Adenoviruses' inactivation mechanisms by gamma radiation

Tese de mestrado, Ciências Biofarmacêuticas, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2018Adenovirus is the most prevalent enteric virus in waters and inefficiently removed by conventional wastewater treatments leading to public health concerns. The main goal of this thesis project was to study the adenoviruses’ inactivation mechanisms by gamma radiation treatment, through the evaluation of the effects on genome and capsid proteins. The insights on the inactivation of enteric virus via gamma radiation aim to contribute to develop alternative water disinfection treatments. This project addressed ONU sustainable development goals, namely ensure availability and sustainable management of water and sanitation for all. The HAdV-5 was inoculated in PBS and wastewater substrates and irradiated in a Cobalt-60 irradiator at five gamma radiation doses (1.5, 3, 4, 15 and 25 kGy). The amplification of long regions of HAdV-5 genome, the viral proteins abundance and antigenicity and, the infectivity were evaluated for all tested doses. Despite the similar results for the amplification of fragments of viral genome from virus suspensions on PBS and wastewater irradiated at 4 kGy; the proteins abundance and antigenicity, as well as, the viral infectivity were higher for the wastewater substrate. The viral proteins were degraded with different sensitivity to gamma radiation. The HAdV-5 structural proteins of capsid, hexon, penton and fiber showed higher radioresistance to gamma radiation comparatively to other viral proteins. The relative binding of a monoclonal antibody to the hexon antigen on PBS samples was only 17%, contrasting with 88% for wastewater samples. The virus titer log10 reduction when suspended in PBS and wastewater was 6.5 and 5.0, respectively. These differences can be explained by a protective effect of the organic matter present in the wastewater substrate against the indirect effects of gamma radiation. According to the obtained results, the HAdV-5 DNA degradation could be considered the main factor for viral infectivity decreases and virus inactivation. The outputs of this work evidenced that for both substrates a treatment with 4 kGy gamma radiation dose could produce a viral inactivation superior to the conventional wastewater treatments, removing >99,99% of HAdV-5. The understanding of viral inactivation mechanisms by ionizing radiation will provide new insights for application of this technology on wastewater treatments.Um dos objetivos da ONU para o desenvolvimento sustentável é assegurar a disponibilidade e gestão sustentável da água e saneamento para todos. Os vírus entéricos representam um desafio societal mundial ao nível da contaminação de águas para consumo humano. Os vírus entéricos são excretados pelas fezes, transmitidos pela via oral-fecal e replicados no trato gastrointestinal humano. As doenças transmitidas através de água contaminada representam uma mortalidade de 1.5 a 12 milhões de pessoas por ano, das quais uma grande parte é causada por infeções provenientes de água potável contaminada. A constante evolução e variação de serotipos virais conferem aos vírus entéricos uma elevada plasticidade. Em águas contaminadas podem ser encontrados até 150 tipos de vírus entéricos. A elevada diversidade, resistência e infecciosidade conferem a estes vírus uma elevada persistência no meio ambiente. Os vírus entéricos causam infeções no sistema nervoso central, gastroenterites, conjuntivites e doenças respiratórias. Os adenovírus foram considerados um indicador do nível poluição das águas devido à sua elevada resistência a fatores químicos e físicos. As infeções causadas por adenovírus têm uma elevada incidência em crianças e indivíduos imunocomprometidos. Os vários serotipos deste vírus são associados a diferentes infeções, tais como pneumonia (serotipos 3,5 e 7), conjuntivite (serotipos 8,19 e 37) e gastroenterite (serotipos 40 e 41). Nas águas recreativas, o risco de infeção é estimado em cerca de 1 em 1000 para uma única exposição. O principal fator da complexidade e resistência dos adenovírus é considerado a presença de uma cápside cujas principais proteínas são o hexão (pII), pentão (pIII) e a fibra (pIV) que se interligam numa rede complexa. Um dos objetivos deste estudo foi contribuir para a implementação de novas tecnologias de radiação ionizante para o tratamento de efluentes, tendo em conta a documentada ineficiência dos métodos tradicionais no tratamento de vírus entéricos. As tecnologias de radiação são um processo de desinfecção seguro, não térmico, que não recorre a substâncias químicas que podem deixar resíduos, tendo a vantagem do tratamento poder ser realizado diretamente no produto final. A radiação gama emitida pelo radioisótopo cobalto-60 (Co-60) apresenta um elevado poder de penetrabilidade em materiais líquidos e sólidos. Esta tecnologia é globalmente utilizada na esterilização de produtos médicos, produtos alimentares e biológicos conservando as suas caraterísticas e valor nutricional. A inativação microbiana por radiação gama ocorre pelo efeito direto dos fotões no genoma dos microrganismos e indiretamente pela formação de radicais livres provenientes da radiólise da água. Estes radicais por sua vez, podem interagir com o material genómico e produzir quebras simples ou duplas na cadeia de ADN. A degradação do ADN pelo efeito direto e indireto da radiação gama é descrito como o principal fator para a inativação de microrganismos. Os efeitos da radiação podem também ter impacto ao nível das proteínas, nomeadamente na quebra das interações hidrofóbicas e ligações covalentes e não covalentes, responsáveis pela estrutura da proteína. A constituição do meio e a atmosfera de irradiação tem uma elevada influência na resposta dos microrganismos à radiação gama. De uma forma geral, a presença de proteínas, carbohidratos e álcoois num dado substrato protege contra os efeitos da radiação, na medida em que estas moléculas estabelecem ligações com radicais livres impedindo assim a degradação do genoma microbiano. A presença de nitritos, nitratos e quinonas tem o efeito contrário, aumentando a eficiência do tratamento por irradiação. O conteúdo em água e a atmosfera rica em oxigénio são também fatores que sensibilizam os microrganismos à radiação gama. Adicionalmente, o tamanho e complexidade dos microrganismos podem também influenciar a resposta à radiação ionizante, em termos gerais os microrganismos de maior tamanho como as bactérias e fungos, são mais sensíveis à radiação comparativamente com os vírus que são considerados mais radioresistentes. O estudo dos principais mecanismos de inativação de vírus, nomeadamente de adenovírus (adenovírus humano serotipo 5, HAdV-5), pela radiação gama foi o objetivo principal deste estudo. Deste modo, os efeitos ao nível do genoma viral, das proteínas e da infecciosidade viral foram avaliados em dois substratos (PBS e efluente municipal antes do tratamento terciário) de forma a mimetizar possíveis cenários onde o tratamento por radiação ionizante poderá ser aplicado como método de desinfeção de vírus entéricos humanos. As suspensões de HAdV-5 em PBS e efluente foram tratadas por radiação gama às doses 1.5, 3, 4, 15 e 25 kGy e subsequentemente analisadas comparativamente com suspensões não irradiadas. Os efeitos da irradiação ao nível do ADN viral foram estimados por amplificação de dois fragmentos longos do genoma de HAdV-5 por PCR, 1000 pb e 10000 pb. O fragmento de 1000 pb do genoma de HAdV-5 foi amplificado em todas as amostras (não irradiadas e irradiadas), enquanto que a amplificação do fragmento do genoma de maior dimensão 10000 pb não foi detetada para as suspensões virais irradiadas a partir dos 4 kGy. Estes resultados sugerem que a potencial fragmentação do ADN viral por radiação gama deverá ser maioritariamente em fragmentos superiores a 1000 pb, de forma a permitir a amplificação de fragmentos do genoma desta dimensão. Com base nos resultados obtidos e na metodologia aplicada, não foi detetada a influência do substrato de irradiação (PBS vs. efluente) na amplificação de fragmentos do genoma de HAdV-5. Os efeitos da radiação gama nas proteínas virais foram analisados por SDS-PAGE, western-blotting com anticorpo policlonal anti-adenovirus e ELISA com anticorpo monoclonal anti-hexão. A abundância e antigenicidade das proteínas virais decresceu com o aumento da dose de radiação gama aplicada às suspensões virais, contudo as proteínas estruturais pII (hexão), pIII (pentão) e pIV (fibra) demonstraram por western-blotting uma elevada radioresistência, sendo detetadas nas suspensões virais irradiadas a 25 kGy. O efeito do substrato na irradiação foi evidenciado ao nível das proteínas virais. As suspensões virais em PBS apresentaram uma maior degradação proteica comparativamente com as amostras em efluente. A carência química de oxigénio (CQO) é superior no efluente, existindo assim uma maior quantidade de matéria orgânica suscetível à oxidação que confere uma proteção adicional contra os efeitos indiretos da radiação gama (radiólise). A antigenicidade da proteína mais abundante da cápside de adenovírus, o hexão, foi igualmente avaliada para os dois substratos, PBS e efluente, após o tratamento por radiação gama. Para a dose de tratamento de 4 kGy, a percentagem relativa de ligação ao antigénio foi de 17% para as suspensões virais em PBS e de 88% para as amostras em efluente. A infecciosidade das amostras foi medida através da redução do log10 do título viral para ambos os substratos. Considerando a referida dose de radiação de 4 kGy verificou-se uma redução de 6.5 e 5.0 log10 da carga viral nas suspensões em PBS e efluente, respetivamente. Os resultados obtidos indicaram assim uma influência do substrato de irradiação na inativação de adenovírus humano. Relativamente aos mecanismos de inativação por radiação gama, a análise global sugere que a degradação do genoma poderá ser o principal fator, tendo em conta que não foi detetada amplificação de longos fragmentos do genoma associado ao decréscimo da infecciosidade viral nas amostras irradiadas às doses mais elevadas, mas foi observada a presença das principais proteínas estruturais. Os estudos efetuados documentaram a atividade virucida da radiação gama, indicando ser uma tecnologia de desinfeção promissora nomeadamente no tratamento de efluentes. Os tratamentos de efluentes convencionais apenas reduzem a concentração viral em 2 a 3 log10 PFU/ml sendo necessária, segundo a Agência de proteção ambiental, uma redução de pelo menos 4 log10 PFU/ml (99,99% de remoção viral). Considerando, os resultados obtidos nas amostras em efluente irradiadas a 4 kGy verificou-se uma eficiência de inativação superior

Linking brand and competitive advantage: The mediating effect of positioning and market orientation

The purpose of this paper is to analyze the relationship between brand and competitive advantage (through differentiation) and the mediating effect of positioning and market orientation in this relationship. An empirical study was developed using a quantitative methodological approach. The object of the study was Portuguese exporting companies in the footwear industry, to which a questionnaire survey was applied. The results show that (1) brand has a significant direct impact on positioning and market orientation and competitive advantage through differentiation, (2) competitive advantage through differentiation is directly impacted by positioning, (3) market orientation does not have a significant direct impact on competitive advantage through differentiation, and (4) positioning has a mediating effect on the relationship between brand and competitive advantage through differentiation, and market orientation does not have on it.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Impacto da COVID-19 no acesso e perfil dos utilizadores do serviço de urgência do Centro Hospitalar Universitário do PORTO, EPE

A pandemia por COVID-19 veio provocar alterações no padrão de utilização de cuidados de saúde apresentado pelo Serviço Nacional de Saúde (SNS) português. Seria expectável um ainda maior aumento no volume de urgências, uma vez que a utilização regular dos serviços seria acrescida de um volume de procura associado a esta nova condição de doença. No entanto, e contrariamente a esta perceção, estudos sobre o impacto da pandemia na utilização dos serviços de saúde evidenciaram um decréscimo muito significativo do volume de episódios de urgência. Analisar o impacto da pandemia por COVID-19 no acesso e no perfil dos utilizadores do serviço de urgência, bem como analisar se após o término das medidas de mitigação mais restritivas se observa uma manutenção da redução de episódios não urgentes e/ou diminuição de consumo abusivo dos recursos de saúde. Estudo observacional, analítico transversal de registos de episódios de urgência de doentes com idade superior a 18 anos admitidos no Serviço de Urgência do Centro Hospitalar Universitário do Porto (CHUPorto) durante o período pandémico (março de 2020 a março de 2022) e período homólogo pré-pandemia (março de 2018 a fevereiro de 2020). Foram analisadas as variáveis: idade, sexo, área de residência, cor da pulseira, proveniência, destino, ano, mês, dia da semana, existência de confinamento, utilização frequente e uso abusivo. Os dados foram solicitados à Comissão de Ética da instituição de forma a cumprir todos os requisitos éticos e de garantia de confidencialidade e foram cedidos pelo Serviço de Gestão de Informação e Estatística do CHUPorto. Redução nas admissões ao SU durante a pandemia com diminuição dos episódios mais urgentes e um aumento dos episódios menos urgentes, quando comparado com o mesmo período pré-pandemia. O perfil do utilizador manteve-se semelhante em ambos os períodos, sofrendo apenas alteração no primeiro confinamento. A proveniência e o destino do episódio mais frequentes foram o Exterior e a Alta não referenciada, respetivamente, em ambos os períodos, no entanto, durante a pandemia,registou-se um aumento da proveniência através do INEM e SNS24e em relação ao destino a um aumento dos internamentos e óbitos. A afluência por dia da semana e horário não sofreu alterações. Os utilizadores frequentes recorreram ao SU em percentagens semelhantes ao período pré-pandemia. A percentagem de episódios abusivos foi mais reduzida durante a pandemia. O impacto foi mais acentuado durante o primeiro confinamento onde o medo de infeção e a prevalência de doença grave por SARS-CoV-2 eram mais acentuadas. Apesar da existência de um aumento de episódios menos urgentes durante a pandemia, verificou-se, também, que o uso abusivo dos recursos de saúde foi menor

Accurate autocorrelation modeling substantially improves fMRI reliability.

Given the recent controversies in some neuroimaging statistical methods, we compare the most frequently used functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) analysis packages: AFNI, FSL and SPM, with regard to temporal autocorrelation modeling. This process, sometimes known as pre-whitening, is conducted in virtually all task fMRI studies. Here, we employ eleven datasets containing 980 scans corresponding to different fMRI protocols and subject populations. We found that autocorrelation modeling in AFNI, although imperfect, performed much better than the autocorrelation modeling of FSL and SPM. The presence of residual autocorrelated noise in FSL and SPM leads to heavily confounded first level results, particularly for low-frequency experimental designs. SPM's alternative pre-whitening method, FAST, performed better than SPM's default. The reliability of task fMRI studies could be improved with more accurate autocorrelation modeling. We recommend that fMRI analysis packages provide diagnostic plots to make users aware of any pre-whitening problems

Liderança romântica, grit e desempenho em contexto hospitalar: Que relação?

Dissertação de Mestrado presentada no ISPA – Instituto Universitário para obtenção de grau de Mestre na especialidade de Psicologia Social e das Organizações.Com o presente estudo pretende-se analisar a natureza da relação entre a liderança romântica e o desempenho de equipa e averiguar se o grit exerce um papel moderador nesta mesma relação. Desta forma, foram formuladas as seguintes questões de investigação: Será que existe uma relação entre a liderança romântica percebida pelos colaboradores e o desempenho atribuído pelos líderes das equipas estudadas; e, será que esta relação depende do grit demonstrado pelos membros dessas mesmas equipas? Para tal, o desempenho foi analisado no âmbito da definição de eficácia de equipa dada por Hackman (1987), e procedeu-se à recolha de uma amostra de equipas especializadas de enfermeiros profissionais em contexto hospitalar Para efeitos de análise, o problema conduziu à formulação de três hipóteses de investigação: (Hipótese 1) A liderança romântica dos colaboradores tem uma relação direta e positiva com a perceção de desempenho nas equipas de enfermagem; (Hipótese 2) A liderança romântica das equipas de enfermagem levará a maiores níveis de grit por parte das mesmas; e (Hipótese 3) O grit exerce uma relação moderadora na relação entre liderança romântica e perceção de desempenho. Seguidamente, como análise complementar, testou-se a existência de diferenças de desempenho nas populações dos distintos contextos assim como a influencia de indicadores objetivos nas variáveis em estudo. Colaboraram neste estudo 105 enfermeiros, agregados em 33 equipas distribuídas por dois hospitais da zona da Grande Lisboa. Os resultados sugerem que a liderança romântica não tem uma relação direta e positiva com a perceção de desempenho de equipa, e que o grit não modera esta mesma relação.The present study seeks to analyze the nature of the relationship between romantic leadership and team performance, while also ascertaining whether or not grit is a moderating influence on the aforementioned relation. The following research questions were thus formulated: is it possible that a link exists between the 'romance of leadership' perceived by the staff and the discerned team performance by the leaders themselves; and, is this relationship influenced by the grit factor demonstrated by that personnel? To this end, performance was evaluated per the definition of group effectiveness put forth by Hackman (1987). A sample population, comprised of professional nurses currently employed by hospitals, was identified and approached. For the purpose of appropriate data analysis, the following hypothesis were devised: (Hypothesis 1) The perceived romantic leadership within nursing teams, shows both a direct and positive relation to the perception of effort in these same teams; (Hypothesis 2) Romantic leadership will lead to higher grit values within the nursing teams, and lastly; (Hypothesis 3) Grit functions as a moderating variable in the relationship between romantic leadership and team performance. The following step was to ascertain the existence of performance diferences in the populations of the diferent contexts, as well as the influence of objetive indicators in the variables under study. The sample consisted of 105 nurses, organized into 33 teams that were employed at two hospitals in Greater Lisbon area. The results suggest that romantic leadership does not show a positive and direct relation with team performance, and that grit does not moderate the relation between these two

Qualidade do sono, saúde e estilos de vida: estudo com a população activa portuguesa

O sono, essencial para a sobrevivência, é uma necessidade biológica crucial para todos os indivíduos, sendo o restaurador a nível físico e mental. Contudo, a privação do sono conduz a alterações comportamentais e fisiológicas que podem colocar a vida em risco. Este estudo tem como proncipal objectivo analisar a qualidade do sono da população activa e, através de objectivos específicos, avaliar as alterações do sono em função da saúde física, saúde mental e de alguns estilos de vida. Para tal, foram utilizados o Índice de Qualidade de Sono de Pittsburg, o Questionário de 90 Sintomas e o Inventário de Avaliação Clínica da Depressão, aplicados a 300 participantes (142 do sexo masculino e 158 do sexo feminino) com idades compreendidas entre os 25 e os 65 anos. Os resultados indicaram que são as mulheres e os que apresentam baixo estatuto socioeconómico aqueles que apresentaram pior qualidade do sono. Além disso, a presença de doença a nível físico e o excesso de peso encontraram-se fortemente associadas a uma pior qualidade do sono. Os resultados também permitiram inferir uma associação entre a qualidade do sono e os níveis de saúde mental, onde os participantes com má qualidade do sono apresentaram indicadores de sintomas psicopatológicos mais elevados, sendo estes resultados válidos para cada dimensão sintomática avaliada. Ao especificar a variável depressão, os resultados apontaram que a presença desta perturbação se encontrou fortemente associada com a pior qualidade do sono. Sendo assim, torna-se importante a implementação de programas de prevenção, promoção que compreenda as regras básicas para uma melhor qualidade de sono, bem como o tratamento das perturbações do sono de forma a minimizar as consequências que estas acarretam

Analysis in magnetic resonance elastography: study and development of image processing techniques

Tese de mestrado em Engenharia Biomédica e Biofísica (Radiações em Diagnóstico e Terapia), apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2012The term “Elastography‖” unifies biomechanics with imaging sciences and was driven by the well-documented effectiveness of palpation as a diagnostic technique for detecting cancer and other diseases. Notoriously, during the last decade Magnetic Resonance Elastography (MRE) has emerged as the most accurate imaging modality to non-invasively assess the rheological properties of tissue. Using a phase-contrast MRI technique together with an external mechanical actuation device, it is possible to detect propagating shear waves inside the human body. Viscoelastic properties can then be extracted by applying inversion methods to the acquired phase data. Due to the richness and significance of the data, and in spite of enduring challenges related to the complexity of the computations involved, MRE attracted strong interest and is now a thriving area of research. The computations necessary to calculate maps of viscoelastic tissue properties are indeed substantial and are generally done on remote computers after completion of experiments. The need for higher flexibility in large scale clinical studies led to the development, in the current project, of an automated toolbox for real time MRE data processing implemented within the scanner environment. The most commonly used direct inversion methods, Algebraic Helmholtz Inversion (AHI) and Local Frequency Estimation, show considerable performance differences under similar initial conditions. Assumptions underlying such algorithms were studied by comparing noise sensitivity and resolution on synthetic, phantom and in vivo brain datasets. Finally, a clinical application of the AHI approach was performed on brain and abdominal data from healthy individuals. The ensuing values of brain viscoelasticity suggest higher stiffness in white matter compared to grey matter. Preliminary results also show a pronounced age-related decrease in brain stiffness and viscosity. The liver, kidney and spleen were assessed with abdominal MRE and the results support a statistically significant higher stiffness in the spleen compared to liver and kidney.A rigidez e viscosidade são das propriedades mecânicas intrínsecas dos tecidos com maior relevância fisiopatológica. Segundo as fontes conhecidas, desde 400 a.C., a palpação tem sido o método mais utilizado como primeira fonte de avaliação médica, de forma a detectar pequenas massas ou tumores em tecidos moles. No entanto, a experiência profissional do médico e a própria localização da massa têm um grande impacto na qualidade do diagnóstico efectuado. Sabendo que o módulo de elasticidade possui uma variabilidade nos tecidos moles superior à de outras propriedades físicas, como a absorção de raios X ou o tempo de relaxamento em ressonância magnética nuclear, e que a ressonância magnética é das técnicas que, até à data, foi capaz de produzir imagens com maior qualidade e resolução espacial, surgiu uma forte motivação para unificar a biomecânica com a imagiologia por ressonância magnética. Deste modo, a Elastografia por Ressonância Magnética (MRE, do inglês “Magnetic Resonance Elastography‖” apareceu em meados dos anos 90 do século passado, permitindo avaliar e medir com um elevado grau de exactidão as propriedades reológicas dos tecidos, de modo não invasivo. Utilizando uma técnica de contraste de fase em MRI, em conjunto com um dispositivo dinâmico de oscilação mecânica, a MRE mostra um potencial muito grande para detectar a propagação de ondas mecânicas no corpo humano, com uma precisão da ordem de grandeza dos mícrons. Posteriormente à aquisição das chamadas “imagens de fase”, o processamento de imagem, através da aplicação de algoritmos de inversão, permite quantificar o comportamento reológico do meio. Esta nova modalidade de diagnóstico deu até hoje lugar a um conjunto de estudos pré-clínicos que permitiram a investigação das condições mecânicas associadas a alterações fisiológicas e patológicas, em tecidos nos quais esta abordagem nunca tinha sido possível. Éntre esses tecidos, é de destacar o caso do cérebro, um órgão onde a palpação ou aplicação de elastrografia convencional, associada a ultrassons, é inviável devido à presença da caixa craniana. Podem-se, assim, enumerar alguns estudos empreendidos com esta técnica até hoje, de inquestionável impacto científico e clínico: a fibrose hepática, o envelhecimento do cérebro, a esclerose múltipla, a hidrocefalia e os tumores cerebrais. Uma das áreas que actualmente atrai maior interesse consiste na correcta quantificação da viscoelasticidade a partir dos dados adquiridos no scanner. Tendo como base premissas diferentes, muitos algoritmos foram propostos para inverter a equação de ondas, calculando parâmetros relevantes a partir da simples propagação das ondas nos tecidos. Os métodos mais intuitivos designam-se por métodos directos, sendo os mais comuns a Inversão Algébrica da equação de Helmholtz (AHI, do inglês “Algebraic Helmholtz Inversion‖” e a Estimação da Frequência Local (LFE, do inglês “Local Frequency Estimation‖”. O primeiro tem por base uma origem matemática, realizando a inversão local em cada ponto da matriz da imagem segundo a equação de Helmholtz. A técnica de LFE, por outro lado, resolve o problema através de métodos de processamento, onde a aplicação de uma cadeia de filtros permite extrair a frequência espacial local das ondas de shear, estando esta relacionada com o módulo da elasticidade através de uma simples relação algébrica. Neste contexto, a tese apresentada prende-se com os métodos de análise de imagem em MRE, nomeadamente tanto no estudo como no desenvolvimento de técnicas que permitem uma avaliação das propriedades dinâmicas do meio, com precisão, exactidão e flexibilidade. Um dos problemas da baixa aplicabilidade da técnica de MRE a grandes estudos clínicos é, de facto, a falta de flexibilidade na obtenção de mapas de elasticidade. O volume de cálculos necessários para a construção desses mapas é muito grande, e por isso esses cálculos são geralmente efectuados em computadores independentes, depois de terminada a etapa da aquisição dos dados. Desta forma, o primeiro projecto consistiu no desenvolvimento de uma toolbox que permitisse o processamento de imagem em tempo real, embutido no proprio scanner. Assim, aquando da aquisição de uma experiência de elastografia, será possível obter não só a disposição espacial e intensidade da propagação das ondas mecânicas, mas também um mapa adicional correspondente à elasticidade do tecido, directamente na sala de controlo. Para este efeito, foi desenvolvido um algoritmo de reconstrução codificado num ambiente compatível com o sistema de computação de scanners da Siemens. Depois de várias fases de avaliação, desenvolvimento, debugging e validação do algoritmo, tanto offline como inline em simuladores, foram realizados testes no próprio scanner em fantomas e no cérebro de um voluntário saudável, utilizando várias frequências de oscilação. Desta forma, pôde-se verificar o sucesso global da toolbox implementada. Ainda assim, será necessária uma fase de optimização no sentido de criar uma toolbox de uso mais familiar e melhorar o algoritmo em si, corrigindo alguns problemas da versão actual. Os dois algoritmos de reconstrução mais utilizados a nível clínico, AHI e LFE, anteriormente apresentados e contextualizados, revelam um desempenho surpreendentemente diferente, sob condições iniciais idênticas e não obstante os princípios físicos subjacentes serem semelhantes. Estas inconsistências reflectem-se numa vasta gama de valores para o módulo de elasticidade verificados na literatura. Por conseguinte, foi efectuado um estudo para testar a qualidade das reconstruções em termos de sensibilidade, resolução espacial e eficácia na reconstrução em fantomas gerados sinteticamente, onde ruído, atenuação, ondas de compressão e padrões de interferência foram adicionados a uma equação de ondas básica. Para avaliar o desempenho dos algoritmos em dados de MRE extraídos do scanner, utilizaram-se jogos de dados obtidos com fantomas de gel sem e com inclusões de elasticidade dissemelhante entre regiões, assim como dados cerebrais de indivíduos saudáveis. Em geral, os resultados demonstram que o método LFE é mais eficaz em condições ideais, mas carece de precisão na análise de imagens sintéticas com artefactos tal como em dados reais. Isto é devido essencialmente a uma filtragem excessiva, assim como ao facto de o algoritmo não considerar a atenuação como uma premissa do modelo. Pelo contrário, os mapas obtidos pelo método AHI são mais nítidos mas são altamente susceptíveis a ruído. Mais se concluiu, que certas metodologias que antecedem a inversão são de extrema importância, destacando-se o processo de filtragem espacial. Finalmente, a medição das propriedades físicas dos fantomas através de reometria convencional permitiu verificar uma disparidade nas duas técnicas, podendo levar à conclusão de que as reconstruções obtidas em MRE são sobrestimadas. No entanto, deve ser efectuada uma análise mais profunda em condições experimentais tão idênticas quanto possível, para que se possam confirmar estes efeitos. O método AHI foi escolhido para estudar o cérebro de nove indivíduos saudáveis com idades compreendidas entre os 19 e os 62 anos. Neste estudo foram identificadas diferenças significativas, tanto na elasticidade como na viscosidade da matéria branca e cinzenta em todos os indivíduos, constatando-se que a última é a menos rígida. Além disso, um modelo linear regressivo foi ajustado aos valores obtidos com o método AHI tendo em conta a idade do sujeito, de forma a verificar tendências relativas esta variável.Resultados preliminares evidenciam uma distribuição linear com um declive negativo indicativo de um decréscimo pronunciado da elasticidade do tecido cerebral com a idade: a percentagem de decréscimo anual previsto foi de 0,75%. Apesar de não ser estatisticamente significativo, foram ainda identificadas pequenas diferenças nas taxas de decréscimo da elasticidade e viscosidade da matéria branca e cinzenta. No entanto, os resultados obtidos fazem parte de um estudo em curso e, como tal, será necessário testar um amostra superior para confirmar os resultados mencionados, assim como métodos mais sofisticados para analisar os dados. Por fim, realizou-se um estudo sobre as propriedades viscoelásticas de tecidos do abdómen. Sendo a sequência utilizada baseada em “Echo Planar Imaging” (EPI), as inomogeneidades do campo magnético e artefactos de ghosting são mais pronunciados na aquisição de imagem em tecidos moles no abdómen. Foi necessário assim, numa primeira fase, optimizar o protocolo de aquisição: o uso de bandas de saturação para suprimir o tecido adiposo, ajustes no “Field of View”, o uso de técnicas de shimming e aquisição de imagem apenas durante apneia expiratória. O dispositivo que permite a distribuição de propagação das ondas nos tecidos também foi explorado, de forma a obter uma propagação uniforme com elevada amplitude ao longo da totalidade do corte. A aquisição de dados de cinco voluntários saudáveis permitiu avaliar três tecidos com níveis de elasticidade distintos: o fígado, os rins e o baço. As principais conclusões retiradas indicam que o fígado e rins apresentam uma elasticidade menor que o baço, sob o modelo linear de tensão-deformação no qual se baseia o método AHI. Ainda assim, todo o processo de optimização está longe de se dar por concluído, pretendendo-se obter uma reprodutibilidade entre experiências com um protocolo de implementação expedito para ser possível aumentar a quantidade de dados e fazer uma análise estatística com um nível de confiança superior. Em conclusão, a técnica de MRE mostra um enorme potencial para detectar alterações na elasticidade dos tecidos através de pequenas deformações periódicas induzidas durante a aquisição de imagem numa ressonância magnética. A tese apresentada aborda pontos importantes relativos à fase do processamento e análise de dados, contribuindo para a evolução da MRE no sentido da aceitação desta técnica em ambiente clínico. Soluções concretas para uma análise rápida a tempo real foram dadas através do desenvolvimento da toolbox. Numa outra perspectiva, foram estudados nesta tese aspectos técnicos relevantes relativos aos algoritmos de inversão, críticos para a obtenção de um processamento profundo e correcto dos dados obtidos. Por fim, os trabalhos desta tese resultaram na identificação e reconhecimento de diferenças entre a viscoelasticidade dos tecidos, medida in vivo, a um nível pré-clínico, deixa em aberto todo um conjunto de ideias para estudos inovadores na área da biomecânica aplicada ao ser humano em conjunção com imagiologia

Sleep bruxism: the complexity of a definitive diagnosis – case report

Communication abstract: Fourth International Congress of CiiEM: Health, Well-Being and Ageing in the 21st Century, held in the Egas Moniz University Campus at Monte de Caparica, Portugal, from 3–5 June 2019.This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Multi-centre, multi-vendor reproducibility of 7T QSM and R2* in the human brain: Results from the UK7T study

Introduction We present the reliability of ultra-high field T2* MRI at 7T, as part of the UK7T Network's “Travelling Heads” study. T2*-weighted MRI images can be processed to produce quantitative susceptibility maps (QSM) and R2* maps. These reflect iron and myelin concentrations, which are altered in many pathophysiological processes. The relaxation parameters of human brain tissue are such that R2* mapping and QSM show particularly strong gains in contrast-to-noise ratio at ultra-high field (7T) vs clinical field strengths (1.5–3T). We aimed to determine the inter-subject and inter-site reproducibility of QSM and R2* mapping at 7T, in readiness for future multi-site clinical studies. Methods Ten healthy volunteers were scanned with harmonised single- and multi-echo T2*-weighted gradient echo pulse sequences. Participants were scanned five times at each “home” site and once at each of four other sites. The five sites had 1× Philips, 2× Siemens Magnetom, and 2× Siemens Terra scanners. QSM and R2* maps were computed with the Multi-Scale Dipole Inversion (MSDI) algorithm (https://github.com/fil-physics/Publication-Code). Results were assessed in relevant subcortical and cortical regions of interest (ROIs) defined manually or by the MNI152 standard space. Results and Discussion Mean susceptibility (χ) and R2* values agreed broadly with literature values in all ROIs. The inter-site within-subject standard deviation was 0.001–0.005 ppm (χ) and 0.0005–0.001 ms−1 (R2*). For χ this is 2.1–4.8 fold better than 3T reports, and 1.1–3.4 fold better for R2*. The median ICC from within- and cross-site R2* data was 0.98 and 0.91, respectively. Multi-echo QSM had greater variability vs single-echo QSM especially in areas with large B0 inhomogeneity such as the inferior frontal cortex. Across sites, R2* values were more consistent than QSM in subcortical structures due to differences in B0-shimming. On a between-subject level, our measured χ and R2* cross-site variance is comparable to within-site variance in the literature, suggesting that it is reasonable to pool data across sites using our harmonised protocol. Conclusion The harmonized UK7T protocol and pipeline delivers on average a 3-fold improvement in the coefficient of reproducibility for QSM and R2* at 7T compared to previous reports of multi-site reproducibility at 3T. These protocols are ready for use in multi-site clinical studies at 7T

A protocol for ultra-high field laminar fMRI in the human brain.

Ultra-high field (UHF) neuroimaging affords the sub-millimeter resolution that allows researchers to interrogate brain computations at a finer scale than that afforded by standard fMRI techniques. Here, we present a step-by-step protocol for using UHF imaging (Siemens Terra 7T scanner) to measure activity in the human brain. We outline how to preprocess the data using a pipeline that combines tools from SPM, FreeSurfer, ITK-SNAP, and BrainVoyager and correct for vasculature-related confounders to improve the spatial accuracy of the fMRI signal. For complete details on the use and execution of this protocol, please refer to Jia et al. (2020) and Zamboni et al. (2020).This work was supported by grants to Z.K. from the Biotechnology and Biological Sciences Research Council (H012508 and BB/P021255/1), the Wellcome Trust (205067/Z/16/Z) and European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under the Marie Skłodowska Curie grant agreement No 840271