A generative adversarial network approach to synthetic-CT creation for MRI-based radiation therapy

Tese de mestrado integrado, Engenharia Biomédica e Biofísica (Radiações em Diagnóstico e Terapia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019This project presents the application of a generative adversarial network (GAN) to the creation of synthetic computed tomography (sCT) scans from volumetric T1-weighted magnetic resonance imaging (MRI), for dose calculation in MRI-based radio therapy workflows. A 3-dimensional GAN for MRI-to-CT synthesis was developed based on a 2-dimensional architecture for image-content transfer. Co-registered CT and T1 –weighted MRI scans of the head region were used for training. Tuning of the network was performed with a 7-foldcross-validation method on 42 patients. A second data set of 12 patients was used as the hold out data set for final validation. The performance of the GAN was assessed with image quality metrics, and dosimetric evaluation was performed for 33 patients by comparing dose distributions calculated on true and synthetic CT, for photon and proton therapy plans. sCT generation time was <30s per patient. The mean absolute error (MAE) between sCT and CT on the cross-validation data set was69 ± 10 HU, corresponding to a 20% decrease in error when compared to training on the original 2D GAN. Quality metric results did not differ statistically for the hold out data set (p = 0.09). Higher errors were observed for air and bone voxels, and registration errors between CT and MRI decreased performance of the algorithm. Dose deviations at the target were within 2% for the photon beams; for the proton plans, 21 patients showed dose deviations under 2%, while 12 had deviations between 2% and 8%. Pass rates (2%/ 2mm) between dose distributions were higher than 98% and 94% for photon and proton plans respectively. The results compare favorably with published algorithms and the method shows potential for MRI-guided clinical workflows. Special attention should be given when beams cross small structures and airways, and further adjustments to the algorithm should be made to increase performance for these regions

Diversidade genética de populações naturais de Dipteryx alata localizadas nos municípios de Brasilândia/MS, Indiara/GO e Itarumã/GO estimada por marcadores microssatélites

O Baru (Dipteryx alata Vogel), pertence à família Fabaceae apresenta ampla distribuição no bioma Cerrado e um grande potencial para o uso na culinária local, ornamental e medicinal, sendo um importante recurso genético vegetal. Entretanto seu habitat está sob forte perturbação antrópica e devido a suas utilidades a espécie tem sido muito explorada. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a diversidade genética de três populações naturais de Dipteryx alata Vog, localizadas nos municípios de Brasilândia/MS, Indiara/GO e Itarumã/GO, utilizando marcadores moleculares microssatélites para fins de conservação da espécie. Folhas de acessos de baru de cada localidade foram coletadas e utilizadas para a extração das amostras de DNA genômico e genotipadas utilizando marcadores moleculares microssatélites específico para a espécie. As três populações de Dipteryx alata embora apresentem condições ambientais diferentes, apresentaram diversidade genética semelhante e forte endogamia. Para as pesquisas futuras, seria oportuno aumentar o número de amostras de cada população, coletar sementes e estudar a geração descendente, a fim de ter maior entendimento nos padrões do sistema de reprodução e fluxo gênico para assim, poder estimar e orientar uma coleta de sementes adequada visando à conservação genética ex situ e restauração ambiental

Pressure injury prevention measures in pediatric wards: nursing professionals' actions

Objective: to classify the quality of nursing care and analyze the association between professionals' characteristics and the implementation of preventive measures for pressure injuries in hospitalized children. Methods: this observational, cross-sectional study involved 235 nursing professionals. The Pressure Injury Prevention instrument comprised three domains with a total of 23 items: Preventive measures and early detection of pressure injuries (9 items), Pressure relief measures (8 items), and Assessment and reporting (6 items), analyzed using the Positivity Index for Quality of Care. Results: Most participants were females (98.7%), with a mean age of 38.83 ± 9.94 years, nursing technicians (57.4%), and had more than five years of experience (77.1%). Nursing care was predominantly inadequate across all three domains, with 82.6% of actions rated as poor. Significant associations were found between "participation in training courses" and "work-related exhaustion". There was a trend towards increased compliance with measurements among professionals aged 31-40. Conclusion: nursing care was predominantly poor and participation in training courses and the presence of exhaustion were associated with better adherence to preventive measures. Contributions to practice: the study highlights the pressing need for investments in professional training and the provision of necessary resources to support high-quality and safe nursing care

O saber sexual na adolescência

Objective: To investigate the knowledge of elementary school students concerning sexually transmitted infections (STIs) and the prevention of unwanted pregnancy, before and after the participation of the students in workshops. Methods: This extension project involved weekly meetings with 25 adolescents in the ninth year of elementary education in a public school in the city of Uberaba (Minas Gerais). A questionnaire was used to assess the knowledge of students on the first (pre-test) and final (post-test) days of the activities, in order to evaluate the effectiveness of the workshops. Results: The results of the tests revealed improvements in the intellectual and personal knowledge of these adolescents after the workshops. Conclusion: The application of the questionnaire confirmed the effectiveness of workshops, since the questions answered incorrectly in the pre-test showed better results in the post-test. Comparison of the two surveys showed that at the end of the activities, information had been absorbed and doubts had been clarified.Objetivo: Investigar el conocimiento de los estudiantes de primaria acerca de las infecciones de transmisión sexual (ITS) y la prevención de embarazos no deseados, antes y después del desarrollo de los talleres. Métodos: se trata de un estudio descriptivo vinculado a un Proyecto de Extensión Universitaria, se llevaron a cabo reuniones semanales con 25 adolescentes  del nono año de la educación primaria en una escuela pública en la ciudad de Uberaba-MG. Se utilizó un cuestionario para evaluar los conocimientos de los estudiantes en el primer (pre-test) y en el final (post-test) se llevan a cabo las actividades con el fin de comparar la eficacia de los talleres. Resultados: Ante las actividades lúdicas propuestas y la implementación de una prueba previa y otra posterior fue posible percibir un crecimiento intelectual y personal de estos adolescentes. Conclusión: La aplicación del cuestionario ha permitido demostrar la eficacia de los talleres, ya que las preguntas contestadas de forma incorrecta en el pre-test se evidenció mejores resultados en el post-test. Por lo tanto, la comparación de las dos encuestas muestran una absorción de información y aclaración de las dudas al final de las actividades.Objetivo: investigar o conhecimento dos estudantes do ensino fundamental a respeito das doenças sexualmente transmissíveis (DST) e a prevenção da gravidez indesejada, antes e depois do desenvolvimento de oficinas de trabalho. Métodos: trata-se de uma atividade de extensão na qual foram realizados encontros semanais com 25 adolescentes ingressos no ensino fundamental em uma escola pública, no município de Uberaba-MG. Foi aplicado um questionário para avaliação dos conhecimentos dos alunos no primeiro (pré-teste) e no último (pós-teste) dia de realização das atividades, no intuito de comparar a eficácia das oficinas de trabalho. Resultados: O uso de oficinas em sala de aula com adolescentes, nos permitiu realizar uma intervenção psicológica. Diante das atividades lúdicas propostas e com a aplicação de um pré e pós-teste, foi possível perceber um crescimento intelectual e pessoal desses adolescentes. Conclusão:a aplicação do questionário possibilitou comprovar a eficácia das oficinas realizadas, uma vez que as questões respondidas de forma incorreta no momento do pré-teste, apresentaram um melhor resultado no pós-teste. Portanto, a comparação dos dois questionários revela uma absorção das informações e esclarecimento das dúvidas ao término das atividades realizadas.

O saber sexual na adolescência

Objective: To investigate the knowledge of elementary school students concerning sexually transmitted infections (STIs) and the prevention of unwanted pregnancy, before and after the participation of the students in workshops. Methods: This extension project involved weekly meetings with 25 adolescents in the ninth year of elementary education in a public school in the city of Uberaba (Minas Gerais). A questionnaire was used to assess the knowledge of students on the first (pre-test) and final (post-test) days of the activities, in order to evaluate the effectiveness of the workshops. Results: The results of the tests revealed improvements in the intellectual and personal knowledge of these adolescents after the workshops. Conclusion: The application of the questionnaire confirmed the effectiveness of workshops, since the questions answered incorrectly in the pre-test showed better results in the post-test. Comparison of the two surveys showed that at the end of the activities, information had been absorbed and doubts had been clarified.Objetivo: Investigar el conocimiento de los estudiantes de primaria acerca de las infecciones de transmisión sexual (ITS) y la prevención de embarazos no deseados, antes y después del desarrollo de los talleres. Métodos: se trata de un estudio descriptivo vinculado a un Proyecto de Extensión Universitaria, se llevaron a cabo reuniones semanales con 25 adolescentes  del nono año de la educación primaria en una escuela pública en la ciudad de Uberaba-MG. Se utilizó un cuestionario para evaluar los conocimientos de los estudiantes en el primer (pre-test) y en el final (post-test) se llevan a cabo las actividades con el fin de comparar la eficacia de los talleres. Resultados: Ante las actividades lúdicas propuestas y la implementación de una prueba previa y otra posterior fue posible percibir un crecimiento intelectual y personal de estos adolescentes. Conclusión: La aplicación del cuestionario ha permitido demostrar la eficacia de los talleres, ya que las preguntas contestadas de forma incorrecta en el pre-test se evidenció mejores resultados en el post-test. Por lo tanto, la comparación de las dos encuestas muestran una absorción de información y aclaración de las dudas al final de las actividades.Objetivo: investigar o conhecimento dos estudantes do ensino fundamental a respeito das doenças sexualmente transmissíveis (DST) e a prevenção da gravidez indesejada, antes e depois do desenvolvimento de oficinas de trabalho. Métodos: trata-se de uma atividade de extensão na qual foram realizados encontros semanais com 25 adolescentes ingressos no ensino fundamental em uma escola pública, no município de Uberaba-MG. Foi aplicado um questionário para avaliação dos conhecimentos dos alunos no primeiro (pré-teste) e no último (pós-teste) dia de realização das atividades, no intuito de comparar a eficácia das oficinas de trabalho. Resultados: O uso de oficinas em sala de aula com adolescentes, nos permitiu realizar uma intervenção psicológica. Diante das atividades lúdicas propostas e com a aplicação de um pré e pós-teste, foi possível perceber um crescimento intelectual e pessoal desses adolescentes. Conclusão:a aplicação do questionário possibilitou comprovar a eficácia das oficinas realizadas, uma vez que as questões respondidas de forma incorreta no momento do pré-teste, apresentaram um melhor resultado no pós-teste. Portanto, a comparação dos dois questionários revela uma absorção das informações e esclarecimento das dúvidas ao término das atividades realizadas.

Arbustus unedo essence: morphological and genetic characterization of the strawberry tree of Castelo de Paiva

O medronheiro é um arbusto da região mediterrânica que pode ser encontrada por todo o país. Ao contrário do que verifica na região sul do país, no concelho de Castelo de Paiva é atribuída uma reduzida importância económica a esta espécie. Com o intuito de preservar e potenciar a produção desta espécie e contribuir para a dinamização da economia do concelho, procedeu-se à caracterização morfológica e genética de uma amostra da população de medronheiros de Castelo de Paiva. A caracterização morfológica e genética foi realizada para um total de 10 genótipos. Para tal recolheram-se 70 folhas aleatoriamente em cada árvore. Em 40 folhas mediu-se o comprimento, largura, comprimento do pedúnculo, peso fresco, peso seco e determinou-se a área foliar. Dos caracteres morfológicos analisados, aqueles que se revelaram mais úteis na distinção dos vários genótipos foram: comprimento do pedúnculo, peso fresco e peso seco. As restantes 30 folhas foram utilizadas para a caracterização genética. Esta caracterização foi realizada recorrendo a um marcador de DNA, ISSR. Os 5 primeiros exemplaresutilizados na técnica de ISSR demonstraram-se polimórficos. Os resultados da caracterização genética sugerem que a variabilidade genética na população é média a alta.The strawberry tree is a shrub native in the Mediterranean region and it can be found throughout Portugal. Unlike the case in the southern region of the country, in Castelo de Paiva a minor economic importance is given to this species. In order to preserve, to enhance the production of this species and to contribute to the boosting of the economy of the region, we proceeded to the characterization of a small sample population of this fruit tree of Castelo de Paiva in what concerns to its morphology and genetics. The morphological and genetic characterization was performed for a total of 10 genotypes. For this, 70 leaves were randomly collected from each tree. For 40 leaves, it was measured the length, the width, the peduncle length, the wet weight, the dry weight and determined the leaf area. Of the morphological characteristics analyzed, the ones that proved most useful in distinguishing the various genotypes were: the length peduncle, the wet weight and the dry weight. The remaining 30 leaves were used in the genetic characterization. This characterization was performed using a DNA marker, the ISSR. The 5 primers used in the ISSR technique proved to be polymorphic. The results from the genetic characterization suggest that variability in population genetics is medium to high

Effect of hydrogel containing Achyrocline satureioides (Asteraceae) extract–loaded nanoemulsions on wound healing activity

Achyrocline satureioides (Lam.) DC extract–loaded nanoemulsions have demonstrated potential for wound healing, with promising effects on keratinocyte proliferation. We carried out the first in vivo investigation of the wound healing activity of a hydrogel containing A. satureioides extract– loaded nanoemulsions. We prepared hydrogels by adding the gelling agent (Carbopol® Ultrez) to extract-loaded nanoemulsions (~250 nm in diameter) obtained by spontaneous emulsification. The final flavonoid content in formulation was close to 1 mg/mL, as estimated by ultra-fast liquid chromatography. Permeation/retention studies using porcine ear skin showed that flavonoids reached deeper layers of pig ear skin when it was damaged (up to 3.2 g/cm2 in the dermis), but did not reach the Franz-type diffusion cell receptor fluid. For healing activity, we performed a dorsal wound model using Wistar rats, evaluating the lesion size, anti-inflammatory markers, oxidative damage, and histology. We found that extract-loaded formulations promoted wound healing by increasing angiogenesis by ~20%, reducing inflammation (tumor necrosis factor ) by ~35%, decreasing lipid damage, and improving the re-epithelialization process in lesions. In addition, there was an increase in the number of blood vessels and hair follicles for wounds treated with the formulation compared with the controls. Our findings indicate that the proposed formulation could be promising in the search for better quality healing and tissue reconstruction