Resumo em Inglês:

INTRODUCTION: The detection of the somatosensory response (SR) is an important tool for the neurophysiological evaluation in the intra and post-operative period of some vascular and spine surgeries. Particularly, the SR identification with a maximum false positive ratio by means of Objective Response Detection (ORD) techniques could lead to a less subjective procedure. In this work a novel ORD, the Rice Detector (RD), is presented and its theoretical critical value is obtained. METHODS: The probability of detection (PD) of RD is assessed for different numbers of eletroencephalographic (EEG) signal epochs (M = 30, 60, 120, 240) and signal-to-noise ratios (-20 to 10 dB, in steps of 1 dB) by means of simulation. The simulated PD curves (PDc) are compared with the theoretical ones and with the PDc of the Magnitude-Squared Coherence (MSC), a well-known ORD technique. The performance of RD and MSC are also compared for real EEG data. The comparison is based on the DP for estimates calculated with M = 30, 60, 120 and 240 epochs. RESULTS: The results showed that the simulated PDc follow the theoretical ones and both the MSC and RD present similar performance, with slight advantage for this latter at low M-values. However, for real data, no statistical significant difference (proportion test with alpha=0.05) was found between MSC and RD. CONCLUSION: Both techniques presented mean detection rates varying from 70% to 90%, even for intermediate M-value (120 epochs), and can be useful for evoked response detection applications.

Resumo em Português:

INTRODUCAO Procedimentos cirúrgicos ortopdicos como a osteotomia, em que se realiza o corte da tíbia, são muito comuns e devem ser muito bem executados para que sejam obtidos bons resultados. Nesse cenário, o estudo de como o osso reage ao processo de corte um tópico relevante de estudos. O objetivo deste trabalho apresentar um modelo matemático do processo de corte na tíbia humana por uma serra automática, usando o mtodo de Bond Graph. MTODOS: Com base em um trabalho anterior, foi desenvolvido um modelo para a força de reação ao corte da serra. Alm disso, foi desenvolvido um modelo embasado no mtodo Bond Graph para se determinar a resposta das diversas partes do osso à ação da serra. Foram tambm realizadas análises no domínio da frequência para se analisar a estabilidade do sistema. RESULTADOS: Foram obtidos e apresentados os resultados das simulações descritas. Os resultados mostraram boa concordância com o comportamento esperado para a força de reação à serra e para a resposta do material ósseo ao corte. Alm disso, as análises no domínio da frequência mostraram que o mtodo de modelagem proposto tem características promissoras com relação a estabilidade do sistema. CONCLUSÃO: Os resultados sugerem que o mtodo tem bom potencial para ser usado, no futuro próximo, para análises do processo de perfuração antes de procedimentos cirúrgicos. Entretanto, estudos adicionais sobre a estabilidade e sobre o projeto adequado de um controlador de velocidade são ainda necessários.

Resumo em Inglês:

INTRODUCTION: Orthopedic surgical procedures such as osteotomy, in which cutting of the tibia bone is performed, are very common and should be very well performed in order to yield good results. Under this scenario, the study on how the bone reacts to the cutting process is a relevant topic for studies. The goal of this work is to present a mathematical model of the cutting process in the human tibia bone using the Bond Graph method. METHODS: Based on a previous work, a model for the reaction force to the cutting action of the saw has been developed. Moreover, a bond graph based model for determining the bone response to the cutting action of the saw has also been developed. Frequency domain analyses were performed for evaluating the stability of the system. RESULTS: The results of the simulations described were obtained and presented. The results were in good agreement with the expected behavior for the reaction force to the saw, and with respect to the response of the bone material to the cutting process. Moreover, the frequency domain analyses showed that the proposed modelling method has promising characteristics regarding system stability. CONCLUSION: The results suggest that the method has good potential for use, in the near future, for analyses of the cutting process before the surgical procedures. However, additional studies on stability, as well as a proper project of a velocity controller, are still necessary.

Resumo em Inglês:

INTRODUCTION: The aim of this work is to present a physical implementation of a noninvasive methodology to analyze the directional sensitivity of human auditory system. A computer controlled experiment set-up has been designed and developed to study the behavior of human subjects under the presentation of interaural time delays and interaural amplitude differences for several sensation levels. METHODS: The proposed methodology comprises: the application of trains of low-pass filtered narrow pulses as acoustic binaural stimuli; the automatic, simultaneous and random variation of interaural time delays and interaural amplitude differences; the absence of human interference along the experimental sessions, except for the decision of the listener under test; the minimization of adaptation effects. RESULTS: Numerous lateralization judgments have been accomplished in order to investigate the transduction mechanism which allows deciding which side of subjects medial plane the source of binaural acoustic stimuli is located in. The behavior of decision time with the order of judgment, the sensation levels and the interaural differences in time and amplitudes has been analyzed. CONCLUSION: The noninvasive, reliable and automatic approach here presented allows obtaining psychophysical responses associated to the neuro-physiological phenomena underneath lateralization capability.

Resumo em Português:

INTRODUÇÃO: Entre os riscos intrínsecos na assistência à saúde, a infusão de medicamentos é uma preocupação constante. Essa pesquisa analisou os tipos de notificações de eventos adversos, com a possibilidade dos profissionais envolvidos no uso incorreto de operação de Bombas de Infusão (BI). Os autores realizaram uma pesquisa dos problemas decorrentes de eventos adversos gerados da utilização de BI e desenvolveram um instrumento de identificação de conhecimentos de habilidades e usabilidades de BI. MÉTODOS: A metodologia utilizada no estudo foi desenvolvida em quatro fases. Na primeira e segunda fase, realizou-se uma pesquisa no banco de dados de relatos sobre notificações na unidade de Tecnovigilância da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) com o levantamento de dados, classificação de equipamentos, tipificação de problemas e análise de causas comuns. Na terceira fase realizou-se a análise do banco de dados de notificações de um fabricante de BI. Na última fase foi feita a análise de causas comuns para desenvolver as ações preventivas e o desenvolvimento do instrumento proposto. RESULTADOS: Foram analisados os anos de 2006 a 2011 onde existiam 1.971 relatos sobre notificações de equipamentos médicos hospitalares, sendo 251 desses relatos sobre BI (12,6%). Essa porcentagem foi a maior encontrada entre todos os equipamentos notificados. CONCLUSÃO: O estudo permitiu afirmar que os profissionais que operam as BI, muitas vezes possuem carência de conhecimento e/ou falta de compromisso com a atividade. Pode-se afirmar que um aspecto importante e inquestionável sobre o uso de BI é a relação com a segurança.

Resumo em Inglês:

INTRODUCTION: Among the inherent risks in health care, the infusion of drugs is a constant concern. This research examined the types of notification of adverse events, with the possibility of the health professionals involved in the incorrect use of Infusion Pumps (IP) operation. The authors conducted a research of the problems arising from adverse events generated using IP and developed an instrument to identify the skills and knowledge of BI usability. METHODS: The methodology used in the study was developed in four phases. In the first and second phases, we carried out a search in the database of reports on notification in technovigilance unit of the Brazilian Health Surveillance Agency (ANVISA) with data collection, equipment classification, classification and analysis of problems of common causes. In the third phase took place the analysis of the database of notification from an IP manufacturer. In the last phase an analysis was made of the common causes for developing preventive actions and the development of the proposed instrument. RESULTS: We analyzed the years 2006 to 2011 where there were 1.971 reports of medical equipment notification, and 251 of these reports on IP (12.6%). This percentage was the highest among all equipment reported. CONCLUSION: The study allowed us to say that the professionals who operate the IP often denote lack of knowledge and / or lack of commitment to the activity. It can be argued that an important and unquestionable aspect about the use of IP is related to safety.

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INTRODUÇÃO: Dentre as doenças que afetam a população mundial, destaca-se a preocupação com a Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica (DPOC), que, segundo a Organização Mundial de Saúde, pode se constituir na terceira causa de morte mais importante em todo mundo no ano de 2030. Visando contribuir com o auxílio ao diagnóstico médico, esta pesquisa centraliza seus esforços na etapa de segmentação dos pulmões, visto que esta é a etapa básica de sistema de Visão Computacional na area de pneumologia. MÉTODOS: Este trabalho propõe um novo método de segmentação dos pulmões em imagens de Tomografia Computadorizada (TC) do tórax chamado de Método de Contorno Ativo (MCA) Crisp Adaptativo 2D. Este MCA consiste em traçar automaticamente uma curva inicial dentro dos pulmões, que se deforma por iterações sucessivas, minimizando energias que atuam sobre a mesma, deslocando-a até as bordas do objeto. O MCA proposto é o resultado do aperfeiçoamento do MCA Crisp desenvolvido previamente, visando aumentar a sua exatidão, diminuindo o tempo de análise e reduzindo a subjetividade na segmentação e análise dos pulmões dessas imagens pelos médicos especialistas. Este método por iterações sucessivas de minimização de sua energia, segmenta de forma automática os pulmões em imagens de TC do tórax. RESULTADOS: Para sua validação, o MCA Crisp Adaptativo é comparado com os MCAs THRMulti, THRMod, GVF, VFC, Crisp e também com o sistema SISDEP, sendo esta avaliação realizada utilizando como referência 24 imagens, sendo 12 de pacientes com DPOC e 12 de voluntários sadios, segmentadas manualmente por um pneumologista. Os resultados obtidos demonstram que o método proposto é superior aos demais. CONCLUSÃO: Diante dos resultados obtidos, pode-se concluir que este método pode integrar sistemas de auxílio ao diagnóstico médico na área de Pneumologia.

Resumo em Inglês:

INTRODUCTION: Among the diseases that affect the world's population, there is concern about Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), that, according to the World Health Organization, could be the leading cause of death worldwide by the year 2030. Aiming to contribute to aid medical diagnosis, this research focuses its efforts on the segmentation of the lungs, since this is the basic step system in the area of Computer Vision pulmonology. METHODS: This paper proposes a new method for segmentation of lung images in Computed Tomography (CT) of the chest called Active Contour Method (MCA) Crisp Adaptive 2D. This MCA is to draw a curve starting inside an object of interest. This curve is deformed by successive iterations, minimizing energies that act on it, moving it to the edges of the object. The MCA is the improvement of the proposed MCA Crisp previously developed, aiming to increase the accuracy, decreasing analysis time and reducing the subjectivity in the segmentation and analysis of the lungs of these images by pulmonologists. This method is automatically initialized in the lungs and on successive iterations to minimize this energy, this MCA automatically targets the lungs in chest CT images. RESULTS: To evaluate the proposed method, the MCA Adaptive Crisp is compared with MCAs THRMulti, THRMod, GVF, VFC, Crisp and also with the system SISDEP, this assessment is performed using reference images 24, 12 COPD patients and 12 volunteers healthy, manually segmented by a pulmonologist. The results show that the proposed method is superior to the others. CONCLUSION: Based on the results, it can be concluded that this method can integrate systems aid in the medical diagnosis of Pulmonology.

Resumo em Inglês:

INTRODUCTION: Breast cancer has the second highest world's incidence rate, according to the Brazilian National Cancer Institute (INCa). Clinical examination and mammography are the best methods for early diagnosis. Computer-aided detection (CADe) and computer-aided diagnosis (CADx) systems are developed to improve mammographic diagnosis. Basically, CADx systems have three components: (i) segmentation, (ii) parameters extraction and selection, (iii) lesion classification. The first step for a CADx system is segmentation. METHODS: A microcalcification segmentation method is proposed, based on morphological operators, Otsu's Method and radiologists' knowledge. Pre-processing with top-hat operators improves contrast and reduces background noise. The Otsu's method automatically selects the best grey-level threshold to segment microcalcifications, obtaining binary images. Following, inferior reconstruction and morphological dilatation operators are applied to reconstruct lost structure details and fill small flaws in the segmented microcalcifications. Finally, the Canny edge detection is applied to identify microcalcifications contour candidates for each region-of-interest (ROI). Two experienced radiologists intervene in this semi-automatic method, firstly, selecting the ROI and, then, analyzing the segmentation result. The method was assessed in 1000 ROIs from 158 digital images (300 dpi, 8 bits). RESULTS: Considering the radiologists opinion, the rates of ROIs adequately segmented to establish a diagnosis hypothesis were 97.8% for one radiologist and 97.3% for the other. Using the Area Overlap Measure (AOM) and the 2136 microcalcifications delineated by an experienced radiologist as gold standards, the method achieved an average AOM of 0.64±0.14, being 0.56±0.09 for small microcalcifications and 0.66±0.13 for the large ones. Moreover, AOM was 0.64±0.13 for the benign and 0.64±0.14 for the malignant lesions with no statistical differences between them. CONCLUSION: Based on these findings, the proposed method could be used to develop a CADx system that could help early breast cancer detection.

Resumo em Português:

INTRODUÇÃO: Grande parte da população mundial é afetada por doenças pulmonares, como é o caso das broncopatias constituídas pela asma, bronquiectasia e a bronquite. O diagnóstico de broncopatias é baseado no estado das vias aéreas. Neste sentido, a segmentação automática das vias aéreas em imagens de Tomografia Computadorizada (TC) do tórax é uma etapa fundamental para auxílio ao diagnóstico dessas doenças. MÉTODOS: O presente trabalho avalia algoritmos e desenvolve métodos de segmentação automática das vias aéreas 2D. Tais métodos são compostos por algoritmos de detecção de vias aéreas, sendo estes rede neural Multilayer Perceptron (MLP) e Análise de Densidades Pulmonares (ADP), e por algoritmos de segmentação de vias aéreas, sendo estes Crescimento de Região (CR), Método de Contornos Ativos (MCA) Balão e Topológico Adaptativo. RESULTADOS: Os resultados foram obtidos em três etapas: análise comparativa entre os algoritmos de detecção MLP e ADP, com um padrão-ouro adquirido por três médicos com expertise em imagens de TC do tórax; análise comparativa entre algoritmos de segmentação MCA balão, MCA topológico adaptativo, MLP e CR; e avaliação das possíveis combinações entre os algoritmos de detecção e segmentação, resultando no método completo para segmentação automática das vias aéreas em 2D. CONCLUSÃO: A baixa incidência de falso-negativo e a redução significativa de falso-positivo, resulta em coeficiente de similaridade e sensibilidade superior a 91% e 87% respectivamente, para uma combinação dos algoritmos, com qualidade de segmentação satisfatória.

Resumo em Inglês:

INTRODUCTION: Much of the world population is affected by pulmonary diseases, such as the bronchial asthma, bronchitis and bronchiectasis. The bronchial diagnosis is based on the airways state. In this sense, the automatic segmentation of the airways in Computed Tomography (CT) scans is a critical step in the aid to diagnosis of these diseases. METHODS: This paper evaluates algorithms for airway automatic segmentation, using Neural Network Multilayer Perceptron (MLP) and Lung Densities Analysis (LDA) for detecting airways, along with Region Growing (RG), Active Contour Method (ACM) Balloon and Topology Adaptive to segment them. RESULTS: We obtained results in three stages: comparative analysis of the detection algorithms MLP and LDA, with a gold standard acquired by three physicians with expertise in CT imaging of the chest; comparative analysis of segmentation algorithms ACM Balloon, ACM Topology Adaptive, MLP and RG; and evaluation of possible combinations between segmentation and detection algorithms, resulting in the complete method for automatic segmentation of the airways in 2D. CONCLUSION: The low incidence of false negative and the significant reduction of false positive, results in similarity coefficient and sensitivity exceeding 91% and 87% respectively, for a combination of algorithms with satisfactory segmentation quality.

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INTRODUÇÃO: O diabetes mellitus é uma condição sistêmica que pode causar retardo da resposta tecidual frente a uma lesão. Diversos estudos têm apontado o laser como importante ferramenta terapêutica para o auxílio do processo de reparo tecidual. Contudo, poucos estudos foram realizados com o emprego de LED (Light Emitting Diode). Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar o efeito da terapia com LED (λ = 945 ± 20nm) de baixa intensidade sobre tecido epitelial de ratos diabéticos em processo de reparo. MÉTODOS: Para tal, foi realizada a indução de diabetes experimental em 20 ratos machos (Wistar), com administração de 40mg/kg, por via endovenosa, de mono-hidrato de aloxana diluído em solução tampão. Após 14 dias, os animais foram submetidos à incisão tecidual na região dorsal, seguida de sutura e divididos em grupo-controle (GI e GIII, 3 e 7 dias pós-lesão, respectivamente), e grupo-tratado com LED (GII e GIV, 3 e 7 dias pós-lesão, respectivamente). Os animais do grupo tratado (n = 10) foram irradiados de forma transcutânea, em duas sessões (30 minutos e 48 horas pós-lesão). RESULTADOS: O número de fibroblastos foi significativamente maior no GIV em relação ao GIII. CONCLUSÃO: Considerando o aumento do número de fibroblastos (análise quantitativa) e o adequado fechamento da lesão (análise qualitativa), pode-se concluir que houve um efeito positivo da terapia LED na região do infravermelho próximo sobre o processo de reparo, após 7 dias de lesão tecidual em animais diabéticos (GIV).

Resumo em Inglês:

INTRODUCTION: Diabetes mellitus is a systemic condition that can cause delayed tissue response to injury. Several studies have demonstrated laser therapy as an important tool to aid the process of tissue repair. However, few studies have been conducted with the use of LED (Light Emitting Diode). OBJECTIVE: The objective of this study was to analyze the low intensity LED (λ = 945 ± 20 nm) therapy effect on epithelial tissue of diabetic rats in the healing process. METHODS: The induction of experimental diabetes was performed in 20 male rats (Wistar) with the intravenous administration of 40mg/kg of alloxan monohydrate diluted in buffer solution. After 14 days the animals underwent tissue incision in the dorsal region, followed by suture, and divided into control groups (GI and GIII, 3 and 7 days post-injury, respectively) and groups treated with LED (GII and GIV, 3 and 7 days post-injury, respectively). The treated groups (n = 10) were irradiated transcutaneously, in two sessions (30 minutes, 48 hours post-injury). RESULTS: The number of fibroblasts was significantly higher in GIV compared to GIII. CONCLUSION: Considering the increase of fibroblasts (quantitative analysis) and appropriate closing of the lesion (qualitative analysis), we conclude that LED therapy in the near infrared region causes a positive effect on healing process after 7 days in tissue injury in diabetic animals (GIV).

Resumo em Português:

INTRODUÇÃO: O grande número de deficientes auditivos faz da perda auditiva um sério problema social, econômico e de saúde pública. Próteses auditivas e implantes cocleares representam os principais dispositivos utilizados como paliativos por pessoas com deficiência auditiva, sendo que os implantes cocleares são muitas vezes a única opção nos casos de deficiência auditiva severa e profunda. Nesse artigo discute-se de maneira geral os diferentes aspectos envolvendo implantes cocleares, tanto de âmbito tecnológico como seu papel socioeconômico. MÉTODOS: Baseado em dados do SUS, IBGE e outras fontes, um levantamento qualitativo e quantitativo é feito pela primeira vez especificamente para a população brasileira. O artigo discute ainda o estado da arte das tecnologias envolvidas no implante coclear, com base em literatura científica e informações de fabricantes, bem como as perspectivas para as próximas gerações de implantes cocleares. CONCLUSÃO: Há potencial e demanda para evoluções nos implantes atuais. A implantação precoce é benéfica para pacientes e sociedade, compensando os custos econômica e socialmente. No entanto, as políticas públicas de reabilitação necessitam se adequar para atender com eficácia à crescente população afetada pela deficiência auditiva.

Resumo em Inglês:

INTRODUCTION: Due to the great number of affected people, hearing loss is considered a serious social, economic and public health problem. Hearing aids and cochlear implants are the primary devices used as palliatives for people with hearing loss, and cochlear implants are often the only option in cases of severe to profound hearing impairment. This paper covers both technological and socio-economic aspects of cochlear implant, which is considered as one of most recommended treatments to alleviate severe to profound hearing loss. METHODS: Brazilian unified health system data is used to display qualitative and quantitative analysis impact on Brazilian population and government. A state-of-art review based on scientific literature and manufacturer data is provided, as well as perspectives for the next cochlear implant generation. CONCLUSION: There is potential and demand for evolutions in current implants. Early implantation is beneficial for patients and society, compensating the costs economic and socially. However, public programs need to adapt in order to efficiently attend the increasing affected population.

Resumo em Português:

INTRODUÇÃO: O e-learning surgiu como uma forma complementar de ensino, trazendo consigo vantagens como o aumento da acessibilidade da informação, aprendizado personalizado, democratização do ensino e facilidade de atualização, distribuição e padronização do conteúdo. Neste sentido, o presente trabalho tem como objeto apresentar uma ferramenta, intitulada de ISE-SPL, cujo propósito é a geração automática de sistemas de e-learning para a educação médica, utilizando para isso sistemas ISE (Interactive Spaced-Education) e conceitos de Linhas de Produto de Software. MÉTODOS: A ferramenta consiste em uma metodologia inovadora para a educação médica que visa auxiliar o docente da área de saúde na sua prática pedagógica por meio do uso de tecnologias educacionais, todas baseadas na computação aplicada à saúde (Informática em Saúde). RESULTADOS: Os testes realizados para validar a ISE-SPL foram divididos em duas etapas: a primeira foi feita através da utilização de um software de análise de ferramentas semelhantes ao ISE-SPL, chamado S.P.L.O.T; e a segunda foi realizada através da aplicação de questionários de usabilidade aos docentes da área da saúde que utilizaram o ISE-SPL. CONCLUSÃO: Ambos os testes demonstraram resultados positivos, permitindo comprovar a eficiência e a utilidade da ferramenta de geração de softwares de e-learning para o docente da área da saúde.

Resumo em Inglês:

INTRODUCTION: E-learning, which refers to the use of Internet-related technologies to improve knowledge and learning, has emerged as a complementary form of education, bringing advantages such as increased accessibility to information, personalized learning, democratization of education and ease of update, distribution and standardization of the content. In this sense, this paper aims to present a tool, named ISE-SPL, whose purpose is the automatic generation of E-learning systems for medical education, making use of ISE systems (Interactive Spaced-Education) and concepts of Software Product Lines. METHODS: The tool consists of an innovative methodology for medical education that aims to assist professors of healthcare in their teaching through the use of educational technologies, all based on computing applied to healthcare (Informatics in Health). RESULTS: The tests performed to validate the ISE-SPL were divided into two stages: the first was made by using a software analysis tool similar to ISE-SPL, called S.P.L.O.T and the second was performed through usability questionnaires to healthcare professors who used ISE-SPL. CONCLUSION: Both tests showed positive results, allowing to conclude that ISE-SPL is an efficient tool for generation of E-learning software and useful for teachers in healthcare.