Fast and adaptive fractal tree-based path planning for programmable bevel tip steerable needles

© 2016 IEEE. Steerable needles are a promising technology for minimally invasive surgery, as they can provide access to difficult to reach locations while avoiding delicate anatomical regions. However, due to the unpredictable tissue deformation associated with needle insertion and the complexity of many surgical scenarios, a real-time path planning algorithm with high update frequency would be advantageous. Real-time path planning for nonholonomic systems is commonly used in a broad variety of fields, ranging from aerospace to submarine navigation. In this letter, we propose to take advantage of the architecture of graphics processing units (GPUs) to apply fractal theory and thus parallelize real-time path planning computation. This novel approach, termed adaptive fractal trees (AFT), allows for the creation of a database of paths covering the entire domain, which are dense, invariant, procedurally produced, adaptable in size, and present a recursive structure. The generated cache of paths can in turn be analyzed in parallel to determine the most suitable path in a fraction of a second. The ability to cope with nonholonomic constraints, as well as constraints in the space of states of any complexity or number, is intrinsic to the AFT approach, rendering it highly versatile. Three-dimensional (3-D) simulations applied to needle steering in neurosurgery show that our approach can successfully compute paths in real-time, enabling complex brain navigation

Polifarmacia: interacciones y reacciones adversas en el uso de medicamentos por ancianos

O artigo tem por objetivo refletir sobre a polifarmácia em idosos com ênfase nas reações adversas e nas interações medicamentosas. A vulnerabilidade dos idosos aos problemas decorrentes do uso de medicamentos é bastante alta, o que se deve a complexidade dos problemas clínicos, à necessidade de múltiplos agentes terapêuticos e às alterações farmacocinéticas e farmacodinâmicas inerentes ao envelhecimento. Deste modo, racionalizar o uso de medicamentos e evitar os agravos advindos da polifarmácia serão, sem dúvida, um dos grandes desafios da saúde pública desse século.The article has for objective to reflect on the polypharmacy of the aged with emphasis in the adverse drug reactions and the drug-drug interactions. The vulnerability of the elderly to the problems related from the use as of drugs is pretty upswing, the one to in case that must the complexity of the problems clinical, at the must as of need pharmacotherapeutic interventions, and to the update pharmacokinetic and pharmacodynamic changes inherent to the aging. In this way, to rationalize the drugs utilization and to avoid the injury related to the polypharmacy will be, doubtless, one of the biggest challenges for public health in this century.El artículo tiene el objetivo de reflejar sobre la polifarmacia en adultos mayores con énfasis en las reacciones adversas y las interacciones de los medicamentos. La vulnerabilidad de los adultos mayores a los problemas relativo del utilización del medicamento es muy alta, situación que se debe a la complejidad de las cuestiones de la salud, la necesidad de muchos medicamentos y las alteraciones farmacocinéticas y farmacodinámicas propias del envejecimiento. Así, racionalizar el uso de medicamentos y evitar los problemas provenientes de la polifarmacia serán, sin duda, uno de los mayores desafíos de la salud pública en esto siglo

Use and cost of medication in low risk pregnant women

The objective of the present study is to assess the use of medication by pregnant women; classify them regarding therapy group and its risk category; and identify the cost of these drugs. The sample is formed by 47 pregnant women, in the 20 to 29 year-old age group, from July 2001 to June 2003, in the city of São Paulo. A specific instrument was used for data collection in family charts and others from the Sistema de Informação da Atenção Básica (Primary Care System Information). Average of medications used by pregnant woman was 3.63. Iron sulfate was the most commonly used, followed by antibiotics (78.7%). Regarding risk category, 34.1% of medications belonged to category B and 16.5% to category C. In the calculation of total costs of care, expenses with medication accounted for 11.13%. We have seen the need for assessing further the criteria for use, especially of medications of category C. The higher costs were related to antimicrobials for the treatment of infections.El estudio tuvo como objetivos: identificar la utilización de medicamentos por gestantes; clasificarlos en cuanto al grupo terapéutico, categoría de riesgo e identificar los costos de esos fármacos. La muestra se constituyó de 47 gestantes, en el grupo etáreo de 20 a 29 años de edad, en el período de julio de 2001 a junio de 2003, en el municipio de Sao Paulo. Se utilizó un instrumento para la recolección de datos en historias clínicas de familias y otros del Sistema de Información de la Atención Básica. El promedio de medicamentos consumidos fue de 3,63 por gestante. El sulfato ferroso fue el más utilizado, seguido de 78,7% antimicrobianos. En cuanto a la categoría de riesgo, 34,1% pertenecían a la categoría B, 16,5% a la categoría C. En el análisis de los costos totales de atención, el gasto de medicamentos representó el 11,13%. Se vislumbró la necesidad de profundizar en el análisis de los criterios para el uso, especialmente a los de la categoría C. Los costos más elevados estuvieron relacionados a los antimicrobianos para el tratamiento de infecciones.O estudo teve como objetivos: verificar a utilização de medicamentos por gestantes; classificá-los quanto ao grupo terapêutico e sua categoria de risco; identificar os custos desses fármacos. A amostra constituiu-se de 47 gestantes, na faixa etária de 20 a 29 anos, no período de julho de 2001 a junho de 2003, no município de São Paulo. Utilizou-se instrumento específico para coleta de dados em prontuários de famílias e outros do Sistema de Informação da Atenção Básica. A média de medicamentos consumidos foi de 3,63 por gestante. O sulfato ferroso foi o mais utilizado seguido de antibióticos (78,7%). Quanto à categoria de risco, 34,1% dos medicamentos pertenciam à categoria B e 16,5% à categoria C. Na apuração de custos totais de atendimento, o gasto com medicamentos representou 11,13%. Vislumbrou-se a necessidade de aprofundamento da análise dos critérios para uso, especialmente dos medicamentos da categoria C. Os custos mais elevados estiveram relacionados aos antimicrobianos para o tratamento de infecções

Utilização e custo de medicamentos em gestantes de baixo-risco

The objective of the present study is to assess the use of medication by pregnant women; classify them regarding therapy group and its risk category; and identify the cost of these drugs. The sample is formed by 47 pregnant women, in the 20 to 29 year-old age group, from July 2001 to June 2003, in the city of São Paulo. A specific instrument was used for data collection in family charts and others from the Sistema de Informação da Atenção Básica (Primary Care System Information). Average of medications used by pregnant woman was 3.63. Iron sulfate was the most commonly used, followed by antibiotics (78.7%). Regarding risk category, 34.1% of medications belonged to category B and 16.5% to category C. In the calculation of total costs of care, expenses with medication accounted for 11.13%. We have seen the need for assessing further the criteria for use, especially of medications of category C. The higher costs were related to antimicrobials for the treatment of infections.El estudio tuvo como objetivos: identificar la utilización de medicamentos por gestantes; clasificarlos en cuanto al grupo terapéutico, categoría de riesgo e identificar los costos de esos fármacos. La muestra se constituyó de 47 gestantes, en el grupo etáreo de 20 a 29 años de edad, en el período de julio de 2001 a junio de 2003, en el municipio de Sao Paulo. Se utilizó un instrumento para la recolección de datos en historias clínicas de familias y otros del Sistema de Información de la Atención Básica. El promedio de medicamentos consumidos fue de 3,63 por gestante. El sulfato ferroso fue el más utilizado, seguido de 78,7% antimicrobianos. En cuanto a la categoría de riesgo, 34,1% pertenecían a la categoría B, 16,5% a la categoría C. En el análisis de los costos totales de atención, el gasto de medicamentos representó el 11,13%. Se vislumbró la necesidad de profundizar en el análisis de los criterios para el uso, especialmente a los de la categoría C. Los costos más elevados estuvieron relacionados a los antimicrobianos para el tratamiento de infecciones.O estudo teve como objetivos: verificar a utilização de medicamentos por gestantes; classificá-los quanto ao grupo terapêutico e sua categoria de risco; identificar os custos desses fármacos. A amostra constituiu-se de 47 gestantes, na faixa etária de 20 a 29 anos, no período de julho de 2001 a junho de 2003, no município de São Paulo. Utilizou-se instrumento específico para coleta de dados em prontuários de famílias e outros do Sistema de Informação da Atenção Básica. A média de medicamentos consumidos foi de 3,63 por gestante. O sulfato ferroso foi o mais utilizado seguido de antibióticos (78,7%). Quanto à categoria de risco, 34,1% dos medicamentos pertenciam à categoria B e 16,5% à categoria C. Na apuração de custos totais de atendimento, o gasto com medicamentos representou 11,13%. Vislumbrou-se a necessidade de aprofundamento da análise dos critérios para uso, especialmente dos medicamentos da categoria C. Os custos mais elevados estiveram relacionados aos antimicrobianos para o tratamento de infecções

Interacciones medicamentosas de antimicrobianos utilizados en trasplante de células madre hematopoyéticas

This study analyzed potential drug interactions (PDIs) of antimicrobials used in patients of hematopoietic stem cell transplantation and identified associated factors. The sample consisted of 70 patients admitted to a hospital in São Paulo. The PDIs were analyzed through the consultation of the Drug Interactions Facts and Drug Interactions Handbook. Descriptive statistics and logistic regression were used. Half of the sample was exposed to 13 PDIs, which occurred with fluconazole (53.8%), ciprofloxacin (30.8%) and sulfamethoxazole-trimethoprim (15.4%). Most (92.3%) were of moderate severity, with good evidence (61.6%), early delayed effect (61.5%) and need to have their therapy monitored (76.9%). Patients with four or more medications (p<0.001), aged between 40-49 years of age (p <0.001), and being male (p<0.001) were associated with PDIs. A PDI may result in adverse outcomes, impacting patients' morbidity and mortality. Combination regimens can be safe, provided there is careful monitoring by professionals involved in care delivery.Neste estudo, analisaram-se as interações medicamentosas potenciais (IMP) de antimicrobianos, usados em pacientes submetidos a transplante de células-tronco hematopoiéticas e foram identificdos os fatores associados às IMPs. A casuística foi composta por 70 pacientes internados em hospital do município de São Paulo. As IMPs foram analisadas através da consulta ao Drug Interactions Facts e Drug Interactions Handbook. Na análise dos dados, utilizou-se estatística descritiva e regressão logística. Metade da amostra foi exposta a 13 IMPs, que ocorreram com fluconazol (53,8%), ciprofloxacina (30,8%) e sulfametoxazol+trimetoprima (15,4%). A maioria (92,3%) apresentou gravidade moderada, início de efeito demorado (61,5%) e necessidade de monitorar a terapia (76,9%). Quatro ou mais medicamentos (p<0,001), idade 40-49 anos (p<0,001), sexo masculino (p<0,001) foram associados ao risco de IMP. As implicações das IMPs podem resultar em desfechos adversos, causando impacto na morbimortalidade do paciente. Os regimes combinados podem ser seguros, desde que haja monitoramento criterioso por parte dos profissionais envolvidos no cuidado.El estudio analizó interacciones medicamentosas potenciales (IMP) de antimicrobianos usados en pacientes sometidos a trasplante de células madre hematopoyéticas e identificó los factores asociados las IMP. La casuística fue compuesta por 70 pacientes internados en un Hospital de Sao Paulo. Las IMP fueron a través de la consulta al Drug Interactions Facts y Drug Interactions Handbook. En el análisis de los datos se utilizó estadística descriptiva y regresión logística. Mitad de la muestra fue expuesta a 13 IMP, que ocurrieron con fluconazol (53,8%), ciprofloxacina (30,8%) y sulfametoxazol+trimetoprima (15,4%). La mayoría (92,3%) presentó gravedad moderada, inicio de efecto demorado (61,5%) y necesidad de monitorizar la terapia (76,9%). Cuatro o más medicamentos (p<0,001), edad entre 40 y 49 años (p<0,001) y sexo masculino (p<0,001), fueron asociados al riesgo de IMP. Las implicaciones de las IMP pueden resultar en resultados adversos, causando impacto en la morbimortalidad del paciente. Los regímenes combinados pueden ser seguros, desde que exista monitorización cuidadosa por parte de los profesionales envueltos en el cuidado

Interações medicamentosas de antimicrobianos utilizados em transplante de células-tronco hematopoéticas

This study analyzed potential drug interactions (PDIs) of antimicrobials used in patients of hematopoietic stem cell transplantation and identified associated factors. The sample consisted of 70 patients admitted to a hospital in São Paulo. The PDIs were analyzed through the consultation of the Drug Interactions Facts and Drug Interactions Handbook. Descriptive statistics and logistic regression were used. Half of the sample was exposed to 13 PDIs, which occurred with fluconazole (53.8%), ciprofloxacin (30.8%) and sulfamethoxazole-trimethoprim (15.4%). Most (92.3%) were of moderate severity, with good evidence (61.6%), early delayed effect (61.5%) and need to have their therapy monitored (76.9%). Patients with four or more medications (pEl estudio analizó interacciones medicamentosas potenciales (IMP) de antimicrobianos usados en pacientes sometidos a trasplante de células madre hematopoyéticas e identificó los factores asociados las IMP. La casuística fue compuesta por 70 pacientes internados en un Hospital de Sao Paulo. Las IMP fueron a través de la consulta al Drug Interactions Facts y Drug Interactions Handbook. En el análisis de los datos se utilizó estadística descriptiva y regresión logística. Mitad de la muestra fue expuesta a 13 IMP, que ocurrieron con fluconazol (53,8%), ciprofloxacina (30,8%) y sulfametoxazol+trimetoprima (15,4%). La mayoría (92,3%) presentó gravedad moderada, inicio de efecto demorado (61,5%) y necesidad de monitorizar la terapia (76,9%). Cuatro o más medicamentos (pNeste estudo, analisaram-se as interações medicamentosas potenciais (IMP) de antimicrobianos, usados em pacientes submetidos a transplante de células-tronco hematopoiéticas e foram identificdos os fatores associados às IMPs. A casuística foi composta por 70 pacientes internados em hospital do município de São Paulo. As IMPs foram analisadas através da consulta ao Drug Interactions Facts e Drug Interactions Handbook. Na análise dos dados, utilizou-se estatística descritiva e regressão logística. Metade da amostra foi exposta a 13 IMPs, que ocorreram com fluconazol (53,8%), ciprofloxacina (30,8%) e sulfametoxazol+trimetoprima (15,4%). A maioria (92,3%) apresentou gravidade moderada, início de efeito demorado (61,5%) e necessidade de monitorar a terapia (76,9%). Quatro ou mais medicamentos (

Análise custo-efetividade da terapia analgésica utilizada na dor pós-operatória

The study aimed to compare cost-effectiveness of analgesic schemes administered to 89 patients submitted to hemorrhoidectomy, on the 1st postoperative day. The descriptive and retrospective study was carried out in a General Hospital, Sao Paulo, Brazil. In order to carry out the cost-effectiveness analysis, the five most frequently used analgesic schemes were identified in practice. The main outcome was the absence of breakthrough pain episodes. While calculating the costs, analgesics and all devices related to the schemes were taken into consideration. Codeine 120mg+acetaminophen 2000mg was the most effective therapy with the lowest cost per patient with no breakthrough pain episodes ($65.23). Incremental analysis indicated that codeine 120mg+acetaminophen 2000mg+ketoprofen 200mg involved the additional cost of$238.31 in case an extra effectiveness benefit was needed. The analysis showed that the most suitable choice of analgesic therapy should consider the resources available at the institution along with economic and clinical aspects.El presente estudio utilizó el análisis de costo-efectividad para comparar los esquemas analgésicos administrados en 89 pacientes sometidos a hemorroidectomía, durante el 1º día del post-operatorio. Estudio descriptivo y retrospectivo realizado en el Hospital General de São Paulo. Para efectuar este análisis se identificaron los 5 esquemas analgésicos más utilizados por el servicio. El efecto principal fue la ausencia de dolor. Para calcular los costos fueron incluidos los analgésicos y los materiales utilizados para la administración. El esquema codeína 120mg + acetaminofen 2000mg fue más efectivo, siendo de menor costo para el paciente sin dolor ($65,23). Este incremento mostró que la mezcla codeína 120 mg+acetamenofen 2000mg+ cetoprofeno 200mg tuvo un costo adicional de$238,31 para poder obtener un beneficio extra de efectividad. A través del análisis, la selección del esquema analgésico requiere además de ser económico y clínico, la disponibilidad de recursos de la propia institución.No presente estudo realizou-se a analise custo-efetividade para comparar esquemas analgésicos administrados a 89 pacientes submetidos a hemorroidectomia, no 1º dia de pós-operatório. Trata-se de um estudo descritivo e retrospectivo realizado em Hospital Geral de São Paulo. Para realização da análise custo-efetividade identificou-se os 5 esquemas analgésicos mais utilizados na clinica. O principal desfecho foi ausência de escapes de dor. No cálculo dos custos foram considerados os analgésicos e dispositivos associados à administração. O esquema codeina 120mg + acetaminofeno 2000mg mostrou-se mais custo-efetivo, apresentando o menor custo por paciente sem escape de dor ($65,23). A análise incremental apontou que o padrão codeína 120 mg+acetamenofeno 2000mg+ cetoprofeno 200mg apresentou um custo adicional de$238,31 para se obter um benefício extra de efetividade. A análise mostrou que a escolha do esquema analgésico deve contemplar, além dos aspectos econômicos e clínicos das opções terapêuticas, a disponibilidade de recursos da instituição

Human-robot visual interface for 3D steering of a flexible, bioinspired needle for neurosurgery

Robotic minimally invasive surgery has been a subject of intense research and development over the last three decades, due to the clinical advantages it holds for patients and doctors alike. Particularly for drug delivery mechanisms, higher precision and the ability to follow complex trajectories in three dimensions (3D), has led to interest in flexible, steerable needles such as the programmable bevel-tip needle (PBN). Steering in 3D, however, holds practical challenges for surgeons, as interfaces are traditionally designed for straight line paths. This work presents a pilot study undertaken to evaluate a novel human-machine visual interface for the steering of a robotic PBN, where both qualitative evaluation of the interface and quantitative evaluation of the performance of the subjects in following a 3D path are measured. A series of needle insertions are performed in phantom tissue (gelatin) by the experiment subjects. User could adequately use the system with little training and low workload, and reach the target point at the end of the path with millimeter range accuracy

A mechanics-based model for 3D steering of programmable bevel-tip needles

We present a model for the steering of programmable bevel-tip needles, along with a set of experiments demonstrating the 3D steering performance of a new, clinically viable, 4-segment, pre-production prototype. A multi-beam approach, based on Euler-Bernoulli beam theory, is used to model the novel multi-segment design of these needles. Finite element simulations for known loads are used to validate the multi-beam deflection model. A clinically sized (2.5 mm outer diameter), 4-segment programmable bevel-tip needle, manufactured by extrusion of a medical-grade polymer, is used to conduct an extensive set of experimental trials to evaluate the steering model. For the first time, we demonstrate the ability of the 4-segment needle design to steer in any direction with a maximum achievable curvature of 0.0192±0.0014 mm⁻¹. Finite element simulations confirm that the multi-beam approach produces a good model fit for tip deflections, with a root-mean-square deviation (RMSD) in modeled tip deflection of 0.2636 mm. We perform a parameter optimization to produce a best-fit steering model for the experimental trials, with a RMSD in curvature prediction of 1.12×10⁻³ mm⁻¹