Diffuse liver disease classification from ultrasound surface characterization, clinical and laboratorial data

In this work liver contour is semi-automatically segmented and quantified in order to help the identification and diagnosis of diffuse liver disease. The features extracted from the liver contour are jointly used with clinical and laboratorial data in the staging process. The classification results of a support vector machine, a Bayesian and a k-nearest neighbor classifier are compared. A population of 88 patients at five different stages of diffuse liver disease and a leave-one-out cross-validation strategy are used in the classification process. The best results are obtained using the k-nearest neighbor classifier, with an overall accuracy of 80.68%. The good performance of the proposed method shows a reliable indicator that can improve the information in the staging of diffuse liver disease

The usefulness of ultrasound in the classification of chronic liver disease

Chronic Liver Disease is a progressive, most of the time asymptomatic, and potentially fatal disease. In this paper, a semi-automatic procedure to stage this disease is proposed based on ultrasound liver images, clinical and laboratorial data. In the core of the algorithm two classifiers are used: a k nearest neighbor and a Support Vector Machine, with different kernels. The classifiers were trained with the proposed multi-modal feature set and the results obtained were compared with the laboratorial and clinical feature set. The results showed that using ultrasound based features, in association with laboratorial and clinical features, improve the classification accuracy. The support vector machine, polynomial kernel, outperformed the others classifiers in every class studied. For the Normal class we achieved 100% accuracy, for the chronic hepatitis with cirrhosis 73.08%, for compensated cirrhosis 59.26% and for decompensated cirrhosis 91.67%

Contribution to the evaluation of clinical prognostic factors in canine lymphoma

Non-Hodgkin Lymphoma (NHL) is the most common hematopoietic cancer in dogs, from which up to 50% of the cases are diffuse large B-cell lymphomas (DLBCL). The etiology, like in humans, is believed to be multifactorial. To the date, the best response rate and best survival times are offered by a combination therapy including cyclophosphamide, vincristine, doxorubicin and prednisolone, known by the acronym of CHOP. Infectious agents, namely vector-borne agents (VBA), can induce chronic B cell stimulation and immune deregulation permitting lymphomagenesis. Also, there are several reports in literature associating NHL with VBA, namely from the genus Borrelia and Leishmania mimicking or co-existing with hematopoietic malignancies either in humans or dogs. Vector-borne agents can induce haematological and clinical changes in hosts that, when existing in cancer patients, can either mislead the interpretation of clinical signs or interfere with recognized prognostic markers, namely blood cell populations. Prognosis, after quality of life, is determinant in veterinary oncology to further proceed with a treatment. Short survival times and therapy response rates determine the option for a non standard-of-care treatment or, lately, animal euthanasia without treatment. Consequently, easy to perform, “bench-to-bedside” widely available and cost-effective prognostic markers are fundamental to obtain client financial compliance and support treatment planning and disease outcome. Obtaining serological results on vector-borne agents or haematological information trough a total blood cell count and biochemical parameters are widely available and cost effective either by an “in-house” laboratory or trough commercial laboratories. Having in mind the existing published literature on human medicine regarding haematological parameters as prognostic indicators in lymphoma and the scarse information on the veterinary field, we aimed to: 1) investigate the prevalence of infection by four vector-borne agents (Leishmania infantum, Ehrlichia canis, Anaplasma phagocytophilum and Bartonella henselae), its potential role in lymphomagenesis and its possible association with the tumour subtype and with the haematological alterations present in dogs with lymphoma and, 2) determine the prognostic value of dogs’ sex, neutered status, clinical stage, presence of anaemia, presence of neutrophilia, presence of thrombocytopenia and the ratios lymphocyte-to-monocyte (LMR), neutrophil-tolymphocyte (NLR), platelet-to-lymphocyte (PLR) and platelet-to-neutrophil (PNR) in canine DLBCL that were naïve for treatment, fully staged and received chemotherapy with a 19 week-CHOP protocol. All dogs tested negative for B. henselae, A. phagocytophilum and E. canis by both serology and molecular detection. Regarding L. infantum, 8,2% of the dogs had a positive serologic result. Leishmania infantum DNA was detected in two samples of diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL). These results show an increased, but not significant, seropositivity (8,2%, p=0,201) and molecular detection (3,3%, p=0,166), for L. infantum in dogs with lymphoma, when compared to matched historic controls in the same geographical area. In the second study, PNR showed to be an independent prognostic marker (p≤0,001) for TTPR at 180 and 365 days. Dogs with a PNR above 0,032 were more likely to progress before 180 days (sensitivity 46,5%, specificity 87,5%, p=0,004). On univariate analysis, NLR showed a prognostic significance for LSSR at 180 (p=0,006) and 365 days (p=0,009). A baseline NLR value below 7,45 was positively associated with survival at 180 days (sensitivity of 52%, specificity of 85.3%, p=0.025). The presence of substage b, was associated with early lymphoma progression and decreased survival at 180 days (p =0.031). Anaemia significantly reduced LSSR at 365 days (p=0,028). Although it was not possible to identify, in the first study, any significant association between canine lymphoma and the studied VBA, it was of extreme importance for the discussion of the second study on the possible effects on peripheral blood cell dynamics caused by the CBVD studied. Further studies, following dogs trough their CVBD disease evolution, are worthwhile and may help clarify a possible role of these agents in lymphomagenesis. This is the first study evaluating PLR and PNR in canine DLBCL and demonstrates that PNR could be a predictor of early lymphoma progression. Since peripheral blood cell composition can be affected by several non-oncological causes, the development of larger multicenter studies with homogeneous inclusion criteria could help to better determine the true predictive values of blood cell ratios in dogs suffering from DLBCL treated with CHOP chemotherapy.O linfoma é o tumor hematopoiético mais frequente no cão com uma incidência estimada entre 13 a 114 casos por 100.000 cães em risco. A poliquimioterapia, através da utilização de um protocolo composto pelos fármacos Ciclofosfamida, Hydroxidaurorrubicina (Doxorrubicina), Oncovin® (Vincristina) e Prednisolona, designado pelo acrónimo de “CHOP”, permite obter uma taxa de remissão e tempo médio de sobrevida global de cerca de 94% e 12 meses, respectivamente. O linfoma difuso de células B grandes (LDCBG) pode constituir até cerca de 50% dos casos totais de linfoma non-hodgkin (LNH) na espécie canina e é reconhecido como o modelo natural para o mesmo tipo de neoplasia no Homem. A aplicação do esquema de classificação da Organização Mundial da Saúde nas entidades de linfoma canino (LC) é recente na medicina veterinária. A maioria dos estudos clínicos realizados no LC para avaliação da resposta à terapêutica, assim como a determinação de factores de prognóstico realizados nas últimas três décadas, sofrem de limitações significativas. Os resultados desses estudos, foram obtidos através da inclusão de diversos subtipos e graus histológicos de linfoma, assim como, da utilização de metodologias de diagnóstico, estadiamento e terapêutica variáveis. Estas limitações comprometem, ainda hoje, a avaliação da eficácia do tratamento e colocam em questão a fiabilidade de diversos factores de prognóstico descritos para o LC. Na medicina humana e veterinária existem estudos que demonstram que a localização geográfica, a demografia, os fatores sócio-económicos dos doentes e as diferenças na distribuição de subtipos de linfoma podem interferir na resposta à terapêutica e na determinação do prognóstico. Em Portugal, existe um número muito reduzido de estudos sobre o LNH no cão. Que seja do conhecimento do autor, não existem trabalhos avaliando os aspectos clínicos, nomeadamente, no que diz respeito à resposta à terapia ou prognóstico. A infecção por agentes infecciosos transmitidos por vectores (AITV), nomeadamente dos géneros Ehrlichia e Leishmania, aparece pontualmente na literatura associada a tumores hematopoiéticos nos cães. Estes agentes infecciosos promovem uma resposta inflamatória crónica do hospedeiro, que causa uma importante desregulação imunológica, contribuindo para o processo de carcinogénese, nomeadamente, para a linfomagénese ou progressão tumoral. As manifestações clínicas das infecções AITV nos cães estão associadas a um amplo espectro de anomalias clínicas e laboratoriais. A presença de adenomegalia, hepato-esplenomegalia, síndromes imunomediados (uveíte, glomerulonefrite, poliartrite, etc.), anemia, alterações no número e tipo de leucócitos circulantes ou trombocitopénia estão entre as mais frequentes. Num cão que sofra de linfoma e que esteja, também, infectado por um ou mais destes agentes infecciosos, a interpretação adequada dos sinais clínicos e das alterações dos valores laboratoriais torna-se complexa, impedindo uma correcta diferenciação do que é devido à infecção, ao linfoma ou a ambos. Qualquer inferência de uma possível ausência de resposta à terapêutica oncológica instituída, assim como a determinação da presença de indicadores prognósticos específicos do linfoma torna-se difícil ou, mesmo, impossível. Tal como em medicina humana, na medicina veterinária a obtenção de informação diagnóstica e/ou prognóstica num conceito “bench-to-bedside” é de extrema importância. A confirmação serológica ou molecular de infecção por AITV é, actualmente, rápida e está amplamente disponível. A presença de laboratórios comerciais de patologia clínica veterinária ou a disponibilização nos hospitais e clínicas veterinárias de equipamentos de hematologia com tecnologia avançada permitem, ainda, obter rapidamente um hemograma com alto nível de fiabilidade nas contagens diferenciais das populações celulares. Na oncologia clínica humana e, posteriormente, na veterinária os valores obtidos no momento do diagnóstico, através da contagem diferencial de alguns componentes celulares do sangue periférico (neutrófilos, linfócitos, monócitos, e plaquetas), bem como os rácios neutrófilos-linfócitos (NLR), linfócitos-monócitos (LMR), demonstraram ter valor prognóstico ao reflectir as interfaces inflamatórias intra-neoplásica e doente-tumor no LDCBG. Tendo em consideração a literatura publicada em medicina humana sobre o valor prognóstico da composição celular e dos rácios NLR e LMR, obtidos a partir do sangue periférico no momento do diagnóstico do LDCBG, e a escassa ou contraditória informação nesse domínio na área veterinária, foram objetivos do presente trabalho: 1) investigar a prevalência de infecção por quatro agentes transmitidos por vectores (Leishmania infantum, Ehrlichia canis, Anaplasma phagocytophilum e Bartonella henselae), o seu potencial papel na linfomagénese e a sua eventual associação com o subtipo do tumor e com as alterações hematológicas presentes em cães diagnosticados com linfoma e 2) determinar o valor prognóstico dos parâmetros sexo, estado fértil, estádio clínico do linfoma, presença de anemia, presença de neutrofilia, presença de trombocitopénia, NLR, LMR e dois rácios adicionais, nunca descritos- plaquetas-linfócitos e plaquetas-neutrófilosem cães com LDCBG em estádio III/IV tratados com um protocolo CHOP de 19 semanas. Relativamente ao primeiro estudo, foi avaliada pela primeira vez (em Portugal e na Europa) a associação entre a infecção por quatro agentes transmitidos por vectores (Leishmania infantum, Ehrlichia canis, Anaplasma phagocytophilum e Bartonella henselae) em cães com linfoma. A presença de anticorpos (IgG) assim como a detecção molecular de Bartonella henselae, Ehrlichia canis e Anaplasma phagocytophilum foram negativas em todas as amostras de cães com linfoma estudadas. Para Leishmania infantum a taxa de seropositividade e de detecção molecular foi de, respectivamente, 8,2% e 3,3%. Estes valores não se mostraram significativamente diferentes quando comparados com os controlos históricos de cães com o mesmo estilo de vida e da mesma região geográfica: 7,9% (p = 0,201) e 1,2%, (p = 0,166), respectivamente. Dos 8,2% de cães seropositivos para Leishmania infantum, 60% tinham diagnóstico de LDCBG. Os 40% restantes desenvolveram formas de linfoma indolentes (Manto e de Pequenas células). Relativamente às alterações hematológicas nos cães seropositivos para Leishmania infantum (n=5), apenas um cão, portador de linfoma de pequenas células B, não apresentou qualquer alteração hematológica. A presença de anemia leve foi observada em dois cães, um deles com trombocitopénia concomitante. Verificou-se, ainda, a presença de monocitopénia e linfopénia moderadas em dois cães diferentes. Todas as alterações do sangue periférico observadas nestes cães foram leves e não associadas ao tipo de linfoma, título serológico ou positividade molecular para Leishmania infantum. No presente estudo não foi possível diferenciar se essas alterações hematológicas estão relacionadas com o linfoma e/ou com a infecção por Leishmania infantum. Provavelmente, as alterações dos hemogramas dos cães com linfoma e com leishmaniose devem-se à ação de ambas as doenças e resposta inflamatória associada, quer na produção, quer na cinética dos elementos celulares sanguíneos, ao nível da medula óssea e do sangue periférico. Os cães com leishmaniose, quando comparados com a população geral do estudo, apresentaram um Tempo para a Progressão (TPP) e uma Sobrevivência Específica para o Linfoma (SEL) mais curtos, 90 vs. 120 e 184 vs. 206 dias, respectivamente. Devido ao número muito pequeno de cães positivos, não foi possível obter qualquer conclusão significativa sobre a associação dos tipos específicos de linfoma e o impacto nas anomalias das células do sangue periférico, assim como a sua possível implicação na linfomagénese. Relativamente ao segundo objectivo, foram avaliados o valor prognóstico dos parâmetros sexo, estado fértil, estádio clínico, presença de anemia, presença de neutrofilia, presença de trombocitopénia, NLR, LMR e os rácios plaquetas-linfócitos (PLR) e plaquetasneutrófilos (PNL) relativamente ao TPP e SEL. Foram, ainda, calculados para dois marcos temporais específicos (6 e 12 meses) a Taxa do Tempo de Progressão (TTPP) e Taxa de Sobrevivência Especifica do Linfoma (TSEL). Estes segundos cálculos permitem uma compreensão mais clara da evolução do TPP e do SEL. O PNR revelou-se um marcador prognóstico independente (p ≤ 0,001) para a TTPP aos 180 e 365 dias. Os cães com PNR acima de 0,032 apresentaram maior probabilidade de progressão do linfoma antes de 180 dias (sensibilidade 46,5%, especificidade 87,5%, p = 0,004). O NLR mostrou uma significância prognóstica para a TSEL aos 180 (p = 0,006) e 365 dias (p = 0,009). Um valor de NLR ao diagnóstico abaixo de 7,45 mostrou estar associado positivamente a uma maior probabilidade de sobrevida aos 180 dias (sensibilidade de 52%, especificidade de 85,3%, p = 0,025). Relativamente à análise de outros factores de prognóstico anteriormente validados, no presente estudo a presença do sub-estádio b, demonstrou contribuir para a progressão precoce do linfoma e diminuição da sobrevida aos 180 dias (p = 0,031). Nos cães com anemia, designadamente com concentrações de hemoglobina inferiores a 11 g/dL, a TSEL aos 365 dias foi significativamente inferior aos cães com valores de concentração de hemoglobina normais (p = 0,028). No presente estudo, os cães com linfoma na região metropolitana de Lisboa apresentaram, para os agentes infecciosos estudados, a mesma seroprevalência e taxa de detecção molecular que os controlos históricos da mesma zona geográfica e com o mesmo estilo de vida. Este primeiro estudo foi de extrema importância para permitir compreender a magnitude da infecção pelos quatro AITV estudados nos cães com linfoma e o eventual impacto no subtipo morfológico, alterações hematológicas e possível contribuição para a linfomagénese. Os presentes resultados não revalidaram factores de prognóstico anteriormente descritos para o linfoma multicêntrico no cão, como o género, o estado fértil e, no caso particular do LDCBG, o LMR, a neutrofilia e trombocitopénia ao diagnóstico. O rácio neutrófilo-linfócito demostrou valor prognóstico na sobrevida total, como anteriormente descrito. Este é o primeiro estudo a realizar a avaliação dos factores PLR e PNR em cães com LDCBG e a demonstrar que o PNR ao diagnóstico, tem um valor predictivo da progressão precoce do linfoma. Uma vez que a composição celular do sangue periférico pode ser afetada por várias causas não oncológicas, inflamatórias ou infecciosas, será importante continuar o desenvolvimento de estudos prospectivos multicêntricos com critérios de inclusão homogéneos e com um número significativo de doentes, de forma a determinar a verdadeira associação entre os AITV e a dinâmica da composição celular periférica, nos cães com LDCBG tratados com CHOP. O presente estudo adiciona dados inovadores e importantes para melhor compreender a epidemiologia do linfoma canino e, particularmente, o espectro prognóstico do LDCBG. Os indicadores de prognóstico aqui descritos estão amplamente acessíveis, são de rápida obtenção e baixo custo, permitindo uma abordagem “bench-to-bedside” na estratificação de risco dos pacientes e, consequentemente, o desenvolvimento de abordagens terapêuticas personalizadas. Uma janela para a suposta contribuição de Leishmania infantum para a linfomagénese permanece aberta e constitui um ávido assunto de pesquisa que merece ser continuado

ZIKV Diagnostics: Current Scenario and Future Directions

Since the discovery of the Zika virus in Uganda in 1947, diagnostic challenges remain, especially when we take into account the epidemiological context of the surveyed population. Genetic similarities with other flavivirus are responsible for cross-reactivity during serological evaluation that would often be the only resources to confirm the infection in asymptomatic cases or samples collected after the short window of viral RNA detection. The importance of Zika virus infection diagnosis is undoubtedly useful for pregnant women. This statement became evident after 2015 Brazil’s Zika outbreak when a significant increase in cases of newborn with microcephaly was observed. Reverse transcriptase real-time PCR is the most reliable tool for Zika virus infection diagnosis. It detects viral RNA in both biological fluids and tissues and contributes to clinical case classification for initial description of developmental changes observed in neonates exposed congenitally to Zika virus. In conclusion, advances in serological diagnostic are urgent. The safest pathway for these studies requires laborious, subjective, and low throughput PRNT evaluations. Consequently, critical public health questions remain unanswered: how serum prevalent is the general population and pregnant women; can we define risk for congenital Zika syndrome (CZS) and Guillain-Barré syndrome; and how to assess vaccine efficacy and long-term protection

Characterization of infection by malaria parasites in penguins housed in zoological collections

Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina VeterináriaAvian malaria is, if not the main, one of the most important causes of mortality in penguins housed in zoological collections. Knowledge of prevalence in zoos and the control measures applied (diagnostic, treatment and prophylaxis) allows other zoos to increase their colonies protection. In order to evaluate malaria infection in penguin colonies and zoos prophylactic programs, a survey was specifically designed to gather this information from different zoological gardens from Europe, North America and Asia. Fifteen out of the forty zoos that answered (37,5%) test their colonies for malaria, revealing a global prevalence of 12,5% (5 zoos) of institutions with infected penguins. Diagnostic techniques most currently used are optical microscopy (11), histopathology (10) and observation of clinical signs (9). Twelve zoos use combinated techniques diagnosis protocols. Mixed infections with other blood parasites were reported by one zoo. Significant differences were not presented in clinical and laboratorial signs presented, being lethargy (4) the most prevalent sign. Nine zoos (22,5%) use treatment protocols on detected cases. No significant differences were observed in the protocols being the standard ones for most institutions based on sulfadiazine and pyrimethamine, chloroquine and primaquine. Twenty two zoos (55%) use prophylaxis protocols, being primaquine the most common drug in eight zoos. Seventeen zoos (42,5%) reported that no preventive measures besides preventive therapeutic protocols are used, while reducing the number of potential water catchment containers in order to eliminate the mosquito breeding sites available, was the measure most commonly adopted in 13 zoos (32,5%). To the author’s knowledge, these are the first reports on penguins of anorexia and vomit when using sulfadiazine and pyrimethamine; anorexia when using primaquine and chloroquine and epileptic seizures, sunburns around the eyes and death when using pyrimethamine. This study shows that many zoological gardens do not have routine control programs for malaria in their penguin colonies. Dissemination of these results allows for a better understanding of this problem, raising awareness and potentially inducing new perspectives on its control.RESUMO - A malaria aviária é, se não a principal, uma das causas mais importantes de mortalidade em pinguins alojados em coleções zoológicas. O conhecimento da prevalência em zoológicos e das medidas de controlo aplicadas (diagnóstico, tratamento e profilaxia) permite a outros zoológicos melhorar a proteção das suas colónias. Com o objetivo de avaliar a infeção por agentes de malária em colónias de pinguins e os programas profiláticos dos zoológicos, foi criado um questionário para reunir esta informação em diferentes jardins zoológicos da Europa, América do Norte e Ásia. Quinze dos quarenta zoológicos que responderam (37,5%) testam as suas colónias relativamente a malária, revelando uma prevalência global de 12,5% (5 zoológicos) de instituições com pinguins infetados. As técnicas de diagnóstico mais frequentemente utilizadas são a microscopia ótica (11 zoos), a histopatologia (10) e a observação de sinais clínicos (9). Doze zoológicos utilizam protocolos de diagnóstico com diferentes técnicas. Infeções mistas com outros parasitas sanguíneos foram referidas por um zoo. Não foram apresentadas diferenças significativas nos sinais clínicos e laboratoriais apresentados, sendo a letargia o mais frequente (4). Nove zoológicos (22,5%) usam protocolos de tratamento em casos detetados. Não foram observadas diferenças significativas nos protocolos utilizados, sendo os padrões para a maioria das instituições baseados em sulfadiazina e pirimetamina, cloroquina e primaquina. Vinte e dois zoológicos (55%) usam protocolos de profilaxia, sendo a primaquina a substância mais comum em oito zoológicos. Dezassete zoológicos responderam que não utilizam medidas preventivas para além dos protocolos terapêuticos preventivos, enquanto que a redução do número de potenciais recipientes de captação de água, de modo a eliminar os locais de reprodução disponíveis para os mosquitos, foi a mais comummente adotada em 13 zoológicos (32,5%). No conhecimento do autor, estas são as primeiras descrições em pinguins de anorexia e vómito ao administrar sulfadiazina e pirimetamina; de anorexia ao administrar primaquina e cloroquina e de ataques epiléticos, reacções de fotosensibilidade e morte ao administrar pirimetamina. Este estudo demonstra que muitos jardins zoológicos não têm programas rotineiros de controlo da malária relativamente às suas colónias de pinguins. A divulgação destes resultados permite uma melhor compreensão deste problema, criando sensibilização e, potencialmente, conduzindo a novas perspetivas no seu controlo

Evaluation of atherosclerotic plaques with nano-probes for intravascular cardiological imaging diagnosis

Cardiovascular diseases represent the leading cause of mortality and disability worldwide. Besides, it is estimated that these numbers will increase significantly in the future. More specifically, atherosclerosis is present in most of the main cardiovascular diseases, making its study urgent and important to develop new diagnostic tools. The most relevant limitation in the current investigation of the evaluation of atherosclerosis is the impossibility to distinguish stable and prone to rupture (unstable) plaques in coronary arteries. Associated with the instability phenomena, in plaques prone to rupture, are increased thickness of tissue layers (already detectable but not provide an unequivocal diagnosis) and inflammatory processes (not yet detectable but only present when the lesion evolves higher risk to rupture). Aiming to detect the precise location of inflammatory processes, two types of contrast agents (nano probes) were synthetized, gold nanoparticles and microbubbles. Also, to replicate the behavior of human arteries, three-dimensional tissue simulating structures (phantoms) were fabricated and optimized. To evaluate the performance of the contrast agents, both in the phantoms and post-mortem human arteries, optical coherence tomography (OCT) images were acquired in a clinical environment, and other techniques were performed (confocal microscopy, scanning electron microscopy, atomic force microscopy) to characterize the samples. Microbubbles revealed to be a better contrast agent than gold nanoparticles having a clearly noticeable enhancement of the OCT signal. After the acquisition of several OCT images on both types of samples (arteries and phantoms) an automatic imaging processing software was developed to detect the presence of the contrast agents and its posterior location. The software uses MATLAB as a programming language and with a user-friendly interface the user can access numerous parameters of the analyzed image and even edit them manually. In the end of the automatic processing, the user has the information of the number of regions of interest as well as their visual location

Deep learning-based diagnostic system for malignant liver detection

Cancer is the second most common cause of death of human beings, whereas liver cancer is the fifth most common cause of mortality. The prevention of deadly diseases in living beings requires timely, independent, accurate, and robust detection of ailment by a computer-aided diagnostic (CAD) system. Executing such intelligent CAD requires some preliminary steps, including preprocessing, attribute analysis, and identification. In recent studies, conventional techniques have been used to develop computer-aided diagnosis algorithms. However, such traditional methods could immensely affect the structural properties of processed images with inconsistent performance due to variable shape and size of region-of-interest. Moreover, the unavailability of sufficient datasets makes the performance of the proposed methods doubtful for commercial use. To address these limitations, I propose novel methodologies in this dissertation. First, I modified a generative adversarial network to perform deblurring and contrast adjustment on computed tomography (CT) scans. Second, I designed a deep neural network with a novel loss function for fully automatic precise segmentation of liver and lesions from CT scans. Third, I developed a multi-modal deep neural network to integrate pathological data with imaging data to perform computer-aided diagnosis for malignant liver detection. The dissertation starts with background information that discusses the proposed study objectives and the workflow. Afterward, Chapter 2 reviews a general schematic for developing a computer-aided algorithm, including image acquisition techniques, preprocessing steps, feature extraction approaches, and machine learning-based prediction methods. The first study proposed in Chapter 3 discusses blurred images and their possible effects on classification. A novel multi-scale GAN network with residual image learning is proposed to deblur images. The second method in Chapter 4 addresses the issue of low-contrast CT scan images. A multi-level GAN is utilized to enhance images with well-contrast regions. Thus, the enhanced images improve the cancer diagnosis performance. Chapter 5 proposes a deep neural network for the segmentation of liver and lesions from abdominal CT scan images. A modified Unet with a novel loss function can precisely segment minute lesions. Similarly, Chapter 6 introduces a multi-modal approach for liver cancer variants diagnosis. The pathological data are integrated with CT scan images to diagnose liver cancer variants. In summary, this dissertation presents novel algorithms for preprocessing and disease detection. Furthermore, the comparative analysis validates the effectiveness of proposed methods in computer-aided diagnosis

Liver Transplantation

This book covers a wide spectrum of topics including, but not limited to, the technical issues in living and deceased donor liver transplant procedures, cell and experimental liver transplantation, and the complications of liver transplantation. Some of the very important topics, such as the arterial reconstruction in living donor liver transplantation, biliary complications, and the post-transplant-lymphoprolifrative disorders (PTLD), have been covered in more than one chapter

Studies on Equine Placentitis

Two types of placentitis were studied: ascending and nocardioform placentitis. Although the first diagnosis of nocardioform placentitis was made three decades ago, little is known about the disease, due to the lack of an experimental model. In attempt to develop a research model, Crossiela equi was inoculated through intrauterine, intravenous, intrapharyngeal, and oral routes, but none of the routes resulted in nocardioform placentitis. This may indicate that unidentified factors may play a role in disease pathogenesis and that simple presence of bacteria is not sufficient to induce nocardioform placentitis. The second and major component of this dissertation involved the identification of diagnostic markers for placentitis. Because ascending bacterial placentitis is readily and predictably induced using existing experimental models, this model was used to identify diagnostic markers for placentitis in maternal plasma and fetal fluids. Three potential biomarkers were examined: acute phase inflammatory proteins, steroid hormones produced by the fetoplacental unit, and protein composition of the fetal fluids. Of the three acute phase proteins investigated, serum amyloid A and haptoglobin but not fibrinogen increased in association with experimentally induced ascending placentitis. Androgens and progestins appear to be poor markers for placentitis. Serum estradiol 17β concentrations were reduced in mares with experimentally induced placentitis and appear to be a good marker for placentitis in mares. Different methods were used to study the protein composition of the fetal fluids. Alpha-fetoprotein was characterized as a major protein present in the equine fetal fluids, and this protein was elevated in plasma of mares with placentitis. In another study, using a high-throughput proteomic technique several new proteins were characterized in the amniotic and allantoic fluids of mares carrying normal pregnancies, and several previously uncharacterized proteins were detected in the allantoic fluid of mares with placentitis. Three secreting proteins were elevated in allantoic fluid of mares with experimentally induced ascending placentitis