Influence of the peritoneal lavage with bupivacaine on the survival and resistance of colonic anastomoses performed under fecal peritonitis in rats

PURPOSE: To evaluate the effects of peritoneal lavage with bupivacaine on survival and initial resistance of anastomosis on distal colon, performed under peritonitis or not. METHODS: Forty rats, weighing from 300 to 350g (321.29±11.31g), were randomly divided in four groups and underwent laparotomy and anastomosis on the distal colon six hours after induction of peritonitis by intraperitoneal injection of autologous fecal material or not. Group 1: No peritonitis and lavage with 3ml NS; Group 2: No peritonitis and lavage with 8 mg.kg-1 (± 0.5 mL) of 0.5% bupivacaine added to 2.5 mL of NS; Group 3: Peritonitis and lavage with 3ml NS; Group 4: Peritonitis and lavage with 8 mg.kg-1 (± 0.5 mL) of 0.5% bupivacaine added to 2.5 mL of NS. Necropsies were performed on the animals that died and the time of death was recorded. Surviving animals were submitted to euthanasia on the fifth post-operative day and Total Energy of Rupture biomechanical test (TER) was applied. RESULTS: Group 4 showed survival increase compared to Group 3, without statistical significance. Group 3 presented the smallest average TER, with statistical significance. CONCLUSION: Peritonitis increased mortality and influenced negatively the resistance of colic anastomosis in rats. Peritoneal lavage with bupivacaine increased anastomotic resistance.

Analysis of biomechanical parameters extracted from anorectal manometry of fecally-continent and incontinent patients / Análise de parâmetros biomecânicos extraídos da manometria anorretal de pacientes continentes e com incontinência fecal / Análisis de parámetros biomecánicos extraídos de la manometría recto-anal de pacientes con continencia e incontinencia fecal

OBJECTIVE: to evaluate the average resulting area from the Pressure x Time curves resulting from the manometric anorectal exam and compare it with the support capacity of voluntary squeeze. Materials and METHODS: the data set was represented by data from 11 exams from continent patients and eight exams from patients with grade III fecal incontinence. The manometric curves were delineated, and the areas and support capacity of voluntary squeeze calculated, by means of the R computer language and the algorithm developed. RESULTS: the resulting averages for support capacity of voluntary squeeze in continent patients and patients with grade III fecal incontinence were 33.07 seconds and 30.76 seconds (p>0.05) and the averages for area were 2362.04 mmHg x second and 947.92 mmHg x second (p<0.05), respectively. CONCLUSION: the average resulting area is able to differentiate continent patients from incontinent and is shown to be a possible parameter in the analysis of biomechanical behavior related to the mechanisms of anorectal continence.

OBJETIVO: avaliar a área média resultante, proveniente das curvas pressão versus tempo, pertencentes ao exame manometria anorretal e confrontá-la com a capacidade de sustentação. MATERIAIS E MÉTODOS: a casuística foi representada por dados de 11 exames de pacientes continentes e oito exames de pacientes com incontinência fecal grau III. Por meio da linguagem computacional R e do algoritmo desenvolvido foram delineadas as curvas manométricas e calculadas as áreas e capacidades de sustentação. RESULTADOS: as médias resultantes da capacidade de sustentação de pacientes continentes e com incontinência fecal grau III foram 33,07 segundos e 30,76 segundos (p>0,05) e as da área, 2362,04 mmHg x segundo e 947,92 mmHg x segundo (p<0,05), respectivamente. CONCLUSÃO: a área média resultante foi capaz de diferenciar os pacientes continentes dos incontinentes e demonstra ser um possível parâmetro na análise do comportamento biomecânico, relacionado aos mecanismos de continência anorretal.

OBJETIVO: evaluar el área media resultante proveniente de las curvas Presión versus Tiempo pertenecientes al examen manometría rectal y afrontarla con la capacidad de sustentación. Materiales y MÉTODOS: la casuística fue representada por datos de 11 exámenes de pacientes moderados y ocho exámenes de pacientes con incontinencia fecal grado III. Por medio del lenguaje computacional R y del algoritmo desarrollado fueron delineadas las curvas manométricas y calculadas las áreas y capacidades de sustentación. RESULTADOS: los medios resultantes de la capacidad de sustentación de pacientes moderados y con incontinencia fecal grado III fueron 33,07 segundos y 30,76 segundos (p>0,05) y las de la área, 2362,04 mmHg x según y 947,92 mmHg x según (p<0,05), respectivamente. CONCLUSIÓN: el área media resultante fue capaz de diferenciar los pacientes continentes de los incontinentes y demuestra ser un posible parámetro en el análisis del comportamiento biomecánico relacionado a los mecanismos de continencia rectal.

Prototype of a computer system for managing data and video colonoscopy exams

OBJECTIVE: Develop a prototype using computer resources to optimize the management process of clinical information and video colonoscopy exams. MATERIALS AND METHODS: Through meetings with medical and computer experts, the following requirements were defined: management of information about medical professionals, patients and exams; video and image captured by video colonoscopes during the exam, and the availability of these videos and images on the Web for further analysis. The technologies used were Java, Flex, JBoss, Red5, JBoss SEAM, MySQL and Flamingo. RESULTS AND DISCUSSION: The prototype contributed to the area of colonocospy by providing resources to maintain the patients' history, tests and images from video colonoscopies. The web-based application allows greater flexibility to physicians and specialists. The resources for remote analysis of data and tests can help doctors and patients in the examination and diagnosis. CONCLUSION: The implemented prototype has contributed to improve colonoscopy-related processes. Future activities include the prototype deployment in the Service of Coloproctology and the utilization of this model to allow real-time monitoring of these exams and knowledge extraction from such structured database using artificial intelligence. (AU)

OBJETIVO: Desenvolver um protótipo por meio de recursos computacionais para a otimização de processos de gerenciamento de informações clínicas e de exames de videocolonoscopia. MATERIAIS E MÉTODOS: Por meio de reuniões com especialistas médicos e computacionais, definiram-se os seguintes requisitos: gestão de informações sobre profissionais médicos, pacientes e exames complementares; aquisição dos vídeos e captura de imagens a partir do videocolonoscópio durante a realização desse exame, e a disponibilidade por meio da Web para análise posterior dessas imagens. As tecnologias aplicadas foram: Java, Flex, JBOSS, Red5, JBOSS SEAM, MySQL e Flamingo. RESULTADOS E DISCUSSÃO: O protótipo contribuiu para a área de colonocospia disponibilizando recursos para manutenção de histórico de pacientes, exames e imagens. O acesso à aplicação, por meio de browser, permite maior flexibilidade aos médicos e especialistas. Os recursos para análise remota de dados e exames podem auxiliar médicos e pacientes na realização de exames e diagnósticos. CONCLUSÃO: O protótipo implementado contribuiu para melhoria de processos relacionados a exames de videocolonoscopia. Trabalhos futuros incluem implantação do protótipo no serviço de coloproctologia, bem como a extensão do modelo para o acompanhamento dos exames em tempo real e extração de conhecimento dessa base de dados estruturada por meio de inteligência artificial. (AU)

Prototype system to manage data on coloproctology surgery

OBJECTIVE: To develop a prototype system to manage data on coloproctology surgery, aiming at Data Quality (DQ) and the adoption of a DQ monitoring process, which is nonexistent in most biomedical systems. METHODS: The construction of the prototype was separated into five steps: analysis of an existing system (legacy), the analysis of requirements and specifications for the new prototype, the development of the model, definition of technologies and the development of a prototype. RESULTS: The analysis of the legacy system revealed several limitations and inconsistencies, which can result in problems concerning the DQ. Therefore, actions to prevent these problems are already being executed at the step of developing the prototype, such as the creation of interactive and more elaborate interfaces, the use of validation mechanisms on data fields and the proposal of a process to monitor inconsistencies and incompleteness in patients' data. CONCLUSION: The adoption of DQ mechanisms on system development results in building a reliable and consistent database, to assist tasks such as management, scientific research and future intelligent data analysis methods. Future work includes subjective evaluations of DQ indicating the adequacy of the prototype for the users' needs. (AU)

OBJETIVO: Desenvolvimento de um protótipo para gerenciamento de dados de cirurgia coloproctológica, visando à Qualidade de Dados (QD), e a adoção de um processo de monitoramento da QD, inexistente na maioria dos sistemas biomédicos. MÉTODOS: A construção do protótipo foi dividida em cinco etapas: análise de um sistema existente (legado), levantamento dos requisitos para o novo protótipo, elaboração de modelos, definição das tecnologias e desenvolvimento do protótipo. RESULTADOS: A análise do sistema legado revelou diversas limitações e inconsistências que podem resultar em problemas de QD. Sendo assim, medidas para prevenir esses problemas estão sendo adotadas, já na etapa do desenvolvimento do protótipo, como a criação de interfaces mais elaboradas e interativas, a utilização de mecanismos de validação dos campos de dados e a proposta de um processo para monitoramento das inconsistências e incompletudes dos dados dos pacientes. CONCLUSÃO: A adoção de medidas de QD no desenvolvimento de sistemas resulta na construção de uma base de dados confiável e consistente, contribuindo com as tarefas de gerenciamento, pesquisas científicas e futuras aplicações de métodos de análise inteligente de dados. Trabalhos futuros incluem avaliações subjetivas de QD que indiquem o nível de adequação do protótipo às necessidades dos usuários. (AU)

Protótipo de um sistema de gerenciamento de protocolos de câncer colorretal / Management system prototype of colorectal cancer protocols

OBJETIVO: desenvolvimento de um protótipo de sistema de cadastro e controle de protocolos de Câncer Colorretal, com a finalidade de armazenar um conjunto abrangente de dados de forma estruturada para posterior aplicação de métodos de análise inteligente de dados. MATERIAL E MÉTODO: o protótipo foi construído em cinco etapas: análise do domínio de Câncer Colorretal, definição de requisitos básicos (operacionais e informacionais), projeto do sistema, construção do sistema usando tecnologias open source e avaliação do sistema com o apoio de especialistas. RESULTADOS E DISCUSSÃO: durante o desenvolvimento, o protótipo foi avaliado por especialistas quanto à estrutura do conjunto de dados, à coerência de organização das informações, à validade das funcionalidades implementadas e ao atendimento aos requisitos básicos definidos. CONCLUSÃO: de acordo com os especialistas usuários, o desenvolvimento do protótipo completou a primeira etapa do projeto de desenvolvimento de um sistema em nível de 100 por cento de satisfação e, atualmente, está sendo aplicado em cadastros de dados reais. Na próxima etapa será consolidado e implantado o sistema completo, atendendo a requisitos de segurança com suporte a multiusuários.

OBJECTIVE: to develop a prototype of a Colorectal Cancer records management system, aiming to store an embracing structured dataset for later application of intelligent data analysis methods. MATERIAL AND METHOD: the prototype was developed in five stages: Colorectal Cancer domain analysis, definition of basic requirements (operational and informational), system design, system construction using open source technologies and system evaluation supported by domain experts. RESULTS AND DISCUSSION: during development, the prototype dataset structure, coherence of information structure, validity of functions implemented and the attendance to the basic requirements define, were evaluated by domain experts. CONCLUSION: according to the experts evaluation, the prototype development completed the first stage of the project of developing the system with a 100 percent satisfaction rate and is now being used into recording real data. In the next stage it will be finished and deployed the complete system, attending to security requirements and multiuser support.

Modelo computacional para o gerenciamento de dados e exames de pacientes para o acompanhamento remoto por meio de conferência multimídia / Computational model for data and patients' exams management for remote follow-up by multimedia conferences

OBJETIVO: Desenvolver um modelo computacional para aquisição, gerenciamento e armazenamento de dados e exames de pacientes, e definir uma arquitetura de conferência multimídia para o acompanhamento remoto de exames. MATERIAIS E MÉTODOS: Definiu-se uma arquitetura computacional para a aquisição de exames a partir de equipamentos hospitalares, e para o armazenamento e gerenciamento de dados e exames de pacientes foram utilizados o servidor de aplicações Jboss, o sistema gerenciador de banco de dados MySQL, o servidor de páginas Apache e o framework Jboss-Seam para o desenvolvimento de aplicações. Para a conferência multimídia, foi aplicado um estudo de caso utilizando a arquitetura Openmeetings. RESULTADOS: Foram definidos modelos computacionais para o gerenciamento consistente e seguro de dados e exames de pacientes e estudou-se uma arquitetura para conferência multimídia. CONCLUSÃO: Os modelos computacionais, o protótipo implementado e a arquitetura de conferência multimídia avaliada poderão ser aplicados em situações reais da área médica, contribuindo para o acompanhamento remoto de pacientes.

OBJECTIVE: To develop a computational model for acquisition, management and storing data and patients' exams, and to define a multimedia conference architecture to remote patients' follow-up. MATERIALS AND METHODS: A computational architecture was defined to acquire exams' information from hospital equipment and to store and manage patients' data and exams using the JBoss application server, the MySql database manager system, the Apache web page server and the Jboss Seam framework for application development. For multimedia conference, a case study using the Openmeetins architecture was performed. RESULTS: computational models intended to the consistent and safe management of data and patients' exams were defined and a multimedia conference architecture was studied. CONCLUSION: The computational models, the prototype developed and the multimedia conference architecture may be applied into real medical situations, contributing for remote patient accompaniment.

Hyperbaric oxygen therapy and mechanical resistence of the colonics anastomosis in rats with peritonitis / Oxigenoterapia hiperbárica e resistência mecânica das anastomoses cólicas em ratos com peritonite

PURPOSE: To analyze the effects of hyperbaric oxygen therapy (HBO) on the mechanical resistance of anastomosis performed in rats' distal colon presenting peritonitis induced by ligature and cecal punction using the Total Energy Rupture biomechanical test (ETR). METHODS: It was used 45 rats divided into three groups of 15 animals each. In Control Group (CG), it was performed anastomosis in distal colon without peritonitis. In Peritonitis Group (PG), it was performed anastomosis six hours after the induction of peritonitis by ligature and cecal punction. In Hyperbaric Chamber Group (HCG), it was performed six hours after the induction of peritonitis by ligature and cecal punction. The animals on CG and PG were kept at place air while the animals on HCG were placed on an experimental hyperbaric chamber in order to inhale oxygen at 100 percent, two absolute atmospheres, for 120 minutes, for four consecutive days. Euthanasia took place on the fifth day of the experiment. All the animals underwent to Total Energy Rupture Biomechanical Resistance test (ETR). Total Energy Rupture was defined as the necessary internal energy stored up to promote the colon rupture after an external traction force imposition. RESULTS: The Peritonitis Group presents smaller average ETR than Control Group. There was no statistical difference between Peritonitis Group and Hyberbaric Chamber Group. CONCLUSION: Hyperbaric oxygen therapy did not alter the mechanical resistance of anastomosis performed in distal colon of rats under the presence of peritonitis induced by ligature and cecal puncture.

OBJETIVO: Analisar o efeito da oxigenoterapia hiperbárica (HBO) sobre a resistência mecânica de anastomoses realizadas em cólon distal de ratos na presença de peritonite induzida por ligadura e punção cecal utilizando o teste biomecânico de Energia Total de Ruptura (ETR). MÉTODOS: Foram utilizados 45 ratos distribuídos em três grupos de 15 animais. No Grupo Controle (GC), realizou-se anastomose no cólon distal sem peritonite. No Grupo Peritonite (GP), realizou-se anastomose seis horas após a indução da peritonite por ligadura e punção cecal. No Grupo Câmara Hiperbárica (GCH), realizou-se anastomose seis horas após a indução da peritonite por ligadura e punção cecal. Os animais dos GC e GP foram mantidos em ar ambiente. Os animais do GCH foram colocados em uma câmara hiperbárica experimental para inalarem oxigênio a 100 por cento, a duas atmosferas absolutas, durante 120 minutos, por quatro dias consecutivos. A eutanásia ocorreu no quinto dia do experimento. Todos os animais foram submetidos ao Teste de Resistência Biomecânico Energia Total de Ruptura (ETR). A Energia Total de Ruptura foi definida como a energia interna acumulada necessária para promover o rompimento do cólon após a imposição de uma força externa de tração. RESULTADOS: O Grupo Peritonite apresentou menor média de ETR que o Grupo Controle. Não houve diferença estatística entre o Grupo Peritonite e o Grupo Câmara Hiperbárica. CONCLUSÃO: A oxigenoterapia hiperbárica não alterou a resistência mecânica de anastomoses realizadas no cólon distal de ratos na presença de peritonite induzida por ligadura e punção cecal.

Estudo comparativo de modelos computacionais gerados sobre representações de imagens de coloscopia: tecido de mucosa normal VS tecido de mucosa de pólipo cólico / Comparative study of computacional models generated from representations of colonoscopic images: normal mucosal tissues VS mucosal tissues of colic polyp

Objetivo: analisar a qualidade preditiva de modelos computacionais para a diferenciação de tecidos cólicos, construídos a partir da representação de Imagens de Coloscopia (IC) como Matrizes de Co-ocorrência (MC). Materiais e Métodos: os modelos foramconstruídos aplicando técnicas de análise de imagens e de inteligência artificial. Foram utilizadas 67 IC, contendo pólipos, a partir das quais foram extraídas uma imagem da parte de tecido de pólipo e outra de tecido sem pólipo adjacente, totalizando 134 imagens. Para cada imagem, foram construídas MC para diferentes valores do parâmetro distância, D = 1 a 5, e extraídas 11 características de textura.Com essa representação, foram criados cinco modelos computacionais baseados em árvores de decisão. Os modelos foram avaliados utilizando: (a) validação cruzada e (b) tabelas de contingência. Resultados: na análise (a), o modelo de D = 3 apresentou o menor erro médio (22,25% ± 11,85%). Na análise (b), os modelos de D = 1 e 3 apresentaram os melhores valores de precisão. Conclusão: os valores do parâmetro de distância D = 1 e 3 apresentaram os modelos com as melhores qualidades preditivas. Os resultados mostraram que os modelos construídos apresentaram-se promissores para a construção de sistemas computacionais de suporte à decisão.

Purpose: to evaluate the predictive quality of computational models to differentiate colic tissues, based on Cooccorrurence Matrices (MC) representation of Coloscopic Images (IC). Materials and Methods: image analysis and artificial intelligence methods were employed to construct computational models. Sixty seven IC images, containing polyp, were considered in this work, from which a part containing a polypus and another without it were collected given origin to 134 images. For each one of these, different MC were constructed considering five distance parameters (D = 1 to 5) and the extraction of 11 texture characteristics. With this representation, five computational models were generated based on decision trees. These models were evaluated using two techniques: (a) cross-validation and (b) contingency tables. Results: for the (a) analysis, the model with D = 3 presented the smaller average error (22.25% ± 11.85%). For the (b) analysis, models with D = 1 and 3 presented the best precision values. Conclusion: parameters D = 1 and 3 presented models with the best predictive qualities. Results showed that the constructed models were promising to be applied within decision making computational systems.

Avaliação da dispersão de curvas força x elongação de segmentos de cólon descendente de ratos por meio do modelo sigmoidal de Boltzmann / Evaluation of the force x elongation curves dispersion of descending colon of rats using Boltzmann's sigmoidal model

OBJETIVO: avaliar a dispersão de curvas Força x Elongação (FE) representativas do comportamento mecânico de alça cólica íntegra de ratos. MATERIAIS E MÉTODOS: dez segmentos de cólon descendente de ratos machos Wistar foram submetidos ao teste biomecânico Energia Total de Ruptura. Cada curva gerada por esse ensaio foi ajustada ao modelo de Boltzmann, o qual correlaciona os valores de força e elongação por meio da combinação dos parâmetros A1, A2, x0 e d x. Nesse contexto, para cada parâmetro, foram calculadas as médias, os desvios padrão e correlações. Após, determinou-se a dispersão resultante da força em todo processo de deformação através de uma análise que considera as correlações entre as grandezas, com base na lei de propagação das incertezas. Para determinar um intervalo no qual estarão contidos 95% dos valores de força, a dispersão resultante foi multiplicada por um fator de abrangência considerando-se uma distribuição normal. RESULTADOS: os valores da média, do desvio padrão e das correlações foram determinados. A dispersão resultante dos valores de força foi expandida, delineando-se limites dentro dos quais estarão contidas as curvas FE para um intervalo de confiança de 95%. CONCLUSÃO: essa metodologia poderá auxiliar na avaliação de variáveis que interfiram no comportamento mecânico intestinal.

PURPOSE: to evaluate the dispersion of Force x Elongation curves (FE) that represents the mechanical behavior of rat's colon. MATERIALS AND METHODS: ten descending colon segments were submitted to the Total Energy of Rupture Test. Each curve generated by this test was fitted to Boltzmann model that correlates the values of force and elongation through the combination of the parameters A1, A2, x0 and d x. Then, for each parameter were calculated the mean, standard deviation and their correlations. Later, the resultant dispersion was determinated in the whole deformation process by an analysis that considers the correlations between the greatnesses based on the propagation of uncertainties law. The resultant dispersion was multiplied by a coverage factor, considering a normal distribution, to determinate an interval in which 95% of force values will be present. RESULTS: the mean, standard deviation and correlation were determined. The resultant dispersion of force values was expanded drawing limits inside which FE curves will be for a confidence interval of 95%. CONCLUSION: this methodology will be possibly used to evaluate variables that act on the intestinal mechanical behavior.

Comparative study of descendent colon rupture resistance considering traction force of rupture and total energy of rupture in rats

OBJETIVO: Comparação das grandezas físicas Energia Total de Ruptura e Força de Ruptura à Tração no estudo da resistência de ruptura do cólon descendente de ratos. MÉTODOS: Doze segmentos de cólon descendente de ratos foram utilizados como corpos de prova. Por meio do Teste Biomecânico Energia Total de Ruptura, obteve-se, de cada espécime, a Força de Ruptura à Tração e a Energia Total de Ruptura necessárias para promover o rompimento da parede cólica. Com esses valores, calculou-se a média, o desvio padrão, o erro padrão e o coeficiente de variação, sendo esse último atributo usado para a comparação das grandezas físicas. RESULTADOS: Os valores da média, do desvio-padrão, do erro-padrão e do coeficiente de variação da Força de Ruptura à Tração foram 380,05 gf, 98,74, 28,5 e 25,98%, respectivamente. A Energia Total de Ruptura apresentou a média de 244,85 gf, o desvio-padrão de 57,76, o erro padrão de 16,67 e o coeficiente de variação de 23,59%. CONCLUSÃO: A Energia Total de Ruptura, mesmo considerando em seus cálculos maior quantidade de atributos pertencentes aos materiais com propriedade viscoelástica não linear, tal qual a estrutura da parede cólica, apresentou menor coeficiente de variação em comparação com o coeficiente de variação da Força de Ruptura à Tração, demonstrando ser um possível parâmetro para a análise da resistência intestinal de ratos.

Energia total de ruptura: um teste biomecânico para avaliação de material biológico com propriedade viscoelástica não linear / Total energy of rupture: a biomechanical test to evaluate non-linear viscoelastic biological material

Objetivo: Apresentação do teste biomecânico Energia Total de Ruptura para o estudo da resistência intrínseca de material biológico com propriedade viscoelástica não-linear representado neste trabalho por segmento íntegro de cólon descendente de rato. Métodos: Implementação do teste biomecânico Energia Total de Ruptura e do Sistema de Aquisição e Análise de dados Biomecânicos - SABI 2.0. Para esse fim, foram utilizados conceitos físico-mecânicos, computacionais e biomecânicos e como corpos de teste, 15 espécimes de cólon descendente de ratos. Resultados: O teste biomecânico Energia Total de Ruptura permitiu o cálculo da energia total acumulada necessária para promover a ruptura dos corpos de prova durante os ensaios mecânicos. Por meio da automatização e gerenciamento da aquisição e análise dos dados capturados foi possível a geração de gráficos e relatórios descritivos e estatísticos. Conclusão: Fundamentado em conceitos físico-mecânicos, computacionais e biomecânicos, o teste Energia Total de Ruptura pôde proporcionar análise matemática do comportamento dos segmentos de cólon descendente de ratos durante os ensaios, demonstrando ser um possível método de medição da resistência intrínseca desse material biológico com propriedade viscoelástica não-linear.