Ultrasonic method of microvibration detection: part II - additional processing method and applications

Abstract Introduction In the last 28 years, the scientific community has been using elastography to evaluate the mechanical properties of biological tissue. The aim of this work was the optimization of the UDmV method, presented in Part I of the series, by means of modifying the technique employed to generate the reference sine and cosine functions, used for phase-quadrature demodulation, and determining how this modification improved the performance of the method. Additionally, the UDmV was employed to characterize the acoustic and mechanical properties of a 7% gelatin phantom. Methods A focused transducer, T F, with a nominal frequency of 2.25 MHz, was used to induce the shear waves, with frequency of 97.644 Hz. Then, the modified UDmV method was used to extract the phase and quadrature components from ultrasonic RF echo-signals collected from four positions along the propagation path of the shear wave, which allowed the investigation of the medium vibration caused by wave propagation. The phase velocity, c s, and attenuation, α s, of the phantom were measured and employed in the calculation of shear modulus, μ, and viscosity, η. Results The computational simulation demonstrated that the modification in UDmV method resulted in more accurate and precise estimates of the initial phases of the reference sinusoidal functions used for phase-quadrature demodulation. The values for c s and μ of 1.31 ± 0.01 m·s-1 and 1.66 ± 0.01 kPa, respectively, are very close to the values found in the literature (1.32 m·s-1 and 1.61 kPa) for the same material. Conclusion The UDmV method allowed estimating of the acoustic and viscoelastic parameters of phantom.

Ultrasound biomicroscopy and claudication test for in vivo follow-up of muscle repair enhancement based on platelet-rich plasma therapy in a rat model of gastrocnemius laceration

PURPOSE: To track the regeneration process of lateral gastrocnemius due to a muscle laceration in rats, and to treatment with plateletrich plasma (PRP). METHODS: Ultrasound (40 MHz) images were used for measuring pennation angle (PA), muscle thickness (MT) and mean pixel intensity, along with claudication scores, of treated (PRPG) and non-treated (NTG) groups of rats. RESULTS: NTG showed a PA increase for the non-injured leg (p<0.05) and a tendency of MT to increase, whereas for PRPG there were no differences. There was a progressive reduction of the claudication score for the PRPG group throughout the entire period, with an immediate difference after seven days (p<0.05), whereas the NTG had a significant reduction only at day 28 (p<0.05). CONCLUSION: It was observed a compensatory hypertrophic response due to the overload condition imposed to healthy leg for NTG that did not occur in PRPG, suggesting an accelerated repair process of the injured leg due to treatment, anticipating its use.

Generation of 3D ultrasound biomicroscopic images: technique validation and in vivo volumetric imaging of rat lateral gastrocnemius

Introduction Ultrasound biomicroscopy (UBM) is a technique for generating high-resolution images, with frequencies from 20 MHz to 100 MHz. For example, it has been used in animal research related to models of injury and diseases that mimic human conditions. With a three-dimensional ultrasound (3D) image system, an organ can be viewed at various angles and the volume estimated, contributing to an accurate diagnosis. This work refers to the generation of 3D-UBM images, employing a 35 MHz ultrasound system, from multiple two-dimensional (2D) images. Phantoms were used to validate the technique and to determine its reliability of volume measurements. Additionally, the technique was used to obtain 3D images of the rat gastrocnemius muscle. Methods Four different phantoms were used and ten acquisition sequences of 2D-images acquired for each one. Thereafter, 5 volume segmentations were performed for each acquisition sequence, resulting in 50 measured volumes for each phantom. The physical volumes of all phantoms were used to validate the technique based on the coefficient of variation (CV) and the intraclass correlation coefficient (ICC). Images of the gastrocnemius muscle were acquired and the partial volume quantified. Results The CV and ICC confirmed the reliability of volume measurements obtained by segmentation. Moreover, cross-sectional 2D images of rat hindlimb were obtained, allowing to identify the gastrocnemius muscle and to partially quantify the muscle volume from 3D images. Conclusion The results indicated that the technique is valid to generate 3D images and quantify the volume of a muscle compatible with the dimensions of a small animal.

Laceration in rat gastrocnemius. Following-up muscle repairing by ultrasound biomicroscopy (in vivo), contractility test (ex vivo) and histopathology

PURPOSE: Implement a laceration protocol of the rat lateral gastrocnemius (LG) and following-up its repair with ultrasound biomicroscopy (UBM), contractility tests and histology. METHODS: Sixty-three male Wistar rats were distributed into two groups. One, with sub-groups GI, GII and GIII (n=12), each containing right LG lacerated (n=6), control and sham (n=3) animals. LG muscles in GI, GII and GIII were inspected by UBM (40 MHz) immediately after, 14 and 28 days post-surgery and thereafter excised with four (GI), 14 (GII) and 28 (GIII) days post-surgery for histology. Animals in second group were distributed into right LG lacerated and control sub-groups. LG muscles in lacerated sub-group were submitted to contractility tests at four (n=8), 14 (n=8) and 28 (n=8) days post-surgery, while in the control sub-group (n=5) were submitted to contractility tests along the course of the experiments. RESULTS: Descriptive findings agreed between the lesion model, muscle repair, UBM images and histology. Contractility results for right LG were different (p<0.05) between control and injured muscle with four and 14 days post-surgery, at tetanic stimulating frequencies (50 and 70 Hz). CONCLUSION: A laceration protocol of the lateral gastrocnemius was implemented and ultrasound biomicroscopy, contractility and histology findings agreed regarding the following-up of injured muscle repair. .

Effects of galantamine and galantamine combined with nimodipine on cognitive speed and quality of life in mixed dementia: a 24-week, randomized, placebo-controlled exploratory trial (the REMIX study) / Efeitos da galantamina e da galantamina combinada à nimodipina sobre a velocidade de processamento cognitivo e qualidade de vida na demência mista: ensaio clínico exploratório, randomizado e controlado com placebo (estudo REMIX)

The effects of galantamine (GAL) on quality of life (QoL) and cognitive speed, as well its effects combined with nimodipine (NIM) in Alzheimer disease (AD) with cerebrovascular disease (mixed dementia), have not been explored. Method : Double-blind, placebo-controlled, multicenter Brazilian trial, studying the effects of GAL/NIM vs. GAL/placebo (PLA) in mild to moderate mixed dementia. Patients were randomized to receive GAL/NIM or GAL/PLA for 24 weeks. Primary efficacy measures were changes on a computerized neuropsychological battery (CNTB) and QoL Scale in Alzheimer's Disease (QoL-AD) from baseline to week 24. Results : Twenty-one patients received at least one drug dose (9 GAL/NIM and 12 GAL/PLA). Groups were matched for age, sex, education, cognitive and QoL scores at baseline. No significant differences were observed between groups on primary or secondary measures. QoL and cognitive performance showed significant improvement (p<0.05) from baseline when all GAL-treated patients were analyzed. Adverse events were predominantly mild to moderate. Conclusion : GAL treatment improved QoL in mixed dementia, in addition to its previously known cognitive benefits. The combination GAL/NIM was not advantageous. However, the small sample size precludes any definitive conclusions. Trial registered at ClinicalTrials.gov: NCT00814658 .

Os efeitos da galantamina (GAL) sobre qualidade de vida (QdV) e velocidade de processamento cognitivo, bem como da combinação com nimodipina (NIM) no tratamento da doença de Alzheimer (DA) com doença cerebrovascular (demência mista) ainda não foram investigados. Método : Estudo multicêntrico brasileiro, duplo-cego, controlado com placebo, avaliando os efeitos de GAL/NIM x GAL/placebo (PLA) na demência mista leve a moderada. Pacientes receberam tratamento com GAL/NIM ou GAL/PLA por 24 semanas. Medidas de eficácia primária foram as variações no desempenho em bateria de testes neuropsicológicos computadorizados e na escala QdV-DA ao final do estudo. Resultados : Vinte um pacientes receberam pelo menos uma dose da droga (9 GAL/NIM e 12 GAL/PLA). Os grupos foram emparelhados por idade, sexo, escolaridade, escores cognitivos e de QdV na linha de base. Não foram observadas diferenças significativas entre os dois grupos nas medidas de eficácia primária e secundária. Na avaliação de todos os pacientes que receberam GAL, houve melhora significativa (p<0,05) em QdV-DA e desempenho cognitivo. Os eventos adversos foram predominantemente leves a moderados. Conclusão : O tratamento com GAL proporcionou melhora da QdV na demência mista, além dos benefícios cognitivos previamente conhecidos. A combinação GAL/NIM não foi vantajosa. O reduzido tamanho amostral impede conclusões definitivas. .

Treatment of Alzheimers disease in Brazil: II. Behavioral and psychological symptoms of dementia / Tratamento da doença de Alzheimer no Brasil: II. Dos sintomas comportamentais e psicológicos da demência

This article reports the recommendations of the Scientific Department of Cognitive Neurology and Aging of the Brazilian Academy of Neurology for the treatment of Alzheimers disease (AD) in Brazil, with special focus on behavioral and psychological symptoms of dementia (BPSD). It constitutes a revision and broadening of the 2005 guidelines based on a consensus involving researchers (physicians and non-physicians) in the . The authors carried out a search of articles published since 2005 on the MEDLINE, LILACS and Cochrane Library databases. The search criteria were pharmacological and non-pharmacological treatment of the behavioral and psychological symptoms of AD. Studies retrieved were categorized into four classes, and evidence into four levels, based on the 2008 recommendations of the American Academy of Neurology. The recommendations on therapy are pertinent to the dementia phase of AD. Recommendations are proposed for the treatment of BPSD encompassing both pharmacological (including acetyl-cholinesterase inhibitors, memantine, neuroleptics, anti-depressives, benzodiazepines, anti-convulsants plus other drugs and substances) and non-pharmacological (including education-based interventions, physiotherapy, occupational therapy, music therapy, therapy using light, massage and art therapy) approaches. Recommendations for the treatment of cognitive disorders of AD symptoms are included in a separate article of this edition.

Esse texto apresenta as recomendações da Academia Brasileira de Neurologia, por intermédio do seu Departamento Científico de Neurologia Cognitiva e do Envelhecimento, para o tratamento da doença de Alzheimer (DA) no Brasil, enfocando os sintomas comportamentais e psicológicos da demência (SCPD). Trata-se de uma revisão ampliada das diretrizes publicadas em 2005, resultada de um consenso envolvendo pesquisadores da área, médicos e não médicos. Os autores realizaram uma busca de artigos publicados a partir de 2005 nas bases MEDLINE, LILACS e Cochrane Library. A busca foi direcionada para tratamento farmacológico e não farmacológico dos sintomas comportamentais e psicológicos da DA. Os estudos foram categorizados em quatro classes e as evidências em quatro níveis, com base nas recomendações da Academia Americana de Neurologia publicadas em 2008. As recomendações terapêuticas referem-se à fase demencial da DA. Apresentam-se recomendações para o tratamento dos SCPD, tanto farmacológico (incluindo inibidores da acetilcolinesterase, memantina, neurolépticos, antidepressivos, benzodiazepínicos, anticonvulsivantes e outros fármacos e substâncias), como não farmacológico (incluindo intervenções educacionais, fisioterapia, terapia ocupacional, musicoterapia, terapia com luz, massagem e arterapia). As recomendações para o tratamento dos transtornos cognitivos da DA são apresentadas em outro artigo desse fascículo.

Treatment of Alzheimers disease in Brazil: I. Cognitive disorders / Tratamento da doença de Alzheimer no Brasil: I. dos transtornos cognitivos

This article reports the recommendations of the Scientific Department of Cognitive Neurology and Aging of the Brazilian Academy of Neurology for the treatment of Alzheimers disease (AD) in Brazil, with special focus on cognitive disorders. It constitutes a revision and broadening of the 2005 guidelines based on a consensus involving researchers (physicians and non-physicians) in the . The authors carried out a search of articles published since 2005 on the MEDLINE, LILACS and Cochrane Library databases. The search criteria were pharmacological and non-pharmacological treatment of cognitive disorders in AD. Studies retrieved were categorized into four classes, and evidence into four levels, based on the 2008 recommendations of the American Academy of Neurology. The recommendations on therapy are pertinent to the dementia phase of AD. Recommendations are proposed for the treatment of cognitive disorders encompassing both pharmacological (including acetyl-cholinesterase inhibitors, memantine and other drugs and substances) and non-pharmacological (including cognitive rehabilitation, physical activity, occupational therapy, and music therapy) approaches. Recommendations for the treatment of behavioral and psychological symptoms of dementia due to Alzheimers disease are included in a separate article of this edition.

Esse texto apresenta as recomendações da Academia Brasileira de Neurologia, por intermédio do seu Departamento Científico de Neurologia Cognitiva e do Envelhecimento, para o tratamento da doença de Alzheimer (DA) no Brasil, enfocando os transtornos cognitivos. Trata-se de uma revisão ampliada das diretrizes publicadas em 2005, resultada de um consenso envolvendo pesquisadores da área, médicos e não médicos. Os autores realizaram uma busca de artigos publicados a partir de 2005 nas bases MEDLINE, LILACS e Cochrane Library. A busca foi direcionada para tratamento farmacológico e não farmacológico dos transtornos cognitivos da DA. Os estudos foram categorizados em quatro classes e as evidências em quatro níveis, com base nas recomendações da Academia Americana de Neurologia publicadas em 2008. As recomendações terapêuticas referem-se à fase demencial da DA. Apresentam-se recomendações para o tratamento dos transtornos cognitivos, tanto farmacológico (incluindo inibidores da acetilcolinesterase, memantina e outros fármacos e substâncias), como não farmacológico (incluindo reabilitação cognitiva, atividade física, terapia ocupacional e musicoterapia). As recomendações para o tratamento dos sintomas comportamentais e psicológicos da demência da DA são apresentadas em outro artigo desse fascículo.

The Pietà study: epidemiological investigation on successful brain aging in Caeté (MG), Brazil. Methods and baseline cohort characteristics / Estudo Pietà: investigação epidemiológica sobre envelhecimento cerebral bem sucedido em Caeté (MG), Brasil. Métodos e características de base da coorte

OBJECTIVES: To present the methods and baseline characteristics of the Pietà study, a population-based survey investigating successful brain aging in the oldest-old. METHOD: The study was conducted in Caeté (MG), Brazil. In 2007, 1,251 individuals aged 75+ years were living in the city and were invited to participate. Participants responded to a general health questionnaire and were submitted to clinical, neurological, cognitive, psychiatric and functional evaluations. A subgroup was submitted to neuropsychological testing, blood tests and magnetic resonance of the skull. Individuals were classified as having cognitive impairment-no dementia, dementia, parkinsonism, psychiatric disorders or successful brain aging. RESULTS: We evaluated 639 individuals (51.1 percent of the target population; 64 percent women), aged 81.4±5.2 years and with 2.7±2.6 years of schooling. Almost 30 percent of the elderly were illiterates and 82.1 percent belonged to middle/middle-low socioeconomic levels. Almost 50 percent were widows, but only 14.3 percent were living alone. CONCLUSION: The Pietà cohort is representative of the oldest-old Brazilian population. We believe the results of the study may contribute to increase our knowledge about healthy and pathological brain aging in the oldest-old.

OBJETIVOS: Apresentar os métodos e as características sociodemográficas do projeto Pietà, estudo de base populacional que investiga o envelhecimento cerebral bem sucedido em uma coorte de idosos muito idosos. MÉTODO: O estudo foi conduzido em Caeté (MG). Em 2007, 1.251 indivíduos com 75+ anos residiam no município e foram convidados a participar. Os idosos responderam a um questionário de saúde geral e foram submetidos à avaliação clínica, neurológica, cognitiva, psiquiátrica e funcional. Um subgrupo realizou avaliação neuropsicológica, exames laboratoriais e ressonância magnética de crânio. Os participantes foram classificados em grupos com comprometimento cognitivo-não demência, demência, parkinsonismo, transtornos psiquiátricos ou envelhecimento cerebral bem sucedido. RESULTADOS: Foram avaliados 639 idosos (51,1 por cento da população-alvo; 64 por cento mulheres), com idade 81,4±5,2 anos e escolaridade 2,7±2,6 anos. Quase 30 por cento eram analfabetos e 82,1 por cento pertenciam às classes sócio-econômicas média/média-baixa. Aproximadamente 50 por cento eram viúvos, mas somente 14,3 por cento viviam sozinhos. CONCLUSÃO: A coorte do estudo Pietà é representativa da população idosa muito idosa brasileira. Esperamos que os resultados do estudo contribuam para incrementar o conhecimento sobre envelhecimento cerebral normal e patológico em idosos muito idosos.

Tratamento da doença de Alzheimer / Alzheimer's disease Treatment

Esse texto apresenta as recomendações da Academia Brasileira de Neurologia (ABN), por intermédio do seu Departamento Científico de Neurologia Cognitiva e do Envelhecimento (DCNCE), para o tratamento da doença de Alzheimer no Brasil. Trata-se de uma revisão ampliada das recomendações publicadas em 2005. Os autores realizaram uma busca de artigos publicados a partir de 2005 nas bases MEDLINE (PubMed), LILACS e Cochrane Library. Os estudos foram categorizados em quatro classes e as evidências em quatro níveis, com base nas recomendações da Academia Americana de Neurologia publicadas em 2008. As recomendações terapêuticas referem-se à fase demencial da doença de Alzheimer. Apresentam-se recomendações para: farmacoterapia dos transtornos cognitivos, incluindo inibidores da acetilcolinesterase (IAChE), memantina e outros fármacos e substâncias; farmacoterapia dos sintomas comportamentais e psicológicos (SCPD), incluindo antipsicóticos, benzodiazepínicos, antidepressivos, anticonvulsivantes, IAChE, memantina e outros fármacos e substâncias; e tratamento não farmacológico dos transtornos cognitivos e dos SCPD.

Métodos de calibração de hidrofones / Hidrophone calibration methods

O presente trabalho consta de uma revisão minuciosa dos métodos de calibração de hodrofones, aplicáveis tanto aos do tipo agulha quanto aos de membrana. São revistos os métodos mais utilizados, absolutos e por comparação, associados às diversas técnicas de calibração e destinadas à determinação da sensibilidade do hidrofone. Os métodos descritos são: Reciprocidade, Varredura Plana, Interferometria a laser, TDS (Time Delay Spectrometry) e da Propagação Não Linear ou da Geração de Harmônicos. É apresentado um quadro comparativo descrevendo a incerteza típica e a máxima freqüência ultra-sônica inerentes a cada um dos métodos. A calibração de hidrofones com base no Método da Reciprocidade tem incerteza típica de cerca de mais ou menos 19 por cento (1,5dB) entre 0,5 e 15 MHz. Com o Método da Varredura Plana, a incerteza é de cerca de mais ou menos 6 por cento (0,5 dB) até 5 MHz, ou mais ou menos 15 por cento (1,2 dB) até 70 MHz. Para o Método TDS, as incertezas estão em torno de mais ou menos 7 por cento (0,7 dB) até 5 MHz e de mais ou menos 14 por cento (1,1 dB) até 30 MHz. Atualmente, o método interferométrico é considerado o melhor, mas não é de largo emprego devido ao seu alto custo de implementação.

Effects of galantamine on attention and memory in Alzheimer's disease measured by computerized neuropsychological tests: results of the Brazilian Multi-Center Galantamine Study (GAL-BRA-01)

OBJETIVO: Investigar os efeitos da galantamina no desempenho de pacientes portadores de doença de Alzheimer (DA) leve a moderada em uma bateria de testes neuropsicológicos computadorizados (BTNC). MÉTODO: Trinta e três pacientes com DA provável receberam tratamento com galantamina por três meses em ensaio clínico multicêntrico aberto e prospectivo. A escala BTNC e a ADAS-Cog foram administradas no início e ao final de 12 semanas. A BTNC incluiu testes de tempo de reação avaliando atenção, memória implícita e memória episódica para palavras e faces. Comparações estatísticas foram realizadas entre os resultados na 12ª semana versus a linha de base. Pacientes que não atingiram dose terapêutica foram excluídos da análise. RESULTADOS: Quatro pacientes (12,1%) foram excluídos por interrupção do tratamento (n=3) ou por não atingir dose terapêutica (n=1). Os 29 pacientes remanescentes foram tratados com doses de 24 mg/dia (n=22) e 16 mg/dia (n=7). Ao final de 12 semanas, reduções nos tempos de reação foram observadas nos testes de memória episódica para faces (p=0,023) e no teste de tempo de reação de dupla escoí lha (p=0,039) da BTNC. CONCLUSAO: O tratamento com galantamina melhorou o desempenho em testes de atenção e memória episódica, com redução estatisticamente significativa dos tempos de reação.

Mapeamento de feixe ultrasônico utilizando as propriedades cromotérmicas dos cristais líquidos colestéricos / Ultrasonic beam map using thermochromic properties of cholesteric liquid crystals

Desinformação a respeito da periodicidade com que aparelhos de ultra-som para fisioterapia devem ser calibrados e a carência de laboratórios aptos a ensaiá-los sugerem a necessidade de métodos acessíveis e de fácil manuseio, que avaliem o desempenho desses equiapmentos no próprio local onde são utilizados. O presente trabalho apresenta um método simples e rápido de obter informações sobre a distribuição de intensidade do campo ultra-sônico utilizando cristais líquidos colestéricos, substâncias que geram cores em função da temperatura. O feixe ultra-sônico, não sendo uniforme, gera gradientes de temperatura em função da intensidade média temporal local. Estes gradientes resultam numa imagem de cor em função dessa intensidade. Uma folha plástica, composta de PVC e poliuretano (coeficiente de atenuação médio 23,5 dB.cm-1.MHz-1 e e coeficiente de reflexão 0,06), foi acoplada ao material cromotérmico aumentando a sensibilidade do modelo. Esta foi emoldurada com vidro e compôs uma das faces do recipiente contando água destilada, onde os transdutores foram posicionados e excitados para a obtenção das imagens cromotérmicas. Cinco transdutores de 1 e 3 MHz, com fins terapêuticos, compuseram os experimentos. As imagens geradas pelo aquecimento do material cromotérmico foram avaliadas em vinte e três planos paralelos à face dos transdutores. Os resultados mostraram-se compatíveis com os obtidos pela varredura planar com hidrofone

Modelo ultra-sônico para a determinaçäo de parâmetros da reologia sanguínea / Ultrasound model for the determination of blood rheology parameters

Este trabalho apresenta um modelo teórico para o comportamento da velocidade média de micro-esferas imersas em um meio contendo plasma sanguíneo, e agitadas por onda contínua ultra-sônica, durante o processo de coagulação. O modelo parte da movimentação de um partícula e, generalizado, resulta numa equação diferencial ordinária de 1ª ordem, linear, não-homogênea e de coeficientes variáveis. A solução analítica, simulada em computador, é apresenta e discutida.

This work presents a theoretical model of the particle ensemble mean velocity inside a host medium, plasma, and agitated by continuous ultrasonic waves during the coagulation process. The mathematical model is based on the particle motion and, generalized, results in a non-homogeneous 1 st degree linear ordinary differential equation with variable coefficients. A computer simulation of the analytic solution is presented and discussed.