (phantom). Each chamber is fitted with six thermocouples type E (0.24 mm diameter) disposed along the wave propagation central axis, between the depths of 10-60 mm, distant 10 mm from each other. The power curve and the value of the effective radiation area (ERA) of the two transducers were estimated. From these data, the effective intensity was determined. The calorimeter was tested by using an ultrasound equipment of Physiotherapy, operating at the frequencies 1 and 3 MHz, continuous mode, nominal intensities 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 W.cm-2 and irradiation time 180 seconds. A sequence of eight protocols of measurement was repeated 10 times. At both frequencies, there was a decline of heating along the depth and the phantom region that heated the most corresponded to 10 mm of depth, in all intensities employed. The greatest increase in temperature occurred after application of 2.0 W.cm-2, with averages of 6.7 ± 1.0 ºC and 12.6 ± 1.2 ºC, at 1 MHz and 3 MHz, respectively. The proposed calorimeter may be useful for identifying possible local temperature maxima (hot spots) that appear along the central axis beam.

Resumo em Português:

A dengue é uma doença viral transmitida ao homem pela picada do mosquito Aedes aegypti contaminado. A erradicação do mosquito é extremamente difícil. Assim a implementação e o acompanhamento das medidas de controle da população do inseto são essenciais. O estabelecimento de métodos de monitoração do vetor da doença é uma preocupação de vários países tropicais. No estado de Pernambuco (Brasil), a ocorrência do vetor vem sendo monitorada pelo uso de ovitrampas, armadilhas especiais para a deposição e contagem dos ovos do mosquito. No entanto, comumente esta contagem é realizada manualmente com o auxílio de lupa ou microscópio, método trabalhoso que exige tempo de profissionais treinados e está sujeita a variações. Este trabalho apresenta uma ferramenta capaz de adquirir e armazenar imagens das palhetas das ovitrampas, realizar a contagem semi-automática e automática dos ovos, sem a utilização do microscópio. O sistema desenvolvido é baseado em uma plataforma óptica, uma interface homem-máquina e um software de aquisição de imagem, com a contagem assistida dos ovos do mosquito. Esta contagem semi-automática gerou um ganho de velocidade na contagem de três vezes. As informações obtidas pelo sistema são enviadas pela Internet para um computador servidor WEB, onde são analisadas por técnicas de processamento de imagens. A contagem automática dos ovos baseia-se nos processos de segmentação, filtragem e quantificação. Este método foi aplicado em um conjunto de 100 imagens obtendo um erro global de 2,67%. Dois protótipos do sistema foram instalados e implementados, em duas diferentes cidades do estado de Pernambuco.

Resumo em Inglês:

Dengue is a viral disease transmitted to humans by the bite of the infected Aedes aegypti mosquito. The Dengue vector eradication is extremely difficult, therefore the implementation and evaluation of public policies are important issues. New methods of monitoring disease vectors are major concern in many tropical countries. In the state of Pernambuco (Brazil), the presence of the vector has been monitored by the use of ovitraps, special traps for the mosquito eggs deposition, and eggs counting methods. One drawback of the monitoring procedure is that the egg counting method has been done manually with a magnifying glass or microscope, a laborious method requiring time of trained personnel and is subject to variations. This work presents a tool capable of acquiring and storing images of the ovitraps palettes and counting eggs, semi-automatically and automatically. The developed system is based on an optical platform, a man-machine interface, and a software for mosquito eggs counting. This semi-automatic count generated a three-fold increase in the counting speed. The obtained information is sent over the Internet to a WEB server computer, where it is analyzed using image processing techniques. The automatic counting procedure is based on segmentation, filtering, and quantification processes. This method was applied to a group of 100 images giving a total error of 2.67%. Two prototypes of the device have been installed and implemented in two different cities in Pernambuco state.

Resumo em Português:

A prática mental (PM) é um método de treinamento pelo qual a representação interna de uma determinada ação motora é repetida diversas vezes com o objetivo de aumentar a performance motora. O objetivo deste estudo piloto foi avaliar a influência aguda da PM sobre as modificações da atividade cerebral utilizando a análise espectral do potencial relacionado a evento (PRE) e a magnitude quadrática da coerência (MSC) nas bandas de frequências delta, alfa e beta. Seis homens saudáveis (idade entre 20-25 anos) participaram deste estudo. Foram realizadas seis sessões individuais de PM baseada em imaginação motora (IM) de flexão e extensão da metacarpofalangeana do dedo indicador da mão dominante. Cada sessão consistiu de 15 minutos de IM, sendo realizada 2 vezes por semana, durante 3 semanas. Foram realizados registros de sinais de eletroencefalografia (EEG) antes e após as sessões de PM, durante: atividade espontânea; IM e; execução do movimento. Os eletrodos foram colocados nas derivações C3, C4 e Cz, de acordo com o sistema internacional 10-20. A potência do PRE e a MSC foram analisados para a derivação C3. Após o treinamento com a PM houve um aumento significativo (p = 0,03) na potência do PRE (normalizado com a potência da atividade espontânea) na banda delta durante a IM e o movimento do dedo. Além disso, houve aumento estatisticamente significativo da MSC durante a IM (F = 8,85, p = 0,001) e execução do movimento (F = 2,37; p = 0,048). Estes resultados sugerem a necessidade de se avaliar as mudanças na banda delta após a PM em novos estudos.

Resumo em Inglês:

Mental Practice (MP) is a training method by which internal representation of a motor action is repeated several times to increase the individual's functional performance. This pilot study aimed to assess the acute influence of MI-based MP in oscillatory brain activity changes related to event related potential (ERP) power and magnitude square of coherence (MSC) at delta, alpha and beta frequencies. Six healthy volunteers (aged 20-25 years) participated in this study. One-on-one 15-minute MP training sessions were provided two days per week for three weeks. The MP sessions were performed based on motor imagery (MI) of the metacarpophalangeal flexion and extension of the dominant hand index finger. Electroencephalography signals were recorded before and after the training program, during spontaneous activity, MI and movement. Electrodes were positioned at C3, C4 and Cz locations, in accordance with the 10-20 international system. The ERP power and MSC were analized at C3 derivation. After MP, the ERP power (normalized with the spontaneous activity power) increased especially in delta band during the MI and execution (p = 0.03). After the MP period, MSC values increased for 5 subjects during MI (F = 8.85; p = 0.001) and movement execution (F = 2.37; p = 0.048), in that band. These results suggest the need to evaluate changes in delta band after the PM in new studies.

Resumo em Português:

Este artigo descreve o projeto de um sistema computacional em tempo real para biofeedback multimodal. As informações biológicas ou psico-fisiológicas do paciente são detectadas por sensores específicos e processadas para prover feedback visual, por meio de ambientes virtuais tridimensionais e feedback auditivo. O dispositivo foi projetado para coleta e tratamento de seis sinais distintos: EMG, EEG, GSR, temperatura, frequência cardíaca e frequência respiratória. O aplicativo de software foi projetado em linguagem Visual C++ e utiliza técnicas de programação concorrente para permitir o tratamento adequado de todas as ações em tempo real. Os ambientes virtuais foram criados no software 3D Studio Max® e renderizados utilizando os recursos da biblioteca gráfica DirectX® da Microsoft Corp. O sistema desenvolvido resultou, conforme relatos dos voluntários, em sessões agradáveis e interessantes, que permitiam a escolha de diferentes tipos de ambientes virtuais capazes de se adequar às necessidades individuais. Todos os dados coletados durante as sessões de biofeedback são armazenados em um banco de dados específico, possibilitando a geração de relatórios para o terapeuta e permitindo o acompanhamento da evolução dos pacientes ao longo do tratamento. O sistema possui potencialidade para utilização como apoio ao tratamento de diversas patologias e disfunções, como demonstrado pelos experimentos realizados nas diferentes modalidades de biofeedback. Com este trabalho, os autores esperam ainda contribuir para o desenvolvimento de know-how nacional na área, à medida que disponibilizam técnicas avançadas para produção de hardware e software aplicáveis a tratamentos em biofeedback multimodal.

Resumo em Inglês:

This article describes the design of a real-time multimodal biofeedback system. Biological or psycho-physiological information from the patients are detected by specific sensors and processed to provide visual feedback, by means of three-dimensional virtual environments and auditory feedback. The device has been designed to capture up to six biomedical signals: EMG, EEG, GSR, temperature, heart rate and respiratory rate. The software was designed using Visual C++ and uses concurrent programming techniques to allow proper treatment of all actions in real time. The virtual environments have been created with 3D Studio Max® and rendered using the resources of the DirectX® graphics library from Microsoft Corp. The developed system resulted, according to reports from volunteers, in enjoyable and interesting sessions, allowing the selection of different types of virtual environments able to adapt to individual needs. All data collected during the biofeedback sessions are stored in a specific database, allowing the generation of reports to the therapist and enabling him to monitor the progress of the patients throughout the treatment. The system has great potential to be uses as a supporting tool for the treatment of various diseases and disorders, as demonstrated by experiments performed on different types of biofeedback. Also, with this work, the authors hope to contribute to the further development of national expertise in the area, as they provide advanced techniques for the production of hardware and software applied to multimodal biofeedback treatments.

Resumo em Português:

As espécies do gênero Candida são causadoras de diversas infecções fúngicas e, nos últimos anos, tem sido desenvolvidas novas tecnologias para auxiliar nos diagnósticos microbiológicos. Dentre as técnicas está a espectroscopia infravermelha junto com a análise estatística multivariada. O objetivo deste trabalho é comparar dois métodos: estatístico (análise multivariada) e não-estatístico (ajuste de curva), utilizando os espectros infravermelhos de Candida albicans, Candida dubliniensis e Candida parapsilosis para testar o potencial do uso de Análise Estatística Multivariada para discriminação de espectros de micro-organismos. Para isso foram obtidos, utilizando o Spectrum Spotlight 400 da PerkinElmer, 54 espectros infravermelhos, sendo 18 de cada espécie, na faixa de 4000 a 1000 cm-1, com resolução de 4 cm-1, no modo de transmissão, a 20 ºC. A análise dos espectros foi realizada através de três métodos: (1) inspeção visual direta dos espectros; (2) análise estatística multivariada; (3) ajuste de curva para a determinação de estruturas secundárias de proteínas. Na região de 1200 a 1000 cm-1, os espectros apresentam diferenças que podem ser percebidas numa inspeção visual direta. Uma banda próxima de 1070 cm-1 e outra próxima de 1045 cm-1 apresentam intensidades relativas diferentes para os três espectros. Por outro lado, as bandas da amida I, na região de 1710 a 1590 cm-1, apresentam aspectos visuais semelhantes com máximo em 1651 cm-1 para os espectros dos três micro-organismos. Esse fato torna possível submeter a análise estatística multivariada a um teste de sua capacidade de diferenciar três espectros de Candida. A análise estatística multivariada foi aplicada aos 54 espectros para investigar as regiões de 4000 a 1000 cm-1 com exceção da região de 2600 a 2300 cm-1 e de 1710 a 1590 cm-1 que corresponde a das bandas da amida I. A técnica selecionada foi a análise por componentes principais (PCA, Principal Componente Analysis), utilizando os primeiros quatro componentes principais, em conjunto com a técnica hierárquica de análise de agrupamento (HCA, Hierarchical Clustering Analysis) segundo o método de Ward. Foi utilizado para esta análise o software MINITAB 15 e o resultado mostra uma clara discriminação dos espectros dos três micro-organismos nas duas regiões consideradas. Adicionalmente foi obtido o espectro médio de cada micro-organismo nas bandas da amida I na região de 1710 a 1590 cm-1. Os três espectros médios assim obtidos foram analisados pelo método de ajuste de curva que não é estatístico para determinar as estruturas secundárias de proteínas. Para esta análise o software ORIGIN 7.5 foi utilizado e os resultados obtidos mostram estruturas conformacionais diferentes nos três micro-organismos. Esses resultados confirmam a discriminação obtida através da análise estatística multivariada e visual. Pode-se concluir que as análises estatísticas multivariadas baseadas em análise por componentes principais e análise de agrupamento com uso do algoritmo Ward é potencialmente útil para discriminar micro-organismos através de seus espectros infravermelhos. Além disso, as análises mostram que as bandas da amida I dos espectros infravermelhos de Candida albicans, Candida dubliniensis e Candida parapsilosis fornecem um conjunto de dados cuja estrutura de agrupamento é conhecida e que pode ser útil para testar e validar algoritmos estatísticos de análise de agrupamento.

Resumo em Inglês:

Films of Candida albicans, Candida dubliniensis and Candida parapsilosis were prepared and the infrared spectra of these films were obtained in the region 4000 to 1000 cm-1, with resolution of 4 cm-1, in the transmission mode, at 20 ºC. Fifty four spectra were obtained, 18 of each microorganism, with the PerkinElmer Spotlight 400 FT-IR, which has a microscope attached to a FT-IR spectrophotometer. The spectra were analyzed through three methods: (1) mere visual inspection; (2) multivariate statistical analysis; (3) curve-fitting for determining secondary structures of proteins. In the region 1200 to 1000 cm-1, the spectral bands show differences that can be seen by a mere visual inspection. On the other hand, the amide I bands, in the region 1710 to 1590 cm-1, have the same visual aspect for the three microorganisms. Multivariate statistical analysis was applied to analyze these amide I bands of all the 54 spectra. Principal component analysis (PCA) and techniques of hierarchical cluster analysis (HCA, Hierarchical Clustering Analysis) according to Ward's method were applied using the software MINITAB 15. The results show a clear discrimination of the three microorganisms. The average spectrum of each microorganism was obtained in the amide I band. Each average spectrum was analyzed by curve-fitting for the determination of secondary structures of proteins. The software used was the ORIGIN 7.5 and the results confirm the discrimination obtained through multivariate statistical analysis. This result shows that multivariate statistical analysis can be useful to discriminate infrared spectra of different microorganisms. Furthermore, this work shows that the amide I bands of the infrared spectra of Candida albicans, Candida dubliniensis, and Candida parapsilosis provide a set of data of known group structure that can be useful to test statistical algorithms of cluster analysis.