Innehållet i denna presentation I denna presentation beskrivs hur vetenskapliga artiklar brukar organiseras- dvs hur innehållet är strukturerat. Jag har också använt ett exempel från vår senaste forskning (metod för att upptäcka cancer på ut-opererade prostatakörtlar) på ett par ställen. Därför inledde jag presentationen med några bilder om detta projekt. Bild 2-5: Principen för vår resonanssensor och instrumentet Bild 5-8: Silikonmodeller, fläskfilémodell samt prostatakörtlar Bild 9: Graf som visa att vi kan skilja på vävnad med eller utan cancer Bild 10-30: Formatet på en vetenskaplig artikel Bild 31-32: Vetenskaplig artikel jämfört med teknisk rapport 1 Principen för resonanssensorn f Impedans fo fo V f 50 150 250 Frekvens (kHz) Frekvensskift Df Vävnad Impedans Frekvensspektrats utseende ändras vid kontakt med ett objekt Amplitudändring V Ändringen beror på ”hårdheten”! 100 Urinblåsa Prostatakörtel Tumörer 110 120 Frekvens (kHz) Prostatacancer: ”Hårdare” områden på och inuti mjuk vävnad Urinrör 2 Principen för hur cancer kan upptäckas Steg 1 sensorn Steg 2 Steg 3 Steg 4 Steg 5 silikon sensorn + silikon sensorn + silikon med hårdare inneslutet område sensorn + vävnad med cancer 3 Bild på mätinstrumentet och en bit fläsk 4 Bild platta silikon- och fläskmodeller (Kallas ”modell” om det ska simulera något- i detta fall prostatavävnad”) 5 Runda (sfäriska) silikon- och fläskmodeller Med små kulor av hårdare silikon – som simulerar områden med cancer Silikon Fläskfilé 6 Prostatakörtel 7 Skivor av prostatorna för patologisk cellanalys Prostata nr 1 Prostata nr 2 8 Resultatet visar att vi kan skilja på mätningar som gjordes där det fanns cancer mot där vävnaden var normal. Resultat 9 IMRAD - Varför följa den ”mallen”? Utvecklats historiskt genom: • Behov av att kommunicera upptäckter och idéer (komma till nytta, föra utvecklingen framåt, finansiering, inputs) • Få erkännande till upptäckt Detta har tvingat fram ett precist och relevant sätt att informera som kännetecknas av: • • • • • Bara signifikant och korrekt fakta Objektivitet Logisk struktur Entydighet Specialiserat språk (vokabulär) Annars risk för att - Ignoreras Får ej publicera Får ej patent Får ej pengar Får ej ”credit” Gäller alla områden inom vetenskap och teknik 10 Krav på vetenskaplig text Fakta: ska vara korrekt, trovärdig och ha en funktion (vara relevant). Objektivitet: ska inte spela roll ”vem” som gjort studien. Andra ska kunna upprepaIngen plats för tyckande och åsikter!! Inga värde- eller förstärkningsord! (bra, dåligt, mycket högt värde, fantastiskt resultat) Logisk struktur: Ska vara lätt att ta del av Entydighet: Resultatet ska betyda EN sak- det finns EN tolkning. Ordval och formulering viktig! Specialiserat språk –(vokabulär) fackspråk: ord, symboler, gemensamma regler – effektiviserar texten, minskar risk för mångtydighet. - Tekniska termer – fotoner, vektor (?), lösning (?), funktion(?) Vetenskapliga namn: salt- natriumklorid Förkortningar- bra- förkortar texten, CMOS- Complementary Metal Oxide Semiconductor, LED, COB - Chip-on-Board (vad behöver definieras?) 11 Typer av vetenskapliga publikationer Original artikel/forskning - primärkälla Konferensartikel (ibland peer-review-granskad) IMRAD Konferensabstract (ej granskad- annat än formalia) IMRAD Full paper (alltid peer-review-granskad) IMRAD Översiktsartikel - sekundärkälla Literature reviews: Sammanställning av litteraturen inom ett område Qualitative systematic reviews: sammanställning av litteratur inom ett område med en kritisk granskning. En frågeställning- samla ”data” i litteraturen, granska studierna/data kritiskt, sammanställ, dra slutsatser. Quantitative systematic reviews (Meta-analys): Data samlas från många studier och sammanställs enligt ett systematiskt protokoll. Nya slutsatser dras ur statistiken Berättande IMRAD IMRAD ? 12 Strukturen på en vetenskaplig artikel AIMRAD (IMRAD) Abstract Introduction Method Results And Discussion Naturvetenskap, medicin, teknik Abstract - Abstrakt-sammanfattning Introduction - Inledning (bakgrund + frågeställning + syfte-mål) Aim & goal Method - Metod (material och metod) Results - Resultat Discussion - Diskussion Conclusions - Slutsats - Referenser References 13 Abstract Abstract Abstract Introduction Introduction Introduction Aim Aim Aim Results Method Method Discussion Results Result 1 Discussion Result 2 Discussion Conclusions Discussion Result 3 Discussion Conclusions Method General Discussion Conclusions 14 Vad ska finnas i Inledningen? Bakgrund: • Sätta in arbetet i ett större sammanhang, beskrivande bakgrund • Översikt av närliggande tidigare arbeten (referenser) - Motivera arbetet - vad ska göras? - Göra läsaren intresserad!! Introduction Background Problemställning och problemformulering: • Logiskt och motiverat leda fram till en problemformulering som arbetet ska behandla Problems to be solved Specificera vad som ska göras: • Avslutas med en naturlig övergång till Syftet/målet (fråga att besvara) med arbetet Aim 15 Introduction Background Problems to be solved Aim I vissa områden läggs även detta till på slutet av inledningen Syfte Kort om metod, resultat och slutsats 16 Syftet/målet Här är en fråga som borde besvaras Det finns ett problem att lösa Det saknas kunskap för att kunna… Kort- 1-3 meningar!! • Syftet med studien var - att testa hypotesen …. - att jämföra x med y och målet var att bestämma vilken som kan bäst uppfylla/användas som ….. Inledning Frågeställningar: För att kunna bygga en/skapa ett/konstruera… För att ta nästa steg i utvecklingen behövs…. Det vore intressant att veta x…. • Målet med detta arbeta var att att utveckla en modell för att beskriva…../teknik för att • I denna studie har vi utvecklat/undersökt/jämfört…. • I detta arbete har olika tekniker jämförts/testats… Således är syftet med detta arbete att …….. …besvara denna fråga… ….lösa detta problem…. ….finna denna kunskap….. 17 Syfte - mål Goal, Purpose, Aim, Objective, Syfte - varför man löser problemet, vilken är nyttan? Mål - vad man vill uppnå med arbetet, mätbart Ibland diffus skillnad 18 Tempus Dåtid: allt du gjort- ”målet var att…” Resistansen mättes…Resultatet analyserades… Värdena beräknades… Nutid: Det som är allmängiltig fakta, det som anges i publicerade artiklar, hänvisning till din egen figur. Passiv eller aktiv form? Välj passiv! Ibland kan en mening vara aktiv om det förtydligar…. Vi (we) används ibland, men nästan aldrig jag (I) 19 1. Introduction New reliable and easy to use methods for early detection of prostate cancer (PCa) is very important and can save lives. PCa is the most common form of cancer among males in the western world. The predicted number of deaths caused by PCa during 2016 are nearly 76,000 [1]. Only in Sweden, there were almost 11,000 new cases of PCa diagnosed in 2014 and nearly 2,400 men died due to PCa that year [2]. The general trend since the late 1980s is an increase in PCa incidence, most likely due to an increased detection rate of latent disease since the introduction of a blood test for a prostate specific antigen (PSA) [3]. However, the mortality rates have been showing a decreasing trend in several countries after 1996, which may be due to the more frequent use of PSA tests [3, 4]. The PSA test and a digital rectal examination (DRE), when the physician palpates the prostate trough the rectum, are the most common diagnosis methods to indicate PCa. The aim of the palpation is to detect stiff areas or nodules in the prostate, as it has been shown that tumours are usually stiffer, compared to healthy tissue [5, 6, 7, 8]. In cases where the result of the DRE indicates presence of PCa, microscopic evaluation of transrectal ultrasound (TRUS) guided needle-biopsies used as a standard for final diagnosis [9]. However, these invasive samplings of biopsies still fail to detect 10-30% of PCa. The results of the DRE are subjective and dependent on the physicians’ experience, therefore an objective method and quantitative parameter related to the prostate tissue stiffness would be useful [10]. During minimally invasive surgery (MIS), assisted with robot technology or laparoscopy the surgeon can only feel the tissue through the instruments, which do not give much feedback regarding tissue composition [11]. There are recent studies on new techniques in order to improve the tactile feedback information from such instruments [11, 12]. Tactile resonance sensors connected to the different surgical instruments might be a useful complement to assess tissue stiffness. The use of a piezoelectric element as a resonance sensor for detecting tissue stiffness has been described already in the early 1990s [13]. Tactile resonance sensor systems based on the principle of an oscillating piezoelectric element which is moved into contact with soft tissue have been used to measure stiffness variations related to the heterogeneous prostate histology including malignant tissue [7, 14]. In these earlier studies, measurements were made on slices of a prostate gland [7, 14]. Tactile resonance sensors have also been used to measure differences in elasticity and stiffness to detect lesions and oedema [15, 16], to measure the stiffness of the liver which can indicate liver fibrosis [17] and to detect lymph nodes containing metastases [18]. Bred allmän bakgrund - Nya metoder för att hitta prostatacancer behövs - Vanligaste cancerformen - Många dör Smalare allmän bakgrund - Dagens diagnos-metoder - Palpation - Brister Smalare allmän bakgrund- möjligheter - I robotik behövs ny teknik Vi har en idé….. - Ny metod- taktil resonanssensor - Vi har tidigare utvecklat, visat positiva resultat… 20 A tactile resonance sensor system (TRSS) used for the measurements in this study was presented earlier [19, 20, 21]. The measured parameters used for detecting differences in stiffness with the TRSS are the change in resonance frequency of the piezoelectric element, Δf, and the applied force, F, during the indentation into the measured soft object. A stiffness parameter, F Df [22], could be obtained from the measured Δf and F as functions of indentation depths, I. Through theoretical models, the stiffness parameter has been shown to relate to the Young`s modulus, i.e. the elastic modulus of the measured object [22]. It has earlier been reported on the dependency of the parameters Δf, F and F Df on the contact angle, α, (i.e deviation from perpendicular contact) indentation velocity, i - Mer i detalj om hur metoden fungerar Tidigare mätningar på platta skivor and I [19], as well as the depth sensitivity of F Df on flat tissue phantoms [20]. The results from these studies showed that a contact angle deviating ≤ 10° was acceptable for reliable measurements and that the detectable depth for the TRSS was 3.5±0.5 mm. However, as a resected prostate gland has a spherical shape and is enclosed by a membrane, i.e. the capsule, new measurements on spherical objects are necessary before taking further steps towards a clinical application of the TRSS. Previous studies have reported statistical evidence that prostate tumours often occur in the peripheral zone i.e. in or near the capsule [23, 24]. When performing a radical prostatectomy, the positive surgical margin (PSM) has to be investigated in cases where there are reasons to suspect that the tumour has penetrated the capsule and is present in the adjacent tissue. Such cases with calls for additional surgery needs extra attention in order to avoid nerve bundles to minimize the risk of erectile problems [25, 26, 27]. The aim of this study was to develop and evaluate a clinical TRSS setup enabling detection of cancer on or close to the surface of whole human prostate. Measurement considerations and comparison with tissue phantoms as well as with golden standard histopathology were performed. Ut-opererad prostata är rund Cancer ofta när ytan Syftet Utveckla och utvärdera en metod för att upptäcka cancer på och nära ytan av hela utopererade prostatakörtlar. Jämförande studier ….patologiska studier och mätningar på modeller av vävnad. 21 Metod Metod Metod och material Experiment Mätningar För en systematisk review är metoden också viktig: • Hur/var söktes källorna? • Vilka studier togs med? Vilka uteslöts? – Varför?- vilka kriterier (källor, årtal, sökord, områden, annat)? • Hur/vilka data/fakta valdes ut? • Vilken kvalitet har materialet? Fanns felkällor, kritisk analys I källorna, vilken typ av källa- och hur det påverkar kvalitén • Hur har data analyserats? (statistiskt?) Kan innefatta: • Eventuellt en detaljerad presentation av problemet teori • Presentation av beräkningar, förenklingar, antaganden • Motivering av antaganden • Redovisning av arbetsmetoder och experimentella metoder • Beskrivning av instrument och mätutrustning • Beskrivning av material 22 Resultat Viktigt avsnitt- här presenteras det som är nytt, det som åstadkommits enligt syftet. Men håll det kort- presentera bara resultaten! (kommentarer, analyser etc kommer i diskussionen) Gärna grafer och tabeller. Inga onödiga/överflödiga resultat eller data. 23 Diskussion • Diskutera resultaten och konsekvenserna av dina förenklingar och antaganden • Peka ut avvikelser, oväntade resultat • Analysera varför ser resultaten ut som de gör? • Jämför resultaten med andra arbeten • Föreslå förändringar • Ge förslag till fortsatt arbete Systematic review-artikel: • Hur pålitliga är resultaten? (hur påverkade urvalet av källor? Kvalitén på källorna, begränsningar i ämnesvalet?) • Styrkorna och svagheterna med studien (t ex val av källor, antal källor, val av sökord, val av årtal) 24 Slutsatser • Med utgångspunkt från resultaten och diskussionen presenteras dina slutsatser. • Återknyt till syftet – har syftet uppfyllts? Om inte – varför? • Slutsatserna ska placera resultaten i ett större sammanhang!- vad kan dessa resultat betyda för framtida utveckling/teknik? • Rekommendationer, vad borde göras i nästa steg? 25 Referenser Harvard: The tactile resonance sensor system used in this study was presented earlier. (Åstrand et al, 2013) I referenslistan står sedan: Referenserna i bokstavsordning Oxford: The tactile resonance sensor system used in this study was presented earlier [19]. I referenslistan står sedan: [19] Åstrand AP, Jalkanen V, Andersson BM, Lindahl OA 2013 Contact angle and indentation velocity dependency for a resonance sensor – evaluation on soft tissue silicone models J Med Eng Technol 37(3) 185-196 26 Titel Locka läsare, innehålla information om huvudsyftet med studien, nyckelord- (kolla på syftet) Författare: ska ha bidragit substantiellt, Huvudförfattare först, sedan ev bokstavsordning, Gruppledaren sist, 27 Abstract Abstract Prostate cancer (PCa) is the most common form of cancer among males in Europe and the USA. A prostatectomy i.e. the removal of the prostate is the most common form of curative treatment. After a prostatectomy the entire prostate is histopathologically analysed. One area of interest is the superficial part of the prostate gland as tumour growth on the surface suggests that the cancer has spread to other parts of the body. Bakgrund allmänt: Prostatacancer+ utopererad körtel Tactile resonance sensors can be used to detect areas of different stiffness in soft tissue through a stiffness parameter. It is suggested that tactile resonance sensors can be used to detect prostate cancer since tumours in the human prostate usually is stiffer compared to surrounding healthy glandular tissue. Bakgrund specifikt: taktila resonanssensorer, tidigare studier The aim of the study was to detect tumours on, and beneath the surface, of whole human prostate glands ex vivo using a tactile resonance sensor. Model studies on spherical shaped tissue phantoms made of silicone and porcine tissue were performed to evaluate the ability of the TRSS to detect stiffer volumes at a distance beneath the surface. Finally, two resected human prostate glands ex vivo from patients undergoing surgery for prostate cancer were studied. Syfte- frågeformulering: vad exakt gjordes i denna studie + lite metod From the results it was concluded that the clamping force from the rotatable sample holder did not affect the magnitude of the stiffness parameter for the silicone samples. For the porcine muscle samples, the stiffness parameter showed to be affected by clamping forces larger than 800 mN. The embedded stiff silicone inclusions placed about 4 mm under the surface could be detected in both the silicone and biological tissue models with a sensor indentation distance of 0.6 mm. The measurements on resected whole human prostates showed that areas with elevated stiffness parameter values correlated (p < 0.05) with areas where cancer tumours were detected using histolopathological evaluation of the prostate. The tumours were significantly stiffer than the healthy tissue in the dorsal region. In conclusion, we have shown that a tactile resonance sensor can detect cancerous areas close to the surface of a whole prostate gland and the results of this study is promising for the development of a clinically useful instrument to detect superficial prostate cancer. Resultat: det viktigaste resultaten + ev kommentarer (diskussion) Slutsats: De viktigaste slutsatserna+ framtidsvision? 28 Abstract Prostate cancer (PCa) is the most common form of cancer among males in Europe and the USA. A prostatectomy i.e. the removal of the prostate is the most common form of curative treatment. After a prostatectomy the entire prostate is histopathologically analysed. One area of interest is the superficial part of the prostate gland as tumour growth on the surface suggests that the cancer has spread to other parts of the body. Tactile resonance sensors can be used to detect areas of different stiffness in soft tissue through a stiffness parameter. It is suggested that tactile resonance sensors can be used to detect prostate cancer since tumours in the human prostate usually is stiffer compared to surrounding healthy glandular tissue. The aim of the study was to detect tumours on, and beneath the surface, of whole human prostate glands ex vivo using a tactile resonance sensor. Model studies on spherical shaped tissue phantoms made of silicone and porcine tissue were performed to evaluate the ability of the TRSS to detect stiffer volumes at a distance beneath the surface. Finally, two resected human prostate glands ex vivo from patients undergoing surgery for prostate cancer were studied. From the results it was concluded that the clamping force from the rotatable sample holder did not affect the magnitude of the stiffness parameter for the silicone samples. For the porcine muscle samples, the stiffness parameter showed to be affected by clamping forces larger than 800 mN. The embedded stiff silicone inclusions placed about 4 mm under the surface could be detected in both the silicone and biological tissue models with a sensor indentation distance of 0.6 mm. The measurements on resected whole human prostates showed that areas with elevated stiffness parameter values correlated (p < 0.05) with areas where cancer tumours were detected using histopathological evaluation of the prostate. The tumours were significantly stiffer than the healthy tissue in the dorsal region. In conclusion, we have shown that a tactile resonance sensor can detect cancerous areas close to the surface of a whole prostate gland and the results of this study is promising for the development of a clinically useful instrument to detect superficial prostate cancer. Mycket text: En del läser bara abstrakt Bara abstrakt är gratis Sökmotorer söker i abstrakt Lite text: Fånga de som har bråttom Viktigaste info drunknar Restriktioner från utgivaren 29 A systematic review of image segmentation methodology, used in the additive manufacture of patient-specific 3D printed models of the cardiovascular system N Byrne1,2,3, M Velasco Forte2,3, ATandon4, I Valverde2,3,5,6 and T Hussain3,4 Abstract Background: Shortcomings in existing methods of image segmentation preclude the widespread adoption of patientspecific 3D printing as a routine decision-making tool in the care of those with congenital heart disease. We sought to determine the range of cardiovascular segmentation methods and how long each of these methods takes. Methods: A systematic review of literature was undertaken. Medical imaging modality, segmentation methods, segmentation time, segmentation descriptive quality (SDQ) and segmentation software were recorded. Results: Totally 136 studies met the inclusion criteria (1 clinical trial; 80 journal articles; 55 conference, technical and case reports). The most frequently used image segmentation methods were brightness thresholding, region growing and manual editing, as supported by the most popular piece of proprietary software: Mimics (Materialise NV, Leuven, Belgium, 1992–2015). The use of bespoke software developed by individual authors was not uncommon. SDQ indicated that reporting of image segmentation methods was generally poor with only one in three accounts providing sufficient detail for their procedure to be reproduced. Conclusions and implication of key findings: Predominantly anecdotal and case reporting precluded rigorous assessment of risk of bias and strength of evidence. This review finds a reliance on manual and semi-automated segmentation methods which demand a high level of expertise and a significant time commitment on the part of the operator. In light of the findings, we have made recommendations regarding reporting of 3D printing studies. We anticipate that these findings will encourage the development of advanced image segmentation methods. 30 Vetenskaplig artikel Teknisk rapport Kommunicerar ny forskning, ny kunskap Många olika syften: Granskas av andra forskare: Är det ny kunskap? korrekt genomfört (metod)? korrekt och tydligt beskrivet? Godkänns språk, struktur, figurer…? Är slutsatserna rimliga? - sammanställning av fakta - resultatet av en undersökning, - läget i en teknikutvecklingsprocess, - resultatet av ett arbete för att lösa ett problem eller behov. Läsare: Andra forskare med liknande Läsare: Chefen, organisationsledning, Dvs uppnår ett ”djup” (forsknings/kunskapsfronten) Dvs ofta svagare specialistkompetens hos läsarna Kräver precision i språk och upplägg: • Ska kunna upprepas • Ligga till grund för fortsatt forskning Kräver viss förklarande text: • Fakta och idéer som använts för att lösa problemet • Ger rekommendationer för hur problemet ska lösas bakgrund Minimera omfattningen! företagsledningen. ”Inga” gränser för omfattningen 31 Disposition av teknisk rapport Inledande del Titelsida Sammanfattning Förord (ev) Innehållsförteckning Huvuddel Inledning Syfte Metod Resultat Diskussion Slutsatser Referensdel Referenser Bilagor 32